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[摘 要]本文主要对当前城市轨道交通架空刚性接触网的布置方式进行了简要分析，指出了正弦波分布方式中存在的一些问题，并且给出了相应的解决措施，即对布置形式进行了合理的优化，同时分析了能够有效降低电气磨耗的布置方法。
[关键词]接触网；刚形悬挂；碳滑板；地铁；城市轨道；布置优化；研究分析
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0374-02
0 引言
通常在城市轨道地下交通中才会用到架空刚性接触网，架空刚性接触网有着极高的安全性和可靠性，并且该工程同其它工程相比施工过程更为简便、运营成本和日常维护成本都处于一个较低的水准，架空刚性接触网已经被广泛应用到了我国城市轨道地下交通的建设中。在对架空刚性接触网进行布置的过程中，先要使接触线能够在线路中心的两端存在均匀的交替变化，这种交替变化能够保证行驶中的车辆受电弓能够同接触线在碳质的滑板上存在均匀的摩擦，有效提升其使用年限，增加了受流的质量。当前使用较为广泛的正玄波布置方式会对滑板造成较大的磨损，而且这种磨损是非常不均匀的，这就给城市交通轨道的运营造成非常多的困扰，比如磨损会使碳滑板变得凹凸不平，这种凹凸不平就会使离线率增加，并且在凹槽处会存在非常的放电，最终就会降低碳滑板和接触线的使用年限，极大增加了交通部门对城市轨道交通的日常维护工作量，增加了日常维护成本。
1 对当前使用的布置方式的简要分析
从接触线同受电弓中心之间的这一段长度就是拉出值，通常在柔性的悬挂接触网里面的布置方式为“之”字形状的，并且在定位位置上的拉出值达到顶点；而在架空刚性的接触网中的布置方式为接触线和汇流排组成的方式，其中汇流排有着较大的刚性，在进行施工的过程中要通过工作人员采取措施将其变弯，因此这就造成汇流排有着过大的弯曲半径。在成都地铁中架空接触网使用的布置方式为正弦波方式（如图1所示），这种布置方式的两端锚段固定拉出值同线路布置有着相互平行的关系。使用这种布置方式通常碳滑板两端的磨损程度应该是相近的，但是在实际运营的过程中发现受电弓碳滑板上的磨损是不均匀的，存在磨损极为严重的地方，尤其是在最大拉出值和关节汇流这这两个位置上的磨损最为厉害。下文将对造成磨损不均匀的原因进行简要的分析。
本文使用的例子的段长为240米，其中最大的拉出值为200毫米，正弦波如图2。为了方便讲解此图没有将锚段关节处存在的平行段考虑在内。
接触线同受电弓中心之间的长度为：
a=Amax×SIN（2π/L）x
上述公式中：a为接触线同受电弓中心之间的长度，单位为毫米；
Amax為最大的拉出值，单位为毫米；
L为锚段的长度，单位为毫米；
正弦波在坐标系中的四个象限中是均匀对称的，因此仅需选取四分之一长度锚段进行分析。受电弓在正常工作的过程中会沿着x轴的方向移动，接触线与碳滑板在不同的区域中具有不一样的接触距离。本文选择了二十毫米接触线拉出值分布区域，并且将其分成十段。然后对四分之一正弦波中的接触线存在的区域分布进行分析统计，见图3。其中横轴表示各种拉出值，单位为二十毫米，竖轴表示的相应拉出值范围中内接触线在车辆行驶方向的距离的总加和。
