徐才兵 寧家富 車宇哲

（中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司，100036，北京∥第一作者，工程師）

重慶市在較新線工程中率先采用跨坐式單軌交通技術(shù)，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。該線一期工程于2004年6月28日開(kāi)通試運(yùn)行以來(lái)，單軌跨坐式供電系統(tǒng)及接觸網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)良好?？缱絾诬壗佑|網(wǎng)受流模式是一種全新的城市軌道交通接觸網(wǎng)受流模式。T型匯流排用于跨坐式單軌接觸網(wǎng)系統(tǒng)，是該系統(tǒng)主要載流元件，除正極受流接觸網(wǎng)外，設(shè)置專門的負(fù)極回流接觸網(wǎng)（回流軌）。該接觸網(wǎng)的接觸受流面相對(duì)軌道粱側(cè)面向外，受電弓相對(duì)軌道粱側(cè)面向內(nèi)與接觸網(wǎng)接觸線摩擦受流，電壓等級(jí)為直流1 500V。

1 原有匯流排存在的問(wèn)題

隨著重慶較新線一期、二期的建設(shè)以及開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，原有T型匯流排的缺點(diǎn)也暴露出來(lái)。

（1）接觸電阻逐步增大，載流功能逐步降低。由于原接觸網(wǎng)系統(tǒng)中T型匯流排采用與之分離的夾板與接觸線固定，T型匯流排與夾板之間、夾板與接觸線之間難免存在間隙，造成接觸電阻增大，并且存在長(zhǎng)期氧化和電腐蝕的情況?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1。

表1 接觸電阻現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù) Ω／m

（2）匯流排連接安裝施工效率較低，不能滿足軌道交通建設(shè)提速要求。原T型匯流排采用焊接方式連接，勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工難度高，安裝效率低，對(duì)焊接后的電氣、機(jī)械性能要求嚴(yán)格；其施工工藝較為復(fù)雜，共分為坡口加工→焊前處理→初焊→打磨→校直→補(bǔ)焊→焊后外觀檢驗(yàn)→焊后無(wú)損探傷等8道施工工序，造成焊接效率較低。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，每組（6人）熟練的焊接工人，平均每天才能完成約6～8個(gè)焊接成品。

（3）如果運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生接觸網(wǎng)破壞性故障（自然災(zāi)害或人為破壞）時(shí)，應(yīng)急救援人員需對(duì)損壞的匯流排進(jìn)行拆除后重新安裝并焊接，所需搶修時(shí)間較長(zhǎng)，造成的社會(huì)影響較大。

2 新匯流排研究方向

根據(jù)對(duì)原T型匯流排存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，確定了新匯流排的研究方向；從改善跨坐式單軌接觸網(wǎng)系統(tǒng)的取流（回流）質(zhì)量、提高匯流排之間連接的施工效率等方面進(jìn)行思考。

2.1 提高整體接觸網(wǎng)導(dǎo)電性能

減小或消除原T型匯流排與夾板之間、夾板與接觸線之間存在的間隙，降低可消除接觸電阻，改善三者之間存在的氧化和電腐蝕等情況。

在不改變?cè)瓍R流排固定點(diǎn)處尺寸的情況下盡量增加本體的截面積，使其從原來(lái)的1 439mm2增加至1 594mm2。由于增加了匯流排的截面積，從而可以有效地降低匯流排的本體電阻，增加其接觸網(wǎng)的導(dǎo)電性能，以增大載流量，滿足遠(yuǎn)期編組需求。

同時(shí)，要保持新型的匯流排與原有系統(tǒng)的零部件100%兼容性，使新線與既有線完全匹配，可以無(wú)條件互換。

2.2 提高施工安裝效率

在保證系統(tǒng)整體安裝質(zhì)量和性能參數(shù)的情況下，優(yōu)化匯流排之間的連接，提高施工過(guò)程中的安裝效率。同時(shí)達(dá)到縮短運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生破壞性故障時(shí)接觸網(wǎng)更換恢復(fù)的時(shí)間，縮小故障造成的社會(huì)影響。

2.3 形成完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，提高軌道交通新技術(shù)的應(yīng)用水平

采用新型匯流排可以形成具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的空白，有效地減少施工機(jī)具和提高施工人員的工作效率，為降低我國(guó)軌道交通工程造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本，提高我國(guó)軌道交通新技術(shù)的應(yīng)用水平奠定基礎(chǔ)。新舊匯流排樣式對(duì)比見(jiàn)圖1。

