14.5.1 維修概述

按EN13306和DIN31051標(biāo)準(zhǔn)，維修包括使運(yùn)營(yíng)設(shè)備保持在正常狀態(tài)、測(cè)定和評(píng)價(jià)其實(shí)際狀態(tài)和使其恢復(fù)到正常狀態(tài)等活動(dòng)的全部措施。按圖14.1，這些措施可以歸類為保養(yǎng)、檢查和修理。但現(xiàn)代化的接觸網(wǎng)是免保養(yǎng)的。因此維修的內(nèi)容就是檢修和修理。

根據(jù) [14.11]，維修方式按圖14.8所示進(jìn)行分類。故障修方式是指出現(xiàn)破損后更換結(jié)構(gòu)部件。此方式因接觸網(wǎng)無備用和不利于運(yùn)營(yíng)而不被采用。定期檢修可以使接觸網(wǎng)保持良好技術(shù)狀態(tài)并對(duì)人員、機(jī)械設(shè)備和封閉點(diǎn)精密籌劃，只是費(fèi)用投入較大。德國(guó)鐵路和其他許多歐洲國(guó)家鐵路部門已過渡到采用狀態(tài)修。接觸網(wǎng)診斷要求按預(yù)先指定的時(shí)間表進(jìn)行，該時(shí)間表是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、鐵路線路等級(jí)和接觸網(wǎng)設(shè)備的現(xiàn)狀確定的。采用狀態(tài)修的前提是接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)部件免保養(yǎng)。接觸網(wǎng)是否需要修理則取決于檢測(cè)結(jié)果，并在故障發(fā)生后進(jìn)行。

圖14.8 維修方式概覽

14.5.2 可靠性

從可靠性的觀點(diǎn)出發(fā)，接觸網(wǎng)設(shè)備是一個(gè)綜合系統(tǒng)。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的原因，它沒有備用。因此像鐵路電力系統(tǒng)的其他組成部分，如變壓器和斷路器一樣，它是可以再生的，即它只是在失靈的短時(shí)間內(nèi)無法使用，而不是其壽命終結(jié)�！”恍蘩砗�，它可重新工作。圖14.9描述了這種事實(shí)情況。在時(shí)間段twi到tai+1，接觸網(wǎng)設(shè)備的功能正常，而在時(shí)間段tai到twi其功能喪失。

除接觸線外，單個(gè)零部件和接觸網(wǎng)設(shè)備的使用壽命特性可以用一個(gè)隨機(jī)變量來描述，描述使用壽命特性的重要參數(shù)是無故障運(yùn)行概率R (t) 及故障率λ (t)。

圖14.9 接觸網(wǎng)的故障和維修的時(shí)間軸

ta—故障發(fā)生時(shí)刻; tw—重新恢復(fù)運(yùn)行的時(shí)刻

表14.4 100km接觸懸掛的部分零部件在兩次故障間的平均無故障

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—R (t)是給定數(shù)量的設(shè)備，例如100km接觸懸掛，在給定的運(yùn)行時(shí)間t內(nèi)未發(fā)生故障的時(shí)間T。R(t)也稱為完好率。它在實(shí)際工作中按下式計(jì)算

—等式中的N0為給定數(shù)量設(shè)備的起始狀態(tài)，Sti表示第i次故障。在交通運(yùn)輸系統(tǒng)中，術(shù)語 “故障” 等同于失效，即功能喪失;

—λ (t)是當(dāng)給定數(shù)量的設(shè)備已經(jīng)運(yùn)行了時(shí)間t時(shí)，該設(shè)備在時(shí)段 (t，t+△t) 內(nèi)發(fā)生故障的概率，即故障率。因此，它是服務(wù)期內(nèi)發(fā)生故障的設(shè)備數(shù)量，它與服務(wù)期開始時(shí)的設(shè)備數(shù)量相關(guān)。換句話說，它是與完好率R (t) 有關(guān)的故障密度函數(shù)f(t)。按可靠性的這個(gè)基本定義，故障率

這里f(t) 是故障密度函數(shù)。如果λ (t) =常數(shù)，則能得到式 (14.4) 和f (t) =λe-λt。如果將時(shí)間段△t的起始時(shí)刻的設(shè)備數(shù)量設(shè)為Nt，則經(jīng)驗(yàn)故障率可由下列計(jì)算得到。

因接觸網(wǎng)設(shè)備發(fā)生故障后可以迅速得到搶修，故每100條公里或100線路公里接觸懸掛的故障率實(shí)際上由這段接觸懸掛每年發(fā)生的故障次數(shù)來決定。

通過評(píng)估大量的接觸網(wǎng)故障后的統(tǒng)計(jì)分析得出結(jié)論，即接觸網(wǎng)的各種結(jié)構(gòu)形式及其組成部分的故障率都有其定值 (見 [14.12] 和 [14.13])。該結(jié)論不適用于架空接觸網(wǎng)的接觸線，接觸線的故障率隨接觸線磨耗的增大而增加 (見 [14.12] 和 [14.14])。然而，故障率λ (t) 為定值λ0則意味著： 故障密度函數(shù)f (t) 是呈指數(shù)式分布。下面的無故障運(yùn)行概率R (t) 與故障率之間的關(guān)系式有普遍適用性 [14.15]：

其曲線見圖14.10。

接觸網(wǎng)及其組成部分的故障原因是極其離散的，實(shí)例分析表明： 在客觀運(yùn)行條件下，因接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)缺陷而造成的故障約占已統(tǒng)計(jì)的接觸網(wǎng)故障率的3%～5%。從圖14.16可以看到，外來物體對(duì)接觸網(wǎng)的外部沖擊影響是造成接觸網(wǎng)故障的最主要原因，這包括因列車運(yùn)行，例如受電弓故障、貨物裝卸尺寸超標(biāo)及建筑施工、活動(dòng)、氣候原因以及鐵路犯罪等引起的故障。因此，這里所述及的故障率可稱為與地點(diǎn)相關(guān)的故障率，它們明顯地高于接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)本身的故障并與地點(diǎn)有關(guān)。