深圳地铁11号线刚性接触网非绝缘关节改造及拉出值优化
深圳地铁11号线受电弓碳滑板磨耗率研究
深圳地铁11号线受电弓碳滑板磨耗率研究朱伟鹏【摘要】通过对深圳地铁11号线弓网关系的研究,针对运营过程中列车受电弓碳滑板存在异常磨耗等问题,分别从接触网及受电弓设计方面进行优化、改善,通过技术整改使得弓网关系的匹配值达到最优,从而有效降低受电弓碳滑板的磨耗率,保障了运营安全、节约了运营成本.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】6页(P121-126)【关键词】弓网关系;碳滑板;磨耗率【作者】朱伟鹏【作者单位】深圳市地铁集团有限公司运营总部,广东深圳518040【正文语种】中文【中图分类】U239.5碳滑板为安装于列车受电弓顶部，负责与接触网接触滑动获取电力，通过碳滑板把电力传输至列车以保障列车运行的受流设备。
滑动取流过程中会导致碳滑板磨耗，碳滑板磨耗异常将导致碳滑板更换周期过频，增加运营成本；磨耗异常将导致滑板表面形成凸台、凹槽；更甚导致自动降弓，增加列车安全运行风险。
深圳地铁11号线自开通运营以来，正线为刚性接触网与碳滑板受流，全程约51 km，17个区间，包括3个纯柔性接触网区间，12个刚柔过渡区段，11个刚性接触网区间；运营初期弓网关系恶劣，碳滑板异常磨耗，碳滑板磨耗率高达4.6 mm/万km，经技术整改，现碳滑板磨耗率为1.2 mm/万km；为阐述降低碳滑板磨耗，延长碳滑板使用生命周期措施，文中开展此项研究。
1 研究技术目标主要目标：降低碳滑板磨耗率，使碳滑板磨耗率从5 mm/万km降低或超过既有线水平(运营线路受电弓碳滑板磨耗约1.4 mm/万km)。
图1 目标值设定2 技术措施2.1 刚柔接触网研究11号线全线51 km，分布约1/4为柔性接触网，3/4为刚性接触网；纵观国内外地铁运行情况，柔性网状态下普遍弓网关系较为良好，刚性网状态下弓网冲击、拉弧情况较为严重；为更好研究11号线弓网关系改善余地，研究国内部分刚性及柔性地铁线路弓网匹配情况，见表1。
深圳地铁11号线刚性接触网非绝缘关节改造及拉出值优化
深圳地铁11号线刚性接触网非绝缘关节改造及拉出值优化摘要:本文介绍了运营线路刚性接触网非绝缘锚段关节改造过程中，通过对部分定位点拉出值调整，优化了全线拉出值分布，达到均匀受电弓碳滑板磨耗的目的。
关键词：刚性接触网非绝缘锚段关节；拉出值；受电弓碳滑板。
一、项目背景深圳地铁11号线线路总长约51.527km，其中地下线长39.401km，高架线长10.822km，过渡段长1.304km。
牵引供电系统采用DC1500V 架空接触网供电、走行轨回流方式。
正线地面及高架区段接触网采用架空柔性链形悬挂；正线地下区段接触网采用架空刚性悬挂，锚段间采用膨胀接头的连接方式。
开通运营两年来，发现较锚段关节受电弓通过既有膨胀元件时存在明显的拉弧现象，拟将既有膨胀元件改为非绝缘锚段关节。
二、设计方案1.设计原则1)将既有膨胀元件改造为非绝缘锚段关节。
2)改造方案的实施不得影响线路的正常运营。
3)改造方案应保持与既有系统的兼容，选用的器材应尽量与既有接触网系统保持一致，并尽量利用既有设备及器材。
2.改造前情况介绍1）改造前全线共设置有207台既有膨胀元件，其拉出值基本在±150mm范围内循环布置。
现场实测膨胀元件处拉出值分布统计如表1。
图2既有碳滑板磨耗通过上述分析比较，可以看到本工程拉出值分布相对均匀，受电弓碳滑板实际磨耗状况与拉出值分布及模拟磨耗基本吻合，既有拉出值设计布置原则是合理的。
