摘 要：分析了大準電氣化鐵路接觸網(wǎng)由于受大風(fēng)影響，接觸網(wǎng)穩(wěn)定性差，造成弓網(wǎng)故障的原因，簡要分析了接觸網(wǎng)穩(wěn)定性差的原因，提出了接觸網(wǎng)抗風(fēng)穩(wěn)定性的措施

關(guān)鍵詞：大風(fēng) 弓網(wǎng)故障 原因 防風(fēng) 措施

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0114-02

接觸網(wǎng)設(shè)備沿線露天布置，工作環(huán)境惡劣，使用條件苛刻，在無備用的情況下，一旦發(fā)生故障，將對鐵路運輸秩序造成很大影響。然而，接觸網(wǎng)故障的類別和成因是千差萬別的，完全避免故障難以做到。風(fēng)對接觸網(wǎng)來說，不僅增加線索的機械負荷，而且在各種風(fēng)速和不同風(fēng)向的作用下，會使接觸線產(chǎn)生擺動、震動，風(fēng)速大且強勁的風(fēng)會使接觸線出現(xiàn)巨大擺動和上下震動，造成接觸線的技術(shù)狀態(tài)發(fā)生急劇變化，以致影響電力機車的正常運行，發(fā)生弓網(wǎng)故障。

大準鐵路地處北方高原地帶，海拔在1300～1500 m之間，每年從11月份至次年5月份是刮風(fēng)天氣，風(fēng)期長，出現(xiàn)沙塵暴天氣較為頻繁和強烈，有時風(fēng)力達到12級；接觸網(wǎng)好多地段在山口、谷口、高路堤和泄洪橋梁處，經(jīng)常處于高原惡劣天氣環(huán)境當中，在多風(fēng)季節(jié)，很容易發(fā)生弓網(wǎng)故障。從1997年電氣化鐵路開通至今，大風(fēng)天氣造成弓網(wǎng)故障26起，發(fā)生弓網(wǎng)故障對設(shè)備的破壞性嚴重，搶修故障中斷供電時間長，已成為制約鐵路運輸正常秩序和安全的障礙。為確保接觸網(wǎng)設(shè)備在大風(fēng)條件下能夠安全可靠的運行，最大限度減少對鐵路運輸?shù)挠绊?，是我們對接觸網(wǎng)改造中的重要課題，現(xiàn)就大準鐵路接觸網(wǎng)發(fā)生弓網(wǎng)故障的成因和防范措施談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1 近幾年來大準鐵路在大風(fēng)天氣發(fā)生弓網(wǎng)故障情況（見表1）

從表格統(tǒng)計看發(fā)生弓網(wǎng)故障有以下特點。

（1）發(fā)生故障的地點均在風(fēng)口直線地段。

（2）發(fā)生故障的接觸網(wǎng)跨距均大于55 m。

（3）鉆弓處大部分在接觸網(wǎng)反定位附近發(fā)生。

（4）弓網(wǎng)故障發(fā)生在每年的11月份-次年5月份期間的大風(fēng)天氣下（現(xiàn)場目測風(fēng)速在10級以上，當時一個人掛不了地線）。

（5）造成的損失巨大，故障搶修時間長，影響運輸嚴重。

2 發(fā)生弓網(wǎng)故障的原因分析

2.1 最大風(fēng)偏移值超過設(shè)計值是造成弓網(wǎng)故障的的主要因素

接觸網(wǎng)抗風(fēng)穩(wěn)定性差主要體現(xiàn)在接觸線的最大風(fēng)偏移值超過設(shè)計值造成弓網(wǎng)故障的發(fā)生。

接觸網(wǎng)風(fēng)偏移的受力分析：（見圖1）。

當風(fēng)作用在接觸線上時，接觸線產(chǎn)生順風(fēng)方向的偏移，從圖中可以看出接觸線在垂直負載gj和水平風(fēng)負載Pj作用下，由C點移至B點。

最大水平偏移值為：

bj為水平偏移值，mm；

Pj為接觸線水平風(fēng)負載，N/m；

qv為接觸線合成風(fēng)負載，N/m；

y為接觸線的馳度，mm；

L為跨距長度，m；

Tj為接觸線張力，N。

當取最大設(shè)計風(fēng)速時，接觸網(wǎng)最大跨距中計算風(fēng)偏移值為447 mm，而在受電弓滑板625 mm有效工作范圍內(nèi)，理論上不足以使受電弓鉆弓，但現(xiàn)場實際情況卻發(fā)生了弓網(wǎng)故障。經(jīng)過對北黃土溝—— 十九溝發(fā)生的幾起弓網(wǎng)故障分析，它們有共同的特點：都處于直線區(qū)段、都處于風(fēng)口地段、現(xiàn)場目測風(fēng)速在10級以上強勁（一個人掛不上接觸網(wǎng)地線），每一起弓網(wǎng)故障都是從反定位器前后第1根和第2根吊弦處鉆入接觸網(wǎng)。

當支柱處于上風(fēng)側(cè)時，在反定位處風(fēng)對接觸線的作用力與定位器對接觸線的拉力方向一致，整體使定位器承受一個壓力，持續(xù)不斷的壓力會造成反定位管向上劇烈擺動；在反定位管上擺同時，定位器則繞長定位環(huán)向下擺動，造成定位器對接觸線失去了定位的作用；結(jié)果使接觸線形成了一個110～120m的大跨距，在反定位處出現(xiàn)了一個由兩個跨距接觸線偏移值疊加的偏移量，大大超過了接觸網(wǎng)的設(shè)計偏移量和受電弓允許工作范圍，造成了受電弓鉆弓，發(fā)生弓網(wǎng)故障。

