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摘要：接触网作为城市轨道交通的重要设备之一,其安全和可靠性将直接关系着地铁的运行状态。本文就地铁刚性接触网运营存在的问题及解决方案进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。
关键词：地铁；刚性接触网；锚段关节；运营；解决方案
Abstract: overhead contact as the importance of urban mass transit equipment is one of its safety and reliability will be directly related to the subway operation. This paper subway rigid catenary operation existing problems and solutions thoroughly discussed, to have the certain reference value.
Keywords: the subway; Rigid catenary; Anchor period of joint; Operation; solutions
中图分类号：U231+.2文献标识码：A文章编号：
1. 前言
深圳地铁2号线是深圳地铁首条采用架空刚性接触网的线路，并且建设了首个采用刚性接触网结构形式的停车场。运营至今，整体运行状态良好，相对柔性接触网来说表现出较好的稳定性。刚性接触网的最大优点在于不存在大张力作用,消除了断线的可能,此外还有结构相对简单、检修维护工作量小等优点。
深圳地铁2号线开通至今，笔者一直从事刚性接触网的技术工作，针对刚性接触网的日常检修维护和缺陷处理，掌握了运营现场宝贵的一手资料，并且不断的总结和探索，对在运营过程中出现的一些问题进行仔细研究分析，下面就结合刚性接触网特点，提出解决方案以供参考。
2．刚性悬挂接触网的结构和特点
刚性悬挂接触网主要由汇流排、接触线、绝缘子和支撑装置及地线组成。其中汇流排既作为固定接触线的嵌体,同时又作为导电截面的一部分。根据汇流排截面形状的不同又分为T 型与Π型两种。我国目前采用的较多的是Π型，国产化率较高。Π型结构的刚性悬挂特点是:其一, 便于安装和架设,在架设接触线时,使用专用滑动式放线小车,利用Π型结构的弹性力可使接触线嵌入汇流排卡槽内;其二,结构稳定,接触线是靠两侧夹持力固定的,因此运行稳定性好。单根接触线汇流排目前有两种类型: 一种为高80 mm 的PAC80 型, 另一种为高110 mm 的PAC110 型。其中PAC110 型的截面积为2213 mm2 , 每节长12.5m左右。刚性接触网具有结构紧凑、无断线隐患、可靠少、费用较低等特点,但是相对柔性接触网来说，弹性不足、导线磨耗异常、安装精度要求高、定位点间距较小。刚性接触网的允许速度一般为80～120 km/ h 。
3. 地铁刚性接触网运营存在的问题
（1）T型螺栓偏转
T型螺栓是刚性接触悬挂的重要连接部件。2号线通段采用T型螺栓，在长期振动的影响下慢慢偏转，从定位槽钢或底座中松脱，会造成定位脱落，严重时影响运营行车安全。首通段在运营3个月后，在赤湾至蛇口港就已经出现T型螺栓从槽钢松脱出来。安装形式如图1。
图1
（2）锚段关节问题
锚段关节是接触网相邻锚段的衔接部分,是接触网的重要组成部分。接触网锚段关节的结构复杂,其状态和质量的优劣将直接影响接触网的供电质量和电力机车的取流质量。对锚段关节的一般要求是当电力机车通过时,其受电弓能平滑地、安全地由一个锚段过渡到另一个锚段,且取流情况良好。锚段关节处接触悬挂的弹性较差,在实际运营中状态不稳,缺陷集中是事故的多发区，常见缺陷有锚段关节拉弧、磨耗异常等。深圳地铁2号线首通段开通时海上世界站就因绝缘锚段关节拉弧导致变电所跳闸后重合闸成功，现场拉弧状况如图2，由图片可见：现场拉弧非常严重，烧伤接触网、汇流排和定位绝缘子，并且在隧道顶有明显的放电痕迹。后续的故障分析原因为：该处锚段关节正处于出车站位置，由于关节参数存在偏差，导致受电弓在关节处碰撞后离线（如图3），并且列车出站正在加速，取流较大，离线时产生的弧光对地直接短路，烧损接触网设备。
