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摘要：目前，地铁是人们出行的主要交通工具，地铁接触网在运行中出现的故障所导致的地铁营运中断，威胁着乘客的出行安全。由此可见，地铁刚性接触网设备的稳定性及安全性关系到整个地铁系统的安全运营。文章主要分析了地铁刚性悬挂接触网弓网关系及性能改进措施，以供大家研究探讨。
关键词：地铁刚性悬挂接触网;弓网关系;改进措施
引言：架空刚性悬挂方式具有接触线无张力、允许磨耗大、载流量大、结构简单、施工方便以及无断线、可靠性高等诸多优点，在国内外铁路低净空、长大隧道以及地铁中得到越来越广泛的应用。尤其是悬挂接触网弓网关系的研究，是目前比较关注的重点问题。
1 地铁刚性接触网特点
刚性接触网主要由接触悬挂，支撑定位装置，绝缘部件和架空底线组成。刚性接触悬架主要由汇流条，接触线，伸缩部分，中心锚固件等组成。地铁架空刚性悬挂是将铝合金汇流排安装于隧道顶部的绝缘支持装置上，并将接触导线夹装在铝合金汇流排中。刚性悬挂的主要部件包括：汇流排、接触线、绝缘子、分段绝缘器等。目前主要采用“П”型刚性悬挂汇流排。为增大取流截面积和载流量、提高耐磨性能，接触线通常采用预磨耗型铜银接触线。
地铁架空刚性接触网与电气化铁路柔性接触网相比，具有如下特点。
1.1刚性悬挂的刚度较大、弹性较小，受电弓接触刚性悬挂引起的悬挂抬升量很小，弓网间的作用更多地体现为刚性作用，冲击能量难以被悬挂装置大幅吸收。因此，刚性悬挂的安装精度要求较高，应尽量控制刚性接触悬挂的接触线高度误差，尤其应注意控制锚段关节和线岔处两悬挂的高差。刚性架空接触网锚段关节由平行布置的两汇流排组成，沿线路纵向相互错开，采用无交叉线岔，并保证悬挂装置在垂直于钢轨平面方向可上下调节，使接触线高度尽可能一致。
1.2对于刚性悬挂，由于弓网之间为刚性接触，受电弓滑板磨损较快且普遍存在不均匀磨耗，甚至出现滑板局部凹槽现象，使受电弓滑板的使用寿命大幅缩短。当不均匀磨耗的滑板通过锚段关节、分段绝缘器等接触网设备时，受电弓滑板凹槽将与设备发生横向碰撞，进一步恶化弓网关系。刚性接触网拉出值布置是造成受电弓滑板磨耗不均匀的重要原因。与柔性接触网相比，刚性接触网的锚段和跨距都较小，锚段长度一般不超过250m。刚性接触网按正弦波形布置拉出值，受电弓滑板经长期运行后其上表面整体呈“W”型，滑板两侧磨耗较大;接触线拉出值按“V”形布置，受电弓滑板经长期运行后其上表面整体呈“V”型，受电弓滑板中心附近磨耗较大。根据这两种典型拉出值布置方式存在的不足，研究提出两种优化方案以解决受电弓滑板磨耗不均匀的问题。
1.3由于刚性悬挂的弓网接触为刚性接触，为了保证受电弓可靠取流，其静态接触力大于柔性接触网的静态接触力。同时，在动态运行条件下刚性接触网设施的弓网相互作用较柔性接触网设施的弓网相互作用更为剧烈，在汇流排中间接头、膨胀元件、锚段关节、刚柔过渡处等容易产生硬点。
1.4 1.5kV刚性接触网采用的直流电压低，较25kV柔性接触网的电流更大，且地铁车站间距离普遍较短，地铁车辆在车站间需频繁加速和减速，使出站区段的牵引电流更大，更容易产生弓网间燃弧和接触线波浪磨耗等异常现象。
2影响弓网关系的主要因素
2.1 刚性悬挂在布置方式上会对受电弓磨耗产生一定影响
