地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置探究

關翔

摘 要：在城市軌道交通工程中，剛性接觸網是地鐵列車的供電裝置。文章分析了地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置，使用這一接頭裝置可以避免使用傳統匯流排外接頭和斷開式接觸導線。因此，減少了碰弓和電拉弧風險，工作人員無需到工作現場，即可關閉人防門和防淹門，有效發揮了其重要作用。

關鍵詞：地鐵;剛性接觸網;可斷開式;接頭裝置

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）03-001-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.03.001

隨著我國城市環境和軌道交通的不斷發展，剛性懸掛接觸網也逐漸增多。在建設這類工程的過程中，需要同時建設人防工程，因此要合理設計人防門。如果地鐵隧道需要穿越河道，要設計地鐵防淹門，發生漏水問題后快速關閉人防門和防淹門，保障人員安全。在匯流排的影響下，很難徹底關閉人防門和防淹門，要安排專業人員進入隧道，拆卸整體接觸網上的匯流排。一旦發生緊急情況，工作人員可能無法進入隧道中，為了解決此問題，要利用地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置。

1 工程案例

某市地鐵1號線發生地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置故障，一列車在隧道內發生拋錨故障，車上乘客被緊急疏散，同時還有23輛列車受到事故的負面影響，延誤40分鐘。這次主設備故障影響到正常運營，并引發了社會輿論，一些專家質疑地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置的應用。筆者分時段多次測量、采集記錄該市一號線地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置的運行參數，根據列車受電弓的磨損情況分析故障原因。

因為地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置水平過渡不夠順暢，在接觸線上產生硬點，發生了嚴重的電弧灼傷情況，產生電弧熱效應，熔融接觸線和匯流排的引弧。發生電弧效應后，再加上富含鈣和鐵雜質的隧道滴水介質的影響，引發了銅和鋁之間的電化學腐蝕，損毀了地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置。

2 地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置概述

當前，在我國城市軌道交通建設過程中，廣泛利用剛性懸掛接觸網，建設了軌道交通和人防工程。為了保護隧道和人員，要設置防淹門。如果漏水問題比較嚴重，要快速關閉防淹門和人防門。在剛性接觸網的影響下，很難及時關閉人防門和防淹門。

當前，在城市軌道交通中，主要利用小錨段可拆卸式匯流排和匯流排外包接頭處理上述問題。但是，這兩種方式無法滿足瞬時可斷的要求，影響到剛性接觸網日常運行。因此，要利用地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置。

接頭裝置主要包括水平移動匯流排接頭和垂直旋轉匯流排接頭以及匯流排連接段，固定連接水平滑動式匯流排接頭、可垂直旋轉式匯流排接頭的靜接頭和需斷開的匯流排兩端。在兩端插入可動式匯流排接頭的水平移動接頭和垂直旋轉接頭，因此形成了可斷開系統[1]。接頭裝置結構圖如圖1所示。

3 地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置工作原理

3.1 機械工作原理

跌落連接段后，要利用可水平移動式匯流排接頭的電驅動和機械聯動裝置，沿著左右軌道供電臂，促使水平移動接頭向靜接頭移動，最終脫開連接段和水平移動接頭。在另外一端利用旋轉接頭的控制作用，向接觸網的一端垂落，因此斷開剛性接觸網系統。

通過導電觸指在滑道供電臂的一端固定可水平移動式匯流排靜接頭，在靜接頭中設置導電觸指，連接鋼芯接觸網的匯流排，可以實現固定導電連接。利用彈性壓板，在滑動供電臂的另一端設置水平滑動式匯流排的滑動接頭，并發揮了電驅動和機械聯動裝置的作用，實現左右滑動供電臂的水平滑動[2]。

在接頭裝置中，利用電驅動機構連接可水平滑動式匯流排接頭的靜接頭和動接頭，動力機構包括靜接頭、動接頭的絕緣子和電機以及減速系統等。在關閉防淹門的過程中，首先要啟動電機，促使動接頭向靜接頭水平移動，最終脫開并跌落連接段。

接頭裝置的左右滑動供電臂包括導向滑道，可以在左右滑動供電臂之間實現動接頭水平滑動。接頭裝置的旋轉動接頭通過軸銷連接左右滑動供電臂，斷開連接段匯流排的一端后，促使旋轉動接頭在軌面上旋轉，最終在接觸網的一端垂直懸掛[3]。

