劉 宇，徐 平

（烏魯木齊城市軌道集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，新疆烏魯木齊 830057）

1 基本情況

2 弓網(wǎng)異常磨耗情況

2.1 異常現(xiàn)象

烏魯木齊地鐵1號(hào)線自運(yùn)營(yíng)以來(lái)受電弓碳滑板接連出現(xiàn)右側(cè)偏磨、對(duì)稱波浪型偏磨、左側(cè)偏磨、碳滑板掉塊及掉渣等異常磨耗的情況，接觸線接連出現(xiàn)磨耗異常、掉渣等異常磨耗情況（表1、圖1）。

表1 異?，F(xiàn)象匯總

圖1 電弓碳滑板的故障

2.2 具體問(wèn)題

2.2.1 機(jī)械磨耗的具體表現(xiàn)

（1）接觸網(wǎng)方面。接觸網(wǎng)專業(yè)在運(yùn)維中發(fā)現(xiàn)曲線區(qū)段、斷裂帶及彈性道床處接觸線磨耗嚴(yán)重，不同區(qū)間、不同位置接觸線磨耗差異較大：曲線區(qū)段最大拉出值處比直線區(qū)段磨耗寬度大1～2 mm，磨耗形狀為圓弧形；斷裂帶、彈性道床區(qū)間比普通區(qū)段平均磨耗寬度大2.5 mm；上、下坡區(qū)段比平直區(qū)段平均磨耗寬度大約1.5 mm；接觸線拉出值在150～250 mm，是拉出值0～100 mm 寬度的3～5 倍，當(dāng)磨耗寬度達(dá)到7～8 mm 時(shí)磨耗趨于平穩(wěn)。對(duì)接觸網(wǎng)布置方式進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)、分析，全線共有定位點(diǎn)8828 個(gè)，拉出值在±137.5 mm 至±162.5 mm 間分布的有2127個(gè)，占拉出值分布的24.09%，且拉出值分布于受電弓磨耗形狀正反密貼。對(duì)接觸網(wǎng)磨耗處所進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分段絕緣器、匯流排接頭、線岔、錨段關(guān)節(jié)及最大拉出值處的占比在95%以上。

（2）受電弓方面。在檢修受電弓碳滑板時(shí)，運(yùn)營(yíng)人員發(fā)現(xiàn)碳滑板有凹槽及波浪彎，碳滑板兩側(cè)凹陷處的相對(duì)高點(diǎn)存在明顯的碰撞和掉塊現(xiàn)象，同時(shí)有銅屑粘連在掉塊處、受電弓弓架車頂過(guò)渡處遺留有銅屑及碳粉。

2.2.2 電氣磨耗的具體表現(xiàn)

（1）接觸網(wǎng)方面。接觸網(wǎng)專業(yè)在運(yùn)維中發(fā)現(xiàn)，出站大電流及加速區(qū)段弓網(wǎng)燃弧嚴(yán)重、接觸線磨耗寬、磨損距離長(zhǎng)，同區(qū)間、同錨段接觸線磨耗不均衡：90%的區(qū)間在列車出站方向、距車站200 m 的處所，接觸線磨耗寬度在8～10 mm、磨耗長(zhǎng)度在20～40 m；其他位置磨耗寬度在0～3.5 mm，對(duì)比非常明顯。通過(guò)弓網(wǎng)視頻拍攝分析及接觸網(wǎng)參數(shù)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，36 處弓網(wǎng)燃弧嚴(yán)重，并且冬季接觸線磨耗寬度的速率略高于非冬季。

（2）受電弓方面。受電弓碳滑板磨耗及取流印記不平衡、不充分，表面涇渭分明，呈現(xiàn)出半邊取流的異?，F(xiàn)象。部分電客車碳滑板不水平，與接觸線接觸時(shí)存在一定的間隙、碳滑板上有燃弧灼傷的痕跡。

穩(wěn)基，固本，造福民生，加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè)使命光榮，責(zé)任重大。農(nóng)田水利建設(shè)專題詢問(wèn)，是民意的體現(xiàn)，是一次監(jiān)督中的支持和鞭策。按照2011年中央1號(hào)文件確立的目標(biāo)，未來(lái)10年，我國(guó)農(nóng)田水利建設(shè)任務(wù)依然繁重。各級(jí)地方政府及其水利等相關(guān)部門要以這次專題詢問(wèn)為契機(jī)，落實(shí)各項(xiàng)政策措施，加大農(nóng)田水利投入，加快建設(shè)進(jìn)度，盡早扭轉(zhuǎn)農(nóng)田水利建設(shè)滯后的局面，并在工作中自覺(jué)接受人民監(jiān)督，以更好地順應(yīng)人民的期待，為保障國(guó)家糧食安全提供更有力支撐，讓農(nóng)田水利更好地造福億萬(wàn)人民。

