武广高铁隧道接触网定位器尾钩与底座相磨的原因分析及对策

白晓明(广深铁路股份有限公司广州供电段 广东 广州 510030)

引言:定位器是一种为了使电力机车或动车组受电弓滑板在运行中与接触线始终良好地接触取流，通过定位线夹把接触线按受电弓的运行要求进行定位的部件，是电气化铁道接触网上的关键零部件。在电力机车或动车组的运行过程中，一旦定位器由于磨损严重发生断裂，则必将会侵入电力机车或动车组受电弓的动态包络线范围内，轻则造成打弓，重则将引起塌网、断线等严重的弓网事故。

1 原因分析

1．1外观及数据分析。根据现场全面检查发现的情况，定位器主要的磨损部位在尾钩与定位器底座的铰接处，严重处甚至已发生相互嵌入的情况。

同时，对23处出现定位器尾钩与定位器底座相磨的地点进行统计分析，发现的定位器磨损情况为正定位共20处，占比87%，反定位3处，占比13%。隧道内18处，占比78．3%，隧道外5处，占比21．7%。

因此，综合上述可以得出，此次定位器磨定位器底座的主要发生地点为隧道内直线正定位。

1．2 受力分析。

(1)武广高铁接触网悬挂设计参数。接触线高度为5300mm，正定位及相邻两根支柱的拉出值均为300mm，跨距L1=50m、L2=50m，接触线所受张力Tj=30000N。

(2)受力计算。定位器受力状态分析图及定位器所受的“之”字力分别见图1。

如图1所示，B点拉力P为

P=Tj*sinθ1+Tj*sinθ2(1)

又应为 θ1 及 θ2 一般都比较小，所有近似有 sinθ1≈tanθ1，sinθ2≈tanθ2，故有

P=Tj*(sinθ1+sinθ2)

=Tj* ［(a－a1)/(L1*1000)+(a－a2)/(L2*1000)(2)

从而可得P=720N

而定位处的垂直分力均一致，因此仅比较水平拉力即可。在出现问题的10处隧道直线正定位中，仅有3处超标，由此可见，拉力过大不是导致此次磨损的主要原因。

1．3隧道因素分析。

(1)隧道风影响。定位器在接触网上除受到恒定载荷以外，还受到交变载荷的影响。定位器在接触网上2方面的交变载荷影响，一是受电弓抬升接触网引起的振动，二是接触网受风的作用引起的振动。高速铁路在隧道内列车风速大，行车密度高，在列车风载荷的作用下，接触网系统会随之产生频繁往复的振动，主要表现为以沿着隧道纵向的前后摆动为主，左右摆动和扭转为辅的振动效应［2］。

综上，在动车组受电弓通过定位点时会引起幅度较大的振动，而在接触网活动的部分，长期的振动会导致结构疲劳和磨损等现象，这在与接触线相连的定位器和相应的定位器底座上，则表现的尤为明显。

(2)隧道潮湿影响。隧道内长期阴暗潮湿，在这种环境下，由于往往有杂质存在于金属构件中，或者构成组分存在着较大差，因此在隧道内的设备金属表面容易形成不同类型的腐蚀电池［4］。因此，在隧道内容易发生金属的化学腐蚀，进而金属的性能和强度降低，使得隧道内的定位器及定位器底座机械性能下降，导致磨损加剧。

综上所述，定位器尾钩与底座磨损的主要原因为:

1)隧道内高速列车通过时，由于列车带来的活塞风效应，使得与列车较近的定位装置发生剧烈振动，引起隧道内接触网系统振动。

2)相比于其他线路，武广高铁线索张力较大，接触线为30kN，这使得即使在拉出值很小的情况下，定位器所受拉力也较大，这是发生磨损的前提。

3)隧道内正定位相比于反定位，其上下活动范围小，反定位可以随着定位装置的整体上下振动释放部分力，但正定位因其尾部固定在定位管旋转双耳侧，无法随着定位管上下摆动以减弱接触网波动带来的局部相对位移，造成定位器尾钩频繁绕着底座旋转，从而磨损较多。

2 防治对策

2．1加强检修及检测。根据上述分析，可知隧道内直线正定位是较为容易磨损的设备，因此应当加强该区段、该设备的检修力度，设备管理部门应当结合各管内设备的特点，合理地调整检修的周期和检修的手段，加强设备的检修力度。同时，利用好6C检测手段，加大对该区段设备的检测、分析力度。做到提前预防、防患于未然。

2．2合理调整拉出值。

根据(2)式可知，在跨距及线索张力不变的情况下，当拉出值减少时，定位器所受到的张力也会减少，故在同样的振动下，相应的磨损也会减少。因此，在条件允许的前提下，可以适当地调小拉出值，减少此处定位器所受到的拉力。

3 结束语

定位器对于电气化铁道正常运营的重要性不言而喻，而隧道内的定位器由于受到隧道特殊的结构及环境影响，更加应当受到供电设备管理单位的重视，并通过相应的手段及方法维护好其内的设备，从而更加有力地保障电气化铁路的良好运营。