接頭裝置連接段和接觸網匯流排之間利用電連接方式，利用彈性導電觸指在滑動供電臂中獲得電連接，利用匯流卡槽的導電觸指傳遞電連接。針對機械聯動裝置系統，可水平滑動式匯流排接頭中包括彈簧和導向桿部件，在靜接頭和動接頭之間設置左右導桿。同時，要在動接頭上固定左右導桿的一端，在靜接頭的導向孔中插入導桿另一端，在左右導桿外套設左右彈簧，在靜接頭上作用彈簧一端，另一端在動接頭上發揮作用。

彈簧通常情況下處于壓縮狀態，只能發揮彈簧壓力作用，無法移動動接頭，因此在兩個動接頭之間建立連接。發生特殊情況時，要保證外力大于彈簧彈性力，可以水平滑動動接頭，連接段因此離開動接頭。機械聯動裝置利用帶動滑動的機構連接動接頭和靜接頭，動力機構主要包括靜滑輪組和動滑輪組及拉索。在靜滑輪組上固定拉索一端，另一端連接防淹門機構。關閉防淹門之后，拉索拉動動接頭，并向靜接頭方向移動，最終脫開并跌落連接段。彈簧對于動接頭產生的壓力大于75 kg，在列車正常運行階段，不會自行斷開接頭裝置[4]。

3.2 電動控制

電動接頭的控制電路要適應安裝現場，通過控制基本電路，遠程操作設備控制室和車控室。接頭裝置的控制作用主要包括三個方面，即安裝調試安裝現場的手動子母開關、操作設備控制室、控制操作車控室IBP盤。

安裝調試接頭裝置后，切斷匯流排接頭上的電機，這一階段主要是控制設備控制室和車控室。操作設備控制室和車控室其中一個控制點之后，同時會鎖死另外一個控制點。為了避免發生錯誤操作，要設置兩組獨立的開關，分別是電源開關和斷開操作開關。接通電源開關后，水平移動匯流排接頭電機因此獲得電源，斷開系統發生動作[5]。80AE27CA-2722-4832-AE87-A5CBC1B16B43

4 地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置機械要求

要保障外觀質量，避免發生裂紋、變形及轉折角等，避免在表面產生污跡和缺損等。要統一地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置四個定位懸掛點的高度，誤差嚴格控制在2 mm范圍內;在一條線路上，控制拉出指數處于0～100 mm，控制誤差在2 mm范圍內。保證接頭接觸線的縫隙在1 mm內，通過該受電弓平滑過渡，避免發生撞擊等問題。同時，不能存在拉弧點，落實最大磨耗控制，避免碳滑板和匯流排之間產生摩擦。

因為接觸網接頭位置是串聯關系，因此在地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置中，要平滑過渡接觸網。同時，要滿足機械強度要求和電氣性能要求。為了實現平穩過渡和機械強度的要求，在接頭裝置中不能設置接觸點，因此可以平滑過渡機車的受電弓。在電氣連接的過程中，地鐵剛性接觸網要滿足電氣性能需求，通過接頭裝置平穩取流受電弓，保障電連接滿足剛性接觸網載流量。利用彈性導電裝置的過程中，要合理設置壓縮量，如果沒有合理選擇壓縮量，將會引發卡死問題，載流量也會因此降低[6]。

固定地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置水平移動接頭等位置，此外，要固定端部的制動釘，控制匯流排間隙在10 mm～20 mm，水平移動端和防淹門的間距控制在20 mm以上。針對受電弓工作范圍，避免上方拉索侵入限界，控制最低點和正下方接觸線的間距在200 mm以上。保障機械聯鎖裝置動作的可靠性，在脫開裝置之后不能重選任何變化，保障脫開的正常性，在動作階段不能發生摩擦。提高斷開裝置機械運動的順暢性，將導電膏均勻涂抹在移動旋轉部位，在下落中間匯流排的過程中不能出現卡滯情況[7]。

匯流排脫開之后，和道床之間相距5 mm左右，可以恢復水平移動接頭接入端長度在120 mm以上。同時，要檢查接頭擋板和中間匯流排之間的銷子，避免發生異常問題。斷開裝置之后，保障各項技術嚴格符合產品要求，從而固定連接產品。根據要求選擇可斷開的裝置電連接和線夾的型號和材質等，為了滿足接觸懸掛的伸縮長度，要合理把控預留的溫度變化。

5 裝置安裝和調試

防淹門的寬度尺寸，決定著裝置系統的水平移動匯流排的接頭和垂直旋轉匯流排接頭的安裝位置，同時關系到連接段的長度?？刂葡到y可以發揮遠程控制和現場控制的作用，裝置示意圖如圖2所示。