4）关节布置方案由于受电弓碳滑板现有的在±200附近的阶梯状磨耗，锚段关节处两支悬挂均应布置在碳滑板等高段，另结合现场可实施性（拉出值调整受到底座槽钢等构件尺寸及实际安装偏差影响），改造方案确定非绝缘锚段关节拉出值最大值取±180mm，两支接触悬挂之间的间距保持为200mm。
为避免整改后非绝缘锚段关节拉出值单一引起的受电弓碳滑板集中磨耗，改造非绝缘锚段关节拉出值将采用5档循环布置，即整改后两支接触悬挂的拉出值分别按20/-180mm、60/-140mm、100/-100mm、140/-60mm、180/-20mm的循环布置；同时，为缩小改造范围，锚段关节两侧两支接触悬挂的拉出值最大值处悬挂点（含）范围之外拉出值均不作调整，适当增大了锚段关节两侧拉出值变化率，保持拉出值布置更趋均匀的趋势，使受电弓碳滑板磨耗更均匀。
深圳地铁接触网施工方案
深圳地铁接触网施工方案(共67页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-接触网工程主要施工工艺接触网工程施工程序接触网工程施工程序如下图所示：图接触网施工流程图施工测量施工测量的准确度是确保接触网安装标准的首要保证，施工之前必须进行精确测量，将测量误差严格控制在允许范围内。
深圳地铁1号线续建工程接触网分为隧道内和隧道外两部分，施工之前应分别进行施工测量。
（1）隧道外接触网施工测量深圳地铁1号线续建工程接触网隧道外施工测量主要包括H 型钢柱单支柱（中间柱、道岔柱）基坑位置测量、门型梁支柱基坑位置测量、下锚拉线基坑位置测量，测量方法如下：1）隧道外接触网施工测量流程图图-1 隧道外接触网施工测量流程图2）隧道外测量人员、主要测量工具及要求隧道外测量组一般由6人组成，同时按有关要求应邀请业主代表、驻地监理工程师和设计工程师参加。
由项目经理部测量工程师任组长，在测量现场负责看图纸，并指导测量人员测量；1名技术员负责记录测量结果；2人负责测量；1人在钢轨上做测量标记，1人负责打基坑中心桩及辅助桩。
测量组成员在测量现场应统一由测量工程师指挥，测量工程师在指挥测量的同时应认真看图，注意核对图纸与现场是否相符，作标记人员应把测量确定的基坑定位点准确清晰地作出标记，测量人员应认真负责，正确使用测量工具。
所有测量用仪器、仪表必须经具有国家级检验资质的检测机构检测，贴有“检验合格证”，并在有效期内。
没有检测的仪器不得进入施工现场，确保测量精度。
具体测量人员及主要测量工具如下表：表-1 隧道外测量人员及主要测量工具表3）测量方法A）接触网纵向测量根据接触网平面布置图中标出的起测点，用50m钢卷尺沿轨道正线丈量，直线区段沿定位支柱侧钢轨进行丈量，当线路为曲线时，应沿着曲线外侧的钢轨进行丈量。
测量起点一般选在车辆段与正线交叉的1#道岔处，其标准道岔定位一般设计在岔尖两交叉轨间距180～200mm 处（以设计文件为准）。
论地铁供电系统刚性接触网常见故障及防范
论地铁供电系统刚性接触网常见故障及防范一、前言目前，地鐵供电系统中刚性接触网常见的故障比较多，如果不能够及时处理这些故障，就会造成地铁供电系统运行质量下降，所以，分析地铁供电系统运行的故障和防范措施很有必要。
