膨胀元件的使用及其常见问题分析

■李 懋 ■广州市地下铁道总公司运营事业总部，广东 广州 510000

1 膨胀元件简介

接触网膨胀元件作为刚性悬挂机械分段的温度补偿构件，它由两块尺寸相同的铝合金板组成。铝合金板各与相邻一端锚段的汇流排端部连接为一体，而另一端互相平排错开，靠拢在一起。相邻两锚段铝汇流排热胀冷缩引起的移动可以通过膨胀元件的铝合金板相对伸缩来得到补偿。锚段汇流排上的接触线可以连续地延伸并夹持在铝合金板上，以保证受电弓在膨胀接头上平稳滑过及受电，而不会产生任何机械上或电气上的断开。膨胀元件适用于列车高速运行的线路。

图1 膨胀元件

2 膨胀元件的使用情况及常见问题

广州地铁三号线及三北线采用刚性接触网，列车运行最高速度达120km/h。在设计高速(速度大于80km/h)运行区段的接触网锚段衔接处大量使用了膨胀元件。在接触网设备的日常检修及维护中发现的膨胀元件问题主要有。

2.1 膨胀元件状态不良造成弓网打火、拉弧

膨胀元件在运行过程中，受自身冷热补偿造成的伸缩以及列车受电弓经过时在机械和电气上相互作用的影响，其本体状态在也会发生变化。膨胀元件状态不良主要体现在两方面:膨胀元件处夹持的接触线存在硬点;膨胀元件处接触线表面不平顺，汇流排有毛刺。

2.2 膨胀元件安装处前后定位点槽钢不水平造成偏磨

检修过程中发现膨胀元件处接触线存在偏磨，偏磨具体分为两种情况:(1)接触线与受电弓接触的正面无磨耗，而侧面磨耗痕迹较深。(2)膨胀元件所夹持的两支处于同一轨平面且相互平行的接触线，同一小段内，只有其中一支有接触磨耗，而另一支无接触磨耗痕迹。

2.3 膨胀元件伸缩受阻或卡滞

经过对膨胀元件检查，发现膨胀元件伸缩受阻或卡滞主要有两个原因:(1)膨胀元件安装于浮尘较大的地铁隧道中，而膨胀元件的两铝合金板之间特别是视检孔滑动螺栓处容易积尘。灰尘累积造成膨胀元件两铝合金滑板伸缩不畅;(2)膨胀元件视检孔滑动螺栓受铝合金板长期伸缩影响，偏移到了视检孔最端处，卡滞了铝合金板的相互移动。

膨胀元件两铝合金滑板伸缩不畅，膨胀元件就失去了补偿汇流排热胀冷缩量的功能，而一旦汇流排伸缩量得不到补偿，伸缩力就会在汇流排上堆积。汇流排上的堆积的伸缩力过大会引起汇流排负驰度、汇流排水平面内弯曲变形等。负弛度有是造成受电弓振动的主要因数而汇流排变形严重将导致定位点偏移，甚至拉爆绝缘子的情况发生。

3 膨胀元件不良技术状态调整措施

膨胀元件安装于列车高速运行的区间。列车高速运行时的弓网关系相对复杂;膨胀元件安装位置正好处于两不同锚段的机械过渡位置，其状态很容易受到弓网接触压力变化、弓网打火、拉弧等不良因素影响。针对膨胀元件运行中出现的问题，对膨胀元件检修时一定要做好以下几方面工作:(1)膨胀元件本体状态调整。膨胀元件本体状态调整主要要做好:对硬点、毛刺、刮痕、烧伤点进行打磨;将膨胀元件安装处接触线导高调整到位，对膨胀元件的接触线末端进行打磨，使其形成向上斜面，避免受电弓滑过时发生撞击打火等情况。(2)膨胀元件伸缩状态调整。检测膨胀元件G值是否符合要求;检查两铝合金板是否可以自由伸缩;视检孔滑动螺栓是否在滑槽中部。若不符合，立即调整;清除膨胀元件铝合金夹板中的积尘，在视检螺栓孔处涂油脂减小其滑动摩擦力。(3)膨胀元件关联设备状态调整。①槽钢调整:将膨胀元件所在跨距的前后各两定位点处的槽钢调整为平行于轨面。②跨中负驰度调整:测量膨胀元件安装处前后相邻的2至3个跨距的跨中接触线导高及定位点导高，对出现负驰度和坡度变化过大的情况，立即调整。③汇流排卡滞调整:消除膨胀元件安装处附近的定位点绝缘子处汇流排卡滞，并将因汇流排卡滞损伤的汇流排打磨平整。(4)增强膨胀元件附近设备绝缘性能。列车经过膨胀元件安装处时的速度较快，而膨胀元件所在接触悬挂的跨距较短(4m)。弓网关系不良时，弓网间生成的电弧很容易喷射到膨胀元件安装处的定位点槽钢上，继而造成接地短路。为了防止此种情况发生，需要对膨胀元件两端定位点处槽钢涂防污闪绝缘漆。

4 总结

膨胀元件作为列车运行高速区间的刚性接触网锚段间衔接的重点设备，其运行状态的好坏直接影响接触网供电的安全性和可靠性。由于膨胀元件的运行状态受自身因素及外部环境状态影响较大，所以在处理膨胀元件问题时，不但要从膨胀元件自身的状态入手而且还要结合外部因素多方面考虑，例如:列车经过时的弓网关系;膨胀元件安装悬挂处的汇流排、接触线状态;与膨胀元件相关连的定位点处导高是否合理、槽钢是否水平……

在膨胀元件的日常检修和维护过程中，除了进行现场检查，还可以通过核对网轨动态检测数据、查看热滑录像以及登乘巡视等多种方式去跟踪检测膨胀元件运行状态，以便能及时发现问题，及时处理问题，避免问题积迭，对设备造成严重的损害。

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