２０１９年第２６卷第４期
王秋红１，李 军１，郑 玄２
（１．中车株洲电力机车有限公司电气设备分公司，湖南株洲４１２００１；
２．广州地铁集团有限公司，广东广州５１０２２０）
摘 要：随着国内城镇化建设的快速发展，城市轨道进入了快速发展时代，这对受电弓各方面的性能参数及安全性提出了更高的要求。通过对地铁项目供电网线和分段式弓角的相关性能参数进行分析，确认分段式弓角在地铁项目供电网线下的适用性。
关键词：刚性悬挂及柔性悬挂网线；分段式弓角；道岔；碳滑板；受流稳定性ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１９．０４．０２５ 国内现状 受电弓弓头由碳滑板及弓角两部分组成，碳滑板主要是与供电网线接触并集取网线电流的部件，根据以往项目经验，供电网线主要集中在碳滑板中心±
３００ｍｍ的长度范围内工作；弓角的主要作用是保证机车通过道岔时，受电弓能够平稳通过网
线交叉点，避免网线挂受电弓的问题，为此，受电弓弓角都设计有平滑的包络线，以保证网线平滑过渡到碳滑板中心。
国内地铁受电弓弓角结构前期主要采用的焊接式封闭弓角或４个小弓角排列布置型式，如图１
所示。
图１ 前期主要应用弓角结构型式
上述弓角的主要特点是：中间连接未有断开或是断开的小弓角密集布置结构，给人感觉与网线配合使用过程中安全性更高。但焊接弓角结构存在强度不稳定，４个小弓角排列布置存在结构复杂质量重等问题。
为避免上述结构存在的缺陷，在地铁受电弓弓头上新设计了三段式错位弓角，该弓角采用了２个小的铸造铝合金结构弓
角及１个小的不锈钢材料压型结构弓角，错位安装组成，该结构弓角具有结构简单，质量轻等特点，同时能够很好的保证与网线配合使用安全性并提高弓网受流稳定性，如图２所示。
该弓头长度１７００ｍｍ，弓头高度２４０ｍｍ，碳滑板长度为１０５０ｍｍ。如图２所示。
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弓角与网线匹配分析
国内地铁项目的供电网线，隧道内都采用刚性悬挂形式，高架区段及车辆段内，供电网线采用柔性悬挂形式。
无论刚性悬挂及柔性悬挂供电网线，其拉出值都在±３００ｍｍ
以内，表明在无道岔区段内正常使用时，供电网线都集中在碳滑板的长度（１０５０ｍｍ）范围内接触受流，供电网线不会与弓头
两端的弓角接触。
图２ 受电弓分段式弓角结构型式示意图
只有在有道岔位置的供电网线处，受电弓由１条网线下过渡至另一条网线下受流时，由于２条网线的交叉过渡，如图３所示，在交叉点的远端，供电网线才会与弓头两端的弓角接触。２．１ 弓角与刚性悬挂网匹配 根据以往项目供电网线的布置经验，刚性网条件下，由于
采用刚性悬挂支撑，不会因受到受电弓１２０Ｎ接触压力抬升作用而往上移动，故在刚性悬挂网线的交叉位置，即使供电网线会与弓角接触，其在弓角上的接触位置也不会超过２０ｍｍ，如图４所示。该高度未超出分段式弓角的铝合金部分，可很好保
证网线平滑过渡至碳滑板的上表面。
图３ 刚性及柔性悬挂供电网线道岔布置示意图
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图４ 刚性悬挂网道岔位置正、辅线在弓头位置示意图
２．２ 弓角与柔性悬挂网匹配
柔性网区段，根据中铁电化局翻译版《电气化铁道接触网》相关内容可知，低速、跨距为６５ｍ、网线张力为１．５ｔ的接触网弹性最大为１
．２ｍｍ／Ｎ（网线跨距中间位置），最小为０．４ｍｍ／Ｎ（网线两端及网线交叉处）。
