地铁接触网导线磨耗分析及检规修改建议

地铁接触网导线磨耗分析及检规修改建议

杨宇康

贵阳市城市轨道交通集团有限公司，贵州 贵阳 550000

摘要：地铁系统由车辆、接触网、测量装置、控制设备等组成，其中接触网承担着车辆与外界的直接连接，因此其安全稳定性至关重要。作为接触网设备核心部分的接触导线，与地铁车辆受电弓直接进行耦合，在工作过程中既要满足接触悬挂张力的要求，又要考虑导线的载流量是否在预设范围之内，因此需要重点进行关注。地铁接触网导线磨耗量是导线的一个重要参数，受到多种因素的影响，只有将磨耗量控制在一定范围内，才能确保接触网导线电阻和载流量满足使用要求，向车辆传输足够的动力电流满足运行需求。

关键词：地铁接触网；导线磨耗；检规修改

前言

保证供电系统的稳定性和可靠性是实现地铁系统正常运营的重要基础。目前在我国地铁供电系统中采用的接触网主要包括两大类，其中的刚性接触网由于具有较高的安全性，在地铁供电系统建设中被大力推广和应用。但是在地铁工程供电系统的实际建设以及运营过程中，由于受到现有技术水平、环境以及人为等多种因素的影响，刚性接触网经常会发生故障，严重影响地铁系统的运行安全，因此需要积极总结地铁供电系统刚性接触网的实际应用经验，对其常见故障类型进行全面研究，并在此基础上采取相应的防范对策，全面提高地铁供电系统刚性接触网的可靠性以及安全性，为地铁系统的稳定运行提供稳定的电力能源保障，促进我国地铁工程以及现代化城市建设水平的提升。

1刚性接触网概述

刚性接触网是地铁供电系统的主要组成结构之一，其主要由汇流排、接触线、变电设备、支撑结构和相关的绝缘锚段关节和材料等组成。由于刚性接触网的结构较为简单，对空间要求较低，布设施工便捷，且具有良好的可扩展性，在运行过程中不会产生外力张力，也不需要进行张力补偿等，特别是在难以采用柔性接触网的地铁隧道段的人防门以及防淹门等部分，可以采取可移动式的刚性接触网，满足其供电要求。刚性接触网在运行过程中不会产生强烈的弓网滑动波动，具有较好的稳定性，且其汇流排的参热性能也较为突出，可以及时散逸弓网滑动热量，因此刚性接触网在地铁供电系统中的应用越来越广泛。但是由于我国在刚性接触网的实际应用经验不足，其发生故障的概率相对较高，应采取有效的防范措施。

2接触线磨损

接触线故障是地铁供电系统刚性接触网故障中的常见类型之一，造成该类型故障的主要原因是接触线在刚性接触网的运行过程中产生损耗，当接触线的损耗程度超过了允许的范围时，会导致刚性接触网发生故障。刚性接触网的汇流排接头以及其锚段关节等部位是接触线发生磨损故障的常见点位。一旦接触线磨损故障发生，会对刚性接触网运行的安全性和可靠性产生不利影响，难以保证地铁系统正常运营的电力供应要求。

3地铁接触线磨耗计算方法

在对地铁线路进行运行维护或者检修过程中，需要对接触线磨耗情况进行定期观察和精确测量，一旦发现超过临界值的情况，需要及时采取措施进行补救。

3.1接触线磨耗情况测量方法

在巡检过程中，发现接触线出现磨耗情况时，应及时进行检查和修补。接触线的线径R是已知的，如果用游标卡尺测量出了a值之后，就可以计算出磨损高度h=2R-a；另外，根据经验公式，可以计算出磨损宽度y=sqrt(R^2-(h/2)^2)。

3.2接触线磨耗情况分析

在实际工作中，针对地铁线路接触网导线，可以计算出磨耗部分表面积与磨耗高度及磨耗宽度的经验曲线。可以看出，磨耗部分表面积与磨耗高度成非线性变化关系，而与磨耗宽度成近似线性变化关系，磨耗宽度对磨耗部分表面积的影响相对更大，因此在实际检修过程中需要重视磨耗高度的测量，尽量通过减小磨耗高度数值来达到减小磨耗表面积的目的；同时也应该关注磨耗宽度的数值，在允许的技术支持条件下尽量减小磨耗宽度，确保磨耗表面积在合适的范围之内。