对上图三磨耗分布图进行分析可以发现，在各种拉出值区域中，正弦波的分布长度是有着一定的区别的，其中最大的地方为最大拉出值两百毫米处，而在一百八十毫米地方要小一点，随后依次降低。这个分布情况同碳滑板摩擦位置分布情况是相互对应的，从这里就能得出碳滑板存在着不均的损耗结论，其中在拉出值达到最大值时要存在较大的磨损，而在拉出值中间区域的磨损值较为均匀。当前，在使用正弦波布置方式的地铁线路碳滑板在运营了一定的时间之后，在拉出值最大的地方存在较大的磨损和具有一定深度的凹槽。还要注意的是对关节处接触线的布置，必须保证这部分的接触线同顺线路的方向是相互平行的，而且同受电弓中心有着一样的距离，所有关节的长度为7.5米，这样就能有效保证受电弓在关节位置存在较为平稳的过渡。受电弓在此处存在较长时间的摩擦，并且受电弓在关节过渡位置存在着较为剧烈的震动，所以这就造成了在距离受电弓中心为关节拉出值长度的地方存在一定的磨损。
上述碳滑板上存在的磨损对城市轨道交通的运营造成了非常严重的影响，交通部门必须对该问题给予足够的重视。
2 对相应优化方法的简要分析
如果能够将接触线维持在一个合理的斜率，受电弓在经过的时候，接触线在碳滑板的工作区域进行均匀的移动，这样就能保证接触线在所有区域有着较为接近的几率，最终就能保证均匀摩擦。在选择刚性悬挂的布置方式时可以参考图四的柔性悬挂“之”字布置方式，这种布置方式在接触线和汇流排在中心弯曲的地方能够存在具有较小半径的曲线，而曲线外区域汇流排和接触线要以斜线的方式进行布置。这种布置方式能够有效保证受电弓存在较为均匀的磨损，防止受电弓碳滑板的表面上出现较深的沟槽，最终提升了受电的稳定性、可靠性和运营的安全性。除此之外，还可以采用提升受电弓碳滑板表面的平滑性的方式来加大接触导线同受电碳滑板的接触范围，这样就能有效优化弓网之间的关系，降低弓网间出现拉弧的概率。
还有一种布置方式就是图5，这种布置方式在每个锚段中都提高了接触线在受电弓两端的往返次数，这就有效降低了地铁在经过接触线的过程中对碳滑板某一个位置的摩擦时间，这样就能缓解碳滑板温度的提升，减少了机械磨损和电气磨损。上述布置方式通常使用在车辆行驶速度较低的位置。
在锚段关节位置避免使用顺线路方向布置方式，使锚段关节同“之”字形的布置方式相融合，这样就能保证电弓运行的稳定性和平顺性，并且磨损变得更加均匀。
3 对成都地铁接触网悬挂类型的简要分析
在成都地铁中使用的接触网悬挂类型主要为以下三种类型：
3.1 对架空刚性接触网的简要分析
架空刚性悬挂主要由一根汇流排和一根接触线构成，这种悬挂结构有着构成简单、紧凑的特点，并且弓网接触更加地稳定，磨损也较为均匀。施工单位可以使用专业的技术方法对受电弓参数进行改进就能保证地铁快速行驶。
3.2 对弹性支撑简单悬挂的简要分析
弹性支撑简单悬挂中使用的接触线使用的是有着良好弹性的支持装置，通过具有一定弹性的支座进行悬挂和定位。除此之外，辅助馈电线通常由许多根铜绞线构成的，这样就能保证地铁对较大电流的需求。
3.3 对全补偿简单链形悬挂的简要分析
无论是在国内，还是在国外，全补偿简单链悬挂方式已经被广泛使用到了城市轨道交通建设中。全补偿简单链形悬挂同其它接触网悬挂类型相比不仅在技术上更加成熟、更加安全，而且能够保证地铁达到一个较高的速度，后期维护也更加简便，目前已经达到了相当高度的国产化。但是这种类型的接触网悬挂构成较为复杂，后期维护、检修费用不容易降低。
4 结束语
综上所述，正玄波布置方式有着施工简单方便的特点，但是存在着非常严重的磨损不均匀的问题，这就导致了受电质量不合格，并且接触线和碳滑板的使用年限较短，后期维护和检修工作量大，成本高等缺点。使用“之”字形的布置方式能够有效解决上述问题，这种布置方式能够将碳滑板的磨损变得更加均匀，有效提升受电质量，减少放电问题发生。
参考文献
[1] 吴积钦，钱清泉.谭冬华.尹魁元.受电弓与接触网系统电接触特性[J].中国铁道科学，2015，（3）：106-109.
[2] 谭冬华.尹魁元.吴积钦，钱清泉.架空刚性接触悬挂弓网磨耗异常的解决办法[J].都市快轨交通，2015，20（2）：88.
