接觸線磨耗問題的研究

王傳奇

摘 要： 隨著地鐵等電氣鐵道列車的運行速度逐步提高，車廂與鐵路之間不斷發生接觸摩擦，不僅使得機車設備造成了損失，而且還影響人們的正常出行。文章通過對于接觸線磨耗問題的分析，并對造成問題的主要原因進行研究，針對問題提出相關的解決措施。

關鍵詞：地鐵 接觸線 磨耗問題

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0319-01

前言

地鐵接觸線磨耗問題實際上主要是由于地鐵運行速度不斷加快，使得運行系統由于振動而產生的接觸不良的情況。在實際運行過程中，地鐵等鐵路運行出現的這種情況嚴重影響居民的正常出行。在總結有關大連地鐵運營的相關案例的基礎上，對于地鐵運營過程中出現的接觸線磨損情況進行分析探討。

一、接觸線

接觸線是指受電弓即沿其行走的預張力線，由于剛性接觸網的接觸線在匯流排的作用下，幾乎沒有張力，更不能發揮原有的作用。因此，接觸線磨損問題主要是由于被滑過的受電弓而造成的問題，除此之外，用于受電弓與接觸線記性接觸的材料也對接觸線的磨耗情況有影響。一般來說，使用銅接觸線與碳滑板會使得磨損比例下降，并且實現磨損率的最低點，而使用鋼與銅滑板進行組合使用則會導致極高的磨損率。同時由于磨損而造成接觸線的接觸面積減小，通過的使載流量也在減小，最終導致導線的抗拉強度下降。通過對于接觸線磨損案例進行總結可以知道，在磨損最嚴重的的接觸導線處測量的橫截面積是對于磨損限度進行衡量的重要指標。因此，如果接觸線磨損比較均勻，則在實際的使用過程中壽命比較長；反之，則會縮短接觸線的使用壽命。接觸線的基本要求是要架空接觸網和受電弓之間保持良好的相互作用，除此之外接觸線的使用性能還由設計、運行速度以及精確安裝和充分維護決定的。

由于電氣化鐵道列車運行速度的不斷提高，隨著弓網間接觸力會發生變化，運行系統會自動產生自激振動，同時由于振動幅度過大而造成電弓滑板與接觸網導線分離，出現離線現象。離線或離線現象對于電力機車的牽引供電有嚴重的影響，不僅會導致機車的受流不良，而且還會造成機車運行不穩定，進而加劇接觸網、接觸線與電工滑板之間的磨損情況，產生無線電信號干擾，對于機車電氣設備來說造成了嚴重的損壞，甚至引起弓網故障造成列車的停運，給人們的正常生活造成嚴重的影響。

1.接觸網與受電弓的相互壓力

接觸線與受電弓之間的接觸壓力主要是指當受電弓與接觸線兩者相對靜止時，二者之間產生的接觸力。它主要由兩個方向上的水平力組成。一是垂直向上的靜態抬升力，它是由于受電弓與接觸網之間保持相對靜止而產生的的力。二是水平方向上出現的摩擦力，它主要是由于受電弓與接觸網之間保持相對運動而在水平方向上出現的摩擦力。除此之外，垂直方向上除了存在靜態抬升力之外還有空氣對受電弓滑板組合而產生的空氣動力，受電弓弓頭由于上下振動而產生的慣性力等。

2.受電弓與接觸網的相互作用

受電弓與接觸網之間的相互作用直接影響最后機車運行的可靠性和供電質量。同時，由于受電弓與接觸網之間的相互作用主要依賴受電弓與接觸網設計方案。因此，在進行提前進行對于受電弓與接觸網的設計方案，同時對于受電弓與接觸網在實際運營中的參數進行收集。

