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摘 要：本文对深圳铁罗宝线一期工程运营中发现的柔性接触网锚段关节常见的缺陷进行了具体分析，并针对这类问题提出了整治方案和效果验证。
关键词：深圳地铁 锚段关节 整治
中图分类号： U617 文献标识码： A 文章编号：
0 前言
深圳地铁罗宝线一期工程正线采用DC1500V架空接触网供电、走行轨回流方式。接触网为单承力索、双接触线的柔性全补偿简单链型悬挂安装形式。其中，锚段关节是接触网系统中作用最为重要、结构最为复杂的组成部分之一，对接触网起电气分段和机械分段作用。罗宝线绝缘关节与非绝缘关节均为三跨关节，转换柱处，工作支与非工作支均采用单腕臂悬挂，二者水平距离220mm，垂直距离130mm，在2004年以来，运营中多次发现非工作支定位线夹滑槽、锚段关节拉弧烧伤等故障，此外，原锚段关节结构不利于接触网抢修作业，锚段关节问题严重影响了地铁的安全运营，改造工作刻不容缓。
1 无螺栓定位线夹改型
深圳地铁罗宝线一期工程中接触网关节转换柱处非工作支通过一组吊柱腕臂悬挂承力索及双接触线，其中接触线非支通过无螺栓单线定位线夹（见图1）定位在腕臂上，以保证关节处水平距离及纵向抬升高度，在检修中发现非支接触线会随温度变化，沿着牙槽在无螺栓定位线夹上做微小滑动，造成线夹将接触线牙槽挤损、变形，并在线夹的一侧或两侧出现脱槽现象，极可能导致非支导线脱落、中断正常运营。
图1 无螺栓定位线夹
针对此问题，接触网专业对此线夹进行了全面更换，改为紧固能力更强的有螺栓定位线夹（见图2），采用25N•m力矩紧固，保证了腕臂可随接触线同时移动，在运营过程中取得了良好的效果。
图2 有螺栓定位线夹
2 非支接触网分开转换
在原有的安装形式中，锚段关节承力索与两接触线在同一腕臂上悬挂，该安装方式有两种缺陷：非支棒式绝缘子受力过大；故障情况下不易抢修，缺少借力点。
罗宝线隧道内棒式绝缘子最小弯曲破坏力矩为6.3kN•m。试分析其棒式绝缘子受力，主要包含两个方面：1.腕臂上接触网重力负载，包含腕臂上线索的自重、上网电缆、线夹重量，记为F1；2.由于非支腕臂的抬升对绝缘子产生的压力，记为F2，主要取决于非支抬升的高度。
绝缘锚段转换柱处绝缘子负载包含5根上网电缆、十余个线夹、一跨的线索重量以及腕臂的自重。总负载可达150-160 kg，取腕臂长度L为1.5m，力矩M1=F1×L，可到M1=2.25kN•m。
承力索的张力为F承=1.4T，雙接触线为2.2T，在非支腕臂处线索对于跨中有约有130mm的抬升，角度α约为1°，仍取腕臂长度L为1.5m。产生的垂直力矩M2=2F承×sinα×L，可得M2=733N•m。
静态情况下，可得M约为3kN•m,为额定值的47%，安全系数仅为2.1，在动态情况下，列车受电弓滑动会引起线索振动，产生较大冲量；腕臂偏移及腕臂低头，都将引起负载加大；以往也发生过在检修时进行承力索卸载时用力过猛，强烈冲击造成绝缘子断裂的情况。
另外，在抢修情况下，若非支腕臂绝缘子折断，重新更换绝缘子并定位，将浪费大量时间，根据上述计算，亦无法将塌下的非支转移到工作支腕臂上，对接触网恢复工作很不利。
针对上述问题，提出通过提高锚段关节非工作支安全系数和改善非工作支运行状态以消除安全隐患，对锚段关节处非工作支承力索与两接触线分开悬挂的改造方案。
具体方法为：新增一根吊柱及腕臂，与原非支腕臂相临，承力索、双接触线分别悬挂在一根单独的腕臂上，工作支位置保持不变。
因线索的负载有两支腕臂承担，改造以后棒式绝缘子的安全系数可以到达3.5以上，且其中一根绝缘子断裂后，可迅速将其并入另一根腕臂上，可以大大减少抢修时间。
