浅谈京包客专呼包段200km/h 区段接触网吊弦存在问题与整治方案研究

亢佳增

（中国铁路呼和浩特局集团有限公司供电部、内蒙古 呼和浩特010050）

电气化铁路接触网是保障动客车安全运行的关键设备，整体吊弦是接触网的重要组成部件，其作用是通过悬吊接触导线保证每处导线高度、坡度均满足设计要求，并起到一定承载力和载流作用。客专线路行车密度大，多型号、单双编动车组高速运行，随着列车在接触网导线下高速通过，接触线持续抬高、振动，整体吊弦也随着抬高、弯曲。因此加强接触网吊弦的运行维护，掌握设备的变化趋势，跟进分析评估、隐患整治就显得尤为重要。

1 京包客专吊弦存在问题

京包客专台阁牧至包头东铁路（原集包第二双线呼包段）设计为客货共线铁路、有砟轨道，设计速度160km/h、预留200km/h，2012 年11 月30 日开通运营，2015 年1 月8 日提速开行200km/h 时速动车组，接触网导高为6450mm，正线接触线选用CTAH-120 铜银合金线，承力索选用JTM-95 铜镁合金绞线，张力15kN+15kN，采用可调式整体吊弦，吊弦线为JTMH10 mm2铜合金绞线。

1.1 吊弦缺陷问题

2018 年以来，京包客专台阁牧至包头东间200km/h 区段连续出现吊弦疲劳断裂问题，通过6C 数据分析、网围栏外步行巡视、天窗内上网检查，发现吊弦缺陷问题主要为吊弦线夹心型环压接管上部吊弦绞线断裂、吊弦调节螺栓内线索断丝断股、吊弦承力索载流环连接处断裂、吊弦接触线载流环连接线夹处断裂、载流环散股等。

1.2 吊弦开盖检查

对京包客专呼包段接触网吊弦缺陷集中区段（京包客专三卜素至萨拉齐区间上行4#锚段、下行3#锚段），按照1%比例抽样检查274 根吊弦运行状态，发现存在缺陷问题吊弦85 根，占检查吊弦31%，上行问题吊弦51 根，占缺陷问题总数60%，下行问题吊弦34 根，占缺陷问题40%，发现吊弦调节螺栓内线索断丝、载流环散股、吊弦接触线载流环连接线夹处开裂等重点缺陷问题。

1.3 吊弦送检试验

1.3.1 吊弦抽样统计

对京包客专台阁牧至包头东间4 个站场和5 个区间接触网，按照0.1%的比例（缺陷问题集中区段抽样15%，其他区段抽样10%方式）现场抽取40 根吊弦拆卸后，送符合资质检测机构试验。

1.3.2 试验项目及结果

依据《电气化铁路接触网零部件技术条件》（TB/T 2073-2010）、《电气化铁路接触网零部件试验方法》（TB/T 2074-2010）等相关标准，结合设备实际情况，将40 根送检试验吊弦中的30 根开展整体破环试验，选取部分吊弦做滑动荷重、反复弯折、整绳破坏试验；选取10 根吊弦开展振动疲劳试验及振动疲劳后整体破坏试验，选取部分吊弦做化学成分分析试验。经试验发现19 根吊弦检测数据超标，占抽样吊弦总数量47.5%，其中30 根整体破环试验中10 根出现超标问题（占比33%），10 根振动疲劳试验及振动疲劳后整体破坏试验中9 根出现超标问题（占比90%），具体情况如下：

京包客专呼包间吊弦送检试验结果统计

根据TB/T 2075.7-2010 中整体吊弦及吊弦线夹性能要求“吊弦整体破坏荷重不小于3.9kN”，30 根吊弦整体破坏试验中10 根破坏荷重小于3.9kN（占比33%），2 根滑动荷重、反复弯折、整绳破坏试验满足试验标准要求。10 根振动疲劳试验及振动疲劳后整体破坏试验，3 根吊弦振动试验中载流环处和调节螺栓处线索断裂（占比30%），6 根吊弦在振动疲劳试验后心形护环断裂和裂纹（占比60%），3 根吊弦在振动疲劳试验后的破坏试验破坏荷重小于3.7kN（占比30%），2 根化学成分分析试验满足试验标准要求。