图2 图3
（3）接触网分段绝缘器问题
日常检修中，我们发现接触网分段绝缘器存在着烧断烧伤的问题，由于分段绝缘器两端是由不同的供电臂供电，造成分段绝缘器两端存在自然的电位差，电客车通过时“接触”、“分离”时会因电位差面造成绝缘部件烧伤，其内在原因是:环氧复合材质分段绝缘器耐电弧性差,易燃。我们在检修中发现绝缘器底部吸附着铜粉，在日常的受电弓检查中还发现受电弓碳滑板边缘同样有刮下的铜粉。吸附在受电弓滑板上的铜粉,极易造成供电臂相间短路,烧伤分段绝缘器。
4.如何有效解决地铁刚性接触网运营问题
（1）故障抢修方面,建立模型加强演练
根据国内外一些城市地铁刚性接触网的维修经验,结合深圳地铁这几年接触网的检修总结,一般认为接触网主要有三个方面的典型故障。我们可以根据上述常见故障,总结归类后,建立故障模型。
弓网故障:主要是指受电弓和接触网不能正常接觸而导致的故障,如打弓,钻
弓,剐弓等。
电气联接方面故障:主要是指接触网一些绝缘、线索的烧伤,如缘缘子、电连接等烧伤,接触网带电部分对接地体放电,以及一些绝缘设备绝缘性能的破坏。
零部件损坏、老化、变形等引起的故障:针对这类故障,在日常工作中要精检细修,对于较大的故障，应启动相应的工程整改工作。
根据上述三种常见的故障模型,可以制定相应的应急抢险预案,并定期组织事故抢修演练,以便在真正遇到模型中的故障时,能加快抢修速度,提高抢修效率。目前,深圳地铁已经制定了《刚性接触网系统应急抢修预案》等以最大限度地减少因接触网系统的故障所造成的损失,减少对地铁行车的影响。
（2）解决脱落问题
目前，深圳地铁接触网专业针对零部件脱落问题采取的解决方法是:对所有螺母螺栓进行全面紧固，并且紧固完后划线标识。螺母螺栓的紧固划线相对来说可以减少检修工作量，便于日常检修维护，但这样治标不治本,特别是针对T型螺栓偏转来说，相对于每天夜间较短的2～3小时的检修时间，调整工作量大，难度也较高，还要保证其他设备按照检修计划准时完成。为了彻底解决T型螺栓偏转脱落带来的安全隐患，目前深圳地铁主要采取以下两种整治方法：
①就2号线首通段已经安装的T型螺栓加装T型螺栓防偏扣件，通过近六个月的实际使用，较好的防止T型螺栓偏转。如图4、图5。
图4 图5
②对于当时在建的2号线东延段，运营方积极与设计、施工方共同研究讨论，研究出新型方型螺栓，防止因偏转出现脱落情况，从根本上解决T型螺栓偏转问题。如图6
图6
（3）锚段关节的问题
针对海上世界站锚段关节出现严重拉弧导致跳闸的事件，接触网专业积极联系设计、施工，通过现场参数的测量及故障分析研究，对锚段关节处的导高、拉出值及连接部件进行全面调整，特别是锚段关节处拉出值的分布，锚段关节的中心线与受电弓中心线相重合，这样保证锚段关节处两接触网线与受电弓同时接触，避免因受电弓通过时离线造成的拉弧。对于锚段关节的磨耗问题，磨耗难以避免，但是我们在设计时就应保证接触网布置时每个锚段应该呈现出正弧波曲线，减少异常磨耗。
4.结语
刚性接触悬挂作为新技术的应用,在为轨道交通事业的发展做出贡献的同时,也不可避免地会带来一系列的问题。深圳地铁2号线运营一年多来，随着经验的积累和对刚性接触网技术不断的钻研，我们已成功解决了许多在运营中发现的重大问题和缺陷，但仍有部分缺陷尚有待共同研究解决。例如因隧道潮湿或漏水导致汇流排腐蚀、接触线脱槽、中间接头处螺丝滑丝松脱、定位线夹弹性不足导致磨耗异常等缺陷。随着运营维护经验的不断丰富,出现的问题将会慢慢解决,这需要设计、施工以及运营单位的共同努力。
参考文献：
[1] 张建辉,杨炯,姚勇. 高速列车受电弓减阻的风洞试验研究[J]. 铁道科学与工程学报, 2010,(06) .
[2] 刘彦卿,王章刊,谷兰真. 浅谈模拟法在接触网施工中的应用[J]. 电气应用, 2005,(07) .
[3] 刘芳,王黎,高晓蓉,王泽勇,赵全柯. 受电弓与接触网间的接触压力检测研究[J]. 电力机车与城轨车辆, 2006,(06) .
[4] 阎红星. 一起200km/h提速区段接触网分相烧损事故的原因分析及对策[J]. 电力机车与城轨车辆, 2009,(01) .
