弓网接触压力问题

接触网是列车正常运行必不可缺的一个环节, 它肩负着把牵引变电所获得的电能输送给列车使用的任务. 只有在受电弓滑板与接触网良好接触和导电的情况下, 并取得电能, 进而转化成机械能才能带动列车正常运行. 如果接触网和受电弓直接不能正常取流, 会影响电力机车牵引电机的正常工作性能, 导致供电故障, 影响列车运行.

因此对于接触网与受电弓之间的可靠接触和相互作用是保证良好受流的重要条件. 也就是说受电弓与接触线之间要有一定的接触压力.首先需要接触网与受电弓之间正常接触才能正常获取电能. 然后同时也不应该使得接触网与受电弓间作用力过大, 导致磨耗的剧烈增加, 而缩短其使用寿命.同时更不能使得接触网与受电弓之间的作用力不够, 从而导致偶尔的电路离线状况, 使供电时断时续, 甚至引起火花或电弧, 导致接触线的烧坏.

因此, 经常检测受电弓和接触线间的接触压力是一个迫在眉睫, 急需解决的一个问题.

理想状态是, 受电弓从接触线取得的电能在整个列车运行过程中处于一个定值, 但是由于接触网质量, 结构, 性能等因素的内在原因, 以及线路条件, 外部环境, 列车运行平稳性等外部原因的影响, 会导致受电弓与接触线之间的压力实际上是处于一个不断变化的动态过程. 因此接触网弹性是影响这个列车受电弓光取流是否良好的直接原因.

当受电弓与接触网接触压力过小, 受电弓会偶尔脱离接触网而发生离线的现象, 使得正常供电变得断断续续, 导致列车工作条件变差, 甚至导致牵引电机的绝缘击穿.同时, 由于离线的瞬间会产生电弧的高温溶蚀作用, 因而会导致接触线和滑板的接触面变得粗糙不平, 降低了受电弓的使用寿命.同时, 离线时也会产生拉弧, 从而烧损接触线, 导致接触线被拉断的事故.

而当受电弓与接触网接触压力过大的时候, 则会导致接触线被抬高.从而导致接触线与受电弓滑板间的磨耗加重, 降低了受电弓与接触网的使用寿命.

由此可见, 检修的重点应该着重放在受电弓与接触网间接触压力问题上. 保持受电弓与接触网间正常工作压力使其变化越小, 对受电弓无论是取流还是减小磨耗都越有利. 因此, 在运行中, 接触网应该具有良好的弹性和稳定性. 在一些情况下, 例如外界环境发生变化的时候, 受电弓沿接触网滑行而不出现上下震动现象, 而保证受电弓与接触线的正常工作压力.

由于我国之前列车运行的速度比较低, 因此弓线间的受流问题不是很明显. 但是这会很大程度上限制列车的发展.

而解决的方法, 首先是应该改善接触网的弹性问题, 从而使得接触网与受电弓间可以减小振动, 保持正常工作压力. 可以通过首先, 改善张力自动补偿设备, 来保证恒定张力. 其次, 可以通过使用轻型的零件, 改善材料来减轻接触悬挂的集中重量, 从而改善接触网的弹性.

从维修的角度, 因为在平常的检修中, 接触压力是无法人为判别的, 因此可以在受电弓上安装压力传感器, 实时监测受电弓与接触网间压力水平, 并在日常检修中采取相应的措施. 但是如果仅仅是在受电弓的滑板两端安装压力传感器, 得到的数据并不一定是弓网接触力. 因为现在列车的运行速度大大提升, 机车-轨道耦合振动对弓网动态相互作用关系影响加剧[1]. 因此还应该把垂向振动的惯性力加入考虑中, 因此还应该在受电弓上安装一个加速度计.