2 吊弦断裂问题原因分析

2.1 高速工况下振动频率、振幅造成机械疲劳

根据TB/T 2073-2010 文件规定，接触网零部件振动试验中振幅规定为±35mm，振动次数为200 万次，运营客专线路受路基沉降、双弓运行、机车风载等因素影响，接触网振幅远大于标准规定，按照CRH5 型动车组85N 升弓压力，动车组受电弓通过吊弦的正抬升量约为60mm，负抬升量约为20mm，而且线索会持续15 至20 次的振动周期才会逐渐衰减，大振幅使吊弦线反复弯曲，造成吊弦线弯曲疲劳，吊弦实际寿命比标准条件下寿命短很多，吊弦线夹心型环压接管根部、调节螺栓内线索处、载流环处形成反复弯折，导致吊弦机械疲劳断裂。

2.2 行车密度增加的影响

京包客专台阁牧至包头东间200km/h 区段为蒙西地区呼和浩特至包头间客运主通道，列车运行图日列车对数52 对，平均列车追踪间隔7 分钟，运行CRH5 型动车、400BF 复兴号动车和HXD3D、HXD3C 电力机车，以京包客专呼包间日运行52 对列车、受电弓每次通过后接触网振动18 次，吊弦年振摆量达到34.16 万次，京包客专呼包间经过6 年左右时间就能达到200 万次振动的设计年限。

2.3 吊弦压接方式结构性缺陷

既有京包客专呼包间可调式整体吊弦压接管采用缩口六方形全压接方式，贯通式全压接方式在压接管与吊弦主线连接处形成应力集中，吊弦在闭口压接管处易被棱角分明、硬力点集中的压接管磨损受伤，在高速受电弓通过后高频振动，反复揉折出现吊弦线机械疲劳折断。目前高铁改进吊弦采用敞口椭圆形部分压接方式，压接管与吊弦线索接触面大、应力分散。

六方形全压接吊弦

椭圆形部分压接吊弦

2.4 吊弦调节螺栓开孔结构易伤线

既有京包客专呼包间可调式整体吊弦采用调节螺栓零部件，该开孔调节螺栓两侧和压块较锋利，断线位置就在吊弦主线穿过螺栓开孔处，柔性吊弦绞线在刚性螺栓开孔处的反复揉折磨损受力下易发生伤线断线问题。目前高铁吊弦采用不可调式整体吊弦，能够从结构上解决调节螺栓开孔结构伤线问题。

3 吊弦整治方案

京包客专呼包间200km/h 区段吊弦已接近预期寿命，为解决吊弦疲劳折损、断裂问题，2019 年开展接触网整体吊弦大修。

3.1 优化压接工艺

改缩口六方形全压接为椭圆环状压接，压接管与模具均为椭圆形，椭圆环状压接为一次压接、宽度适中、收缩量小的对称截面压接形式，压接后的吊弦线整股压缩密实，压接有效接触面积增大，摩擦力提高，应力分散。

3.2 改变吊弦结构

京包客专呼包间200km/h 区段运行多年，路基沉降已趋于稳定，线路条件稳定良好，按照《200～250km/h 电气化铁路接触网装备暂行技术条件（OCS-2）》“整体吊弦的外形结构一般为不可调结构”规定，该线路接触网吊弦大修采用不可调整体吊弦，从结构方面解决吊弦调节螺栓开孔结构易伤线问题，从运维方面规避可调吊弦调整时参数变化、反复紧固线索疲劳问题。

3.3 强化施工质量

天窗内精测现场接触网参数，在吊弦预制车间完成吊弦预配加工，建立吊弦外观检查、尺寸复核、送检试验制度，按照0.2%比例对预制吊弦送符合资质检测机构试验。明确吊弦安装工艺，全面复核吊弦修后数据，利用1C、4C 检测数据综合评价吊弦修后质量。

4 结论

吊弦疲劳折损、断裂问题已成为京包客专呼包间200km/h区段接触网高发问题，既有可调吊弦缩口贯通式压接管和开孔调节螺栓的结构性缺陷，在高速受电弓通过后高频振动、反复揉折下，易出现吊弦绞线机械疲劳折断，断落吊弦易缠绕、拉坏受电弓造成行车事故。通过优化压接工艺、改变吊弦结构、强化施工验收确保吊弦大修质量，消除设备隐患。