刚性接触网可断开装置应用与探析

张鹏洋

摘要：随着地区城市化的不断加快，地铁修建已经成为城市发展的绝对核心。随着地铁运行时间的不断增加，一些设备在运行中会出现一些小问题或者是暴露了一些设备缺陷，会对人员的检修作业或者是地铁的正常运营造成一定的影响。

本文以国内相关地铁工程的基础上，对刚性悬挂接触网可断开装置的功能性进行研究和探讨。介绍了地铁DC1500V刚性悬挂接触网可断开装置的基本要求、结构及工作原理，着重分析比较结构及原理；列举了可断开装置典型故障，同时结合运营经验从可断开装置结构原理及性能参数方面的不同对可断开装置的优缺点进行了总结分析，提出一些优化建议，对后续DC1500V接触网可断开装置的选型、维护使用具有指导性意义。在新线路设计阶段规避，便于后期运营维护、防止因应用场景不同造成可断开装置型号多，通用性差，解决维护保养、故障处理的问题，提高故障判断处置及节约运营成本。同时希望提高运行检查运维护质量，提高地铁直流1500V刚性悬挂接触网的运行质量，减少故障，提高地铁供电系统的稳定性和安全性。

关键词：可断开装置，刚性悬挂，接触网。

第一章 概述

随着我国城市轨道交通建设的快速发展，刚性悬挂接触网被广泛应用于有限的地下空间；与此同时在城市交通地铁隧道的建设中又兼顾建设了人防工程建设，所以都设计制造了人防门；防淹门是在隧道在河流、湖泊下面穿过而设计建造的；当遇到战争、严重漏水的特殊情况时，有必要迅速关闭隧道的人防门和防淹门，以确保隧道和人员安全。但是在刚性悬挂接触网汇流排的阻挡下人防门和防淹门无法彻底地关闭会留有缝隙，需要派专门的维护人员进入到隧道，将人防门和防淹门处的这一段汇流排从整个接触网悬挂上拆卸下来，当情况紧急或来水较大时去就会变得非常有安全隐患，专业维护人员就无法顺利安全地进入到隧道，即使可以顺利安全进入隧道，由于现有设计安装标准和设施的限制也使得拆卸比较费时费力也不安全。

为解决上述问题，我们在地铁隧道途径湖泊、河流、水库等地形设置了防淹门和刚性悬挂接触网可断开装置。以满足在遇到战争、严重漏水的特殊情况时需要关闭人防门、防淹门而刚性接触网汇流排可自动断开，无需安排维护人员拆卸，另外该装置安装后在地铁电客车高速热滑试实验中能够保证刚性接触悬挂接触网系统的正常运行。

第二章 工作原理

防淹门、人防门的应用主要是应用在地下隧道刚性接触悬挂可断开接头装置中的，汇流排两端采用导电固定连接分别与需断开的水平滑动汇流排接头和可垂直旋转汇流排接头连接，汇流排连接段的两端分别插入两个可动式汇流排接头的水平移动接头和垂直旋转接头之间，可断开系统就由整个刚性悬挂接触网系统构成了。

当需要使连接段汇流排掉落时，由于机械连动装置的运行下水平移动接头沿左右滑道向可断开装置静接头移动，直到水平移动接头与可断开汇流排开，并且在旋转接头中垂直旋转接头的控制下，最后垂直到接触网系统的一端，使刚性悬挂接触网系统的断开。

接头装置中水平滑动接头具有静接头，该静接头通过导电触指固定在左右滑道供电臂的一端，可导电触指设置在水平移动接头静接头内，与刚性接触网的汇流排形成固定导电连接；通过弹性压板的设置使水平滑动式汇流排接头的滑动接头设置在左右滑道供电臂的另一段，并且沿着左右滑道供电臂在导向机械连动装置的作用移动。

接头装置中，可水平滑动式汇流排接头的静接头与动接头之间通过能机械驱动的水平移动的机械连锁机构连接；动力机构包括绝缘子、减速系统和滑轮拉线。在需要关闭防淹门时，防淹门跌落的机械力通过拉线拉动水平移动动接头朝静接头方向滑动，最后连接部分脱离和掉落。（机械连动装置的水平滑动汇流排接头的静态接头通过一组能带动其滑动的机构与动接头相连；动力机构包括设置在静接头上的静滑轮组和设置在动接头上的动滑轮组及拉索）。

第三章 可断开装置的特点及典型故障分析处理

3.1装置的特点

与现有人防门、防淹门在刚性接触网系统的设计和设施相比，该装置实现了刚性接触网系统的真正的断开，整个接触网系统不会因为人防门和防淹门的关闭造成损害，同时，在已有危险状况隧道内不需要专业人员进入，使安全性和可靠性显著提升，架设恢复刚性接触网悬挂系统所需的时间也比较短在人防门、防淹门复位后；还为平时检修人防门、防淹门的开关维护，操作维护提供了条件。

新改进可断开接头装置设计独特、合理，由可水平移动的汇流排接头和可垂直旋转的汇流排接头以及其间的可跌落汇流排连接段组成一个整体。具有结构简单，动作可靠，维护方便等特点。