5.1 現場測量和定位

在剛性接觸網可斷開匯流排接頭安裝階段，技術人員要精細化測量工作現場，主要是測量防淹門的門扇寬度和匯流排的安裝高度。結合測量數據，提高現場定位的精確性。

5.2 預加工連接段匯流排

首先要預加工匯流排連接段，完成定位打孔后卡入接觸線，通過打磨處理后安裝緊固用的螺栓，協調匯流排連接段和兩端水平移動匯流排接頭和垂直旋轉匯流排接頭部位的接觸線，因此可以平滑過渡受電弓[8]。

技術人員要結合現場測量結果切割制作匯流排，要根據地鐵防淹門和剛性懸掛數據計算匯流排的長度。工作人員要遵守左右對稱和均勻原則，利用打孔模具設置8組孔。利用放線小車在匯流排連接段中卡入接觸導線。全部卡入接觸導線后，要繼續利用螺栓緊固導線，隨后利用力矩扳手全面緊固導線，保障緊固過程的均勻性，避免在匯流排中脫出導線。

在匯流排接頭部分會出現超出的接觸導線，工作人員要利用銼刀打磨處理。根據導線端頭樣式打磨導線的接觸面，控制斜面長度在30 mm左右，完成打磨工作后，有利于平滑過渡受電弓。利用鉆頭在匯流排連接段中旋轉動接頭部位設置一個孔，并插入軸銷。再次檢測匯流排連接段兩端導線，保障完成打磨之后，兩端導線具備順直性和平滑性，完成加工工作。

5.3 現場安裝

在現場安裝階段，首先要將普通匯流排安裝在防淹門的門框部位，隨后再安裝裝置系統的水平移動匯流排接頭。完成安裝后，再安裝垂直旋轉匯流排接頭，最后安裝匯流排連接段。在跌落匯流排連接段的過程中，要避免水平移動匯流排接頭和垂直旋轉匯流排接頭影響到防淹門的關閉[9]。

測量水平移動匯流排接頭，完成安裝工作后，水平移動匯流排接頭和防淹門關閉厚度距離為50 mm左右。將普通匯流排安裝在防淹門關閉方向，控制這一匯流排端口和關閉的防淹門的間距為335 mm，在另一端有序安裝匯流排中間接頭和終端頭。完成安裝工作后，要利用電連接線夾的限位作用，這樣在縱向受力階段，能夠避免回流排發生串動的情況。

根據正常安裝導流流程，利用放線小車在匯流排中卡入一截導線，截掉超出匯流排短途的部分，并調平和順直這段導線，利用銼刀打磨處理接觸導線，保證可以平滑過渡受電弓。

確定測量垂直旋轉匯流排接頭的安裝位置，完成測量工作后，重復前文的操作步驟，正確安裝垂直旋轉匯流排接頭和導線。

松開水平移動匯流排接頭兩端的螺栓和靜接頭兩側和頂部的螺絲，在匯流排上套接靜接頭，注意控制套接長度，最后緊密兩側的螺栓。

安裝垂直旋轉匯流排接頭前，工作人員要拆下端口擋板和可旋轉的接頭，隨后再安裝垂直旋轉匯流排接頭。

安裝匯流排連接段，利用插銷連接匯流排連接段和垂直旋轉匯流排接頭，并利用螺栓固定二者的連接。隨后，抬平匯流排連接段，與其他接頭齊平，調整移動動接頭，連接匯流排連接段和水平移動接頭，最后安裝端頭擋板。

利用電連接方式連接匯流排連接段和垂直旋轉匯流排接頭，連接位置不能影響部件運行。完成電連接后，避免因為重力影響到電工運行。

5.4 電氣連接

控制接頭裝置的過程中，在安裝調試工作和運行控制階段不能利用相同電源，完成現場安裝工作后，可以轉換運行控制系統。在設備控制室中安裝接頭裝置的控制箱，根據控制電路原理圖完成接線工作。電纜連接階段，要利用專用固定卡在隧道壁上固定電纜，利用電纜連接接頭裝置和車站內車控室以及防淹門控制室，實現遠程控制和現場控制目標。

完成電纜安裝工作后，連通遠程控制點和現場控制點的電源值，要測試系統斷開裝置，保證可以正常斷開接頭裝置。完成所有安裝工作后，要全面檢查接頭裝置，提高整體安裝質量，保障系統平滑性。

6 結語

科學技術不斷發展，接觸網系統人防門和防淹門的設計逐漸完善。在關閉防淹門和人防門的過程中，利用地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置，可以保護接觸網系統，也無須工作人員進入到隧道內處理問題，在復位防淹門和人防門后，可以快速恢復到接觸網系統中。雖然地鐵剛性接觸網可斷開式接頭裝置比較科學，但是因為處于發展階段，在應用中還存在一些問題，需要技術人員加大研究力度。

參考文獻

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