现阶段由于我国大部分城市中的架空刚性接触网主要运用的是正弦波形布置方式，但是对于柔性接触网来说，主要使用的是“之”字形布置方式，对于上述两种布置方式，也会存在相应的区别。所以在布置刚性接触网的正弦波形的过程中，需要通过较多次数的磨耗，在电弓碳滑板的形状下就会导致中间低磨耗但两端高磨耗的异常情况出现;但对于柔性接触网“之”字形布置来说，电弓碳滑板的形状会平滑程度保持相同将会保持相对平滑。
2.2安装与调试对受电弓磨耗产生的影响
测量打孔的误差较大直接影响拉出值是否满足设计要求，以及直接影响螺栓灌注深浅，导致拉出值调整和导线高度的调整，进而影响受电弓是否打火、关节是否穿弓，磨耗的加剧。
3地铁刚性悬挂接触网弓网关系及性能改进措施
3.1 刚性接触网在布置过程中的方式和建议
要想对受电弓碳滑板的磨耗问题进行有效的处理和解决，可以对弓网之间的关系进行积极合理的改善，因此可以从刚性接触网在布置过程中的主要方式来进行分析：机车在进站区或者在出站的过程中，速度会由快逐渐到慢或者是由慢变快，因此，电弓碳滑板中的磨损率也将跟随机车速度的提高而逐渐变大，且在高速区的磨损率达到最大程度。所以充分分析低速区中的最大拉出值，考慮适当进行减小，并结合锚段正弦波在进行布置方式的过程其正弦波周期出现增大的现象，只有这样才能对碳滑板中心部位之间的磨耗进行提高。
3.2 刚性悬挂进一步把无弹性的绝缘子替换为弹性绝缘组件
如果架空刚性接触网中的汇流排在弹性绝缘悬挂组件上进行安装，在其相关自重的作用下，弹性绝缘组件中的橡胶弹性元件会在一定程度上出现变形现象，进而达到应力应变平衡。
在运行的过程中由于受到电弓刚性接触网的作用，进一步引起橡胶弹性元件的变形从而开始恢复，能有效的避免受电弓对刚性接触网产生不必要的冲击，只有这样才能让刚性悬挂受流变得更加平稳，不仅能有效的减少接触线的布置，同时也会降低受电弓碳滑板的磨耗。
对于架空刚性接触网而言，其中所使用的弹性绝缘悬挂组件是不可缺少的重要零部件，它能够起到固定以及支撑的作用，充分的要求弹性绝缘悬挂组件应在径向方向存在相对来说比较大的刚度，并且在轴向上应该具有较好的高弹性，具有大的刚度，这样才能对受电弓运行过程中的平稳需求进行满足。
3.3 车站刚性悬挂在进行安装调试过程中的意见
（1）对于顶配加工来说，其是否能够结合施工过程中的测量数据和设计图纸选择出相对比较准确的刚性悬挂支架类型，检验改革支架中的类部件质量是否符合设计要求，对磨耗存在着相对较大的影响，隧道中的锚栓在进行安装硬化之后，可以使用刚性悬挂支架进行有效的安装，结合施工过程中的测量选择使用刚性悬挂支架的类型，与此同时结合相关设计需求对刚性悬挂支架进行安装，将其初调试在设计位置上。
（2）在进行垂直悬吊定位装置的过程中应该按设计要求进行相应的安装，贴顶应将垂直悬吊安装底座调至水平，整个悬吊装置安装到位要稳固，支撑面顺线路铅垂。
4结语
总之，架空刚性悬挂接触网，适当调整汇流排平面布局形态，增加正弦波频率，增大接触线相对于受电弓中心轨迹的斜率，能有效解决受电弓不均匀磨耗问题;道岔处刚性悬挂尽可能根据受电弓碳滑板表面曲线特征进行平立面布置，并将布置方案作为标准定位，能有效的改善弓网关系，延长接触线与受电弓的使用寿命并提高运行的可靠性。
参考文献
[1]陈吉刚.利用弹性线夹优化刚性接触网的动态性能[J].城市轨道交通研究.2020（05）.
[2]白玮莉.弓网耦合动力学模型仿真及接触网不平顺分析[J].电气化铁道.2019（11）.
[3]张宽发，何莉.刚性接触网弓网异常磨耗预防性措施[J].城市轨道交通研究.2020（05）.