2.3 試驗(yàn)跟蹤

（1）電客車取流試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)弓網(wǎng)視頻檢測(cè)車的運(yùn)行方式，來(lái)確定大電流是造成燃弧的主要原因。當(dāng)電客車勻速運(yùn)行、進(jìn)出站不停車時(shí)，視頻分析弓網(wǎng)匹配良好，基本無(wú)燃弧打火情況。但當(dāng)以正常運(yùn)行圖行車時(shí)，視頻分析出站取流區(qū)段燃弧嚴(yán)重，表明大電流是造成燃弧的主要原因。

（2）拉出值優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)出站取流區(qū)段接觸網(wǎng)拉出值進(jìn)行試驗(yàn)，來(lái)確定電氣磨耗是異常磨耗的主要原因。在受電弓偏磨出現(xiàn)波浪彎的階段，對(duì)宣大一處錨段關(guān)節(jié)及等12 處定位點(diǎn)的拉出值進(jìn)行調(diào)整，發(fā)現(xiàn)波浪彎的磨耗率迅速下降，說(shuō)明也可以間接降低綜合磨耗率。但通過(guò)后續(xù)弓網(wǎng)視頻分析，調(diào)整后弓網(wǎng)燃弧改善并不明顯，表明大電流是造成燃弧的主要原因。

（3）弓網(wǎng)抬升力試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)電客車受電弓的靜態(tài)抬升力，來(lái)確定適當(dāng)?shù)奶δ軠p緩磨耗。當(dāng)受電弓靜態(tài)抬升力為110 N 時(shí)，磨耗率比120 N 時(shí)增大，但當(dāng)受電弓靜態(tài)抬升力為130 N 時(shí)，磨耗率比110 N 時(shí)減少、比120 N 時(shí)略大。升弓高度改變時(shí)靜態(tài)壓力也相應(yīng)變化，隧道內(nèi)受電弓靜態(tài)壓力低于運(yùn)用庫(kù)。

（4）斷裂帶限速試驗(yàn)。通過(guò)弓網(wǎng)視頻分析，斷裂帶受電弓上下擺動(dòng)較大，甚至達(dá)到10 cm 左右。針對(duì)此情況對(duì)小西溝至鐵路局區(qū)間進(jìn)行限速試驗(yàn)，后續(xù)弓網(wǎng)耦合正常。

3 原因分析

3.1 機(jī)械磨耗原因

（1）±150 mm 拉出值分布過(guò)多，造成碳滑板對(duì)應(yīng)位置機(jī)械磨耗較多。在機(jī)電磨耗雙重作用下，碳滑板出現(xiàn)凹槽，造成弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系下降、摩擦取流工況惡化。

（2）加速及機(jī)械振動(dòng)、斷裂帶及彈性道床區(qū)間弓網(wǎng)擺動(dòng)是造成弓網(wǎng)異常的因素。列車處于加速區(qū)段時(shí)，受電弓與接觸線的水平和垂直方向的振動(dòng)加劇，受電弓與接觸網(wǎng)之間的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系變差，動(dòng)態(tài)接觸壓力變化，沖擊接觸線形成硬點(diǎn)。

（3）曲線及接觸線最大拉出值處與受電弓側(cè)端凹槽所對(duì)應(yīng)，在受電弓動(dòng)態(tài)擺動(dòng)下，與接觸線側(cè)面相磨，磨耗形狀和寬度發(fā)生變化。

（4）季節(jié)變化對(duì)軌道、受電弓氣囊有一定的影響，最終將不同時(shí)段弓網(wǎng)耦合差的歷史印記留存在接觸線上，而接觸線的磨損不均又造成弓網(wǎng)關(guān)系不佳。

3.2 電氣磨耗原因

（1）燃弧及電氣腐蝕是造成出站區(qū)段弓網(wǎng)異常磨耗的因素。地鐵一般采用DC 1500 V 電壓供電，為保證牽引功率，在低電壓的先決條件下，出站時(shí)電客車需要強(qiáng)大的啟動(dòng)、加速電流。弓網(wǎng)振動(dòng)接觸摩擦和較小的取流面積和取流能力造成弓網(wǎng)燃弧，灼傷弓網(wǎng)表面，軟化弓網(wǎng)材質(zhì)，形成電氣磨耗。

（2）烏魯木齊地鐵南北高差280 余米，造成區(qū)間上下坡較多（最大坡度28‰），受電弓擺動(dòng)和上、下坡取流及制動(dòng)，造成接觸線磨耗增加。

（3）弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)耦合變差，以及機(jī)械和電氣的雙重作用，加劇了弓網(wǎng)的異常磨耗。

