姜敏
广州地铁集团有限公司运营事业总部 510000
为提高DC1500V下接触式接触轨系统供电的可靠性，广州地铁4、5、6、14、21号线及知识城线全线安装了GRP(玻璃纤维增强树脂) 材质的绝缘防护罩。然而运行中原本相互搭接的防护罩会因为诸多原因产生位移导致错位，甚至在缺乏有效支撑时出现侵入集电靴工作范围的情况。通过调研现场设备的运行环境、设备特点，并结合运营经验做出了周密细致的分析，最终提供了多种解决方案。
一、下接触式接触轨防护系统安装形式
下接触式接触轨防护系统由防护罩支撑卡、普通防护罩、电连接防护罩、膨胀接头防护罩、特殊中锚防护罩、支架防护罩等组成，普通防护罩通过安放在接触轨上方间隔500mm布置的支撑卡架设安装。在定位点绝缘支架处，支架防护罩扣接在定位点两侧的普通防护罩上，设计扣接重合长度不小于200mm，形成完全遮挡的绝缘保护，如图1.1所示。
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二、防护罩错位、支撑卡位移现象
广州地铁4、5、6、14、21号线及知识城线自运营以来，高架段多次发生接触轨防护罩错位现象。在现场检查中发现，防护罩的错位同时伴随着支撑卡位移现象的发生，防护罩在缺乏有效支撑时可能侵入集电靴工作范围，给行车造成较大安全隐患。
三、支撑卡位移及防护罩错位主要原因分析
接触轨本体发生热胀冷缩时，会带动防护罩一起运动。每个锚段内设置有中心锚节，确保接触轨本体只在锚段长度范围内自行调节，防护罩也被限制在跨距内移动。从设计上分析，防护罩跟随接触轨运动是正常的，但出现错位现象则违背了设计本意，且对运营的安全管理而言是不可接受的。按照质量管理的PDCA 方法对原因进行查找，作为预防和避免防护罩错位现象的依据。
3.1温度影响。
以广州地铁14、21号线为例，高架段接触轨的设计锚段长度L为60m，依据铝的线性热膨胀系数α=23.2×10-6m/℃，Δt=15℃可计算得出单个锚段接触轨随温度的变量ΔL=L·α·Δt=60×23.2×10-6×15=2.09×10-2m。
3.2安装、运行条件影响
一个60m的锚段内共计设立约120个支撑卡，对于单个支撑卡与接触轨的接触面摩擦因数又因为材料本身的限制、两者接触面上附着的杂质、线路坡度、列车震动幅度等影响，造成了接触轨支撑卡无序运动，无法保证工作位置的相对静止
3.3卡槽顺线路方向无限位作用
从防护罩搭接示意图可以看出，防护罩本体设计了卡槽，其作用是对防护罩与支撑垫块、不同类型防护罩之间提供横向的夹持力，使防护罩的搭接部位密贴，但其作用力对于支撑卡顺线路方向的位移没有限制作用。
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3.4防护罩搭接量不足
防护罩设计搭接重合长度按200mm计算，L=200mm，定位防护罩长度L1=800mm，卡爪宽度L2=136mm，由防护罩搭接形式计算可知，普通防护罩沿顺线路方向可移动的最大距离 132mm，当普通防护罩沿顺线路方向移动到极限位置，与定位点卡爪密贴时，另一侧普通防护罩与定位防护罩仍68mm搭接重合长度。实际施工过程中如出现施工误差，两相邻定位搭接量之和小于332mm时，防护罩位移势必会造成错位。
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四、下接触式接触轨防护系统优化
针对以上分析，本文提出预防为主，“防、堵”结合理念，分别从以下几方面对下接触式接触轨防护系统优化进行探讨，
4.1增加支架防护罩长度（防）
根据上文3.4分析，用1000 mm 的支架防护罩代替原800 mm 长的支架防护罩，可进一步避免由于搭接量不足造成错位现象的主要问题。加长支架防护罩的长度，而不改变原支架防护罩的外形设计，维持原有的作用和使用特性，可保证其在设备维护时拆卸的方便性，不改变作业工序和维修人员的工作习惯，同时也不会大幅度地增加设计成本、制造成本和运营成本。
4.2特殊中锚防护罩一体化（防）
双中锚一般通过两支架防护罩及普通防护罩搭接安装，存在支撑卡位移,防护罩下塌风险。设计阶段采用双中锚防护罩，通过一体化，优化接触轨防护系统。
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4.3增加位移标识（防）
现场沿工装防护罩边沿对准线，放置于防护罩表面，涂红色油漆，完成色块标记。通过色块效果，判断防护罩位移情况，日常检修及巡视中，发现滑移，及时调整。
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4.4接触轨加装钻尾螺栓限位（堵）
接触轨顶部光滑，无法限制支撑卡位移，通过接触轨钻尾螺栓或限位滑块加装，有效限制支撑卡的活动范围，解决了普通防护罩失去支撑力后下陷侵入集电靴工作范围的问题。
4.5防护罩侧面绝缘螺栓限位（堵）
设计的防护罩支撑卡以间隔500mm布置，现场通过在普通防护罩上间隔500mm钻孔安装绝缘螺栓的方式将在单个支撑卡两侧实现物理的隔断，将单个支撑卡的无序活动范围仅限制在各自独立的500mm区间内。该方案能有效的限制支撑卡的活动范围，保证了一个跨距内每个支撑卡能均匀受力，解决了普通防护罩失去支撑力后下陷侵入集电靴工作范围的问题。
4.6防护罩卡槽结构胶限位（堵）
防护罩卡槽内涂抹结构胶，将在单个支撑卡两侧实现物理的隔断，有效限制支撑卡的活动范围，解决了普通防护罩失去支撑力后下陷侵入集电靴工作范围的问题。
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五、结语
防护罩、支撑卡位移问题为多种结构接口设计的缺陷，接触轨防护系统优化涉及的数量非常大，为保证工作的高效开展，避免出现改造返工以及效能发挥时间不理想的问题，应经过长期大量的试验，探讨、总结积累数据及经验后开展大面积改造，用以彻底改变接触轨防护系统的这一不稳定因素。