[4]孙力.电气化铁路接触网故障分析及防护措施[J].四川水泥.2021（02）.
[5]原华，毕继红，周全智.刚性悬挂接触网弓网耦合仿真研究[J].低温建筑技术.2020（03）.
关键词：地铁刚性悬挂接触网;弓网关系;改进措施
引言：架空刚性悬挂方式具有接触线无张力、允许磨耗大、载流量大、结构简单、施工方便以及无断线、可靠性高等诸多优点，在国内外铁路低净空、长大隧道以及地铁中得到越来越广泛的应用。尤其是悬挂接触网弓网关系的研究，是目前比较关注的重点问题。
1 地铁刚性接触网特点
刚性接触网主要由接触悬挂，支撑定位装置，绝缘部件和架空底线组成。刚性接触悬架主要由汇流条，接触线，伸缩部分，中心锚固件等组成。地铁架空刚性悬挂是将铝合金汇流排安装于隧道顶部的绝缘支持装置上，并将接触导线夹装在铝合金汇流排中。刚性悬挂的主要部件包括：汇流排、接触线、绝缘子、分段绝缘器等。目前主要采用“П”型刚性悬挂汇流排。为增大取流截面积和载流量、提高耐磨性能，接触线通常采用预磨耗型铜银接触线。
地铁架空刚性接触网与电气化铁路柔性接触网相比，具有如下特点。
1.1刚性悬挂的刚度较大、弹性较小，受电弓接触刚性悬挂引起的悬挂抬升量很小，弓网间的作用更多地体现为刚性作用，冲击能量难以被悬挂装置大幅吸收。因此，刚性悬挂的安装精度要求较高，应尽量控制刚性接触悬挂的接触线高度误差，尤其应注意控制锚段关节和线岔处两悬挂的高差。刚性架空接触网锚段关节由平行布置的两汇流排组成，沿线路纵向相互错开，采用无交叉线岔，并保证悬挂装置在垂直于钢轨平面方向可上下调节，使接触线高度尽可能一致。
1.2对于刚性悬挂，由于弓网之间为刚性接触，受电弓滑板磨损较快且普遍存在不均匀磨耗，甚至出现滑板局部凹槽现象，使受电弓滑板的使用寿命大幅缩短。当不均匀磨耗的滑板通过锚段关节、分段绝缘器等接触网设备时，受电弓滑板凹槽将与设备发生横向碰撞，进一步恶化弓网关系。刚性接触网拉出值布置是造成受电弓滑板磨耗不均匀的重要原因。与柔性接触网相比，刚性接触网的锚段和跨距都较小，锚段长度一般不超过250m。刚性接触网按正弦波形布置拉出值，受电弓滑板经长期运行后其上表面整体呈“W”型，滑板两侧磨耗较大;接触线拉出值按“V”形布置，受电弓滑板经长期运行后其上表面整体呈“V”型，受电弓滑板中心附近磨耗较大。根据这两种典型拉出值布置方式存在的不足，研究提出两种优化方案以解决受电弓滑板磨耗不均匀的问题。
1.3由于刚性悬挂的弓网接触为刚性接触，为了保证受电弓可靠取流，其静态接触力大于柔性接触网的静态接触力。同时，在动态运行条件下刚性接触网设施的弓网相互作用较柔性接触网设施的弓网相互作用更为剧烈，在汇流排中间接头、膨胀元件、锚段关节、刚柔过渡处等容易产生硬点。
1.4 1.5kV刚性接触网采用的直流电压低，较25kV柔性接触网的电流更大，且地铁车站间距离普遍较短，地铁车辆在车站间需频繁加速和减速，使出站区段的牵引电流更大，更容易产生弓网间燃弧和接触线波浪磨耗等异常现象。
2影响弓网关系的主要因素
2.1 刚性悬挂在布置方式上会对受电弓磨耗产生一定影响
现阶段由于我国大部分城市中的架空刚性接触网主要运用的是正弦波形布置方式，但是对于柔性接触网来说，主要使用的是“之”字形布置方式，对于上述两种布置方式，也会存在相应的区别。所以在布置刚性接触网的正弦波形的过程中，需要通过较多次数的磨耗，在电弓碳滑板的形状下就会导致中间低磨耗但两端高磨耗的异常情况出现;但对于柔性接触网“之”字形布置来说，电弓碳滑板的形状会平滑程度保持相同将会保持相对平滑。