2.2 接觸網(wǎng)跨距大是造成穩(wěn)定差的主要原因

在鏈形懸掛中，風(fēng)同時作用在承力索和接觸線上，由于接觸線和承力索通過吊弦相互作用，接觸線風(fēng)偏移的狀態(tài)比較復(fù)雜，根據(jù)最大水平偏移值的計算公式：

可知，跨距越大，接觸線的最大水平偏移值越大，接觸網(wǎng)的穩(wěn)定性越差。

因此，在確定鏈形懸掛跨距時要根據(jù)接觸網(wǎng)在風(fēng)力作用下，相對受電弓中心線所產(chǎn)生的允許偏移值來確定的技術(shù)跨距。我國接觸網(wǎng)跨距規(guī)定：直線區(qū)段最大允許跨距不應(yīng)超過65 m；山口、谷口、高路堤和泄洪橋梁等風(fēng)口范圍內(nèi)的跨距應(yīng)縮小5～10 m，最大跨距不大于50 m。

2.3 反定位方式不牢固，易造成定位變化

大風(fēng)作用在反定位裝置上，由于定位管較長，主要受力來自與腕臂連接的定位環(huán)和與定位器連接的長定位環(huán)；在持續(xù)風(fēng)壓作用下，使反定位管上下擺動，定位器不斷撞擊長定位環(huán)，導(dǎo)致長定位環(huán)偏轉(zhuǎn)，定位器定位鉤卡滯扭轉(zhuǎn)變形從定位環(huán)脫出，對接觸線失去定位作用，風(fēng)偏移過大造成受電弓離線而發(fā)生弓網(wǎng)故障。

2.4 接觸線張力不足，造成接觸網(wǎng)擺動過大

接觸網(wǎng)的張力和馳度是決定接觸線風(fēng)偏移的重要因素，根據(jù)水平偏移值的計算公式：

可知：接觸線風(fēng)偏移值與接觸線的馳度成正比，與接觸線的張力成反比。

因此，接觸線張力不足，如接觸線補償裝置墜坨數(shù)量不夠，會造成接觸線的順線路方向張力減??；直線區(qū)段“之”字值調(diào)整偏小，會造成接觸線垂直線路方向的張力減小，從而增大了接觸線的馳度，在風(fēng)壓作用下，使接觸線風(fēng)偏移值超過允許值。

3 提高接觸網(wǎng)穩(wěn)定性的措施

針對大準鐵路近幾年接觸網(wǎng)發(fā)生的弓網(wǎng)故障進行了分析和研究，進行了大膽的嘗試，采取了一定的措施來提高接觸網(wǎng)穩(wěn)定性。

（1）縮短技術(shù)跨距，提高接觸網(wǎng)穩(wěn)定性。

首先我們對大準鐵路接觸網(wǎng)進行徒步觀察、測量，根據(jù)近幾年來接觸網(wǎng)發(fā)生的弓網(wǎng)故障的地段，確定接觸網(wǎng)受大風(fēng)侵擾的風(fēng)口重點地段。（見表2）

根據(jù)大準鐵路接觸網(wǎng)風(fēng)口地段統(tǒng)計表中防風(fēng)重點地段以及對近幾年發(fā)生弓網(wǎng)故障的特點，我們決定對其重點地段進行改造，即在相鄰支柱的跨中增設(shè)支柱，縮小跨距，有效的減小風(fēng)偏移。從2010年防風(fēng)地段技術(shù)改造后，接觸網(wǎng)設(shè)備運行兩年，沒有發(fā)生過因大風(fēng)造成的弓網(wǎng)故障。因此，跨距的縮小能夠使接觸線在定位點處對定位器形成較大的張力增量，抑制了定位器的擺動，增強定位的穩(wěn)定性。

（2）改變定位方式，提高反定位的穩(wěn)定性。

在反定位上加裝防風(fēng)支撐有效的抑制反定位管的上下擺動。

（3）加裝V型拉線來抑制反定位的左右擺動

（4）在斜腕臂和平腕臂之間加裝腕臂支撐來增強支柱支持裝置的整體強度。

（5）調(diào)整防風(fēng)直線區(qū)段的拉出值，正定位的拉出值由200 mm加大為300 mm，反定位的拉出值由200 mm減小為150 mm，這樣既增加了“之”字值而改變了張力又減小了風(fēng)偏。

（6）在風(fēng)口地段的大橋定位點處更換限位定位器來提高接觸網(wǎng)的彈性。

4 結(jié)論

通過2011年我們對大準鐵路接觸網(wǎng)分別采取增加支柱縮小技術(shù)跨距、在反定位加裝防風(fēng)支撐和V型拉線、改變定位方式、調(diào)整接觸網(wǎng)拉出值等措施的實施，接觸網(wǎng)的防風(fēng)穩(wěn)定性有了明顯提高，防風(fēng)能力進一步加強。

參考文獻

[1]于萬聚.接觸網(wǎng)設(shè)計及檢測原理[M].北京：中國鐵道出版社.