關(guān)于接觸網(wǎng)承力索的最大斷股數(shù)及維修措施的探討

張紀偉

【摘要】本文從承力索分類入手，總結(jié)了承力索斷股、斷線的原因和危害，顧及環(huán)境、工況等多方面的因素的影響，綜合多年普速鐵路承力索的斷股補強，提出一種維修措施處理高鐵承力索斷股5根以上的情況，完善承力索斷股的維修措施，為今后接觸網(wǎng)檢修提供合理的指導。

【關(guān)鍵詞】接觸網(wǎng)；承力索；斷股數(shù)；維修措施

引言：

承力索用于鏈形接觸懸掛接觸網(wǎng)，位于接觸線的上方，通過吊弦將接觸線懸掛起來。由于短路接地、主導電回路不暢、雷擊、線索交叉互磨、補償裝置卡滯及腐蝕等原因，常出現(xiàn)承力索斷股、斷線的現(xiàn)象。根據(jù)作者多年的經(jīng)驗，對接觸網(wǎng)承力索的最大斷股數(shù)及維修措施提出探討。

一、 接觸網(wǎng)承力素的分類

1、 鋼承力索的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點為：（1）強度高；（2）耐張力大，馳度變化??；（3）節(jié)省有色金屬，造價低。

缺點為：（1）電阻大，導電性能；（2）為非載流承力索，壓損和能耗高；（3）鋼承力索不耐腐蝕，使用時還要采取防腐措施。

2、銅承力索的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點為：（1）導電性能好，可作牽引電流的通道之一；（2）可與接觸線并聯(lián)供電，能夠降低壓損和能耗；（3）抗腐蝕性能好。

缺點為：（1）消耗銅多，造價高；（2）機械強度低；（3）不能承受較大的張力，在溫度變化時馳度變化大。

3、銅鎂合金承力索的優(yōu)點

優(yōu)點為：（1）工作溫度高；（2）載流能力強；（3）在高速、重載電氣化線路上有廣闊的應(yīng)用前景。

4、鋁包鋼承力索

優(yōu)點為：（3）節(jié)省有色金屬，造價低；（2）載流能力強；（3）為載流承力索，壓損和能耗小。

缺點為：（1）機械強度低。（2）沒有辦法進行補強，出現(xiàn)燒傷或斷股，必須要截斷重新進行接續(xù)。（3）終端錨固線夾安裝要求精度高，容易抽出。

二、承力索斷股、斷線的危害及原因分析

1、承力索斷股危害

在機車受電弓作用下，接觸網(wǎng)低頻大幅度振動。承力索斷股后，已斷的股位置沿線路形成較長距離散股，產(chǎn)生的危害：

（1）對機車車輛、附加懸掛短路放電燒損接觸網(wǎng)；

（2）機車經(jīng)過時，散股線打壞或纏繞住受電弓造成剮弓。

2、承力索斷線危害

（1）承力索斷線后，接觸線的不平順度和定位誤差系數(shù)急劇增大，導致在其他位置引起剮弓事故；

（2）承力索斷線的兩斷頭或兩斷頭之一，松弛至接觸線位置造成接觸網(wǎng)對地短路放電，燒傷、燒斷接觸線或燒損其他設(shè)備；

（3）由于燒損或燒傷接觸網(wǎng)其他設(shè)備，造成事故擴大；

（4）承力索斷線后，吊弦失去作用力，松弛到接觸線下部，會造成接觸網(wǎng)對機車車輛短路放電，擴大事故范圍危及人身安全，同時容易引起剮弓事故；

3、電氣原因造成承力索燒斷股或斷線

（1）由于隧道內(nèi)滲、漏水結(jié)冰，造成接觸網(wǎng)對隧道壁短路放電使承力索燒斷股或斷線。

（2）電連接的狀態(tài)不良（如接觸不良或接觸載流面不夠）而引起；

（3）如機車車輛放電、接觸線斷線接地、接觸懸掛或支持裝置、定位裝置零部件脫落，造成棒式或懸式絕緣子閃絡(luò)。使得接觸網(wǎng)對地短路放電使得承力索燒斷股或斷線；

