地铁接触网的常见故障及应对策略分析

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　　摘 要 近年来地铁在各大城市发展迅速，为缓解城市公共交通拥挤方面发挥了重要的作用。而在实际运营管理中，地铁接触网故障往往对线路运营及列车安全造成严重影响。基于线路运行经验，本文主要分析地铁接触网常见故障及其应对策略。
　　关键词 地铁;接触网;故障;应对策略
　　1 接触网系统结构特点
　　地铁接触网运行环境较为复杂，设备可靠性要求高，分析接触网结构和特点，对接触网故障诊断能提供一定的判别依据。狭义而言，接触网仅指架空接触网;广义而言，接触网还包括接触轨。本节主要简介架空柔性及刚性接触网两种基本形式的结构和特点。
　　柔性接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱等组成。根据其结构形式，分为有承力索的链形悬挂和无承力索的简单悬挂。链型悬挂又分为简单链型悬挂和弹性链型悬挂，有全补偿、半补偿和无补偿三种形式，地铁一般采用全补偿简单链型悬挂。
　　刚性接触网有“T”型和“Π”型两种，目前“Π”型刚性悬挂应用较为普遍。刚性接触网用汇流排代替了柔性接触网的承力索和吊弦，通过自身弹性夹持接触线。刚性接触网具有结构紧凑、占用净空小、维护方便等特点[1]。
　　2 接触网系统常见故障分析
　　2.1 柔性接触网的常见故障
　　（1）接触悬挂失效。接触悬挂失效主要表现为承力索、接触线、吊弦的烧断和拉断。造成线索烧断的原因包括电连接状态不良、金属性短路、隧道内渗水导致短路等;造成线索拉断的原因包括线索互摩、补偿装置卡滞、线索散股后受力不均、固定线夹松脱等。从实际运行经验，亦常见线索断股、异常磨耗、隧道n型吊弦断裂等缺陷，多因临近使用年限所致。
　　（2）定位装置失效。定位装置失效主要表现为定位管脱落、定位线夹开裂、定位环断裂和定位器脱落等。造成定位装置发生故障的原因包括螺栓松动、电气烧伤、定位状态不良等。从实际运行经验，亦常见定位管钩头耳环变形、定位管偏移等缺陷。
　　（3）支持装置失效。支持装置失效主要表现为绝缘子断裂和击穿。造成绝缘子断裂的原因主要为自身质量及老化;造成击穿的原因主要为自身材质及天气状况等，如雨雾天气或大气污染严重时，易引发绝缘子击穿或污闪。从实际运行经验，亦常见绝缘子闪络、腕臂偏移等问题。
　　（4）支柱的失效。支柱的失效形式主要表现为支柱断裂或倾斜，造成原因一般为自然灾害和异物入侵。从实际运行经验，支柱失效前亦常见转换柱多支线索受力不均引致轻微扭转等问题。
　　2.2 刚性接触网常见故障
　　（1）接触线脱槽和异常磨耗。造成接触线脱槽的原因，一是安装过程中接触线出现硬弯、汇流排卡槽内存在异物，二是运营过程中隧道潮湿导致汇流排卡槽内形成水垢，汇流排的热胀冷缩及承受来自受电弓的纵向冲击等。造成接触线异常磨耗的原因包括施工安装不合理形成硬点、受电弓滑板工作面不规则等，严重时易在接触线上产生麻点/硬点等。
　　（2）绝缘子故障。绝缘子在实际运行中承受汇流排、接触线等的垂向载荷，及弓网间的冲击振动。长期冲击振动下，绝缘子易因连接螺栓松动而致脱落。绝缘子脱落主要为绝缘子与定位线夹脱落，及绝缘子与定位槽钢脱落。同时，在潮湿污染环境且直流电压下的绝缘子，易因泄漏电流产生电解腐蚀，导致绝缘子的金属杆膨胀，引致瓷件胀裂、破损。
　　（3）T型头螺栓旋转和中间接头连接螺栓滑牙。T型头螺栓用于连接刚性悬挂及底座槽钢，长期振动作用下易發生偏转，如未能及时修正偏转角度，则可能导致螺栓脱落。且偏转方向越靠近底座槽钢缝隙，越易导致T型头螺栓脱落。中间接头是汇流排与汇流排、汇流排终端、刚柔过渡原件之间机械及电气连接的中介元件。在长期振动作用下，中间接头的连接螺栓易出现滑牙，并导致螺栓松动、脱落，最终在汇流排等的对接终端形成硬点[2]。
　　3 接触网常见故障应对策略
　　3.1 柔性接触网故障应对策略
　　针对接触悬挂失效问题，接触线、承力索及吊弦失效属于显性故障，直接影响接触线的导高和拉出值。接触线属于磨耗部件，全寿命周期内应对其进行定期状态监测，并根据线索残值定期大修更换或参考某地铁仅对磨耗超限处补强更换。承力索相对而言设备表现较好，应定期状态监测，并根据线索断股情况定期补强或大修更换。对于吊弦，主要为预防性维修，定期状态检测，确保结构高度正常范围。
　　针对定位装置失效问题，定位管和定位器等钢管结构应采用定期状态监测的方式，及时处理设备异常情况，保证导高、拉出值等相关参数。还应定期更换连接部件，并于日常维护中做好清洁维护工作。
　　针对支持装置失效问题，绝缘子性能取决于其绝缘材料各项综合特性，应采取预防性维修及状态监测等措施。复合绝缘子使用年限与其设计寿命相关，应在设计寿命到期前提前更换。而瓷绝缘子与其设计寿命相关外，应进行定期的检查和清洁。
　　针对支柱的失效问题，应以可靠性为中心的维修原则。由于支柱的故障属于显性故障，出现故障的概率较低，但是故障后果严重，因此，应进行预防性维修，采用状态维修的方案。对于柔性接触网支柱，如果引起故障的原因是设计施工不合理，且影响较为严重，则需进行重新设计和施工。
　　3.2 刚性接触网故障应对策略
　　针对接触线脱槽及异常磨耗，在设计环节即需考虑避免特殊点重叠，避免减振床道与曲线线路二者设计于一起。同时尽量减少曲线线路的设计，将绝缘锚段关节设计在地铁列车的惰性减速区。在施工阶段，应加强施工质量监管。
　　针对绝缘子故障问题，重点考虑汇流排和定位线夹间的平衡过渡，加强巡查汇流排状态，尤其在关节处和隧道口刚柔过渡段，及时对倾斜较多的绝缘子进行紧固调整。
　　针对T型头螺栓旋转问题，常见措施即是缩短检修周期，确保螺栓紧固状态，但指标不治本。根本解决办法仍是研究如何保证悬挂结构稳定性，研究如何减少连接点等薄弱环节。针对中间接头连接螺栓滑牙故障，通常做法即是更换中间接头。根本解决办法仍是选用硬度更大、耐磨性能等材质更好的中间接头，或改进连接工艺，分散接头螺纹处的受力，使螺纹不易损坏。
　　4 结束语
　　通过分析以上地铁接触网常见故障及应对策略，足见接触网良好状态对确保线路运营的至关重要作用。总而言之，在接触网实际运营维护过程中，应有效运用状态检测设备，加强预防性维修及状态性维修，利用最有效的方式提高接触网安全性，保障运营。
　　参考文献
　　[1] 王璟.城市轨道交通接触网故障原因分析及预防措施[J].机电工程技术，2012，（7）：207-210.
　　[2] 芮小刚.地铁接触网常见故障和问题分析及其应对方法[J].科技信息，2012，（2）：350-351.
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