[3] 尹魁元.吴积钦，钱清泉.接触网刚性悬挂拉出值布置方式比较[J].城市轨道交通研究，2015，（2）：81-84.
[关键词]接触网；刚形悬挂；碳滑板；地铁；城市轨道；布置优化；研究分析
中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0374-02
0 引言
通常在城市轨道地下交通中才会用到架空刚性接触网，架空刚性接触网有着极高的安全性和可靠性，并且该工程同其它工程相比施工过程更为简便、运营成本和日常维护成本都处于一个较低的水准，架空刚性接触网已经被广泛应用到了我国城市轨道地下交通的建设中。在对架空刚性接触网进行布置的过程中，先要使接触线能够在线路中心的两端存在均匀的交替变化，这种交替变化能够保证行驶中的车辆受电弓能够同接触线在碳质的滑板上存在均匀的摩擦，有效提升其使用年限，增加了受流的质量。当前使用较为广泛的正玄波布置方式会对滑板造成较大的磨损，而且这种磨损是非常不均匀的，这就给城市交通轨道的运营造成非常多的困扰，比如磨损会使碳滑板变得凹凸不平，这种凹凸不平就会使离线率增加，并且在凹槽处会存在非常的放电，最终就会降低碳滑板和接触线的使用年限，极大增加了交通部门对城市轨道交通的日常维护工作量，增加了日常维护成本。
1 对当前使用的布置方式的简要分析
从接触线同受电弓中心之间的这一段长度就是拉出值，通常在柔性的悬挂接触网里面的布置方式为“之”字形状的，并且在定位位置上的拉出值达到顶点；而在架空刚性的接触网中的布置方式为接触线和汇流排组成的方式，其中汇流排有着较大的刚性，在进行施工的过程中要通过工作人员采取措施将其变弯，因此这就造成汇流排有着过大的弯曲半径。在成都地铁中架空接触网使用的布置方式为正弦波方式（如图1所示），这种布置方式的两端锚段固定拉出值同线路布置有着相互平行的关系。使用这种布置方式通常碳滑板两端的磨损程度应该是相近的，但是在实际运营的过程中发现受电弓碳滑板上的磨损是不均匀的，存在磨损极为严重的地方，尤其是在最大拉出值和关节汇流这这两个位置上的磨损最为厉害。下文将对造成磨损不均匀的原因进行简要的分析。
本文使用的例子的段长为240米，其中最大的拉出值为200毫米，正弦波如图2。为了方便讲解此图没有将锚段关节处存在的平行段考虑在内。
接触线同受电弓中心之间的长度为：
a=Amax×SIN（2π/L）x
上述公式中：a为接触线同受电弓中心之间的长度，单位为毫米；
Amax為最大的拉出值，单位为毫米；
L为锚段的长度，单位为毫米；
正弦波在坐标系中的四个象限中是均匀对称的，因此仅需选取四分之一长度锚段进行分析。受电弓在正常工作的过程中会沿着x轴的方向移动，接触线与碳滑板在不同的区域中具有不一样的接触距离。本文选择了二十毫米接触线拉出值分布区域，并且将其分成十段。然后对四分之一正弦波中的接触线存在的区域分布进行分析统计，见图3。其中横轴表示各种拉出值，单位为二十毫米，竖轴表示的相应拉出值范围中内接触线在车辆行驶方向的距离的总加和。
对上图三磨耗分布图进行分析可以发现，在各种拉出值区域中，正弦波的分布长度是有着一定的区别的，其中最大的地方为最大拉出值两百毫米处，而在一百八十毫米地方要小一点，随后依次降低。这个分布情况同碳滑板摩擦位置分布情况是相互对应的，从这里就能得出碳滑板存在着不均的损耗结论，其中在拉出值达到最大值时要存在较大的磨损，而在拉出值中间区域的磨损值较为均匀。当前，在使用正弦波布置方式的地铁线路碳滑板在运营了一定的时间之后，在拉出值最大的地方存在较大的磨损和具有一定深度的凹槽。还要注意的是对关节处接触线的布置，必须保证这部分的接触线同顺线路的方向是相互平行的，而且同受电弓中心有着一样的距离，所有关节的长度为7.5米，这样就能有效保证受电弓在关节位置存在较为平稳的过渡。受电弓在此处存在较长时间的摩擦，并且受电弓在关节过渡位置存在着较为剧烈的震动，所以这就造成了在距离受电弓中心为关节拉出值长度的地方存在一定的磨损。
