接触网导线断线分析及改进措施

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第 38 卷 第 2 期 Vol.38 No.2
铁道技术监督
RAILWAY QUALITY CONTROL
质量检验
QUALITY MANAGEMENT AND INSPECTION
接触网导线断线分析及改进措施
徐 超,杨广英
(铁道部产品质量监督检验中心,北京 100015 )
摘 要:依据 TB/T 2809—2005 《电气化铁道用铜及铜合金接触线》, 对合武线接触网断线进行常规项目 试验, 含氧量、 含锡量测试, 以及断口金相组织分析, 认为接触导线受到较大拉力和卡紧力是接触网导线断 裂的根本原因, 通过试验验证了结论的可靠性, 并提出相应改进措施。
本刊编辑部
2010年铁道行业标准项目计划讨论会在北京召开
2010 年 1 月 12—13 日, 铁道部科技司在北京主持召开 了 “2010 年铁道行业标准项目计划讨论会”。 铁道部标准计 量研究所等 11 个铁道行业标准归口单位和技 术 委 员 会 、 铁 路计量技术委员会、 中国铁道科学研究院及信息技术研究 所、 铁道出版社, 广铁集团公司、 西安铁路局、 南昌铁路 局 、 南 宁 铁 路 局 、 青 藏 铁 路 公 司 等 19 个 单 位 的 43 名 代 表 参加了会议。 铁道部科技司副司长吴克俭亲临会议。
图 4 接触线横向金相组织
综上所述, 图 3 中导线断口宏观形貌为不规则 的杯锥状断口, 断面起伏很大, 为韧性断裂特征; 图 2 中导线断口有明显的压痕和缩颈。 因此, 可认 定接触线曾受到较大的拉力和卡紧力。
3 试验验证
在试验室模拟现场安装情况, 即用锚支定位 卡子直接安装在接触导线上, U 型螺栓按要求紧 固到 44 Nm, 发现在接触导线表面有明显的压痕, 见图 5。
会上, 各标准化技术归口单位和技术委员会、 铁路计 量技术委员会、 铁道行业标准审查部、 中国铁道科学研究 院信息技术研究所、 铁道出版社等单位代表分别汇报了 2009 年工作情况和 2010 年工作计划。 会议按照吴克俭副司 长 讲 话 要 求 和 铁 道 行 业 标 准 化 重 点 工 作 安 排 , 对 “2010 年 铁道部标准项目计划建议” 进行了认真、 细致的讨论, 对 2010 年铁道行业标准化工作做出了具体安排。
吴克俭副司长在会上做重要讲话, 传达了全国铁路工 作会议精神, 介绍 2009 年铁路建设基本情 况 和 铁 路 技 术 标 准体系建设情况, 总结 2009 年铁路标准化 主 要 工 作 , 分 析
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我国铁路科技和标准工作面临的新形势 , 提 出 2010 年 铁 路 标准工作的思路和重点任务。
图 5 接触导线验证试验结果照片
在此状态下对接触导线做拉力试验, 试验结果 见表 3。
表 3 接触导线拉力试验结果
检验项目 技术要求 拉断力/kN ≮50.82
试件 1 51.0
检验结果 试件 2 51.0
试件 3 50.9
从试验结果看, 试样从压痕处断, 拉断力下降 将 近 2 kN, 仍 然 满 足 TB/T 2809—2005 标 准 的 要 求。 但由于接触导线长期工作在 15 kN 的张力下, 再加上机车受电弓通过时产生的振动、 冲击及风负 载等, 使得损伤部位 (断裂源) 不断在扩展, 当其 强度无法承受张力时便发生断裂。
检验项目
技术要求
试件 1
检验结果 试件 2
试件 3
备注
外观检查
表面光洁无 裂纹无折边 表面发黑, 无光泽, 无明显缺陷
无其他缺陷



拉 断 力 /kN
≮50.82
52.80
52.70
52.40
伸长率/%
≮ 3.0
4.7
5.0
5.0
软化后拉断力/kN ≮45.74
49.50
49.50
49.40
软化后伸长率/%
(2) 对接触导线断口进行含氧量及含锡量测量, 试验结果见 表 2。
表 2 接触导线断口含氧量及含锡量测量结果
图 3 断口宏观形貌
收稿日期:2009-12-04 作者简介:徐 超, 助理研究员
检验项目 技术要求 检验结果
含O量 ≤300×10-6
290×10-6
2010年 2 月 (总第 280 期)
关键词:接触导线; 断裂; 成因分析; 改进
中图分类号:U225.41 文献标识码:B 文章编号:1006-9178 (2010) 02-0019-02
1 问题的提出
2 断线事故分析
2009 年 3 月 9 日 11 时 55 分 , 合 肥 站 下 行 线 45#-37# 支 柱 间 断 线 , 具 体 位 置 为 非 工 作 支 转 换 柱 锚 支 定 位 卡 子 处 。 接 触 导 线 为 CTS120 铜 锡 合 金 线, 接触网中接触导线张力为 15 kN, 接触导线现 场的情况及断口见图 1、 图 2 和图 3。
(1) 为查找事故原因, 从现场取来断口附近的 接触导线, 按 TB/T 2809—2005 《电气化铁道用铜 及铜合金接触线》, 进行了拉断力、 高温软化后拉 断力、 反复弯曲、 扭转、 电阻率等常规项目的试 验, 试验结果见表 1。
图 1 接触线断裂位置 (箭头所指) 图 2 断面拼接形貌
表 1 断线常规试验项目试验结果
/
10.1
10.6
10.8
扭转/圈
≮5
6.0
6.5
6.0 试件均扭断
反复弯曲/次
≮6
4.5
4.5
试样均出现
5
≮2 mm 裂纹
7.5
7.5
8.0 试样均完全断开源自20 ℃电阻率/ (Ω·mm2/m)
≯ 0.023 95 0.022 75 0.022 82 0.022 82
从表 1 中试验数据可知, 检验结果符合 TB/T 2809—2005 标 准的要求。
4 改进措施
目前, 还在大量应用锚支定位卡子, 存在一定 的事故隐患。 建议与接触导线连接的金具不得损坏 接触线表面, 将锚支定位卡子更换为锚支定位线 夹, 直接卡在线的沟槽内, 避免对接触导线表面的 损伤, 减少类似的断线事故。
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含 Sn 量/% 0.15~0.55
0.38
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质量检验
接触网导线断线分析及改进措施
从表 2 可以看出, 检验结果均符合行业标准 TB/T 2809—2005 的要求。
(3) 断 口 附 近 接 触 线 横 向 金 相 组 织 如 图 4 所 示。 从图中可以看出, 基体为经过变形的 α 相组 织, 晶粒组织很细, 晶粒度为 11 级, 材料组织未 见异常。