[5] 欧阳鹏,柳萍,王月明,李伟. 受电弓导流板气动特性的二维数值研究[J]. 电力机车与城轨车辆, 2010,(06) .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：地铁；刚性接触网；锚段关节；运营；解决方案
Abstract: overhead contact as the importance of urban mass transit equipment is one of its safety and reliability will be directly related to the subway operation. This paper subway rigid catenary operation existing problems and solutions thoroughly discussed, to have the certain reference value.
Keywords: the subway; Rigid catenary; Anchor period of joint; Operation; solutions
中图分类号：U231+.2文献标识码：A文章编号：
1. 前言
深圳地铁2号线是深圳地铁首条采用架空刚性接触网的线路，并且建设了首个采用刚性接触网结构形式的停车场。运营至今，整体运行状态良好，相对柔性接触网来说表现出较好的稳定性。刚性接触网的最大优点在于不存在大张力作用,消除了断线的可能,此外还有结构相对简单、检修维护工作量小等优点。
深圳地铁2号线开通至今，笔者一直从事刚性接触网的技术工作，针对刚性接触网的日常检修维护和缺陷处理，掌握了运营现场宝贵的一手资料，并且不断的总结和探索，对在运营过程中出现的一些问题进行仔细研究分析，下面就结合刚性接触网特点，提出解决方案以供参考。
2．刚性悬挂接触网的结构和特点
刚性悬挂接触网主要由汇流排、接触线、绝缘子和支撑装置及地线组成。其中汇流排既作为固定接触线的嵌体,同时又作为导电截面的一部分。根据汇流排截面形状的不同又分为T 型与Π型两种。我国目前采用的较多的是Π型，国产化率较高。Π型结构的刚性悬挂特点是:其一, 便于安装和架设,在架设接触线时,使用专用滑动式放线小车,利用Π型结构的弹性力可使接触线嵌入汇流排卡槽内;其二,结构稳定,接触线是靠两侧夹持力固定的,因此运行稳定性好。单根接触线汇流排目前有两种类型: 一种为高80 mm 的PAC80 型, 另一种为高110 mm 的PAC110 型。其中PAC110 型的截面积为2213 mm2 , 每节长12.5m左右。刚性接触网具有结构紧凑、无断线隐患、可靠少、费用较低等特点,但是相对柔性接触网来说，弹性不足、导线磨耗异常、安装精度要求高、定位点间距较小。刚性接触网的允许速度一般为80～120 km/ h 。
3. 地铁刚性接触网运营存在的问题
（1）T型螺栓偏转
T型螺栓是刚性接触悬挂的重要连接部件。2号线通段采用T型螺栓，在长期振动的影响下慢慢偏转，从定位槽钢或底座中松脱，会造成定位脱落，严重时影响运营行车安全。首通段在运营3个月后，在赤湾至蛇口港就已经出现T型螺栓从槽钢松脱出来。安装形式如图1。
图1
（2）锚段关节问题
锚段关节是接触网相邻锚段的衔接部分,是接触网的重要组成部分。接触网锚段关节的结构复杂,其状态和质量的优劣将直接影响接触网的供电质量和电力机车的取流质量。对锚段关节的一般要求是当电力机车通过时,其受电弓能平滑地、安全地由一个锚段过渡到另一个锚段,且取流情况良好。锚段关节处接触悬挂的弹性较差,在实际运营中状态不稳,缺陷集中是事故的多发区，常见缺陷有锚段关节拉弧、磨耗异常等。深圳地铁2号线首通段开通时海上世界站就因绝缘锚段关节拉弧导致变电所跳闸后重合闸成功，现场拉弧状况如图2，由图片可见：现场拉弧非常严重，烧伤接触网、汇流排和定位绝缘子，并且在隧道顶有明显的放电痕迹。后续的故障分析原因为：该处锚段关节正处于出车站位置，由于关节参数存在偏差，导致受电弓在关节处碰撞后离线（如图3），并且列车出站正在加速，取流较大，离线时产生的弧光对地直接短路，烧损接触网设备。
图2 图3
（3）接触网分段绝缘器问题