圖1 新舊匯流排樣式

3 研究過(guò)程

3.1 技術(shù)參數(shù)的確定

通過(guò)對(duì)原有匯流排存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析，并確定了具體的改進(jìn)方向后，最終確定了將原匯流排改進(jìn)為整體夾持T型匯流排，原焊接方式采用T型板聯(lián)接方式進(jìn)行安裝。

整體夾持T型匯流排的技術(shù)參數(shù)如下：①合金牌號(hào)及狀態(tài)，6101BT6；②持續(xù)載流量≥2 200A。

3.2 圖紙的確定

為確保原匯流排相關(guān)附件均能正常使用，在不突破原有車輛限界和滿足載流量的情況下，合理確定匯流排截面及其它相關(guān)技術(shù)要求。整體夾持T型匯流排采用原T型匯流排與夾板整體熔鑄，一次擠壓成型，截面積為1 594mm2；中間采用微縫，利用其本身的彈性變型以解決接觸線安裝；同時(shí)增大匯流排本身的散熱面積，提高其截流能力。采用整體夾持方式消除了原T型匯流排與夾板之間由于氧化和腐蝕增大接觸電阻問(wèn)題，且原有的絕緣子、匯流排壓板、分段絕緣器等相關(guān)元器件均無(wú)需改動(dòng)。其截面圖如圖2所示。

圖2 匯流排本體截面圖

將原匯流排之間的焊接方式改為采用聯(lián)接板安裝的方式進(jìn)行安裝，連接螺栓采用專業(yè)的哈克錨栓進(jìn)行鉚接，確保鉚接質(zhì)量滿足匯流排電氣及機(jī)械性能要求，聯(lián)接板截面形狀如圖3。

圖3 匯流排連接板截面圖

3.3 加工制造工藝

確定整體夾持T型匯流排按以下工藝流程執(zhí)行。

（1）匯流排本體：配料→熔煉→鑄造→鋸切→銑皮→均熱處理→擠壓→角度精整→定尺→時(shí)效處理→清理→半成品→檢驗(yàn)。

（2）電聯(lián)接板：配料→熔煉→鑄造→鋸切→銑皮→均熱處理→擠壓→型材→時(shí)效處理→清理→半成品→檢驗(yàn)。

（3）深加工：檢驗(yàn)合格的匯流排本體和電聯(lián)接板按圖紙要求鉆孔→彎曲（銑面）→打標(biāo)記→清洗→檢驗(yàn)→包裝→成品→出庫(kù)。

原有匯流排本體使用的材料牌號(hào)為6063的鋁型材，材料的熱處理狀態(tài)為T5；接觸線線夾使用的材料牌號(hào)同為6063鋁型材，材料的熱處理狀態(tài)為T6。為了提高產(chǎn)品的性能，整體夾持T型匯流排及電聯(lián)接板選用材質(zhì)牌號(hào)為6101B的鋁型材，材料的熱處理狀態(tài)為T6。產(chǎn)品性能及尺寸公差分別符合GB／T 6892—2006《一般工業(yè)用鋁及鋁合金熱擠壓型材》、GB／T 14846—2008《鋁及鋁合金擠壓型材尺寸偏差》的高精級(jí)要求。

以上各種材料的加工成品均通過(guò)了國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)的電氣性能試驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)均達(dá)到要求。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)安裝

為了驗(yàn)證整體夾持T型匯流排的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝、運(yùn)行效果，以及與原T型匯流排的兼容效果，在重慶軌道交通3號(hào)線一期兩路口至觀音橋區(qū)段右線安裝了原T型匯流排，觀音橋至鄭家院子區(qū)間右線安裝了整體夾持T型匯流排，兩者進(jìn)行對(duì)比。后者自送電調(diào)試以來(lái)，接觸網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)良好，車輛取流穩(wěn)定，弓網(wǎng)關(guān)系配合良好，未出現(xiàn)任何碰弓、打弓現(xiàn)象，取得了良好的效果。新舊匯流排現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用對(duì)比詳見(jiàn)表2。

表2 新舊匯流排對(duì)比

通過(guò)整體夾持T型匯流排與原T型匯流排的比較可以得出，整體夾持T型匯流排的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)原匯流排，且增大了匯流排的持續(xù)載流量，為后續(xù)增加客車的運(yùn)載能力提供了可靠的保證。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)整體夾持T型匯流排的研究和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際安裝、運(yùn)用表明：整體夾持T型匯流排降低了原T型匯流排與夾板之間、夾板與接觸線之間存在的間隙，減小了接觸電阻；同時(shí)，保持了與原有系統(tǒng)的零部件100%兼容性；安裝工藝具有安全、優(yōu)質(zhì)、便于掌握等優(yōu)點(diǎn)，施工工效有較大提高。