二、地铁接触网概况目前国内地铁已有运行经验的接触网类型主要有：北京地铁隧道及地面均采用上接触式低碳钢接触轨；上海市轨道交通1号线和2号线在隧道内采用的是弹性支座有补偿简单悬挂接触网；广州地铁1号线采用架空全补偿链形悬挂接触网，2号线和3号线隧道内采用刚性悬挂接触网，4号线采用下接触式钢铝复合接触轨；深圳市地铁采用架空全补偿链形悬挂接触网；武汉轻轨采用下接触式钢铝复合接触轨；大连轻轨采用架空全补偿链形悬挂接触网；重庆轻轨工程采用与跨座式车辆配套的侧接触式T型汇流排刚性接触网。
归纳起来城市轨道接触网有三大类型：接触轨类接触网；架空柔性接触网；架空刚性接触网。
这些接触网在地铁的发展中，起着重要作用。
三、刚性接触网的特点1、刚性悬挂接触网主要由汇流排、接触线、绝缘子和支撑装置及地线组成。
其中汇流排既作为固定接触线的嵌体，同时又作为导电截面的一部分。
根据汇流排截面形状的不同又分为T 型与Π型两种。
我国目前采用的较多的是Π型，国产化率较高。
Π型结构的刚性悬挂特点是：其一，便于安装和架设，在架设接触线时，使用专用滑动式放线小车，利用Π型结构的弹性力可使接触线嵌入汇流排卡槽内；其二，结构稳定，接触线是靠两侧夹持力固定的，因此运行稳定性好。
单根接触线汇流排目前有两种类型：一种为高80 mm 的PAC80 型，另一种为高110 mm 的PAC110 型。
其中PAC110 型的截面积为2213 mm2 ，每节长12.5m左右。
刚性接触网具有结构紧凑、无断线隐患、可靠少、费用较低等特点，但是相对柔性接触网来说，弹性不足、导线磨耗异常、安装精度要求高、定位点间距较小。
刚性接触网的允许速度一般为80～120 km/ h 。
深圳地号线续建工程接触网过渡方案浅析
深圳地号线续建工程接触网过渡方案浅析世界之窗站是深圳地铁1号线一期工程的最后一站，又是深圳地铁1号线续建工程的起始站，深圳地铁1号线续建工程接触网系统在世界之窗与既有的接触网接驳，新架设的承力索、接触线与既有的承力索、接触线形成一个非绝缘锚段关节。
由于世界之窗站为已投运车站，接触网施工只能在晚上地铁停运后才能进行，其时间紧、施工难度大，安全、成品设备保护要求高等特性。
一、施工方案为确保地铁正常、安全的营运，考虑到新架承力索、接触线未投运之前，旧承力索、接触线未拆除这段时间内，如新架设的承力索和接触线同时悬挂在既有的腕臂上，可能出现既有腕臂承力过大，绝缘子断裂；既有腕臂承力过大，腕臂弯曲，改变既有接触网技术参数，影响列车正常运行。
考虑到以上种种情况，确保安全，在与既有腕臂相距0.5-1米范围内增加一组腕臂临时悬挂过渡措施，待新线投运后及时拆除。
（一）第一步：测量利用晚上地铁停运时间，申请线路封锁计划，经验电、接地，做好安全措施后，按过渡方案施工图的要求，先用30米钢卷尺量出跨距位置，在对应的钢轨上做上标记，写上悬挂点号，利用梯车或梯子作业，测量出限界、高度、螺栓位置，在现场对应的位置上做好标记。
（二）第二步：锚栓打眼埋设利用晚上地铁停运时间，申请线路封锁计划，经验电、接地，做好安全措施后，利用梯车作业，用电锤在标记好的位置上进行打眼、埋设，锚栓埋设时需套模，锚栓安装好后，必须按设计要求和产品说明书规定，严格遵守与温度有关的等待时间，直至树脂完全硬化方可安装底座。
，所有的锚栓均做拉拨试验。
（三）第三步：吊柱、底座安装利用晚上地铁停运时间，申请线路封锁计划，做好安全措施后，利用梯车作业，在埋设好并做过拉拨试验的锚栓上安装底座，并按设计要求将底座调整好，记下技术参数，以便计算腕臂和做隐蔽工程记录用。
（四）第四步：腕臂安装利用晚上地铁停运时间，申请线路封锁计划，做好安全措施后，利用梯车作业，将经计算，预配好并经装配检验后的腕臂安装在底座上。