3 锚段关节拉弧处理
锚段关节拉弧原因较多，除了因压降引起的工支与非支电压差外，锚段关节结构不稳定是主要原因。此外，还有的关节拉弧常见于关节设置在出站侧时，列车启动时拉弧，但由于关节位置与停车点无法更改，故只从锚段关节结构上提出改造意见。
3.1 增加斜吊弦。在锚段关节（包括绝缘和非绝缘）两转换柱跨中导线加装吊弦，以减少接触网的震动及高差。具体操作如下：
接触线在两转换柱跨中（即两锚段过渡转换处）两侧各加一根吊弦，位置分别为跨中向受电弓接触工作方向的5米处和跨中向受电弓脱离方向2-3的米处。（见图3）；吊弦线统一采用ф4.0铁线。吊弦1按正常方式安装（注意ф4.0铁线与吊弦线夹的连接），吊弦2安装(见图4)；安装吊弦时，在承力索上相应位置先缠绕一层绝缘胶带，再安装吊弦绝缘护套，安装吊弦线夹时，螺杆统一朝线路中心外侧安装；安装吊弦线时，通过调整吊弦线长度尽量减少非支两接触线之间的高差；对非支磨耗异常的关节加装4根吊弦，对非支无异常磨耗的只在工作支加装2根吊弦。
图3斜吊弦安装图
图4 吊弦加装方案
3.2 调整工支与非支水平间距。罗宝线会展中心站、香蜜湖站、华强路站及大剧院站等绝缘关节在安装了斜吊弦后仍发现部分拉弧现象，经反复观察，笔者发现锚段关节跨中处两支接触线水平距离较大，为230-270mm，且未呈线路中心线对称布置，而受电弓因磨耗不均，碳滑板曾波浪状，并在中心处磨耗大于两边，通过锚段关节处时，受电弓不能与四根接触线同时良好接触，故也导致拉弧。
考虑到接触网检修规程要求动态绝缘距离为150mm，可将水平间距标准定为180-200mm，对安装斜吊弦后仍有拉弧的关节进行进一步处理，现已完全解决拉弧问题。
4小结
将非支接触网承、导线分开悬挂后下锚的方案已在深圳罗宝线二期工程中得到应用，在设计时就直接采用此方案，节省了整改费用，也提前解决了安全隐患。通过对关节拉弧的处理，极大地延长了接触网使用寿命，确保了正常大修换线周期。
关键词：深圳地铁 锚段关节 整治
中图分类号： U617 文献标识码： A 文章编号：
0 前言
深圳地铁罗宝线一期工程正线采用DC1500V架空接触网供电、走行轨回流方式。接触网为单承力索、双接触线的柔性全补偿简单链型悬挂安装形式。其中，锚段关节是接触网系统中作用最为重要、结构最为复杂的组成部分之一，对接触网起电气分段和机械分段作用。罗宝线绝缘关节与非绝缘关节均为三跨关节，转换柱处，工作支与非工作支均采用单腕臂悬挂，二者水平距离220mm，垂直距离130mm，在2004年以来，运营中多次发现非工作支定位线夹滑槽、锚段关节拉弧烧伤等故障，此外，原锚段关节结构不利于接触网抢修作业，锚段关节问题严重影响了地铁的安全运营，改造工作刻不容缓。
1 无螺栓定位线夹改型
深圳地铁罗宝线一期工程中接触网关节转换柱处非工作支通过一组吊柱腕臂悬挂承力索及双接触线，其中接触线非支通过无螺栓单线定位线夹（见图1）定位在腕臂上，以保证关节处水平距离及纵向抬升高度，在检修中发现非支接触线会随温度变化，沿着牙槽在无螺栓定位线夹上做微小滑动，造成线夹将接触线牙槽挤损、变形，并在线夹的一侧或两侧出现脱槽现象，极可能导致非支导线脱落、中断正常运营。
图1 无螺栓定位线夹
针对此问题，接触网专业对此线夹进行了全面更换，改为紧固能力更强的有螺栓定位线夹（见图2），采用25N•m力矩紧固，保证了腕臂可随接触线同时移动，在运营过程中取得了良好的效果。
图2 有螺栓定位线夹
2 非支接触网分开转换
在原有的安装形式中，锚段关节承力索与两接触线在同一腕臂上悬挂，该安装方式有两种缺陷：非支棒式绝缘子受力过大；故障情况下不易抢修，缺少借力点。
