地铁刚性接触网定位点脱落状态分析

0 引言

郑州轨道交通1号线正线接触网接触悬挂形式为刚性悬挂，悬挂定位点间距为6～10 m。悬挂定位点状态的改变直接影响接触网设备的状态，一旦定位点脱落，必将对运营安全产生影响。本文通过模拟实验，分析讨论定位点脱落造成的影响。

1 现场模拟实验

1.1 实验背景

实验设置1处脱落定位点，位于1号线正线郑州火车站—二七广场区间。

定位脱落模拟分2种情况：绝缘子脱出悬吊角钢以及绝缘子炸裂掉落。

为保证实验数据的丰富性，选取的实验定位点前后跨距包含6、8、10 m三种，线路情况包含直线段和曲线段。

1.2 实验步骤

图1、图2分别为刚性悬挂定位安装图和现场实验定位点示意图。实验步骤如下：

（1）测量记录实验定位点2号点及其前后定位点1号点和3号点的导高、拉出值，以及2号点的两端跨距；

（2）拆除2号点悬吊绝缘子（零件3）及悬吊角钢连接螺母（零件5），此时曲线段绝缘子上部螺杆未脱出悬吊角钢（零件7）；

（3）测量记录1、2、3号点的导高、拉出值；

（4）拆除2号点悬吊绝缘子，模拟绝缘子爆裂情况，使悬吊角钢与B型定位线夹（零件2）完全分离；

（5）测量记录1、2、3号点的导高、拉出值；

（6）恢复2号点初始参数。

图1 刚性悬挂定位安装图

图2 实验定位点

2 实验数据分析

实验共测量3组数据，因1号点和3号点的参数基本无变化，故未列举其具体数据，标粗数据为实验定位点数据，3组测量数据如表1、表2所示。

表1 拆除绝缘子螺母后实验数据

表2 拆除绝缘子后实验数据

从表1、表2实验数据可以得出：

（1）某定位点脱落对其前后定位点的参数无影响；

（2）定位点脱落对直线段影响较曲线段大，造成该结果的原因有以下几点：

a.曲线段悬吊角钢与地面不平行，绝缘子上部螺杆与悬吊角钢存在摩擦力，且曲线半径越小，摩擦力越大。

b.弯道处的汇流排存在弯曲应力，其本身处于“绷紧”状态，能一定程度减小下坠的趋势。

c.曲线段定位拆卸后，因悬吊角钢与地面不平行，接触悬挂自身重力G分解为垂直于悬吊角钢的悬吊力C和平行于悬吊角钢的横向力P（图3），只有悬吊力C才致使定位点的导高下降；直线段绝缘子拆卸后，接触悬挂自身重力G不产生分力（图4），全部作用于定位点，致使导高下降。

（3）由于汇流排弯曲应力的作用，拉出值越大，定位点脱落造成的影响越小。

（4）直线段定位点脱落对拉出值影响不大，对曲线段影响较大。

（5）拆除绝缘子上部螺母比拆除绝缘子对导高变化影响更大，是因为拆除绝缘子后接触悬挂重力减小所致。

（6）前后跨距越小，定位点脱落造成的参数变化越小。

图3 曲线段受力状态

图4 直线段受力状态

3 受电弓通过可能性分析

通过查询郑州轨道1号线电客车受电弓的技术参数以及电客车车体尺寸，可以算出受电弓最小工作高度为：3 490（车顶距轨面高度）+320（受电弓折叠高度）+150（受电弓最小工作高度）=3 960 mm。

查询电客车空调机组最高点位置为3 845 mm，加上DC 1 500 V最小动态绝缘距离要求的100 mm[1]，则空调机组所需的接触网最低安全高度为3 945 mm。

实验数据中，直线段导高最低点3 859 mm、曲线段导高最低点3 966 mm，与正线接触网标准导高4 040 mm相差分别为181、74 mm，相邻悬挂点相对高差为跨距值（按10 m估算）的18‰、4.4‰，远超检修规程规定的0.5‰。在该情况下，受电弓从低点运行至高点的过程中，弓网间碰撞导致的受电弓弹跳和拉弧情况将会非常严重。

综合以上3点，接触网最低高度不得低于3 960 mm，而实验数据中直线段最低点比3 960 mm低101 mm，曲线段最低点比3 960 mm高6 mm，同时结合定位点脱落后受电弓的授流质量和弓网关系，理论上可推定直线段所有定位点、曲线段较小拉出值定位点脱落后，电客车无法通过故障区域，曲线段较大拉出值（至少220 mm，确切数据与脱落定位点所在曲线参数、悬吊角钢安装角度、电客车及受电弓型号密切相关）处定位点脱落后，电客车降至极低速度后可以通过故障区域。

4 结语

本文结合郑州轨道交通1号线接触网及车辆状态，采用模拟实验方法，借鉴具体数据，对定位点脱落后受电弓通过的可能性进行分析，为其他轨道交通线路分析定位点脱落影响提供一种思路及方法，具体情况还应结合自身运营环境、线路、车辆实际情况进行详细分析，以制定相应的应急措施。

参考文献：

[1]姜桢杰.浅析接触网系统总体设置原则[J].科技视界，2015（31）：88-89.