论文部分内容阅读
摘 要:地铁接触网是电力牵引的重要组成部分,它担负着不间断地向沿线运行中的电力机车输送电能的重要任务。接触网无备用,运行要求苛刻,容易发生故障,直接影响牵引供电系统的正常运行,严重时还会中断列车行车。地铁接触网分为柔性接触网和刚性接触网两种,在使用过程中 会产生不同的故障问题,而针对问题的不同必须采用不同的对策方式进行规避。
关键词:地铁;柔性接触网;刚性接触网
地铁供电系统就是为地铁的运行,提供实时电力的供电系统,对于地铁运作有着极其重大的作用。地铁一般采用直流牵引供电,直流牵引供电又可以分为有接触轨和架空接触网两种最基本方式。架空接触网也可以分为刚性悬挂和柔性悬挂两种,其优点为:电压较高;适应于大运量系统供电;车辆可随时脱离电源;安全性较好等。但接触网对净空要求较高,工程量及花费较大,容易出现故障需要经常调整、维修。本文分将分别对刚性和柔性接触网常见的故障进行分析。
一、刚性接触网常见故障分析及处理措施
刚性接触网以其结构简单,便于维护,运营可靠性高等良好性能被全国各大城市广泛使用,但随着运营时间的延长,刚性接触网的问题也逐渐显现出来,例如常见的故障问题有部件松动或脱落;接触线磨耗严重等。此类问题会给地铁列车正常运行造成影响,使地铁运行具有一定的安全隐患。
(一)绝缘子异常破损或螺栓松动
刚性悬挂各零配件间都是通过螺栓连接的,施工时若未使用力矩扳手或使用不合格的力矩扳手紧固,紧固力未达到设计要求,刚性悬挂本身的刚性缺少缓冲,长期运行过程中在受电弓水平、垂直加速矢量力作用下的振动疲勞,导致部件变形、螺栓松动甚至脱落。再有施工绝缘子表面污染严重、运营维护周期太长绝缘子表面脏污或绝缘子的绝缘强度或材质不能适应周围环境导致定位绝缘子闪烙放电乃至击穿。
首先要研究如何缓解和释放刚性接触悬挂的振动能量,以保证悬挂结构部件的稳定性,如何减少零部件的数量,减少连接点,以减少故障发生的薄弱环节,或对T 头螺栓和连接部件进行技术改造,使其在保证原有功能的基础上不会发生偏转和松动。其次要加强清扫工作,对环境恶劣区段采用抗污性能强的硅橡胶绝缘子。对特殊区段绝缘体重点清扫。加强对上跨建筑物上的清理工作,以防不测。
(二)接触线异常磨耗严重
刚性接触悬挂部分区段和部位磨耗为最严重的部位,最严重的区段在运营三年后受电弓已经能够接触到汇流排。一种是绝缘锚段关节的磨耗,当牵引所的绝缘锚段关节处于列车加速区段时,磨耗更为明显;一种是特殊线路区段磨耗,曲线段较直线段磨耗大,减振道床比整体道床磨耗情况严重,坡道较直线平道磨耗大,另一种是汇流排中间接头处磨耗严重。
规避以上磨损的措施必须从接触网的源头进行防范,即在接触网设计时必须将绝缘锚段关节设在列车惰行减速区,在减震道床区段尽量减少线路曲线设计。要降低汇流排中间接头处的磨耗,除在检修时加强对螺栓的禁固外可研究改良中间接头和紧固元件工艺,使其性能更加稳定。刚柔过渡处的连接电缆不应产生过大应力,电缆剥离电缆皮可多点或者采用可替代的软铜线代替;尽量设置关节式刚柔过渡;增加刚柔过渡的长度;中间接头处增加冗余措施,如使用弓形腕臂进行加装定位。
二、柔性接触网常见故障分析及处理措施
(一)电气联结方面
电气控制系统是地铁重要组成部分, 它对地铁是否安全运行起着决定性的作用。电气联结线夹发热、线索从电气接续部分断股或断开、设备线夹、接头线夹、钢轨连接处烧伤、软横跨环流造成承力索悬吊滑轮处或定位器根部定位钩处烧伤等是其最为常见的故障。
此类故障产生的原因一般为以下几个方面:
1、在验收和运营维护过程中对电气接续部分检查、验收不到位,导致电联结线夹螺栓发生松动,电阻增加引发发热、烧伤、熔断问题的发生。
