熊思维
贵阳市城市轨道交通集团有限公司运营分公司，贵州 贵阳 550000
摘要：刚性接触网在城市轨道交通的普遍应用，以其结构简单、便于安装维护，得到设计单位、建设者、运营商的广泛应用，成为地铁接触网的首选。本文主要分析了接触网的布置方式，通过刚性接触网、受电弓磨耗不均匀磨耗给予探讨，从而对刚性接触网的运营管理提供一定的指导意义。
关键词：刚性接触网；异常磨耗；改进措施
引言
刚性接触网弓网磨耗异常的问题会对地铁牵引供电系统的正常和安全运行造成严重的影响，而且分析其原因可知主要由于电弓工作面不规则、接触线损耗不均匀以及弓网管理和检查不足等原因引起的，所以需要在架空刚性接触网的运营过程中加强对其弹性性能的优化，以及对接触线偏移拉出值的调整，此外，还应加强对弓网的管理和检查，及时发现和处理其运行中存在的异常现象，还要对车辆进行定期检查来确认受电弓碳滑条的磨损情况，通过检修和及时更换来确保其表面的平整性来保证其运行的稳定性。
1 简述刚性接触网的内容及其异常磨耗的类型
1.1 刚性接触网的相关内容
刚性接触网具备断线断排的特性，能够满足传输公路、最大离线时间以及电压电流的要求。由于一些接触线和列车受电弓之间的关系不良，从而导致了接触网的磨耗情况日益严重。依据对接触网的检修发现，其磨耗较为严重的区域大都集中于列车出站的加速区段、绝缘锚段关节处等。
1.2 刚性接触网异常磨耗的类型
通过对刚性接触网的磨耗分析可知，其异常磨耗主要分为裂纹性磨耗、中心偏磨型磨耗以及波浪型磨耗。裂纹性磨耗主要是弓网之间的机械连接出现了问题，且高速运行的受电弓滑板受到冲击之后，会因为磨损而形成裂纹，从而导致本体结构受到损害。中心偏磨型磨耗主要体现在受电弓的中心区域磨耗严重，其磨耗的表面一般会残月的形状。波浪型磨耗主要是受刚性接触网磨耗不规则所产生的，其磨耗形状呈现为波浪型。
2 磨耗异常原因综合分析
2.1 刚性接触网无“弹性”结构
刚性接触网的悬挂类型构成中，刚性接触网以其安装净空低、无断线隐患等特点而应用于隧道内的接触网系统中，但同时存在弹性小的缺陷。刚性接触网主要采用化学锚栓安装在隧道顶，从纵向依次通过悬吊角钢、绝缘子、定位线夹、汇流排、接触线连接起来，几乎没有弹性连接件，所以接触网距离轨平面的垂直距离（俗称导高）的数量级别达到毫米，导高的参数变化稍微不符合标准就会产生上存在凸性硬点，而硬点的随机出现接触网的导高出现突变导致受电弓“颠簸”，造成受电弓被迫撞击抬升接触网或离线诱发电气烧损，加剧磨耗。
2.2 接触网悬挂硬点随机性
在接触网运转期间，接触悬挂上不可避免的会具有凹性硬点，从而会造成受电弓滑板磨耗形成方位的随机性。硬点的存在，会让接触悬挂导高出现变化，进而造成受电弓直接承受在快速运转情况下，对接触悬挂造成机械冲击。如果冲击力太大，那么受电弓滑板很有可能具有裂纹。根据过去的经验能够了解到，柔性过渡区域，汇流排中间接头处等很有可能具有硬点。
2.3 弓网接触力不平衡
刚性接触网的传统设计中，接触线与受电弓滑板中心距离越远，其动态弓网接触力越小，越近则越大。这样依赖，受电弓滑板中心段的磨耗就会增大。在地铁运行过程中，弓网接触力与地铁运行速度成正比，速度越快接触力越大，达到一定速度后，受电弓势必会出现摇晃的情况，从而导致磨耗异常。
2.4 接触线损耗不均匀
从对多项架空刚性接触网弓网损耗异常情况的调查分析中发现，接触线损耗不均匀的现象也是造成网络异常现象的主要原因。