罗宝线隧道内棒式绝缘子最小弯曲破坏力矩为6.3kN•m。试分析其棒式绝缘子受力，主要包含两个方面：1.腕臂上接触网重力负载，包含腕臂上线索的自重、上网电缆、线夹重量，记为F1；2.由于非支腕臂的抬升对绝缘子产生的压力，记为F2，主要取决于非支抬升的高度。
绝缘锚段转换柱处绝缘子负载包含5根上网电缆、十余个线夹、一跨的线索重量以及腕臂的自重。总负载可达150-160 kg，取腕臂长度L为1.5m，力矩M1=F1×L，可到M1=2.25kN•m。
承力索的张力为F承=1.4T，雙接触线为2.2T，在非支腕臂处线索对于跨中有约有130mm的抬升，角度α约为1°，仍取腕臂长度L为1.5m。产生的垂直力矩M2=2F承×sinα×L，可得M2=733N•m。
静态情况下，可得M约为3kN•m,为额定值的47%，安全系数仅为2.1，在动态情况下，列车受电弓滑动会引起线索振动，产生较大冲量；腕臂偏移及腕臂低头，都将引起负载加大；以往也发生过在检修时进行承力索卸载时用力过猛，强烈冲击造成绝缘子断裂的情况。
另外，在抢修情况下，若非支腕臂绝缘子折断，重新更换绝缘子并定位，将浪费大量时间，根据上述计算，亦无法将塌下的非支转移到工作支腕臂上，对接触网恢复工作很不利。
针对上述问题，提出通过提高锚段关节非工作支安全系数和改善非工作支运行状态以消除安全隐患，对锚段关节处非工作支承力索与两接触线分开悬挂的改造方案。
具体方法为：新增一根吊柱及腕臂，与原非支腕臂相临，承力索、双接触线分别悬挂在一根单独的腕臂上，工作支位置保持不变。
因线索的负载有两支腕臂承担，改造以后棒式绝缘子的安全系数可以到达3.5以上，且其中一根绝缘子断裂后，可迅速将其并入另一根腕臂上，可以大大减少抢修时间。
3 锚段关节拉弧处理
锚段关节拉弧原因较多，除了因压降引起的工支与非支电压差外，锚段关节结构不稳定是主要原因。此外，还有的关节拉弧常见于关节设置在出站侧时，列车启动时拉弧，但由于关节位置与停车点无法更改，故只从锚段关节结构上提出改造意见。
3.1 增加斜吊弦。在锚段关节（包括绝缘和非绝缘）两转换柱跨中导线加装吊弦，以减少接触网的震动及高差。具体操作如下：
接触线在两转换柱跨中（即两锚段过渡转换处）两侧各加一根吊弦，位置分别为跨中向受电弓接触工作方向的5米处和跨中向受电弓脱离方向2-3的米处。（见图3）；吊弦线统一采用ф4.0铁线。吊弦1按正常方式安装（注意ф4.0铁线与吊弦线夹的连接），吊弦2安装(见图4)；安装吊弦时，在承力索上相应位置先缠绕一层绝缘胶带，再安装吊弦绝缘护套，安装吊弦线夹时，螺杆统一朝线路中心外侧安装；安装吊弦线时，通过调整吊弦线长度尽量减少非支两接触线之间的高差；对非支磨耗异常的关节加装4根吊弦，对非支无异常磨耗的只在工作支加装2根吊弦。
图3斜吊弦安装图
图4 吊弦加装方案
3.2 调整工支与非支水平间距。罗宝线会展中心站、香蜜湖站、华强路站及大剧院站等绝缘关节在安装了斜吊弦后仍发现部分拉弧现象，经反复观察，笔者发现锚段关节跨中处两支接触线水平距离较大，为230-270mm，且未呈线路中心线对称布置，而受电弓因磨耗不均，碳滑板曾波浪状，并在中心处磨耗大于两边，通过锚段关节处时，受电弓不能与四根接触线同时良好接触，故也导致拉弧。
考虑到接触网检修规程要求动态绝缘距离为150mm，可将水平间距标准定为180-200mm，对安装斜吊弦后仍有拉弧的关节进行进一步处理，现已完全解决拉弧问题。
4小结
将非支接触网承、导线分开悬挂后下锚的方案已在深圳罗宝线二期工程中得到应用，在设计时就直接采用此方案，节省了整改费用，也提前解决了安全隐患。通过对关节拉弧的处理，极大地延长了接触网使用寿命，确保了正常大修换线周期。