4 解決措施

4.1 機(jī)械磨耗的解決措施

（1）以改善耦合關(guān)系為出發(fā)點(diǎn)，提升弓網(wǎng)軌的性能：①持續(xù)調(diào)整接觸網(wǎng)的坡度和連續(xù)的平順度，嚴(yán)控錨段關(guān)節(jié)、線岔處的高差，控制接頭處的導(dǎo)高，不斷提升弓網(wǎng)的動(dòng)態(tài)耦合性；②通過(guò)檢測(cè)手段，定期對(duì)接觸網(wǎng)的平順度及硬點(diǎn)、鋼軌的平順度進(jìn)行檢測(cè)，動(dòng)態(tài)的對(duì)接觸網(wǎng)、鋼軌進(jìn)行評(píng)價(jià)，嚴(yán)格控制隱患及缺陷；③安裝“受電弓動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，根據(jù)監(jiān)測(cè)信息不斷調(diào)整弓網(wǎng)接觸壓力到最佳狀態(tài)。

（2）以增加弓網(wǎng)彈性為出發(fā)點(diǎn)，提升弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)彈性：①提升剛性接觸網(wǎng)的彈性，通過(guò)優(yōu)化剛性接觸網(wǎng)的彈性，采用將懸掛螺桿改為彈性螺桿、定位線夾采用彈性線夾等以釋放受電弓壓力，減少受電弓擺動(dòng)；②保障受電弓彈簧盒的平衡度，通過(guò)檢修及拉力測(cè)試，確保受電弓弓頭前后、左右平衡，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，出庫(kù)前的正常。

4.2 電氣磨耗的解決措施

（1）以改善磨耗形狀為出發(fā)點(diǎn)，優(yōu)化接觸網(wǎng)拉出值：①結(jié)合運(yùn)營(yíng)時(shí)線路工況和取流情況，對(duì)普通區(qū)段、加速取流區(qū)段分別計(jì)算、分別布置、均勻磨耗；②將接觸網(wǎng)最大拉出值由固定布置變更為范圍性布置，減少多個(gè)波峰、波谷長(zhǎng)時(shí)間將碳滑板磨損出溝槽。

烏魯木齊地鐵1號(hào)線接觸網(wǎng)專業(yè)從改善磨耗形狀出發(fā)，間接降低了磨耗率。供電專業(yè)選取出站燃弧最嚴(yán)重的區(qū)段以負(fù)拉出值為調(diào)整點(diǎn)，設(shè)計(jì)并調(diào)整4 個(gè)區(qū)間42 處定位點(diǎn)、改動(dòng)兩處關(guān)節(jié)、改變一處波峰，從而優(yōu)化并改善了磨耗形狀。

（2）以增加取流能力為出發(fā)點(diǎn)，提升結(jié)合部契合度：①通過(guò)調(diào)整碳滑板安裝時(shí)水平狀態(tài)、轉(zhuǎn)動(dòng)接觸處潤(rùn)滑狀態(tài)、彈簧盒平衡調(diào)整等，解決受電弓碳滑板前后、左右受力不均、不水平、與接觸線不密貼等問(wèn)題；②調(diào)整弓網(wǎng)接觸壓力，降低弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)燃弧打火；③采取適當(dāng)?shù)慕佑|壓力，降低電氣磨耗對(duì)接觸網(wǎng)和碳滑板的影響。

烏魯木齊地鐵1號(hào)線通過(guò)跟蹤試驗(yàn)將靜態(tài)抬升力保持在125 N 左右，并通過(guò)在檢修中保障受電弓的狀態(tài)提升動(dòng)態(tài)跟隨性，降低電氣磨耗。

5 改善效果

（1）通過(guò)運(yùn)營(yíng)多方協(xié)作通過(guò)優(yōu)化接觸網(wǎng)拉出值及受電弓弓頭平衡調(diào)整，不僅有效改善了碳滑板的磨耗形狀，還徹底解決了之前碳滑板上8 mm 的凹槽問(wèn)題，間接降低了整體的磨耗率。

（2）通過(guò)調(diào)整接觸網(wǎng)布置、調(diào)整弓網(wǎng)壓力、嚴(yán)格控制弓、網(wǎng)、軌技術(shù)狀態(tài)以及斷裂帶限速等措施，將冬季和非冬季的碳滑板每萬(wàn)千米的磨耗率分別下降到4 mm 和2 mm。

6 結(jié)論

造成受電弓接觸網(wǎng)磨耗的異常狀態(tài)，是接觸線布置、弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)耦合、弓網(wǎng)材質(zhì)、受電弓升弓方式、弓網(wǎng)接觸力因素等多個(gè)因素綜合疊加導(dǎo)致的。為保證弓網(wǎng)相互關(guān)系，應(yīng)從設(shè)計(jì)初期開(kāi)始在接觸網(wǎng)布置、受電弓及滑板選型方面全面評(píng)估，后期運(yùn)營(yíng)時(shí)持續(xù)細(xì)致檢查及測(cè)量，追蹤磨耗情況并根據(jù)運(yùn)營(yíng)實(shí)際進(jìn)一步優(yōu)化。