城市轨道交通“∏”型刚性架空接触网关键部位安装技术状态探讨
城市轨道交通“∏”型刚性架空接触网关键部位安装技术状态探讨摘要：本文对锚段关节、膨胀接头、刚柔过渡、线岔、分段绝缘器等关键部位的安装技术状态进行了探讨，以期在这些关键点正确设计、安装，使刚性架空接触网运行稳定良好。
关键词：刚性架空接触网“∏”型安装一前言刚性架空接触网于上世纪九十年代末在广州地铁二号线采用后，被广泛应用于广州、上海、南京、深圳、沈阳、重庆、成都、西安等城市轨道交通地下线，成为国内城市轨道交通架空接触网的主要供电方式之一。
刚性架空接触网有接触轨式、汇流排式。
汇流排型式有T型、∏型等。
“∏”型刚性架空接触网是将接触线夹装在“∏”型汇流排上，依靠汇流排本身的刚性支撑固定接触线在正确位置，该接触网型式结构简单、占用空间小、流截面大，无张力、安全性高、运营维护量小，弓网无弹性、设计及安装精度要求高。
根据多年“∏”型刚性架空接触网的工程经验，针对工程中容易出现偏差和对接触网运行状态生产影响的关键部位（如锚段关节、膨胀接头、刚柔过渡、线岔、分段绝缘器等处），本文对这些关键部位安装的技术要点进行了探讨，以期在锚段关节、膨胀接头、刚柔过渡、线岔、分段绝缘器等关键点正确设计、安装，使刚性架空接触网运行稳定良好。
二锚段关节、膨胀接头连续敷设的刚性架空接触网为保证机械和电气性能，需设置机械分段和电气分段。
机械分段根据运行速度采用锚段关节或膨胀接头，100km/h以下采用锚段关节，100km/h及以上采用贯通式膨胀接头；电气分段采用绝缘锚段关节方式。
1 锚段关节在锚段关节处，两支接触线在关节中间悬挂点处等高，转换悬挂点处非工作支不得低于工作支，非工作支宜高出1mm～3mm，使受电弓能以较高速度平滑通过锚段关节，如图1。
同时锚段关节避免布置在线路变坡点处和列车出站加速区段。
图1锚段关节布置示意图该关节两支间距为200mm，可以在满足放线小车通过的情况下，缩小至160mm，以改善关节处弓网质量，这时需要对目前采用的电连接型式进行改进，减小空间占用，以利于缩小关节间距。
深圳地铁11号线受电弓碳滑板磨耗率研究
２ 技 术 措 施 ２．１ 刚 柔 接 触 网 研 究
１１ 号 线 全 线 ５１ｋｍ，分 布 约 １／４ 为 柔 性 接 触 网 ，３／４ 为刚性接触网；纵 观 国 内 外 地 铁 运 行 情 况，柔 性 网 状 态 下普遍弓网关系 较 为 良 好，刚 性 网 状 态 下 弓 网 冲 击、拉 弧情况较为严重；为 更 好 研 究 １１ 号 线 弓 网 关 系 改 善 余 地，研究国内部 分 刚 性 及 柔 性 地 铁 线 路 弓 网 匹 配 情 况， 见 表 １。
柔性接触网
北京地铁６号线
刚性接触网锚段关 节、膨胀 元 件 等 处 弓 网严重 燃 弧、严 重 冲 击
香港地铁机场快线 香港地铁东涌线
运 行 速 度 １４０ｋｍ／ｈ 运营以来弓网关系 表现良好
良好
图 １ 目 标 值 设 定 朱 伟 鹏 （１９８８— ）男 ，工 程 师 （修 回 日 期 ：２０１８－０２－０８）
