接觸網定位器不受力隱患的排查方法和整改措施

馬時達 中國鐵路上海局集團有限公司杭州供電段

為了保證接觸線沿受電弓中心線以“之”字或折線形式布置，在定位點處需要安裝定位器。定位器一端與支持裝置相連，另一端與接觸線相連。當溫度變化時，定位器不應妨礙接觸線順著線路方向進行伸縮。受電弓經過時，定位器不應妨礙接觸線的自由振動，且不應侵入受電弓的動態包絡線，以保證受電弓能夠順利通過。

定位器正常處于受拉狀態（拉力≥80 N），定位器不受力（拉力＜80 N）甚至受壓都屬于定位器受力異常。杭長高鐵普遍采用鋁合金矩形定位器，定位線夾采用U形銷與銷軸連接設計。在運營維護中，發現部分定位器處于不受力的異常狀態，經過弓網長期振動導致定位支座、定位鉤、定位銷釘以及U形銷等均存在不同程度的磨損，嚴重威脅高鐵行車安全。

本文重點分析定位器不受力的異常情況潛在的隱患，進而探索總結出一套有效的定位器不受力隱患的排查方法，同時提出相應的整改措施，以滿足高鐵供電安全可靠的需求。

1 定位器不受力的異常情況分析

1.1 定位器安裝工藝要求

定位器在電氣化鐵路接觸網中用于固定接觸線位置，定位鉤與定位支座應連接可靠，定位器正常運行處于受拉狀態，如圖1所示。若定位器不受力，外觀表現為定位鉤因所受拉力不足而搭接在定位支座處，如圖2所示。

圖1 定位器處于正常的受拉狀態

圖2 定位器處于不受力狀態

定位線夾用于裝卡接觸線，應與定位器本體牢固連接，U形銷應從無環夾板側插入，且U形銷圓弧應完全卡進定位銷釘的圓弧槽內并使之密貼，見圖3、圖4。

圖3 定位線夾組成

圖4 U形銷密貼安裝

1.2 定位器受力分析

在接觸網懸掛中，定位器主要受到垂直線路方向的接觸線拉力，通過正反定位的方式，使接觸線呈“之”字形架設。沿定位器方向受的力式中，Fr為沿定位器方向定位器受力，β為接觸網在該定位點處的夾角，F為接觸線的張力。由上式分析，接觸線張力F恒定，定位器的拉力主要取決于夾角β，β越大，拉力值Fr越小。見圖5。

圖5 定位器受力分析

1.3 定位器不受力異常情況潛在的隱患

定位器在正常受力情況下，當受電弓通過定位器時，定位器以定位鉤與定位支座的接觸點為圓心產生弧形抬升，受電弓通過后，定位器迅速回落，自由振動較小，零部件磨損符合正常的壽命要求。

當定位器處于不受力狀態時，定位鉤因所受拉力不足而搭接在定位支座處。受電弓經過該處定位器時，定位器上下自由振動或半自由振動，定位鉤與定位支座間發生相對運動，加劇了定位鉤與定位支座連接處的摩擦，長期運行就會形成磨損。受電弓經過該處定位器時，定位器以定位鉤背部和定位支座間的接觸部位為支點上下振動，在長期高速弓網振動的工況下，定位鉤和定位支座連接處因不斷反復的滑動摩擦而形成磨損。當以上情形下的磨損累積到一定程度時，會導致定位支座或定位鉤斷裂，從而使定位器本體從定位支座處脫落，侵入受電弓動態包絡線，造成弓網故障。

另一方面，當定位器不受力時，受電弓經過該處定位器時，定位銷釘與定位線夾振動不同步，兩者之間發生相對運動加劇了摩擦，長期弓網振動會造成該處定位線夾U形銷和定位銷釘不斷地磨損，最終U形銷不能固定住定位銷釘導致定位器本體從定位線夾中抽脫，侵入受電弓動態包絡線而發生弓網故障。

1.4 定位器不受力的原因分析

定位器施工安裝時因現場空間限制、定位器設計選型或設計參數與現場實際不匹配、平面布置不合理、施工安裝不規范、拉出值參數調整不達標、運行維護管理不到位等原因，導致定位器長期不受拉力的異常情況產生。

2 定位器不受力的隱患排查方法

針對定位器不受力的特征表現，本文探索歸納出1C動檢波形排查法和4C圖像數據分析法，以便高效準確地查找到不受力的定位器。

2.1 1C動檢波形分析

（1）利用波形分析軟件加載波形數據文件，重點關注拉出值波形，對照線路平面布置圖對每個定位點的拉出值波形進行分析，正常狀態的定位點拉出值波形“拐點”特征明顯，呈典型鋸齒狀，如以下幾種狀態：

a.普通直線區段拉出值波形，見圖6。

圖6 直線區段拉出值波形

b.錨段關節拉出值波形，見圖7。

圖7 錨段關節拉出值波形

c.關節式分相拉出值波形，見圖8。

圖8 關節式分相拉出值波形

d.曲線區段拉出值波形，見圖9。

圖9 曲線區段拉出值波形

（2）對拉出值波形進行分析，重點對每個定位點處的拉出值波形進行判定，當拉出值波形“拐點”特征不明顯，出現以下兩種特征：

特征a.連續3個定位點的拉出值波形呈“直線”圖形特征時，中間定位點處的定位器可能存在不受力的情況。

特征b.連續3個定位點的拉出值波形呈“折角斜線”圖形特征時，中間定位點處的定位器可能存在不受力的情況，且“折角斜線”中的中間定位點處角度越大，現場定位器不受力的可能性越大。