日常检修中，我们发现接触网分段绝缘器存在着烧断烧伤的问题，由于分段绝缘器两端是由不同的供电臂供电，造成分段绝缘器两端存在自然的电位差，电客车通过时“接触”、“分离”时会因电位差面造成绝缘部件烧伤，其内在原因是:环氧复合材质分段绝缘器耐电弧性差,易燃。我们在检修中发现绝缘器底部吸附着铜粉，在日常的受电弓检查中还发现受电弓碳滑板边缘同样有刮下的铜粉。吸附在受电弓滑板上的铜粉,极易造成供电臂相间短路,烧伤分段绝缘器。
4.如何有效解决地铁刚性接触网运营问题
（1）故障抢修方面,建立模型加强演练
根据国内外一些城市地铁刚性接触网的维修经验,结合深圳地铁这几年接触网的检修总结,一般认为接触网主要有三个方面的典型故障。我们可以根据上述常见故障,总结归类后,建立故障模型。
弓网故障:主要是指受电弓和接触网不能正常接觸而导致的故障,如打弓,钻
弓,剐弓等。
电气联接方面故障:主要是指接触网一些绝缘、线索的烧伤,如缘缘子、电连接等烧伤,接触网带电部分对接地体放电,以及一些绝缘设备绝缘性能的破坏。
零部件损坏、老化、变形等引起的故障:针对这类故障,在日常工作中要精检细修,对于较大的故障，应启动相应的工程整改工作。
根据上述三种常见的故障模型,可以制定相应的应急抢险预案,并定期组织事故抢修演练,以便在真正遇到模型中的故障时,能加快抢修速度,提高抢修效率。目前,深圳地铁已经制定了《刚性接触网系统应急抢修预案》等以最大限度地减少因接触网系统的故障所造成的损失,减少对地铁行车的影响。
（2）解决脱落问题
目前，深圳地铁接触网专业针对零部件脱落问题采取的解决方法是:对所有螺母螺栓进行全面紧固，并且紧固完后划线标识。螺母螺栓的紧固划线相对来说可以减少检修工作量，便于日常检修维护，但这样治标不治本,特别是针对T型螺栓偏转来说，相对于每天夜间较短的2～3小时的检修时间，调整工作量大，难度也较高，还要保证其他设备按照检修计划准时完成。为了彻底解决T型螺栓偏转脱落带来的安全隐患，目前深圳地铁主要采取以下两种整治方法：
①就2号线首通段已经安装的T型螺栓加装T型螺栓防偏扣件，通过近六个月的实际使用，较好的防止T型螺栓偏转。如图4、图5。
图4 图5
②对于当时在建的2号线东延段，运营方积极与设计、施工方共同研究讨论，研究出新型方型螺栓，防止因偏转出现脱落情况，从根本上解决T型螺栓偏转问题。如图6
图6
（3）锚段关节的问题
针对海上世界站锚段关节出现严重拉弧导致跳闸的事件，接触网专业积极联系设计、施工，通过现场参数的测量及故障分析研究，对锚段关节处的导高、拉出值及连接部件进行全面调整，特别是锚段关节处拉出值的分布，锚段关节的中心线与受电弓中心线相重合，这样保证锚段关节处两接触网线与受电弓同时接触，避免因受电弓通过时离线造成的拉弧。对于锚段关节的磨耗问题，磨耗难以避免，但是我们在设计时就应保证接触网布置时每个锚段应该呈现出正弧波曲线，减少异常磨耗。
4.结语
刚性接触悬挂作为新技术的应用,在为轨道交通事业的发展做出贡献的同时,也不可避免地会带来一系列的问题。深圳地铁2号线运营一年多来，随着经验的积累和对刚性接触网技术不断的钻研，我们已成功解决了许多在运营中发现的重大问题和缺陷，但仍有部分缺陷尚有待共同研究解决。例如因隧道潮湿或漏水导致汇流排腐蚀、接触线脱槽、中间接头处螺丝滑丝松脱、定位线夹弹性不足导致磨耗异常等缺陷。随着运营维护经验的不断丰富,出现的问题将会慢慢解决,这需要设计、施工以及运营单位的共同努力。
参考文献：
[1] 张建辉,杨炯,姚勇. 高速列车受电弓减阻的风洞试验研究[J]. 铁道科学与工程学报, 2010,(06) .
[2] 刘彦卿,王章刊,谷兰真. 浅谈模拟法在接触网施工中的应用[J]. 电气应用, 2005,(07) .
[3] 刘芳,王黎,高晓蓉,王泽勇,赵全柯. 受电弓与接触网间的接触压力检测研究[J]. 电力机车与城轨车辆, 2006,(06) .
[4] 阎红星. 一起200km/h提速区段接触网分相烧损事故的原因分析及对策[J]. 电力机车与城轨车辆, 2009,(01) .
[5] 欧阳鹏,柳萍,王月明,李伟. 受电弓导流板气动特性的二维数值研究[J]. 电力机车与城轨车辆, 2010,(06) .
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。