2.2安装与调试对受电弓磨耗产生的影响
测量打孔的误差较大直接影响拉出值是否满足设计要求，以及直接影响螺栓灌注深浅，导致拉出值调整和导线高度的调整，进而影响受电弓是否打火、关节是否穿弓，磨耗的加剧。
3地铁刚性悬挂接触网弓网关系及性能改进措施
3.1 刚性接触网在布置过程中的方式和建议
要想对受电弓碳滑板的磨耗问题进行有效的处理和解决，可以对弓网之间的关系进行积极合理的改善，因此可以从刚性接触网在布置过程中的主要方式来进行分析：机车在进站区或者在出站的过程中，速度会由快逐渐到慢或者是由慢变快，因此，电弓碳滑板中的磨损率也将跟随机车速度的提高而逐渐变大，且在高速区的磨损率达到最大程度。所以充分分析低速区中的最大拉出值，考慮适当进行减小，并结合锚段正弦波在进行布置方式的过程其正弦波周期出现增大的现象，只有这样才能对碳滑板中心部位之间的磨耗进行提高。
3.2 刚性悬挂进一步把无弹性的绝缘子替换为弹性绝缘组件
如果架空刚性接触网中的汇流排在弹性绝缘悬挂组件上进行安装，在其相关自重的作用下，弹性绝缘组件中的橡胶弹性元件会在一定程度上出现变形现象，进而达到应力应变平衡。
在运行的过程中由于受到电弓刚性接触网的作用，进一步引起橡胶弹性元件的变形从而开始恢复，能有效的避免受电弓对刚性接触网产生不必要的冲击，只有这样才能让刚性悬挂受流变得更加平稳，不仅能有效的减少接触线的布置，同时也会降低受电弓碳滑板的磨耗。
对于架空刚性接触网而言，其中所使用的弹性绝缘悬挂组件是不可缺少的重要零部件，它能够起到固定以及支撑的作用，充分的要求弹性绝缘悬挂组件应在径向方向存在相对来说比较大的刚度，并且在轴向上应该具有较好的高弹性，具有大的刚度，这样才能对受电弓运行过程中的平稳需求进行满足。
3.3 车站刚性悬挂在进行安装调试过程中的意见
（1）对于顶配加工来说，其是否能够结合施工过程中的测量数据和设计图纸选择出相对比较准确的刚性悬挂支架类型，检验改革支架中的类部件质量是否符合设计要求，对磨耗存在着相对较大的影响，隧道中的锚栓在进行安装硬化之后，可以使用刚性悬挂支架进行有效的安装，结合施工过程中的测量选择使用刚性悬挂支架的类型，与此同时结合相关设计需求对刚性悬挂支架进行安装，将其初调试在设计位置上。
（2）在进行垂直悬吊定位装置的过程中应该按设计要求进行相应的安装，贴顶应将垂直悬吊安装底座调至水平，整个悬吊装置安装到位要稳固，支撑面顺线路铅垂。
4结语
总之，架空刚性悬挂接触网，适当调整汇流排平面布局形态，增加正弦波频率，增大接触线相对于受电弓中心轨迹的斜率，能有效解决受电弓不均匀磨耗问题;道岔处刚性悬挂尽可能根据受电弓碳滑板表面曲线特征进行平立面布置，并将布置方案作为标准定位，能有效的改善弓网关系，延长接触线与受电弓的使用寿命并提高运行的可靠性。
参考文献
[1]陈吉刚.利用弹性线夹优化刚性接触网的动态性能[J].城市轨道交通研究.2020（05）.
[2]白玮莉.弓网耦合动力学模型仿真及接触网不平顺分析[J].电气化铁道.2019（11）.
[3]张宽发，何莉.刚性接触网弓网异常磨耗预防性措施[J].城市轨道交通研究.2020（05）.
[4]孙力.电气化铁路接触网故障分析及防护措施[J].四川水泥.2021（02）.
[5]原华，毕继红，周全智.刚性悬挂接触网弓网耦合仿真研究[J].低温建筑技术.2020（03）.