摘要：针对刚性接触网系统在运营过程中，因各方面的原因，发生不同程度的拉弧打火现象，结合现场情况和设备安装、检修等多个方面，简单分析这一问题形成的原因，并提出相应的预防整改措施，提高接触网供电性能，降低接触线的损耗，延长使用年限。
关键词：刚性接触网 拉弧 危害 原因 预防措施
引言
在城市轨道交通中，因刚性接触网的故障率低，供电安全可靠，已被广泛应用。随着电客车运行速度的不断提升，上线列数的增加，刚性接触网拉弧现象的发生也逐渐增多，这种现象会加大接触线的磨耗，影响受电弓取流质量，增加运营成本。因此，努力提高刚性接触网的运行性能，最大限度地减少拉弧现象，使受电弓更好的取流，减小接触线的损耗。
1.刚性接触网介绍
接触网是一种直接向电客车输送电能的特殊供电线路，在城市轨道交通中，接触网通常分为柔性接触网、刚性接触网和接触轨三种主要形式，西安地铁地下段采用刚性接触网。
1.1 刚性接触网的组成及设计标准
刚性接触网系统由支持定位装置、绝缘部件、汇流排、接触线等部分构成，锚段中间设置中心锚结，锚段与锚段衔接部分形成锚段关节。地铁刚性接触网布置跨距一般为6--8m，锚段长度一般为200--250m，导高误差±5mm，相邻的两定位点相对高差一般不得超过所在跨距值的0.5‰。
1.2 刚性接触网的特点
刚性接触网有结构简单，维护简便，安全可靠度高，载流截面大，无张力，没有断线之忧等特点，已逐步成为城市轨道交通接触网的主流设计。但正是由于刚性接触网无张力、无弹性的特点，使受电弓与接触线形成了“硬碰硬”的接触特点，这种接触关系对接触网、受电弓及轨道状态要求极高，只要三者之中任一者发生非正常状态，都有可能形成接触网打火现象。
2.接触网打火造成的危害
2.1 什么是打火，
接触网打火也叫接触网拉弧，就是电客车在运行过程中，由于各种原因，使受电弓与接触线发生短暂脱离（即受电弓瞬间离线）从而在两者之间形成电弧的现象，受电弓弹跳、接触网硬点都会造成电弧。
2.2打火的危害
接触网打火会造成汇流排和接触线烧伤，由于电弧的高温熔蚀作用，形成局部麻点，使接触线和滑板的接触面粗糙不平，造成两者的磨耗速度大大加快，工作寿命缩短，造成接触线不均匀磨耗，提前大修换线，缩短接触线的使用年限；板面磨耗不均匀等，缩短了碳滑板的使用寿命，拉弧也会烧伤受电弓，影响电客车取流，造成电客车工作状态不稳定，同时也增加了设备设施维修成本。
3.刚性接触网打火形成的原因
接触网产生拉弧打火现象应具备以下两个基本条件；①必要的放电介质和放电间隙，即受电弓与接触网之间出现间隙；②电极之间存在必要的电势，即电位差。其实两个条件是统一的，弓网之间有了间隙就会出现电位差。在地铁接触网供电系统中，由于刚性接触网的震动，受电弓弹跳和摆动就会造成弓网瞬间分离，而弓网瞬间分离是导致拉弧打火现象的根本原因。结合实际运营情况，造成接触网拉弧的原因具体分析有以下几种：
3.1 刚性接触网的原因
3.1.1 在刚性接触网系统中，短距离内接触线高度变化量过大超过5‰，形成硬点，在列车以正常速度行驶的情况下，通过硬点后，受电弓就会发生与接触线的瞬间脱离，形成拉弧打火，而且在受电弓经过脱离重新与接触线接触时，由于受电弓具有抬升力，会加快接触线和受电弓滑板的异常磨耗和撞击性损害，从而损伤接触线和受电弓。
3.1.2 跨中汇流排中间接头安装不符合标准，接头处导高过低，如果汇流排接头处于跨距中间，受列车摆动和受电弓震动的影响，导致汇流排中间接头出现下沉、塌腰，跨距中间导高过低，甚至形成硬点，列车正常速度行驶时，受电弓通过接头后就很容易发生瞬间离线，形成拉弧，还有可能造成链接螺栓松动，螺栓与汇流排之间放电打火等现象，同时也会加大此处接触线的磨耗；或者因汇流排材料的原因，造成接触网跨距弛度较大，受电弓通过时也容易发生撞弓、拉弧的现象。