2、对不同悬挂间非稳定性接触的部分进行调整不到位,对无法调整的部分没有及时加装绝缘防护装置,在动态情况下不能保持可靠的安全距离。导致线索间放电、烧伤。
3、股道电联结设置位置或数量不合理,使股道间接触悬挂在机车取流的情况下产生较大的压差,接触悬挂在软横跨上产生环流,从而在悬吊滑轮或定位器根部等电气薄弱环节产生拉放电烧伤部件现象。
(二)空间结构尺寸方面
由于施工或设计原因,接触网个别部位在结构上不合理,接触悬挂的热胀冷缩的特性导致温度发生变化时使线索驰度相应发生变化。恶劣的自然环境也也导致接觸网支柱及接触悬挂参数的变化,由于由于柔性接触网露天设置,如在大雨雪、大风天气时会造成接触网参数发生波动。
针对空间结构尺寸方面的故障,首先要做好接触网检测工作,严格按照测量、巡视周期对接触网进行监测,掌握部件、设备技术状态,由此获得接触网的几何参数和弓网相互作用的动态参数,发现问题及时处理。其次是严把工程验收关口,严格执行验收流程,对接触网各部分参数、各个部位螺栓安装的力矩及状态、螺母、垫片等均要求严格把关,防止不良品投入运行。提高设备的抗温变性,保证设备不因高低温度变化导致接触网参数发生变化,另外为抗拒不可预测的自然灾害,需要给提前设置防护措施,例如修建支柱护坡等。
(三)绝缘方面故障
绝缘故障产生的原因主要体现在几个方面:绝缘子洁净度差,清扫不及时,表面覆盖了导电介质、绝缘子的材质、强度差,不能适应使用环境、容易发生电击故障、接触网带电部分抗温变能力差,安全距离容易发生变化,导致放电跳闸故障等,以上因素的防范必须从根本上进行规避,日常加强绝缘子的保洁清扫维护、材料采用抗污能力强、抗击鸟粪等化学成分腐蚀的高强材料,对接触网线索的调整要考虑其温度变化的影响,保证在温度变化时带电部分距接地体保持足够的安全距离。
三、结束语
刚性、柔性接触网是地铁供电系统中重要的组成部分,其质量与性能直接关系着列车运行质量与安全。在接触网运营维护过程是否能够真正解决问题,还需要积极开展相关技术改造研究和实验,对提出的解决方案加以验证,不断地总结经验,在实践中解决已经出现的问题,并对可能出现的问题进行及时防范。
关键词:地铁;柔性接触网;刚性接触网
地铁供电系统就是为地铁的运行,提供实时电力的供电系统,对于地铁运作有着极其重大的作用。地铁一般采用直流牵引供电,直流牵引供电又可以分为有接触轨和架空接触网两种最基本方式。架空接触网也可以分为刚性悬挂和柔性悬挂两种,其优点为:电压较高;适应于大运量系统供电;车辆可随时脱离电源;安全性较好等。但接触网对净空要求较高,工程量及花费较大,容易出现故障需要经常调整、维修。本文分将分别对刚性和柔性接触网常见的故障进行分析。
一、刚性接触网常见故障分析及处理措施
刚性接触网以其结构简单,便于维护,运营可靠性高等良好性能被全国各大城市广泛使用,但随着运营时间的延长,刚性接触网的问题也逐渐显现出来,例如常见的故障问题有部件松动或脱落;接触线磨耗严重等。此类问题会给地铁列车正常运行造成影响,使地铁运行具有一定的安全隐患。
(一)绝缘子异常破损或螺栓松动
刚性悬挂各零配件间都是通过螺栓连接的,施工时若未使用力矩扳手或使用不合格的力矩扳手紧固,紧固力未达到设计要求,刚性悬挂本身的刚性缺少缓冲,长期运行过程中在受电弓水平、垂直加速矢量力作用下的振动疲勞,导致部件变形、螺栓松动甚至脱落。再有施工绝缘子表面污染严重、运营维护周期太长绝缘子表面脏污或绝缘子的绝缘强度或材质不能适应周围环境导致定位绝缘子闪烙放电乃至击穿。
首先要研究如何缓解和释放刚性接触悬挂的振动能量,以保证悬挂结构部件的稳定性,如何减少零部件的数量,减少连接点,以减少故障发生的薄弱环节,或对T 头螺栓和连接部件进行技术改造,使其在保证原有功能的基础上不会发生偏转和松动。其次要加强清扫工作,对环境恶劣区段采用抗污性能强的硅橡胶绝缘子。对特殊区段绝缘体重点清扫。加强对上跨建筑物上的清理工作,以防不测。
