城市轨道交通刚性悬挂汇流排系统卡滞原因及解决措施浅析

李红

摘 要：刚性悬挂汇流排系统属于城市轨道交通地铁供电系统的重要部分。受电弓与汇流排之间的正常取流、良好匹配是影响系统的非常重要的因素。随着刚性汇流排系统的广泛应用，汇流排系统卡滞、拉弧放电、系统防腐等问题也日渐增多。本文从汇流排系统卡滞方面进行分析和探讨，提出解決的方案和思路。

关键词：城市轨道交通;刚性悬挂;汇流排卡滞;解决措施

中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）08-0134-02

0 引言

从1999年广州地铁二号线开通运营以来，刚性汇流排系统以其结构简捷、运行可靠、维护方便等优点在我国各大城市的地铁线路中广泛应用。架空刚性悬挂汇流排系统属于城市轨道交通地铁供电系统的重要部分。架空刚性受流一般由架空式刚性悬挂和受电弓构成一对摩擦副。受电弓与汇流排之间的正常取流、良好匹配是影响系统运行和寿命的非常重要的因素。随着刚性汇流排系统的广泛应用，汇流排系统卡滞、拉弧放电、系统防腐等问题也日渐增多。

汇流排系统卡滞不仅会抑制汇流排在线路中的正常伸缩窜动，还会引起接触网系统技术参数发生变化，严重时造成槽钢底座变形、连接螺栓变形、绝缘子开裂等问题，给列车正常运行带来隐患和风险。图1、图2分别列举了底座螺栓变形、绝缘子开裂的现象。本文主要从汇流排系统卡滞方面着手，进行分析和探讨，提出解决的方案和思路。

1 影响汇流排系统卡滞的常见因素及原因分析

1.1 架空接触网应用工况环境

汇流排系统通常采用垂直悬挂安装方式，隧道空间以及土建结构形式决定了接触网断面的限界、拉出值等参数确定范围。在小曲线、锚段关节以及坡度变化比较大的地段，由于拉出值布置、抬升值范围、曲线处轨外超高等因素影响，汇流排与汇流排零部件之间的卡滞现象明显多于线路的直线段和平直段。

1.2 施工工艺等环节因素的影响

架空刚性悬挂的施工难度与柔性相当，但施工精度要求要高于柔性悬挂。刚性汇流排的安装是刚性接触网安装的重要施工工序之一，刚性汇流排的施工安装质量对汇流排系统的安装、运行效果影响来说非常大。正常施工过程中，在汇流排安装时，要求汇流排的上平面与定位线夹固定面要保持水平，同时定位线夹的加持力方向也要和汇流排保持垂直，保证汇流排与走行轨面水平。安装中的垂直悬挂点、跨中的汇流排中间接头，都会影响汇流排因温度变化引起的正常窜动。小曲线、道岔处以及锚段关节的位置，汇流排的弯曲半径变小，人工弯曲后的汇流排使得汇流排极易产生恢复原状的反弹力，并将这种力作用于汇流排本体上挤压定位线夹，一定程度上造成汇流排与定位线夹之间的卡滞。

1.3 运行环境对汇流排系统的影响

地铁列车在地下相对封闭的隧道内运行，行车速度容易产生活塞风，使隧道内的灰尘、污物容易附着在汇流排上，经过日积月累，定位线夹与汇流排的接缝位置形成尘垢。随着隧道环境潮湿、严重处出现露水现象，水与汇流排上附着的尘垢混合干燥后，凝结形成污垢块，导致汇流排与定位线夹之间不能正常窜动，造成悬挂点处卡滞。

通常列车基本上朝着一个方向运行，一个锚段中，半个锚段汇流排的自由伸缩方向与列车的运行方向相反，这些汇流排不能自由伸缩，势必影响汇流排的自由窜动，也容易造成汇流排卡滞。

1.4 汇流排零部件设备对汇流排系统的影响

刚性汇流排通过定位线夹与隧道顶部槽钢等装置固定连接。考虑汇流排因温度变化而引起的顺线路方向位移变化，定位线夹与汇流排之间留有一定的间隙。间隙的大小，可能导致定位线夹与汇流排尺寸不匹配，也会产生汇流排与定位线夹的卡滞现象，如图3。

2 解决或应对措施

2.1 从改善架空接触网的应用工况环境入手

在土建条件允许的前提下，尽可能减少刚性接触网曲线段或坡度段线路的出现频次。在不能改变工况的情况下，可以优先考虑从汇流排系列产品的适应性设计上考虑，特殊设计曲线用汇流排零部件，使其与曲线、坡度汇流排工况相适应;当然也可以采用曲线段特殊汇流排设计方案来规避卡滞现象。