受电弓经过柔性悬挂供电网时，网线在受电弓接触力的抬升下，抬高量最大值约为１３０Ｎ×０．４ｍｍ／Ｎ＝５２ｍｍ。同时根据《接触网线岔的检修标准》第７６条，“由正线与辅线组成道岔时，正线接触线应设于辅线接触线的下方，两工作支相距５００ｍｍ处辅线接触线应高于正线接触线１０～３０ｍｍ”，为更好的核算弓头能够平滑过渡该位置，现取最小值１
０ｍｍ。同时根据受电弓现场实测数据可知，受电弓在升起后，正常接触压力情况下及网线压在受电弓弓头极限位置时，受电弓的单边翘起量约为２０ｍｍ。
这样以辅线接触线为基准，弓角高出此基准面的数值为，５２ｍｍ－１０ｍｍ＋２０ｍｍ＝６２ｍｍ，如图５所示。该高度差值未超出分段式弓角的铝合金部分，可以很好的保证网线平滑过渡至碳滑板的上表面。受电弓受电弓弓头高度尺寸为２４０±１０ｍｍ，分段式错位弓角中，铝合金部分的高度
大于１５０ｍｍ，这表明铝合金段弓角部分即可保证受电弓安全通过道岔位置的供
电线。
图５ 揉性悬挂网道岔位置正、辅线在弓头位置示意图
车辆运行过程中，因载客及路轨的问题，车辆会有一定倾斜，其倾斜的最大角度约为２度５分。受电弓安装于车顶，其会随着车辆一起倾斜２度５分，（如图６所示），受电弓升起至４６００ｍｍ时，左右弓角的高差约为６１ｍｍ。揉性悬挂网道岔位置正、辅线在弓头从中心线算起，单边会增加约３寻路网
０．５ｍｍ的高差。换算为正、辅线在弓头位置的高差为５２ｍｍ－１０ｍｍ＋２０ｍｍ＋３１ｍｍ
＝９３ｍｍ，小于分段式弓角中铝合角部分的高度（约２００ｍｍ），这表明就铝合金段的弓角部分，也可保证动态情况下受电弓安全通过道岔位置的供电线。
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图６ 车辆动态偏摆情况下揉性悬挂网道岔位置正、辅线在弓头位置示意图
同时碳滑板属于易耗件，其使用过程中会被逐渐消耗一定的高度，目前允许的碳滑板最大磨耗量为１６ｍｍ。使用过程中，考虑所有恶劣工况叠加，正线在碳滑板的最低位置，换算为正、辅线在弓头位置的高差为５２ｍｍ－１０ｍｍ＋２０ｍｍ＋３１ｍｍ＋１６ｍｍ＝１０９ｍｍ，小于分段式弓角中铝合角的高度。且受电弓弓头的整体高度为２４０±１０ｍｍ，分段式弓角有足够设计余量保证动态情况下受电弓安全通过道岔位置的供电线。 结语
蝴蝶螺母无道岔位置的供电网线，无论刚性及柔性悬挂供电网线区段，其网线都集中在碳滑板的长度范围内接触受流，不影响使用安全性。在道岔位置的供电网线，由于有正线及辅线的交叉布置，供电网线会从弓角上过渡至碳滑板表面，但从图４、图５
事例分析，即使是柔性区段，在受电弓接触压力的抬升作用下，正线与辅线有约６２ｍｍ左右的高差，加上车辆偏摆导致的受电弓偏差高度３０．５ｍｍ，仍未超出分段式弓角的铝弓角部分，表明该弓角能够很好的满足现场的使用要求，不会因三段式弓角与其他地铁项目的差异而增大现场使用过程中的挂弓风险。参考文献：弹簧网
［１］ 国家市场监督管理局，中国国家标准化管理委员会．
破门弹
ＧＢＴ２１５６１．２－２００８轨道交通机车车辆受电弓特性和试验．第２部分：地铁与轻轨车辆受电弓［Ｓ］．北京：中国标准出版社，２００８．
［２］ 安孝廉．受电器［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９８４．
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