當拉出值波形呈現上述兩種特征時，應及時復核對應4C圖像并現場上網檢查。

2.2 4C數據分析

分析定位器的定位鉤是否與底座存在磨損、定位器定位鉤處是否存在不受拉力等缺陷。當發現定位鉤豁口與定位底座貼合、定位鉤上部與定位底座貼合、定位鉤與定位底座之間存在磨損痕跡時，該處定位器可能存在不受力的情況，應追溯此處定位點的1C檢測拉出值波形，同時現場須及時對定位器狀態進行檢查確認。見圖10、圖11。

圖10 定位器不受力

圖11 定位器不受力

2.3 典型案例分析

案例一：分析1C波形圖可見，23#Y01、25#Y02、27#Y04為連續三個反定位，前后3個定位點處波形圖呈現“直線”狀，見圖12，與特征a相似，25#Y02位于“直線”中間點，復核4C圖像，可驗證現場25#Y02定位器底座不受力，見圖13。

圖12 1C波形圖

圖13 4C圖像

案例二：分析1C波形圖發現，三個連續定位點波形圖呈現“折角斜線”，見圖14，與特征b相似，并存在連續兩跨正定位的情況，復核4C圖像，可驗證中間定位點定位器底座不受力，見圖15。

圖14 1C波形圖

圖15 4C圖像

案例三：分析1C波形圖發現，三個連續定位點波形圖呈現“直線”，見圖16，與特征a相似，中間定位點拉出值較小，復核4C圖像，可驗證中間定位點定位器底座不受力，見圖17。

圖16 1C波形圖

圖17 4C圖像

3 整改措施

3.1 科學整治

對發現定位器不受力等隱患處所，要組織技術人員按“一處一方案”要求逐處分析原因，要全面查閱接觸網設計安裝圖、平面布置圖和施工圖、竣工圖等技術資料，綜合分析拉出值設計值、現場安裝值、定位器選型等信息，找到問題根源并對癥下藥。

針對杭長高鐵定位器受力工藝計算不滿足≥80 N的情況，研究分析后按如下原則進行調整：

（1）根據預配安裝工藝計算的定位器受力范圍應控制在80 N～2 500 N范圍內。

（2）對于現場定位器受力偏小的定位點，可將實際拉出值增加50 mm～100 mm，調整后的拉出值不大于250 mm。

（3）對于部分拉出值調整困難的定位點（如定位支座無空間可調整），核實現場定位器長度后，可將原L=1 250定位器改為L=1 150定位器，原L=1 150定位器改為L=1 050定位器。調整后的拉出值不大于250 mm。

（4）調整定位點和更換定位器后，需對定位點處的受電弓動態包絡線進行校核。限位定位器的限位間隙，應滿足受電弓最大動態抬升量的1.5倍即225 mm時限位的要求，同時還必須滿足此時不與任何支持裝置發生機械碰撞的要求。

（5）拉出值調整后，需測量相鄰跨距內接觸線任意一點對線路中心的拉出值，不應大于250 mm，確保導線風偏。同時需測量定位點相鄰跨距的吊弦和定位點導高、定位器角度等參數，滿足相關標準要求。

3.2 加強設備日常運營維護工作

充分利用6C系統，加強對定位器受力狀態和各連接部位磨損程度的檢查，根據定位器所處位置不同，按優先級不同進行監控和檢查。優先檢查監控接觸網關節式電分相、絕緣關節、無交分線岔處及車站咽喉岔區的定位器，此類定位器一旦脫落可能短接兩個不同供電單元、燒斷接觸網，安全風險極大。其次檢查非絕緣錨段關節處、曲線處（特別是小曲線半徑、正反定位布置）的定位器，此類定位器因所處位置特殊，部分定位器可能存在不受拉力的情況。再次是檢查分析直線區段正線接觸網定位器和站線中間支柱定位器情況及時發現隱患并組織處理。

3.3 加強新線驗收管理

一是加強提前介入，要把定位器受拉力作為接觸網結構安全指標，要求設計院檢算安裝圖中拉出值參數、定位器選型等，對特殊區段要逐一檢驗，防止在設計源頭就造成定位器拉力不足。

二是堅持按圖驗收，對靜態驗收的參數要進行技術分析，凡是與設計值不一致的，均要進行分析研究和變更整改。

三是完善驗收標準，要結合設計圖紙、產品說明書、高速鐵路驗收標準、細部工藝等文件，編寫針對性強、現場可操作的驗收作業指導書，把控好定位器、定位支座安裝標準，將標準轉化成檢查驗收方法和具體要求，并組織驗收人員開展專項培訓。

四是建議高速鐵路選取無插銷型定位線夾，提高異常情況下抗磨性能。

五是建議設計在平面布置圖中區分出定位點處的正反定位方式，優化定位器布置方式，尤其是站場內與線岔參數相關的定位器，避免直線區段內出現連續的正定位或連續的反定位。

4 結束語

本文指出了定位器不受力異常情況的潛在隱患，提出了一套有效的定位器不受力隱患的排查方法，可更好地指導現場實際快速準確地查找到受力狀態不良的定位器。同時根據定位器不同的受力異常情況，制定科學的整改措施，以滿足高速弓網運行安全可靠的需求。最后從加強日常運營維護、設計圖紙的優化和產品選型等方面給出了相關建議，以期提高接觸網定位器可靠性。