地铁供电刚性接触网故障与防范

肖孝军

深圳市地铁集团有限公司运营总部

摘要：地铁供电系统的接触网是主要设备之一，而且没有备用。一旦出现故障，对运行产生很大的影响。刚性接触网在我国地铁供电系统应用比较多，但长期的运作也会产生故障问题，影响系统运作。本文主要就刚性接触网常见的故障进行分析，并提出措施。

关键词：地铁电力；刚性接触网；故障；防范措施

1、地铁接触网概况

地铁作为交通运输体系的重要交通工具，其供电系统是否正常将严重影响地铁运行的安全性。柔性接触网与刚性接触网是构成地铁接触网的主要成分，在地铁供电系统运行中刚性接触网常见故障问题主要体现在接触线磨耗、受电弓磨耗等方面，通过对地铁接触网运行环节存在的问题，可确保提出的措施行之有效，这对地铁刚性接触网的安全维护极为关键，更是维护列车运行安全的重要保障。目前国内地铁已有运行经验的接触网类型主要有：北京地铁隧道及地面均采用上接触式低碳钢接触轨；上海市轨道交通1号线和2号线在隧道内采用的是弹性支座有补偿简单悬挂接触网；广州地铁1号线采用架空全补偿链形悬挂接触网，2号线和3号线隧道内采用刚性悬挂接触网，4号线采用下接触式钢铝复合接触轨；深圳市地铁采用架空全补偿链形悬挂接触网；武汉轻轨采用下接触式钢铝复合接触轨；大连轻轨采用架空全补偿链形悬挂接触网；重庆轻轨工程采用与跨座式车辆配套的侧接触式T型汇流排刚性接触网。归纳起来城市轨道接触网有三大类型：接触轨类接触网；架空柔性接触网；架空刚性接触网。这些接触网在地铁的发展中，起着重要作用。

2、刚性接触网的特点

刚性接触网作为地铁供电系统的重要构成部件，其质量的优劣直接影响着供电系统的稳定性。汇流排、接触线、绝缘子等都是构成刚性悬挂接触网的主要成分。其中汇流排不仅能够作为接触线固定的嵌体，还是导电截面的重要构成部分。按照汇流排截面形状也可将其划分为2类：T型、型。现阶段，我国应用最多的为型。型结构刚性悬挂不仅利于安装、架设，还具备良好的结构稳定性。在接触线架设环节，通过专用滑动式放线小车的使用，可通过型结构弹性力，向汇流排卡槽内嵌入接触线。同时，通过两侧夹持力可进行接触线固定，进而提高其运行稳定性。具体特征如下：

2.11200m㎡为型刚性悬挂汇流排当量截面积，与柔性150m㎡硬铜绞线（8根）相同。应向传统柔性悬挂接触导线内嵌入，与柔性悬挂承力索、接触导线等功效一致。因此，与传统柔性悬挂接触网相比，刚性悬挂结构形式更为简单、紧凑，便于施工。如图1所示。

2.2无张力自然悬挂状态为刚性悬挂接触网所处状态，其通过铝合金汇流排刚性实现接触导向位置不变，无需进行重力下锚张力装置设置，这样就降低了悬挂结构的复杂程度，能够对有限隧道空间有效节约。

2.3选取硬质铝合金材质作为刚性悬挂材料，施工中存有任何失误都会产生极大危害，如汇流排永久变形等。为此，在刚性悬挂施工环节，必须严控把关施工工艺的各个关键点的要素，如人员、技术、系统及设备等。

3、地铁电力系统中刚性接触网常见故障

作为低净空架接触网悬挂形式，刚性接触网因其简单的结构、维护方便等优点在地铁供电系统中得到了广泛应用。但在地铁长期运营中，由于多种因素的影响，往往会出现以下故障。

3.1接触线故障

3.1.1拉弧烧损。接触线拉弧烧损故障包含不合理的跨距设计、选择的小曲线半径位置刚性定位线夹不合理，汇流排卡滞变形，接触线脱槽，受电弓过分段等位置不平滑等。按照理论知识、现场调研及运行经验，可选取的标准跨距为8m，要求在10m以内控制最大跨距。

3.1.2磨耗。行驶环节，列车因其具有较快速度，极易出现电气磨耗问题，一般磨耗都会出现于锚段关节、特殊线路及汇流排接头等位置。同时因具有较大弓网压力，也会加大机械磨耗量。当无法达到汇流排接头紧密的效果时，将严重磨耗接头位置。

3.2零件松动脱落故障。因其自身结构不合理，极易出现T头螺栓偏转问题，特别是振动时间较长的情况下，因T头螺栓出现偏转问题，待偏转程度达到一定程度后将产生零件脱落现象。以定位绝缘子为例，其脱落原因为螺栓连接零部件，但具有大量连接点，因受电弓振动影响，松动现象将慢慢出现，直至脱落。

3.3受电弓磨耗故障。受电弓滑板凹槽部位接触线将产生卡线、拉线等问题。究其原因为以正线曲线方式作为各个锚段之间接触网的分布形式，250m为其周期，且在20cm以内控制最大拉出值，这种情况控制精确度难度较大，进而出现不均匀磨耗现象。

4、地铁电力系统中刚性接触网防范措施

4.1安装小曲线半径段汇流排时，应避免定位线夹卡滞汇流排，此位置应选取旋转定位线夹，并做好定期维护、检查工作。在汇流排选用前，应对其热胀冷缩性能进行充分考虑，除此之外，在安装环节应确保定位线夹和汇流排都在一个平面内，防止出现卡滞问题。完成安装汇流排作业后，需将标记设置到定位位置，防止因振动等因素，出现松动现象，导致卡滞问题产生。

4.2要求根据现场实际情况，定期做好清洁工作，尤其是易污染部位必须确保其整洁性。如局部局域具有极差工作环境，需选取硅橡胶材料的绝缘子，并清理干净环境极差情况下的绝缘子。在设计汇流排定位线夹时，应确保其结合汇流排位置的平滑性，在安装环节，应以横平顺直为标准，且与轨道高度限制相符。

4.3在安装接触线环节，尽可能不出现硬弯现象，确保具有清洁的汇流排钳口，需在钳口内完全嵌入接触线。除此之外，隧道水患严重的情况下，应做好防水工作，如将防护罩加设到汇流排位置等。

4.4在列车减速区进行接触网设计时，必须安设绝缘锚段关节。减震道床区段设计曲线时，需及时对接头施工工艺加以改善，做好紧固作业，进而提升系统稳定性。

4.5为避免零件松动脱落，在运行过程中应选取科学的措施降低刚性接触网的振动量，以此提高结构的稳定性。除此之外，还需适当减少使用零部件的量，也就是说尽可能降低连接点的数量，进而避免大量故障出现于连接点位置。

5、结束语

综上所述，作为地铁供电系统的主要构成成分，刚性接触网的质量、性能与列车运行的安全性息息相关。伴随通车运营时间的不断延长，在运行过程中刚性接触网往往会产生故障问题，这种情况下，必须对故障原因进行深入分析，并根据以往经验，采取科学有效的防范措施进行有效处理，只有这样才能促进地铁交通事业的快速发展。

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