碳滑板为安装于列车受电弓顶部，负责 与 接触网接 触滑动获取电力，通过碳滑板把电力 传输至 列 车以 保障 列车运行的受流设备。滑动取流过程中会导致碳滑板 磨耗，碳滑板磨耗 异 常 将 导 致 碳 滑 板 更 换 周 期 过 频，增 加运营成本；磨耗异常将导致滑板 表面 形成 凸 台、凹槽； 更甚导致自动降弓，增加列车安全 运行 风险。 深圳地铁 １１号线自开 通 运 营 以 来，正 线 为 刚 性 接 触 网 与 碳 滑 板 受 流 ，全 程 约 ５１ｋｍ，１７ 个 区 间 ，包 括 ３ 个 纯 柔 性 接 触 网 区间，１２个刚柔过 渡 区 段，１１ 个 刚 性 接 触 网 区 间；运 营 初期弓网关系恶 劣，碳 滑 板 异 常 磨 耗，碳 滑 板 磨 耗 率 高 达４．６ｍｍ／万 ｋｍ，经技术整改，现碳滑板磨 耗 率为 １．２ ｍｍ／万 ｋｍ；为 阐 述 降 低 碳 滑 板 磨 耗 ，延 长 碳 滑 板 使 用 生 命 周 期 措 施 ，文 中 开 展 此 项 研 究 。 １ 研 究 技 术 目 标
刚性悬挂拉出值布置对受流质量的影响
刚性悬挂拉出值布置对受流质量的影响曾纯昌【摘要】According to the big difference of rigid catenary stagger arrangement between Shenzhen metro Shekou line and Huangzhong line, the paper analyzes their impact on current collection quality and proposed optimized values of rigid catenary stagger.%讨论深圳地铁蛇口线及环中线刚性接触网拉出值布置存在的差异,通过分析其在运营中对电客车取流质量的影响,提出对刚性接触网拉出值进行优化的方案.【期刊名称】《都市快轨交通》【年(卷),期】2013(026)001【总页数】3页(P68-70)【关键词】深圳地铁;拉出值;磨耗;取流;优化【作者】曾纯昌【作者单位】深圳地铁集团公司运营分公司广东深圳518040【正文语种】中文【中图分类】U231.7在定位点处，需要保证接触线与机车受电弓滑板中心线间有一定的距离，这个距离在直线区段叫作接触线的之字值，在曲线区段叫作拉出值。
拉出值的作用是:使运行中受电弓滑板的工作面均匀磨耗(否则会使滑板工作面磨出沟槽)，并保证不发生弓网故障。
深圳地铁蛇口线正线全长36 km，采用刚性悬挂接触网技术;环中线正线全长43 km，除地面段的5 km采用柔性悬挂外，地下段均为刚性悬挂。
这两条线刚性悬挂的拉出值布置有很大的差异，自2011年6月开通运营以来，可看出电客车的取流质量有很明显的优劣。
蛇口线、环中线采取刚性悬挂，平均每个锚段长为250 m，每8～10 m有一个悬挂定位点，锚段关节、线岔、中心锚节的安装结构均一样，所用汇流排为同一厂家，所用接触线虽是不同厂家，但都是用银铜合金电车线。
两条线路拉出值布置的差异主要体现在以下几方面。
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深圳地铁11号线刚性接触网非绝缘关节改造及拉出值优化
发表时间：2019-08-12T16:29:30.437Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：王明星
[导读] 本文介绍了运营线路刚性接触网非绝缘锚段关节改造过程中，通过对部分定位点拉出值调整，优化了全线拉出值分布，达到均匀受电弓碳滑板磨耗的目的。
深圳市市政设计研究院有限公司深圳 518000
摘要:本文介绍了运营线路刚性接触网非绝缘锚段关节改造过程中，通过对部分定位点拉出值调整，优化了全线拉出值分布，达到均匀受电弓碳滑板磨耗的目的。
关键词：刚性接触网非绝缘锚段关节；拉出值；受电弓碳滑板。