4对地铁接触网检规修改的建议

为了进一步规范地铁接触网检修工作，国家制定了《接触网运行检修规程》（2012版及2013版）。当前很多单位以这两个版本的检修规程作为工作指导文件。总的看来，这两个版本的接触网运行检修规程对接触网导线磨耗情况的规定比较简单，需要在实际应用过程中根据工作实际进行修订。

4.1需要补充智能检测技术的相关内容

当前智能化是时代发展的主体，尤其是各种智能检测技术，实现了检测手段的自动化，同时检测结果更加精确。地铁接触网导线检测经常受到检测空间的限制，很多时候无法使用大型设备进行检测，智能化检测设备相对比较精巧，能够满足空间狭小区域的使用需求；另外，很多时候需要进行无接触检测，智能检测基于X射线等可以实现无接触检测，能够弥补传统检测手段的不足。

4.2需要推广基于大数据的智能检测

数据分析技术随着检测技术的进步，检测数据量也会变大，并且相互变量之间的耦合关系逐渐加强，所以不能单纯地分析某一个变量，需要将多个变量进行综合分析，这无形中增加了数据分析的难度。进行检规修改时，需要强调并推广基于大数据的智能检测数据分析技术，开发专用软件进行数据在线分析与快速处理，实时给出分析结果，方便检修人员第一时间做出判断，提高应急处理能力。为了有效防范地铁供电系统刚性接触网发生接触线类型故障，应根据该类型故障的主要成因以及诱发因素采取相应的维护管理措施，以降低故障发生的概率。针对接触线类型故障中比较常见的由于拉弧烧损而导致的刚性接触网故障，应从阻断故障源头入手，积极利用BIM等专业技术手段对设计参数进行优化，并在刚性接触网建设中严格按照设计标准选择较高质量性能的拉弧零件。在刚性接触网的运行过程中，应通过汇流排监测等措施，对拉弧是否存在变形情况进行动态监测。在日常管理维护工作中如果发现相关部件出现平滑度下降等问题，应及时采取相应的处理措施，以降低拉弧发生烧损情况的概率。此外，在日常管理维护工作中还应积极应用先进的动态监测技术，对刚性接触网的汇流排接头以及锚段关节等故障高发点位重点加以监测，及时掌握其实时状态，一旦发现存在异常时，应及时维修或更换受损接触线，以防止故障的发生。

结束语

地铁接触网导线的安全稳定直接关系到地铁的运行状态，因此在实际工作过程中需要加强对地铁接触网导线工作状态的在线监测。地铁接触网导线在实际使用过程中，会受到多种因素的影响，从而出现磨耗情况，如果监测不到位或者处理不及时，很容易影响到地铁系统的安全稳定运行。本文中，作者分析了地铁接触网导线磨耗的基本概念，在此基础上对导线磨耗情况的计算方法进行了分析，得到了磨耗部分表面积与磨耗高度的关系以及磨耗部分表面积与磨耗宽度的关系变化，同时针对《接触网运行检修规程》（2012版及2013版）提出了修改建议，包括需要补充智能检测技术的相关内容并且需要推广基于大数据的智能检测数据分析技术，相关成果具有一定的可实施性，并且经过工程实践证明了其有效性，可为相关专业技术人员借鉴并提供理论指导。

参考文献：

[1]张营.地铁接触网的常见故障及应对策略[J].城市建设理论研究(电子版)，2018(2)：185.

[2]罗亚敏.地铁接触网(轨)动态检测系统精度验证[J].现代城市轨道交通，2015(3):78-80.

[3]王建红.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施解析[J].智能建筑与智慧城市，2020（12）：18-19.

[4]马登峰.地铁供电系统中刚性接触网常见故障和防范措施解析[J].百科论坛电子杂志，2019（2）：598.