(二)接触线异常磨耗严重
刚性接触悬挂部分区段和部位磨耗为最严重的部位,最严重的区段在运营三年后受电弓已经能够接触到汇流排。一种是绝缘锚段关节的磨耗,当牵引所的绝缘锚段关节处于列车加速区段时,磨耗更为明显;一种是特殊线路区段磨耗,曲线段较直线段磨耗大,减振道床比整体道床磨耗情况严重,坡道较直线平道磨耗大,另一种是汇流排中间接头处磨耗严重。
规避以上磨损的措施必须从接触网的源头进行防范,即在接触网设计时必须将绝缘锚段关节设在列车惰行减速区,在减震道床区段尽量减少线路曲线设计。要降低汇流排中间接头处的磨耗,除在检修时加强对螺栓的禁固外可研究改良中间接头和紧固元件工艺,使其性能更加稳定。刚柔过渡处的连接电缆不应产生过大应力,电缆剥离电缆皮可多点或者采用可替代的软铜线代替;尽量设置关节式刚柔过渡;增加刚柔过渡的长度;中间接头处增加冗余措施,如使用弓形腕臂进行加装定位。
二、柔性接触网常见故障分析及处理措施
(一)电气联结方面
电气控制系统是地铁重要组成部分, 它对地铁是否安全运行起着决定性的作用。电气联结线夹发热、线索从电气接续部分断股或断开、设备线夹、接头线夹、钢轨连接处烧伤、软横跨环流造成承力索悬吊滑轮处或定位器根部定位钩处烧伤等是其最为常见的故障。
此类故障产生的原因一般为以下几个方面:
1、在验收和运营维护过程中对电气接续部分检查、验收不到位,导致电联结线夹螺栓发生松动,电阻增加引发发热、烧伤、熔断问题的发生。
2、对不同悬挂间非稳定性接触的部分进行调整不到位,对无法调整的部分没有及时加装绝缘防护装置,在动态情况下不能保持可靠的安全距离。导致线索间放电、烧伤。
3、股道电联结设置位置或数量不合理,使股道间接触悬挂在机车取流的情况下产生较大的压差,接触悬挂在软横跨上产生环流,从而在悬吊滑轮或定位器根部等电气薄弱环节产生拉放电烧伤部件现象。
(二)空间结构尺寸方面
由于施工或设计原因,接触网个别部位在结构上不合理,接触悬挂的热胀冷缩的特性导致温度发生变化时使线索驰度相应发生变化。恶劣的自然环境也也导致接觸网支柱及接触悬挂参数的变化,由于由于柔性接触网露天设置,如在大雨雪、大风天气时会造成接触网参数发生波动。
针对空间结构尺寸方面的故障,首先要做好接触网检测工作,严格按照测量、巡视周期对接触网进行监测,掌握部件、设备技术状态,由此获得接触网的几何参数和弓网相互作用的动态参数,发现问题及时处理。其次是严把工程验收关口,严格执行验收流程,对接触网各部分参数、各个部位螺栓安装的力矩及状态、螺母、垫片等均要求严格把关,防止不良品投入运行。提高设备的抗温变性,保证设备不因高低温度变化导致接触网参数发生变化,另外为抗拒不可预测的自然灾害,需要给提前设置防护措施,例如修建支柱护坡等。
(三)绝缘方面故障
绝缘故障产生的原因主要体现在几个方面:绝缘子洁净度差,清扫不及时,表面覆盖了导电介质、绝缘子的材质、强度差,不能适应使用环境、容易发生电击故障、接触网带电部分抗温变能力差,安全距离容易发生变化,导致放电跳闸故障等,以上因素的防范必须从根本上进行规避,日常加强绝缘子的保洁清扫维护、材料采用抗污能力强、抗击鸟粪等化学成分腐蚀的高强材料,对接触网线索的调整要考虑其温度变化的影响,保证在温度变化时带电部分距接地体保持足够的安全距离。
三、结束语
刚性、柔性接触网是地铁供电系统中重要的组成部分,其质量与性能直接关系着列车运行质量与安全。在接触网运营维护过程是否能够真正解决问题,还需要积极开展相关技术改造研究和实验,对提出的解决方案加以验证,不断地总结经验,在实践中解决已经出现的问题,并对可能出现的问题进行及时防范。