如未及时发现，日积月累，造成接触线和受电弓异常磨耗，还可能导致中间接头松脱，造成行车故障。
3.1.3 锚段关节和线岔数据不符合标准，非工作支抬高不足3mm，受电弓通过关节或线岔时容易造成打碰，打碰会使接触网定位装置和受电弓同时产生震动晃动，导致弓网接触不良，形成拉弧。在起始过渡处出现拉弧痕迹较为常见，严重的地方将汇流排都烧成大片麻点。
3.1.4 接触网上方漏水，滴在接触网上，日积月累未及时处理，形成水垢将接触线从汇流排挤出槽，形成硬点，接触线和汇流排之间存在间隙，在此处极易发生接触线异常磨耗和放电打火。
3.2 受电弓碳滑板接触面的原因
正线接触线是正弦波形布置的，在长期运行过程中，碳滑板正常磨耗应该是中部的500mm部分均匀磨损，磨耗到限后的形状呈现出一定的规律现象。接触网波形布置不匀称或导线不平顺有缺陷，会造成受电弓磨耗面存在异常凹槽或缺陷，在列车高速行驶时，加上接触网呈S波形的变化，加剧了弓网离线拉弧的产生。
3.3 轨道的原因
3.3.1 轨道道床特别是碎石道床区段，在列车运行的震动过程中，道砟会发生变动，线路会逐渐下沉，导致接触网导高增大或造成受电弓程上下波形震动，弓网之间的接触压力发生变化，导致接触不良，容易形成拉弧。
3.3.2 钢轨面的不平整（如轨缝焊接处不平整和三角坑），会造成电客车晃动带动受电弓晃动，使弓网解除压力瞬间变化，发生受电弓与接触线瞬间脱离，产生拉弧。
4.拉弧的预防措施
4.1 接触网方面
4.1.1 选用高质量零部件
提高汇流排接头加工尺寸的精度，使其在汇流排端头内部最大限度的与汇流排内壁紧贴，使两者相对位置更加固定，减少接头的变形塌腰。提高汇流排接头材质的硬度，减少汇流排接头螺纹孔滑丝的几率（现场发生过汇流排螺丝孔螺纹滑丝造成汇流排接头松动塌腰的情况）。提高汇流排材质硬度，尽可能的减小跨中的驰度，使汇流排接触线在每一个跨距内产生的高度变化达到最小，确保接触网平顺，取流正常，减少拉弧。
4.1.2 提高施工工艺和检修标准
施工中确定定位点位置时严格按照图纸施工，杜绝随意增大跨距，避免因跨距增大而造成跨中驰度增加；接触网安装检修时，接触线布置满足正弦S型波形，确保接触线和受电弓磨耗均匀，确保接触线高度符合设计要求，确保接触线坡度的变化不得大于0.5‰，确保锚段关节和线岔处的非工作支接触线抬高量满足3-8mm。确保汇流排中间接头处对接平顺不塌腰，接头螺栓紧固力矩符合要求。及时处理接触网上方的漏水，或加装接触网防护罩，保证不能在汇流排夹缝和接触线周围形成水垢，避免接触线出槽现象的发生，引起拉弧。加强设备巡视，对特殊点位，加强设备状态数据的记录和对比分析，确保接触网设备系统处于良好状态。
4.2 轨道和受电弓方面
提高钢轨面的平整度，从而减少电客车因轨道原因产生的晃动，从而保证受电弓的稳定性，保证弓网接触良好，取流正常。改善受电弓的随动性，使受电弓轻量化，并采用缓冲阻尼装置，以改善受电弓的共振特性等，确保受电弓碳滑板磨耗均匀，板面光滑，确定合理的碳滑板更换标准和周期，减少因碳滑板原因引起的对接触线的打碰，及时检查受电弓各铰接部的铰接质量，减少铰接处的铰接间隙，从而减少电客车正常晃动时受电弓的随动量，从而保证高质量的弓网接触摩擦。
[参考文献]
[1]浅析接触线拉弧原因及其预防措施：闫占伟．郑州科技通讯，2007。
[2] 刚性接触网在运营中出现的问题及处理方法：胡舜.都市快轨交通，2013(第3期)