上述碳滑板上存在的磨损对城市轨道交通的运营造成了非常严重的影响，交通部门必须对该问题给予足够的重视。
2 对相应优化方法的简要分析
如果能够将接触线维持在一个合理的斜率，受电弓在经过的时候，接触线在碳滑板的工作区域进行均匀的移动，这样就能保证接触线在所有区域有着较为接近的几率，最终就能保证均匀摩擦。在选择刚性悬挂的布置方式时可以参考图四的柔性悬挂“之”字布置方式，这种布置方式在接触线和汇流排在中心弯曲的地方能够存在具有较小半径的曲线，而曲线外区域汇流排和接触线要以斜线的方式进行布置。这种布置方式能够有效保证受电弓存在较为均匀的磨损，防止受电弓碳滑板的表面上出现较深的沟槽，最终提升了受电的稳定性、可靠性和运营的安全性。除此之外，还可以采用提升受电弓碳滑板表面的平滑性的方式来加大接触导线同受电碳滑板的接触范围，这样就能有效优化弓网之间的关系，降低弓网间出现拉弧的概率。
还有一种布置方式就是图5，这种布置方式在每个锚段中都提高了接触线在受电弓两端的往返次数，这就有效降低了地铁在经过接触线的过程中对碳滑板某一个位置的摩擦时间，这样就能缓解碳滑板温度的提升，减少了机械磨损和电气磨损。上述布置方式通常使用在车辆行驶速度较低的位置。
在锚段关节位置避免使用顺线路方向布置方式，使锚段关节同“之”字形的布置方式相融合，这样就能保证电弓运行的稳定性和平顺性，并且磨损变得更加均匀。
3 对成都地铁接触网悬挂类型的简要分析
在成都地铁中使用的接触网悬挂类型主要为以下三种类型：
3.1 对架空刚性接触网的简要分析
架空刚性悬挂主要由一根汇流排和一根接触线构成，这种悬挂结构有着构成简单、紧凑的特点，并且弓网接触更加地稳定，磨损也较为均匀。施工单位可以使用专业的技术方法对受电弓参数进行改进就能保证地铁快速行驶。
3.2 对弹性支撑简单悬挂的简要分析
弹性支撑简单悬挂中使用的接触线使用的是有着良好弹性的支持装置，通过具有一定弹性的支座进行悬挂和定位。除此之外，辅助馈电线通常由许多根铜绞线构成的，这样就能保证地铁对较大电流的需求。
3.3 对全补偿简单链形悬挂的简要分析
无论是在国内，还是在国外，全补偿简单链悬挂方式已经被广泛使用到了城市轨道交通建设中。全补偿简单链形悬挂同其它接触网悬挂类型相比不仅在技术上更加成熟、更加安全，而且能够保证地铁达到一个较高的速度，后期维护也更加简便，目前已经达到了相当高度的国产化。但是这种类型的接触网悬挂构成较为复杂，后期维护、检修费用不容易降低。
4 结束语
综上所述，正玄波布置方式有着施工简单方便的特点，但是存在着非常严重的磨损不均匀的问题，这就导致了受电质量不合格，并且接触线和碳滑板的使用年限较短，后期维护和检修工作量大，成本高等缺点。使用“之”字形的布置方式能够有效解决上述问题，这种布置方式能够将碳滑板的磨损变得更加均匀，有效提升受电质量，减少放电问题发生。
参考文献
[1] 吴积钦，钱清泉.谭冬华.尹魁元.受电弓与接触网系统电接触特性[J].中国铁道科学，2015，（3）：106-109.
[2] 谭冬华.尹魁元.吴积钦，钱清泉.架空刚性接触悬挂弓网磨耗异常的解决办法[J].都市快轨交通，2015，20（2）：88.
[3] 尹魁元.吴积钦，钱清泉.接触网刚性悬挂拉出值布置方式比较[J].城市轨道交通研究，2015，（2）：81-84.