一般情况下，地铁车辆在运行的过程中，一些加速段接触线会很大程度的磨损和消耗刚性接触网，而且会侵蚀电弧，这些区段主要位于地铁站附近，这个区段往往是加速阶段，地铁车辆会加速摆动，弓网间的电流很大，再加上弓网的振动会使弓网接触处的接触线升温，这样就会造成接触线出现软化的现象，再加上电弓的不平滑，使得地铁列车在运行的过程中由于压力的变化而产生电弧、火花等可能拉伤接触线的情况，从而影响架空刚性接触网的正常运营。
3 弓网异常磨耗的预防及优化措施
3.1 优化弓网选型
受电弓与接触网，两者是直接的机械与电气连接关系，相互之间的磨耗是直接相关的。而弓网之间的磨耗以及接触点的允许电流，很大程度上依赖于滑板和接触线的型号组合。不同型号的弓网在材料、结构等方面的组合影响了弓网的电接触特性、机械摩擦性以及受电弓的跟随性。
碳滑板已被证明特别适用于匹配铜和铜合金接触线。碳滑板的自润滑性能及耐电弧性能较好，但导电性能较差，需要提防电气列车停车时的静态接触温升引起滑板局部温度超过允许限度的危险；此外，纯碳滑板的硬度还需要进一步提高。
地铁的接触线主要是铜或银铜合金材料，由于地铁列车采用直流供电，电压较低，通过弓网接触点的电流较大，这就造成高电阻率的纯碳滑板无法适用于地铁列车的受电弓。
在碳滑板的基础上，将铅、锡、铜等金属按照一定比例熔化成熔融态合金，经过加压等工艺融进碳滑板空气间隙形成浸金属碳滑板，其既具有粉末冶金滑板机械强度高、电阻率小的特点，又具有纯碳滑板对接线磨耗小、在接触线摩擦表面易形成润滑膜和燃弧性能强的优良性能，且具有弓头归算质量小、弓网跟随性强的特点。在地铁取流中，浸金属碳滑板与银铜合金导线的组合是一个比较合理的选择。
3.2 适当调整接触线的偏移拉出值
在地铁运行过程中，刚性接触网的状态会直接对地铁的安全性和可靠性造成影响。目前，我国很多地区的地铁接触线运行的状态并不良好，从而严重影响地铁的安全可靠运行，据此，必须采取有效的解决办法，合理调整接触线的偏移拉出值。并且还要确保拉出值分部的均匀性，拉出值的分布应呈标准正态分布，相邻点之间拉出值的变化保持平缓。
3.3 减小弓网振动
目前刚性接触网采用的受电弓并非针对刚性接触网特性所研制的，因此研制受速度影响、产生振动比较小的优质受电弓，是缓解因振动产生接触线磨耗的有力措施。另外，优化列车车体的动态性能，打磨或更换磨损严重的钢轨，都有利于缓解受电弓振动，改善弓网关系，进而缓解接触线的磨耗。
3.4 特殊地段采用弹性部件
刚性接触网因其结构特点弹性较小，受电弓在运行中会产生上下震动，如若其震动得不到释放或者缓冲，弓网间的电气磨耗及机械磨耗就会加大，所以需根据具体路线及刚性悬挂安装的实际情况（例如变坡区段、加速区段、减震道床区段等），加装硅胶弹性绝缘子、弹性线夹等弹性部件，增大悬吊结构的弹性，改善弓网关系的跟随性，达到减小弓网机械磨耗及降低其离线率的目的。
3.5 加强重点磨耗区段精细化检修工作
对磨耗异常区段，按年计划检修作业,并密切关注弓网磨耗变化情况，对该区段的导高拉出值调整执行更严格的标准，将定位数据保持在与标准值相匹配的状态，确保设备安装及运行状态良好。
4 结束语
刚性接触网弓网异常磨耗给地铁运行带来了极大的影响，必须要对其成因及类型进行详细分析，制定合理有效的优化预防措施，才能够减少弓网异常磨耗，确保地铁运行的安全可靠，促进我国地铁行业的稳步发展。
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