（4）在AT 供電方式中，正饋線或保護線斷線，斷線部分與承力索碰撞或搭接，形成金屬性短路，造成承力索燒斷股或斷線；

（5）接頭處的電連接狀態(tài)不良（如接觸不良、螺栓松動），造成接頭燒毀使承力索斷線；

4、機械原因造成承力索磨斷股或拉斷線

（1）承力索散股后，由于各股受力不均而被拉斷股進而拉斷線。

（2）站場軟橫跨線岔、錨段關(guān)節(jié)、錨段式分相等處所，承力索在交叉位置常有互磨的現(xiàn)象，嚴重的則斷股、斷線；

（3）補償裝置發(fā)生卡滯，承力索不能隨溫度的變化進行自由伸縮，造成拉斷股、斷線；

5、腐蝕原因造成斷股后進而拉斷線。

（1）在通風條件惡劣地段（如隧道內(nèi)），潮濕導致接觸網(wǎng)設(shè)備和零部件銹蝕。

（2）在腐蝕因子較多的地段（如化工廠、沿海），因環(huán)境中存在著許多腐蝕性較強的物質(zhì)。下雨水時，雨水中帶有強腐蝕性成分，對接觸網(wǎng)設(shè)備造成不同程度的侵害直至腐蝕。

三、數(shù)理解析校驗

由圖1 可知，外層股數(shù)與內(nèi)層股數(shù)的分布比例為12：7，故承力索的外層的12 股絞線將承受全部拉力的63%。引入數(shù)學模型，并對線索工況及所處位置等因素對承力索最大斷股數(shù)確定的綜合影響加以考慮。滿足絞線的工作荷載計算值不得大于該絞線最小拉斷力數(shù)值的65%。運行狀態(tài)下最大允許拉伸應(yīng)力的計算公式，如公式所示：

其中， 為最小抗拉強度； 為最大運行溫度和運行拉伸應(yīng)力之間關(guān)系的系數(shù)，如表3 所示； 、 為表示風荷載和冰荷載作用的系數(shù)； 表示張力補償裝置特性的系數(shù)，一般取 =0.95； 為說明張拉線夾特性的系數(shù)。如果線夾可傳輸線索上標稱張力的95%以上時，此系數(shù)可取 =1； 為說明承力索上各種垂直作用力（如安裝了分段絕緣器），如果沒有垂直作用力，取 =1；如果有垂直作用力，取 =0.8。文章為求得唯一映射值，綜合線路各種情況，對 系數(shù)取平均，即 =0.9。

在數(shù)理解析中，（1）將環(huán)境影響、線索工況及所處位置等主要因素納入計算，其綜合影響因子為0.9；（2）基于數(shù)理解析的保證，工程速算法不僅能確定承力索最大斷股數(shù)，還可以在確知某型絞線工作張力的前提下，參考其他附加導線（如保護線、正饋線等）的國家標準中所列的線型參數(shù)，可對其他附加導線的最大斷股數(shù)進行計算。

考慮承力索：（1）絞線絞制不均勻；（2）絞線的腐蝕、損傷；（3）絞線的往復彎曲，造成疲勞，引起強度降低。根據(jù)多年承力索的斷股補強歸納總結(jié)：

普速鐵路，（1） 承力索斷1 股，將斷股頭銼平后用同材質(zhì)線綁扎；（2）承力索斷3 股及以下時，進行機械補強；（3）承力索斷4 股及以上時截斷重接。

高速鐵路，（1） 承力索斷4 股及以下時，進行預絞絲接續(xù)條補強；（2）承力索斷5 股以上時，依照本文提出的維修方案進行補強。

結(jié)束語：

綜上所述，依靠所得數(shù)據(jù)，參照鐵道部關(guān)于承力索補強的技術(shù)標準，結(jié)合運營維護經(jīng)驗，綜合多年普速鐵路承力索的斷股補強、重接案例，提出了一種維修措施處理高速鐵路承力索斷5 股以上的情況。該措施在管內(nèi)線路上運用，取得了良好的效果。這種維修措施補充已有的承力索斷股維修措施，為接觸網(wǎng)的檢修工作提供有益的指導。

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