柔性接触网单承单导下锚方式分析及措施.docx

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柔性接触网单承单导下锚方式分析及措施

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摘要：本文以实际故障为例，选取北京地铁14号线接触网演练时出现的单承单导下锚补偿装置的绝缘子断裂问题，分析了该故障发生的原因，并给出合理的改造措施，旨在提高供电设备的可靠性，确保城市轨道交通安全运营。

关键词：柔性接触网；故障；单承单导下锚补偿装置；改造措施

背景介绍

接触网是轨道交通牵引供电系统的重要组成部分，担负着从牵引变电所至电力机车之间的重要角色，因此接触网的质量和工作状态将直接影响轨道交通的运输能力。北京地铁14号线柔性接触网主要分布于高架段、停车场及车辆段，悬挂方式分为简单悬挂和链形悬挂。下锚方式分为全补偿下锚和半补偿下锚；线索结构分为单接触线+单承力索与双接触线+双承力索，前者的结构简单，投资低；后者凭借着较好的运行性大多应用于地铁正线，现国内地铁行业接触网下锚普遍采用此种下锚方式。

高速铁路接触网概述

接触网是电气化轨道交通为给列车提供牵引电能沿铁路线露天架设的特殊供电线路，是电气列车受电弓集流的滑道。接触网是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分，由于经济和技术等方面的原因，在牵引供电系统中是单一的且无备用。广义而言，接触网包括架空接触网和接触轨，在日常学习、生活和工作中，若无特殊说明，接触网仅指架空接触网。架空接触网又分为柔性架空式和刚性架空式两种。柔性架空接触网弹性好、跨距大，在高速铁路中广泛应用。与柔性架空接触网一样，高速铁路接触网一般包括接触悬挂、支持与定位、支柱与基础以及保障设备安全和供电安全的电气辅助设施四大组成部分。但是相比普速铁路接触网来说，高速铁路接触网对零部件的要求和配备要严格的多。

接触悬挂

接触悬挂是由支持和定位装置安装在轨道上方的线索及其组成各类结构的总称，主要包括接触线、吊弦、承力索、弹性吊索、补偿装置和其它连接部件。由于直接参与一导流、承受固有负荷和各类附加负荷，接触悬挂必须具有良好的导电性和机械强度。中国高速铁路接触网主要有简单链型悬挂和弹性链型悬挂两种悬挂形式。

简单链型悬挂弹性均匀度较弹性链型悬挂差，但结构简单，便于施工和维护；弹性链型悬挂的结构比简单链型悬挂复杂，施工调整难度更大，但其弹性均匀度优于简单链型悬挂，为了更好的实现弓网匹配，高速铁路接触网多采用弹性链型悬挂。

支持与定位

支持与定位装置是按设计要求由相关零部件组成的支撑与定位接触悬挂于轨道上方，控制接触线导高和拉出值，方便受电弓接触取流，并将全部机械负荷传递给支柱的支撑定位结构。其结构形式主要有腕臂式、软横跨式、硬横跨式。支持定位装置的空间位置与姿态、弹性、重量、稳定性对接触网运营安全和受流质量有很大影响，因此对其结构功能和可靠性要求很高。

支柱与基础

支柱与基础是为接触网提供支持、下锚和定位承受接触网的全部机械负荷并传递给大地的主要垂直结构，是接触网的主要承力设备。支柱是接触网的支撑设备，支柱基础是埋入地下或大型建筑物之中用于安装支柱的结构体，由于接触网支柱长期遭受固定载荷和非固定负载的反复作用，要求支柱与基础有良好的机械强度、耐腐蚀能力和高稳定性，不得出现变形、裂纹、倾斜或移位等影响接触网功能和安全的情况。

电气辅助设施

接触网电气辅助设施主要包括附加导线、防雷与接地、标识及安保等为了提高接触网安全性和供电灵活性的设备和设施。

事故经过

2018年1月，在北京市马泉营车辆段七区27股道的演练内容为承力索断线故障演习。该区域接触网为单承单导并联下锚方式，即接触线与承力索通过平衡板与半补偿装置相连在同一支柱落锚。为增加演练的真实性，现场模拟承力索断线情景，演习过程中突然发生塌网事故，事故对该锚段内支持装置、定位装置、接触悬挂、补偿装置造成不同程度的影响。查看造成事故的主要原因为下锚绝缘子断裂。

（一）原因分析

事故地点区域支柱多、道岔多、线路复杂、可利用空间不充裕等。单承单导作为一种普遍的下锚方式充分利用上方空间节约了投资成本。为了方便分析事故形成原因首先需要考虑此种下锚方式的施工安装，以下将从两个方面进行具体分析。

（二）结构受力分析

该处接触网通过CJ下锚平衡板并联下锚，线索端由D2型双联板固定并可纵向旋转。绝缘子安装在CJ下锚平衡板落锚侧且无法纵向选转，下锚绝缘子同时承受承力索和接触线的张力，即：

（3-1）

式中：

——绝缘子端通过坠砣所提供的重力，通过棘轮装置传递给CJ下锚平衡板，为接触线和承力索输出标准张力。

——接触线的张力，根据设计文件，北京市14号地铁线路的设计值为12kN。

——承力索的张力，其设计值与接触线的张力同为12kN。

——下锚绝缘子连接区域承受的挠力一般状态下矢量和为零。当该部位受力不均匀时，区域内零件会因不能位移而受力产生形变。

当缓慢松放手扳葫芦时受力平