機車運行系統即接觸網-受電弓系統在進行運營中，需要依靠連續的、不中斷的電氣和機械接觸從而給牽引車輛提供供電，在此過程中要注意接觸線與滑板之間的摩擦程度，避免由于磨損程度過低而引起的嚴重損壞的情況。同時，提供連續的、不中斷的電流、電氣也就意味著在送電的過程中，不存在電壓驟降而引起的電流、電壓損失。同時，在此過程中，也需要一直保持機械接觸。一旦失去機械基礎，就會發生燃弧，同樣一旦接觸壓力過大，就會導致接觸網的磨損情況加劇，進而降低接觸線的使用壽命。

3.受電弓與接觸網的接觸材料

受電弓作用在接觸線上的接觸壓力、制作受電弓與滑板的材料、滑板的數量和制作尺寸、通過接觸點的點流量以及其牽引的機車行車速度、線路所處在的環境因素或條件等都是制約接觸線和滑板使用壽命的重要因素。一般來說，目前一般使用純銅或者銅合金作為制作接觸線和滑板的主要材料。

二、接觸線磨損問題

接觸網上的接觸線的一個重要的功能就是向電力機車提供荷載電流，使得電力機車能夠受電弓處進行取流。因此，二者由于長期通過摩擦取流對于使得二者都出現不同程度的磨損情況，并且這種磨損情況難以避免。同時，進行非正常摩擦過程中，對于接觸線和受電弓的正常使用造成嚴重影響，在這種情況下，弓網上的接觸線的良好與否直接關系到電力機車在取流過程中對于接觸網造成的壓力，與此同時，其也是造成接觸線磨損的主要源頭。

1.由于受到受電弓不規則的摩擦而導致接觸線造成非正常情況的磨損。地鐵等電力機車在通過與軌道的受電弓處摩擦而產生的電流，受電弓的主要成分主要是碳滑條，在于接觸網的摩擦過程中將電網上的電流不斷的提供給地鐵。因此，在正常情況下，受電弓也會由于接觸網在與軌道接觸時而造成的機械磨損情況。但是，一旦出現由于受電弓處由于磨損不規則而造成的漏電，或者破壞弓網處的正常摩擦，而導致接觸線出現不均勻磨損，甚至可能由于受電弓兩端的凹槽出現偏磨情況，而導致受電弓磨損加劇，從而降低使用壽命。受到電弓滑板以及其他與接觸網相關的電力設備的影響，在弓網之間很容易出現離線現象、打火和拉弧情況，變電所的供電質量和機車的受流質量都受到影響。

2.由于接觸網中接觸線的材料質量不過關而導致加速摩擦，從而導致接觸線出現磨損情況。在整個機車運行區道中，接觸線的制作材料問題也是引起非正常磨損的重要也是關鍵的因素。由于受電弓需要和接觸網、接觸線進行長期的接觸摩擦，因此在選用接觸線材料之前必須要進行檢測，同時接觸線的材料需要考慮能夠在相當長時間以及距離范圍內進行平穩的電流運輸，并且要保證相當長的區段內的接觸線的材質保持一致，以便實現接觸線與受電弓之間的摩擦平衡。與此同時，可以選擇較為可靠的接觸線以減小磨耗。由于受電弓與接觸線必須進行長期的摩擦，因此需要選擇在特定的并且較長的區段內材質、質量保持一致的材料。

3.由于接觸網與受電弓的接觸區域的布置方式存在問題，導致弓網的接觸、引流比較差。在我國國內的電力機車的運行過程中，一般是將接觸網進行“之”字排布，這主要是為了使得受電弓以某一速度滑過碳滑板時，碳滑板不同接觸點的磨損情況相同。然而在實際運行過程中，由于接觸網的布置方式出現問題，導致碳滑板不同接觸點的磨損情況不一致，在經過多次磨損之后碳滑板的磨耗情況不盡相同，容易導致電弓滑板處的中間磨損程度比較低，而兩端的磨損情況比較嚴重。

結束語

電力機車的接觸線的磨耗問題影響到機車的引流等問題，因此需要相關有限部門進行詳細研究，探究接觸線與受電弓之間的關系，并進行相關的調整措施，降低接觸線的磨耗情況，延長其使用壽命。

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