一、项目背景
深圳地铁11号线线路总长约51.527km，其中地下线长39.401km，高架线长10.822km，过渡段长1.304km。
牵引供电系统采用DC1500V 架空接触网供电、走行轨回流方式。
正线地面及高架区段接触网采用架空柔性链形悬挂；正线地下区段接触网采用架空刚性悬挂，锚段间采用膨胀接头的连接方式。
开通运营两年来，发现较锚段关节受电弓通过既有膨胀元件时存在明显的拉弧现象，拟将既有膨胀元件改为非绝缘锚段关节。
二、设计方案
1.设计原则
1)将既有膨胀元件改造为非绝缘锚段关节。
2)改造方案的实施不得影响线路的正常运营。
3)改造方案应保持与既有系统的兼容，选用的器材应尽量与既有接触网系
统保持一致，并尽量利用既有设备及器材。
2.改造前情况介绍
1）改造前全线共设置有207台既有膨胀元件，其拉出值基本在±150mm范围内循环布置。
现场实测膨胀元件处拉出值分布统计如表1。
图2既有碳滑板磨耗
通过上述分析比较，可以看到本工程拉出值分布相对均匀，受电弓碳滑板实际磨耗状况与拉出值分布及模拟磨耗基本吻合，既有拉出值设计布置原则是合理的。
4）关节布置方案
由于受电弓碳滑板现有的在±200附近的阶梯状磨耗，锚段关节处两支悬挂均应布置在碳滑板等高段，另结合现场可实施性（拉出值调整受到底座槽钢等构件尺寸及实际安装偏差影响），改造方案确定非绝缘锚段关节拉出值最大值取±180mm，两支接触悬挂之间的间距保持为200mm。
为避免整改后非绝缘锚段关节拉出值单一引起的受电弓碳滑板集中磨耗，改造非绝缘锚段关节拉出值将采用5档循环布置，即整改后两支接触悬挂的拉出值分别按20/-180mm、60/-140mm、100/-100mm、140/-60mm、180/-20mm的循环布置；同时，为缩小改造范围，锚段关节两侧两支接触悬挂的拉出值最大值处悬挂点（含）范围之外拉出值均不作调整，适当增大了锚段关节两侧拉出值变化率，保持拉出值布置更趋均匀的趋势，使受电弓碳滑板磨耗更均匀。
5）改造方案比选
既有膨胀元件处跨距为4m，两侧跨距及典型平面布置如图3。
表2三种方案对比
综合造价、安全及施工难易度选用方案二，即在膨胀元件侧第二个定位处设置非绝缘锚段关节。
三、改造前后拉出值分布及碳滑板磨耗对比
结合已有关节拉出值、全线拉出值分布、改造条件及本次设计方案，最终确定改后206处关节拉出值分布如下表4：
图5整改前后碳滑板磨耗模拟
四、其他说明及建议
1.为满足锚段伸缩要求，改造后部分锚段长度较长(＞255m)时，锚关节悬臂端长度采用1.9m。
2.为求进一步优化弓网关系，后续可结合受电弓碳滑板磨耗情况对既有绝缘锚段关节按照-100/200mm、-150/150mm、-200/100mm循环布置，并对两侧拉出值进行适当调整。
3.由于既有悬挂锚栓定位安装存在施工偏差等因素影响，既有部分悬挂点定位存在调整裕量不足，应在拉出值调整施工前核实现场悬吊槽钢是否满足调整要求。
结论，非绝缘锚段关节作为补偿刚性接触网锚段伸缩量及锚段间机械连接的设备，在选用时应尽可能减少与受电弓接触的线间距、减少同时接触的导线数量越、采用不同锚段接触线直接过渡，尽快可能加大锚段长度减少非绝缘锚段关节；同时，非绝缘锚段关节拉出值宜采用循环布置，避免出现集中磨耗。
参考文献:
[1] 地铁设计规范[S]（GB50157-2013）.北京：中国建筑工业出版社。
[2] 城市轨道交通架空接触网技术标准(S) (CJJT 288-2018)..北京：中国建筑工业出版社。