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既有线改造中定位器脱落原因分析及预防措施

0 引言

既有线接触网改造工程施工主要包括更换承力索、接触线以及腕臂支持装置等,改造过程中需要多次重复调整定位器装置以确保悬挂处参数满足运营要求。既有线改造施工天窗时间短且在夜间,照明条件差,作业效率低,作业过程中常常发生定位器脱落影响行车的事故。在施工检查中,一要做到检查接触线处线夹入槽,二要检查定位销钉处入槽,减少线夹处脱落的风险。常用定位线夹根据安装方式不同分为插销式和无插销式2种型式。本文针对北京铁路局京广铁路电气化改造工程中所采用的无插销式线夹发生脱落的原因进行分析,并提出预防解决措施。

1 定位线夹的结构参数

1.1 插销式定位线夹结构

插销式定位线夹依据TB/T2075.3G-10(2010)标准,主要由有环夹板、无环夹板、U形销钉、螺栓、螺母等组成,其结构如图1所示。插销式定位线夹与定位器之间靠定位销钉和U形销钉固定,出厂时已经根据安装工艺要求进行连接,安装过程中无需调整U形销钉,如图2所示。

图1 插销式定位线夹结构图

图2 限位定位器结构图

1.2 无插销式定位线夹结构

无插销式定位线夹是插销式定位线夹的升级型,在设计上克服了插销式定位线夹的U形销钉在长期大负荷使用工况下易疲劳磨损断裂的缺陷。

无插销式定位线夹主要由有环夹板、无环夹板、螺栓、螺母、止动垫圈组成,如图3、图4所示。

1有环夹板;2无环夹板;

3螺栓M10×35;4螺母M10;5止动垫圈10

图3 无插销式定位线夹结构图

图4 无插销式定位线夹例图

1.3 定位线夹的机械性能

(1)定位线夹最大水平工作荷重3.0kN。

(2)定位线夹水平破坏荷重≮9.0kN。

(3)定位线夹滑动荷重≮3.0kN。

(4)定位线夹螺栓紧固力矩25~32N·m。

2 无插销式定位线夹的安装

2.1 安装要求

(1)根据产品示意图检查零部件是否齐全。

(2)松开螺栓,将定位器的定位销钉穿入有环夹板孔内。

(3)将有环夹板旋转至导线拟拉出的反方向位置,并将有环夹板推至定位销钉底部。

(4)将有环夹板的牙型放入接触线线槽内,同时将无环夹板的牙型放入接触线线槽内并保证无环夹板上的凸圆弧台阶完全卡入定位销钉R2.2的圆弧槽内。

(5)调整好定位线夹位置,从无环夹板侧穿入螺栓,并带上止动垫圈和螺母,将其预紧。

(6)再次确认定位线夹与定位器销钉套筒上定位销钉的连接是否正确。

(7)使用力矩扳手紧固螺栓、螺母,紧固力矩为25~32N·m。

2.2 注意事项

(1)保证无环夹板的凸圆弧台阶完全卡入定位销钉的圆弧槽内,如图5所示。

图5 定位销钉连接例图

(2)保证无环夹板和有环夹板的牙型均卡入接触线线槽内。

安装完成后检查定位线夹与定位器销钉套筒上的定位销钉连接间隙不大于3mm,见图6。

图6 连接间隙例图

3 常见事故案例及其原因分析

3.1 定位线夹未卡入接触线线槽

既有线接触网改造施工中,经常存在只更换定位器而不更换接触线的施工。既有接触线长期使用后,接触线线槽氧化严重,更换的新定位器不能完全重合原定位线夹位置,线槽内的积垢在夜间施工天窗内难以完全清理干净,造成定位线夹没有完全卡入接触线线槽,长期运营后,受电弓的振动容易造成定位器线夹脱落。

3.2 有环夹板方向错误

有环夹板位于受压侧,这样定位器拉出时的水平拉力才能通过定位销钉、有环夹板传递至接触线。如果有环夹板安装错误,定位器的水平拉力会通过定位销钉传递至有环夹板,之后通过连接螺栓传递至无环夹板,再由无环夹板传递至接触线。螺栓长期承受振动的剪切力,易发生松动,甚至疲劳断裂,造成线夹脱落。

3.3 无环夹板的卡板未卡入定位销钉圆弧槽

无环夹板的凸圆弧台阶的厚度较薄,仅为3mm,夜间安装过程中,容易造成无环卡板未卡入定位销钉圆弧槽,但是受定位器张力作用,定位线夹同样承受了较大张力,施工时往往不易检查发现,使其带病运行,存在严重安全隐患,运行一段时间后易造成定位器脱落。

现场对比发现:正常入槽的定位线夹,定位套管销钉处的间隙不大于3mm;未入槽的定位线夹,定位套管销钉间的间隙大于5mm,如图7所示。

图7 间隙对比例图

4 预防措施

综上所述,在既有线更换承力索、接触线、腕臂、吊弦等施工项目中均需要调整导高、拉出值、定位坡度,重复安装调整定位器线夹次数多,且受作业时间、作业水平的限制,施工工艺很难达到规定的标准要求。下面针对预防定位器脱落问题提出几点预防措施。

(1)安装前加强作业人员的工艺知识培训,进行详细技术交底,安装过程中加强检查力度,安装后加强关键项目的复检。

(2)每次安装线夹前,必须使用砂纸对接触线安装位置进行打磨,确保接触线线槽无污垢,安装线夹入槽。

(3)定制特殊工具塞尺,每次安装完毕后,使用工具塞尺检查定位套管销钉处的间隙,当不能塞入塞尺时,说明间隙小于定值,定位线夹卡入定位销钉槽;当能塞入塞尺时,说明定位套筒处的间隙大于5mm,定位线夹没有卡入定位销钉槽,必须重新安装。

(4)进行影像资料收集。每次夜间天窗调整后,作业时间有限,没有充足的时间进行完整检测,采用影像技术对定位线夹处进行拍照,利用其余时间对安装效果进行及时分析。

(5)无插销式定位线夹为插销式线夹的升级型,其虽克服了U形销钉易疲劳断裂的缺陷,但也存在安装时线夹分体组装,间隙检查困难的缺陷,特别是在既有线作业时间短,夜间照明不良的工况下,难以准确检查,需要加强零部件的工艺研究,在设计阶段解决该问题。

5 结语

北京铁路局京广铁路电气化改造工程中,每套定位器需要进行3次安装调整,标段工作量多达5万余次,每次定位器调整均需要重复检查,风险性极高。经过详细的技术交底、培训、检查,定位器安装这一关键工序得到了很好的卡控,特别是工具塞尺的创新应用,避免了肉眼的人为误判、无法精确测量的弊端,在既有线施工改造中得到了很好的应用。

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