14.4.1 零部件的分類

接觸網的組成部分按受力狀況分為：

—主要承受機械負荷的部分，例如支柱和支持裝置;

—既受力又載流的部分，例如鏈形接觸懸掛、牽引供電線、電連接和載流的線夾。接觸網材料存在老化、電氣的和機械的磨損，這些都取決于使用時間、負荷的大小和持續時間。關于磨損和老化方面的知識對于維修具有重要的意義。

14.4.2 混凝土支柱和基礎

材料由于化學和電化學的腐蝕而被破壞。電腐蝕時，金屬由于化學反應的作用被氧化，它通常伴隨有電流。雜散電流腐蝕就屬于此類。

電腐蝕在沒有外部電流源時也會出現，例如，不同的金屬在電化學序列中有不同的電壓或者由于同一金屬的不同層面的不均勻性而產生了電位差。土壤或者潮濕的空氣作為電解質就足夠引起電化學反應。按照 [12.22] 法拉第第一法則的公式可以得出陽極部分被破壞，金屬的腐蝕與流過該金屬的電流大小成正比 [14.4]。混凝土由固態、液態和氣態的三大部分元素組成�；炷恋匿摻罹W之所以能夠得到保護并不是因為它被嚴密地包裹，而是由于pH=12.5～13.5的水膜的堿性起作用，是它們形成的保護層減緩了腐蝕。

當氫氧化鈣的濃度降低時，這個過程也會扭轉。濃度降低的原因可能是在混凝土中有裂紋、炭化或存在活性物質。加速分解時間的氯化鈣、冬天制造混凝土柱時的防凍劑或在道路上使用的化雪劑氯化鈉都可能會引起反應。如果裂紋超過1mm或混凝土保護層小于20mm，那么就不再形成混凝土內的鋼筋網的保護。下列因素對混凝土都有影響：

—機械荷載和應力;

—水從氫氧化鈣中析出后，形成看似白色污斑的碳酸鈣;

—水和大氣中二氧化碳會引起化學分解;

—由于水的反復冰凍和融解 (冰凍時體積增長9%)，在混凝土和支柱內產生的應力，以及由于太陽輻射和氣流冷卻引起的應力。

非電氣原因引起的支柱損壞，如裂紋，混凝土和鋼筋的分離以及腐蝕性物質效應等，雖不如雜散電流腐蝕那么嚴重，但卻更頻繁地發生。確�；炷恋馁|量、制造質量以及進一步加工的質量就可以避免上述破損情況的發生，因此選擇混凝土的強度不僅要考慮其穩定性，也要考慮其使用壽命。經驗 [14.4] 表明，在水灰比ω/z <0.45和水泥含量z>300kg/m3時，混凝土就可以抗擊風化、酸性物質和炭化。德國鐵路最近15年使用的混凝土支柱，其水灰比ω/z≈0.35和水泥含量z≈400kg/m3，很好地滿足了上述要求。

若直流電氣化鐵道的回流流經混凝土基礎和支柱的底下部分，就會產生雜散電流腐蝕。為了防止這種現象的發生，將支柱和基礎獨立地或集中地接地，并通過電壓限制器或火花間隙與鋼軌電氣連接。這在絕緣材料發生故障而保護裝置跳閘時很重要。這些電氣連接發生故障或不通過電壓擊穿熔斷器 (或火花間隙) 與鋼軌直接電氣連接時，則可能出現持續的電流，該電流的大小取決于大地當時的電位差和電阻值。0.06A/m2電流密度就能引起底下設施的電腐蝕�；炷林е碾姌O電阻介于3～3000Ω之間，但通常不會超過30Ω。在直流電氣化鐵道中觀察到的混凝土基礎的損壞主要在地下4～1m的深度和0.5～0.1m的長度內。混凝土的保護作用被破壞后不能再生。這就意味著，即使引起雜散電流腐蝕的原因消失后，混凝土中的鋼筋網仍將受到腐蝕。因此，防止電流通過混凝土支柱和基礎具有特別重要的意義。經驗表明，在正常運行條件下，混凝土支柱的使用壽命可達到60年以上。

14.4.3 鋼柱、腕臂和其他支持裝置

對金屬結構物的破壞劃分為如下幾大類：

—腐蝕;

—外部因素 (例如列車脫軌) 引起的畸變;

—低溫下的脆裂和高溫下的變形;

—因為設計和施工時的缺陷使其過負載;

—電腐蝕。

在靜態的拉應力下，金屬的損壞過程始于晶格的缺陷和損傷，這包括空位、雜質、位移和表面損傷。疲勞或老化導致結構變化和位移的加劇，從而進一步產生微小的裂紋。除過負載造成的損壞外，周而復始的負載也會使金屬產生疲勞，盡管這個負載低于靜態負載且沒有超出材料的強度。

除有害物質外，緊固程度隨時間的推移而下降以及未及時進行鋼部件重新防腐處理都是腐蝕的主要原因。鋼支柱容易生銹，特別是在與混凝土基礎的內部或表面的連接處容易生銹。這些地方只好用具有伸縮性的油漆來長久防腐。在內陸地區，含硫的氣體主要在0～15℃氣溫下加劇腐蝕，在沿海地區則是氯酸鹽。前提是有流體的電解質層�？諝馕廴緡乐氐墓I地區的腐蝕速度最大可達鄉村的6倍。

在140年前就已采用了熱浸鍍鋅防腐。鋅層可以在空氣中形成保護層，使其覆蓋下的物體免遭腐蝕。但是鋅層容易受到風和雷雨的侵蝕。腕臂管或鋼支柱上原來約85μm厚的鋅層在農村每年平均減小2μm，在城市為3μm，在工業或沿海地區甚至達到40μm[14.5]。當鋅層剩余厚度小于40μm時就必須補刷油漆。腐蝕還與材料所處的位置有關，因為不同的處所，落塵和濕度也不同。

除使用熱浸鍍鋅鋼腕臂與同樣熱鍍鋅的鑄鐵配件和定期刷漆外，德國從20世紀80年代中期起開始廣泛使用鋁腕臂。鋁材有較好的耐腐性能，是因為其表面會生成一層厚的氧化層。該氧化層在受到機械損傷時可以再生，因此其保護功能不會喪失。與鋼材相比，鋁材的導電能力和傳熱能力分別是鋼材的10倍和2倍，因此它的抗短路能力較強。在及時刷漆情況下，熱鍍鋅鋼件的使用壽命估計能超過70年。經驗證明，不采取防腐措施的鋁材的使用壽命超過80年。

如果定位器與定位環的連接不緊，那么在連接處將產生較大的機械磨損，因此德國鐵路規定，定位器至少必須承受80N的拉力。

在直流電氣化鐵道中，如果部分電流流過活動的、不能良好導流的通路 (圖14.7左)，那么將產生電腐蝕。由此產生的15～20V的電位差將通過電火花的方式使金屬構件體積減校解決辦法是在這些位置增加導電連接線或電氣絕緣。

14.4.4 牽引供電線路、承力索、吊弦和電連接

牽引供電線路、承力索、吊弦和電連接都處于大電流負荷和因拉力、氣候和搖擺震動引起的大機械應力之下，從而導致其疲勞、磨損、腐蝕和金屬褪火。疲勞的根源是搖擺和振動，尤其是在質量集中處，如線夾和絕緣子。疲勞會導致強度降低和裂紋。