2.2 降低或减少施工工艺等环节因素的影响

架空刚性悬挂结构简单、零部件种类少，架空刚性悬挂的安装采用专用工具，为施工安装带来方便。但同时，架空刚性悬挂对安装精度要求比较高，需要精确的调整工作，特别是接触线高度变化的调整相对柔性悬挂更为严格。为了解决这些难点，在施工设计中需特别考虑专用工具装配的灵活方便、具备水平和垂直双向调节的功能，使调整作业简单、便捷，满足高精度安装效果。

施工阶段严把安装工艺关，精确计算汇流排的预配，避免中间接头预留在悬挂点位置或跨距的中部。小曲线、道岔、锚段关节处汇流排的安装，采用机械预弯汇流排，减少汇流排对线夹的挤压外力。采用专业工具检查安装是否到位，确保接触网技术参数符合设计技术要求，做好安装质量控制。这些也对消除环境因素的影响起到积极的作用。

当然，同步也要考虑施工过程中对于汇流排系统的保护，提前规避由于隧道漏水等因素对汇流排的腐蚀。

2.3 考虑改善运行环境对汇流排系统的影响因素

列车运营后，必须加强清扫工作，特别是对于容易受到污染的区域，更需要定期的进行清扫。对水患较严重的区域或沿海城市，如杭州、厦门等，建议采用汇流排防护罩进行覆盖。加强日常维护时的检查，在施工检修中，重点关注定位线夹的工作状态，注意保持汇流排与定位线夹水平面的垂直性。在接触网检修的同时，对整个锚段内可能存在卡滞现象的定位线夹进行校正，减少定位线夹卡滞的隐患点。尤其在每年的9月份左右，重点关注因温差变化大而引起的卡滞，及时通过人工恢复和缓解卡滞较严重的曲段。

2.4 优化、改进汇流排零部件设备对汇流排系统的影响

从产品的结构设计出发，从根本上消除卡滞影响是所有工作中的的最捷径。在进行定位线夹与汇流排之间的间隙尺寸设计时，不仅要考虑直线段、平直段满足汇流排的伸缩，还要适应曲线段以及上下坡路段的工作情况。为了确保受电弓的均匀磨损，汇流排在线路上方以“之”子形或正弦波拉出值的形式布置，定位线夹、绝缘子之间的灵活转动功能，能够消除定位线夹本体和汇流排之间不垂直连接带来的影响，提高受电弓与导线之间的自适应性，避免导线偏磨、汇流排卡滞等问题。

从材料的选择上，可以减少汇流排与线夹结合面的磨擦系数。从结构尺寸上，增大定位线夹与汇流排之间间隙。也可以采用刚性悬挂防卡滞装置，将定位线夹与汇流排间相固定，定位线夹与汇流排间不发生相互窜动，且定位线夹与绝缘子间不发生相对转动;在顺线路方向设置滑道，滑道内腔采用耐磨衬垫，当汇流排因温度变化而发生位移变化及扭转时，特制的球面圆盘绝缘子金具在滑道内部进行滑动，且可以360°旋转，满足扭转的需求。这种技术在日本已有成功应用的例子，国内消化吸收再创新后，已有产品在线路试用，实际运行效果很好。

3 结语

刚性悬挂汇流排系统在国内外地铁工程、大型车站、人员密集的场所、集装箱节点站、城市轻轨、干线铁路隧道以及一些特殊工点得到了有效应用。相比较而言，刚性悬挂汇流排系统安全可靠性高，运营维修量少，是隧道内接触网悬挂的首选模式，具有显著的经济和社会效益。

随着运营里程和运行时间的延长，不可避免地会出现一些问题，这是刚性接触网应用和推广道路上不可避免的问题。正是这样的契机，可以重新审视和提升刚性接触网的设计思路，提出更好的建议和设想。本文从汇流排系统卡滞方面进行分析和探讨，提出一些解决方案和思路，希望能对解决工程中的实际问题和丰富刚性悬挂接触网的运营维护、提高工程质量方面提供参考。

参考文献

[1]李金华.架空刚性悬挂的技术分析[J].城市轨道交通研究，2000（1）：33-37.

[2]韩兰贵，周振平，张力.等效负载法在接触网双线索架设中的应用[J].城市轨道交通研究，2002（3）：74-77.

[3]谭东华.架空刚性接触悬挂的特点及维修[J].电气化铁道，2003（3）：36-38.

[4]邓强.城市轨道交通刚性接触网[J].都市快轨交通，2006，19（5）：89-91.

[5]周国家.架空刚性悬挂汇流排窜动分析及解决方案浅析[J].科技传播，2012（5）：117-119.

[6]罗亚敏，崔莹.刚性接触网卡滞原因分析及防卡滞装置的研究[J].电气化铁道，2017（2）：30-32.