在接触网悬挂系统中可断开接头装置直接串联在内，这与系统构造过程基本相同，只需要一般钳工工具即可，安装方便、速度快需要较少的人力输出。

3.2典型故障分析处理

可断开装置出现故障的部位主要有动接头拉索、架空绝缘子、铁件锈蚀、接触线脱槽等。

3.2.1 动接头上设置的动滑轮组及拉索卡置

可断开装置的动接头破损或脏污造成滑轮组及其拉索卡置，使可断开装置在到需要动作的时候没反应，最后隧道顶部的防淹门落下砸到可断开装置不仅使防淹门关闭不紧密，使汇流排和可断开出现严重损坏。造成严重事故也使事后回复正常运行的时间大大增多。可断开装置的地理位置条件比较差，隧道内电力机车在移动中车轮与钢轨、受电弓与接触网摩擦产生的金属粉尘较容易附着在可断开装置的表面，造成脏污。设备维护人员要经常清理设备卫生防止爬电现象发生，制定计划对设备定期检修。如果在刚刚开通运营的条件下设备在磨合期更是要加强巡视。

3.2.2绝缘子断裂故障

可断开装置的对地绝缘子易出现该类故障，墙壁上安装金具通过一根导线连接可断开装置绝缘子在导线中间起到绝缘作用，如果安装不当，弯曲力比较大，金具对导线形成较大的剪切力，引起导线断裂，绝缘子垂在线路中心处轨道机车通过时造成打工会造成严重的接触网故障。该类故障绝大多数原因是因为前期隧道安装设备施工时悬挂金具安装位置不当现场环境和设计图有较大出入安装不合理。绝缘子断裂的原因还包括：金具与绝缘子连接处密封胶涂抹不均匀、密封胶不合格、运输或安装过程中振动或敲击；未按成品要求进行出厂检验或绝缘子存在隐患和缺陷；出厂后使用这些产品，对地铁供电系统的正常运行构成了极大的威胁！只有重视从生产到使用的全过程，才能解决绝缘子的安全问题。（1）生产企业应在技术上进行创新，尝试新技术、新工艺、新方法，不断提高绝缘子的整体质量和绝缘性能；（2）必须严格按照国家要求对绝缘子进行检验，以确保其产品合格以上；（3）操作规程和操作规程。在运输和安装过程中，应严格遵守行为手册，严禁敲打、抛掷等；（4）检查绝缘体。接收阶段应严格检查验收。对于安装误差，对不合格的耐压试验和安全缺陷，应立即坚决更换，不得遗留问题。

3.3.3设备的腐蚀

对可断开装置腐蚀的情况进行分析，可得出造成可断开装置的腐蚀原因大致有两种，一为环境状况引起的环境腐蚀；另外一种就是电腐蚀。

在污染比较重的区域（潮湿、风尘大、温度较高、隧道顶部漏水滴到设备上）这些区域都是接触网设备的重大腐蚀区域。当设备长期暴露在污染较重的环境时，灰尘、金属风尘落到设备的表面，与该区域空气中水汽的反应创造了条件，形成了类似电解质一样的作用。当表面的金属涂层被破坏了以后，腐蚀介质会直接与设备的金属部分产生接触开始反应。一旦化学反应开始，腐蚀区的积尘将产生与电池类似的效果，这将进一步加剧腐蚀的形成和发展。如果设备间隙变大，腐蚀速率将明显增加。

如果遇到隧道的顶部漏水的情况直接滴漏在设备上会造成一层的碳酸钙薄膜覆盖在设备上导致电气性能下降。形成的白色固体物质（碳酸钙）会在汇流排的夹口处把接触线顶出去，造成接触线的脱槽。那么在这处区段接触网系统很容易造成磨耗过大、拉弧、硬点等情况导致设备的寿命降低等严重问题。

在污染潮湿较重地区处，接触网设备的大部分部件是由铜制成的，比其他材料制成的部件腐蚀更严重。特别是在连接结构或使用部位最薄弱的部位，如拉索等，应加强观察和防腐控制。

当下对接触网设备零部件的防腐蚀措施主要有：一是设备零部件表面涂层处理技术；二是接触网设备零部件钝化处理技术；三是阳极氧化处理技术。其中，对铝合金零部件件，如汇流排等，采用阳极氧化处理技术，但抗腐蚀的实际效果目前还无法确认，建议进行实地调研，以便进一步了解应用效果。

参考文献

[1] 段虎.刚性接触网可断开式接头装置的应用研究[J].硅谷，2012（8）

[2]郑肇钦，魏锦地，江洪泽，张鹏飞.移动接触网在地铁防淹门处的应用初探[J].电气化铁道.2015（04）.

[3]贾琨，赵帅帅.刚性接触网可断开式接头装置改进研究[J].科技创新导报，2015（04）.

[4]胡一洲，城市轨道交通架空接触网的悬挂类型[J].北京中国铁路.2002（5）.

[5]李金华.架空刚性悬挂的技术探讨[C]城市轨道交通论文集.北京.中国铁道出版社.2002

[6]高乐功，刚性接触网运用技术的研究《中国科技博览》2016年第08期                                                                                      

[7]骆志勇，刚性接触网在运营中出现的问题及解决方案[J].都市快轨交通，2006，9(4)：84-86.                                                                                      

[8]李金华，架空刚性悬挂的技术分析[J].城市轨道交通研究，2000(3).

[9]何寅虎，浅谈铁路专用线接触网各类绝缘子，《甘肃科技纵横》2013年 第11期 28-30页

[10]李忠齐,闫军芳. 电气化铁路铝合金接触网零部件腐蚀分析[C]. 中国铁道学会电气化委员会, 中国铁道学会电气化委员会接触网零部件分委员会,2013