王 腾，吴胜强，杜清全，谢 浩

0 引言

近几年来，我国高速铁路得到了快速发展，经过十余年的运行，一些新的设备隐患逐渐显现。自2013年以来，国内高铁接触网定位器脱落已成为惯性故障，2021年初就曾发生两起因定位器脱落而造成的弓网故障，其中郑州局管内分相处定位器脱落还引发了断线事故。可见定位器脱落给铁路的安全运行埋下了重大隐患。本文以定位线夹、定位器为分析对象，结合现场调查，分析定位器脱落的原因及解决措施，并提出安装验收标准及类似问题的查找方法，为高速铁路接触网定位线夹检修及制造工艺总结经验。

1 定位线夹、定位器结构及相关匹配关系

国内高铁接触网定位线夹和定位器标准主要依据TB/T 2075.3—2010、OCS-2和OCS-3，各标准中对细部工艺尺寸要求未作具体规定[1]，导致现场零部件不匹配，为安全生产埋下隐患。

1.1 定位线夹、定位器结构

定位线夹按结构形式主要分为有插销型定位线夹和无销型定位线夹两种结构，如图1所示。定位线夹与定位器通过定位销钉套筒连接，T型定位器结构形式如图2所示。

图1 定位线夹结构形式

图2 T型定位器结构形式

1.2 定位线夹、定位器相关参数

抽查厂家A和厂家B生产的定位线夹U型销，直径基本均为4 mm，定位线夹两孔孔径均为15.6 mm。但厂家A生产的定位线夹穿孔孔径为4.44 mm，厂家B生产的定位线夹穿孔孔径为5.4 mm，两者差1 mm。厂家A生产的U型销内部间距10.97 mm，厂家B的为11.89 mm，两者相差近1 mm。连接相同定位器后发现厂家B生产的定位线夹U型销晃动严重。

抽查厂家A不同时间段生产的定位器定位销钉套筒参数，发现参数及公差要求不同，而定位线夹连接处的孔径为16 mm，误差控制没有变化。结合现场抽查发现同一个厂家生产的定位线夹与定位器存在不匹配情况，即定位线夹与定位器定位销钉套筒无法连接。

定位线夹与U型插销和定位器存在匹配关系，若定位线夹穿孔孔径、U型销间距、定位器销钉套筒公差控制不足，将出现U型销晃动严重、定位线夹无法与定位器连接的情况。

2 定位器脱落原因分析

2.1 产品质量源头问题

产品质量源头问题主要体现在第1节阐述的各厂家生产零部件标准不统一，各零部件公差控制不尽相同，导致U型插销晃动严重，直至磨断。

2.2 安装工艺问题

文献[1，2]对U型插销安装不到位、定位器未安装入槽而引发的定位器脱落情况进行了分析，本文不再分析。

2.3 定位器受力问题

高速铁路线路曲线半径大，可忽略曲线力，将接触网定位器受力简化为“三点”模型，如图3所示。

图3 定位器受力计算模型

接触网支柱A、B、C对应的跨距为L1、L2，对应的拉出值为a1、a2、a3，接触线张力为Tj。根据受力分析，支柱B处的定位器受力为

结合式（1）的思路，选取某运行近6年的高速线路1C检测波形图和4C图片（如图4和图5所示），筛选定位器受力较小处进行受力分析。对运行里程184 km的线路进行分析，发现怀疑点28处，受力分析数据如表1所示。

表1 某高铁线路定位器受力分析数据

图4 1C波形图中定位器受力对比

图5 4C图片中定位器受力对比

根据《高速铁路接触网运行维修规则》（铁总运[2015]362号）第一百一十九条“定位器应处于受拉状态（拉力≥80 N）”的要求，对表1中11处受力小于80 N的定位器进行重点排查。发现该11处定位线夹U型销钉均存在不同程度的磨损，其中最为严重的1处磨损已超过50%，同时定位器定位钩处也出现较大磨损。

结合前期排查情况，为确保高铁列车安全运行，开展了一次T型定位器定位线夹更换及不受力定位器专项排查整治工作。在近1 000个定位线夹的更换工作中发现：定位线夹与定位器连接处存在1～3 mm间隙；U型插销在接触网高频振动的情况下始终存在一定的磨损，其磨损程度与定位器受力存在明显关系，即定位器受力良好的情况下，定位线夹U型插销几乎无磨损；定位器在不受力的情况下，定位线夹U型插销磨损严重。

2.4 定位器与定位管间隙不足

排查中发现个别T型定位器与定位管间隙不足30 mm，T型定位器上有轻微摩擦痕迹。同步检查定位线夹U型插销，发现U型插销有局部轻微磨损，定位器定位钩处有轻微磨损。

综上所述，高速铁路接触网定位器脱落的主要原因有：（1）产品源头质量控制不足，不同厂家产品零部件不完全具备互换条件，零部件的公差工艺控制并不完全满足图样要求；（2）安装工艺不达标，主要体现在定位线夹未安装入槽和U型插销安装过程中受损变形，变形的U型插销即使可以安装入孔，但其形变量过大也会导致定位器在高频振动下脱落；（3）定位器不受力，实践证明定位线夹与定位器始终存在1～3 mm间隙，在高速振动的情况下，若定位器受力不好，定位线夹U型插销会长时间磨损严重，最终导致定位器脱落；（4）定位器与定位管间隙不足，导致定位器摩擦定位管，同步磨损定位线夹U型插销。

3 解决措施

（1）做好源头控制。一是根据国家铁路局最新颁布的TB/T 2073、2074、2075电气化铁路接触网零部件技术、试验及零部件标准，严格按检验规则中“按图样标准进行尺寸检查和组装检查”的要求，做好零部件图样采集，依据图样对实物进行核对，确保实物公差得到控制，掌握不同厂家零部件互换性。二是更换定位线夹时，建议采用无销型定位线夹。三是只更换定位线夹U型插销时，必须采用原厂U型插销，禁止不同厂家产品混用，同时建议厂家对U型插销进行标记，防止混用。四是定位器和定位线夹必须采用同一厂家产品，严防公差不匹配造成间隙过大。

（2）做好现场施工控制和验收。一是现场施工时禁止对U型销钉进行敲打，严格按相关工艺标准施工。二是验收时逐一测量定位线夹与定位器连接处间隙，确保间隙在1～3 mm范围内；检查U型插销外观，发现敲打痕迹立即更换，严防U型插销变形带病运行而缩短其使用寿命；采用手摇方式检查定位器受力情况，确保定位器受力状态良好；检查T型定位器与定位管距离，确保满足间隙不小于50 mm的要求。

（3）做好运行管控。利用1C和4C数据对受力较小处的定位器和定位线夹进行分析及上网检查，同步调整相关拉出值，确保定位器受力符合标准要求。