14.4.1 零部件的分类

接触网的组成部分按受力状况分为：

—主要承受机械负荷的部分，例如支柱和支持装置;

—既受力又载流的部分，例如链形接触悬挂、牵引供电线、电连接和载流的线夹。接触网材料存在老化、电气的和机械的磨损，这些都取决于使用时间、负荷的大小和持续时间。关于磨损和老化方面的知识对于维修具有重要的意义。

14.4.2 混凝土支柱和基础

材料由于化学和电化学的腐蚀而被破坏。电腐蚀时，金属由于化学反应的作用被氧化，它通常伴随有电流。杂散电流腐蚀就属于此类。

电腐蚀在没有外部电流源时也会出现，例如，不同的金属在电化学序列中有不同的电压或者由于同一金属的不同层面的不均匀性而产生了电位差。土壤或者潮湿的空气作为电解质就足够引起电化学反应。按照 [12.22] 法拉第第一法则的公式可以得出阳极部分被破坏，金属的腐蚀与流过该金属的电流大小成正比 [14.4]。混凝土由固态、液态和气态的三大部分元素组成。混凝土的钢筋网之所以能够得到保护并不是因为它被严密地包裹，而是由于pH=12.5～13.5的水膜的碱性起作用，是它们形成的保护层减缓了腐蚀。

当氢氧化钙的浓度降低时，这个过程也会扭转。浓度降低的原因可能是在混凝土中有裂纹、炭化或存在活性物质。加速分解时间的氯化钙、冬天制造混凝土柱时的防冻剂或在道路上使用的化雪剂氯化钠都可能会引起反应。如果裂纹超过1mm或混凝土保护层小于20mm，那么就不再形成混凝土内的钢筋网的保护。下列因素对混凝土都有影响：

—机械荷载和应力;

—水从氢氧化钙中析出后，形成看似白色污斑的碳酸钙;

—水和大气中二氧化碳会引起化学分解;

—由于水的反复冰冻和融解 (冰冻时体积增长9%)，在混凝土和支柱内产生的应力，以及由于太阳辐射和气流冷却引起的应力。

非电气原因引起的支柱损坏，如裂纹，混凝土和钢筋的分离以及腐蚀性物质效应等，虽不如杂散电流腐蚀那么严重，但却更频繁地发生。确保混凝土的质量、制造质量以及进一步加工的质量就可以避免上述破损情况的发生，因此选择混凝土的强度不仅要考虑其稳定性，也要考虑其使用寿命。经验 [14.4] 表明，在水灰比ω/z <0.45和水泥含量z>300kg/m3时，混凝土就可以抗击风化、酸性物质和炭化。德国铁路最近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，很好地满足了上述要求。

若直流电气化铁道的回流流经混凝土基础和支柱的底下部分，就会产生杂散电流腐蚀。为了防止这种现象的发生，将支柱和基础独立地或集中地接地，并通过电压限制器或火花间隙与钢轨电气连接。这在绝缘材料发生故障而保护装置跳闸时很重要。这些电气连接发生故障或不通过电压击穿熔断器 (或火花间隙) 与钢轨直接电气连接时，则可能出现持续的电流，该电流的大小取决于大地当时的电位差和电阻值。0.06A/m2电流密度就能引起底下设施的电腐蚀。混凝土支柱的电极电阻介于3～3000Ω之间，但通常不会超过30Ω。在直流电气化铁道中观察到的混凝土基础的损坏主要在地下4～1m的深度和0.5～0.1m的长度内。混凝土的保护作用被破坏后不能再生。这就意味着，即使引起杂散电流腐蚀的原因消失后，混凝土中的钢筋网仍将受到腐蚀。因此，防止电流通过混凝土支柱和基础具有特别重要的意义。经验表明，在正常运行条件下，混凝土支柱的使用寿命可达到60年以上。

14.4.3 钢柱、腕臂和其他支持装置

对金属结构物的破坏划分为如下几大类：

—腐蚀;

—外部因素 (例如列车脱轨) 引起的畸变;

—低温下的脆裂和高温下的变形;

—因为设计和施工时的缺陷使其过负载;

—电腐蚀。

在静态的拉应力下，金属的损坏过程始于晶格的缺陷和损伤，这包括空位、杂质、位移和表面损伤。疲劳或老化导致结构变化和位移的加剧，从而进一步产生微小的裂纹。除过负载造成的损坏外，周而复始的负载也会使金属产生疲劳，尽管这个负载低于静态负载且没有超出材料的强度。

除有害物质外，紧固程度随时间的推移而下降以及未及时进行钢部件重新防腐处理都是腐蚀的主要原因。钢支柱容易生锈，特别是在与混凝土基础的内部或表面的连接处容易生锈。这些地方只好用具有伸缩性的油漆来长久防腐。在内陆地区，含硫的气体主要在0～15℃气温下加剧腐蚀，在沿海地区则是氯酸盐。前提是有流体的电解质层。空气污染严重的工业地区的腐蚀速度最大可达乡村的6倍。

在140年前就已采用了热浸镀锌防腐。锌层可以在空气中形成保护层，使其覆盖下的物体免遭腐蚀。但是锌层容易受到风和雷雨的侵蚀。腕臂管或钢支柱上原来约85μm厚的锌层在农村每年平均减小2μm，在城市为3μm，在工业或沿海地区甚至达到40μm[14.5]。当锌层剩余厚度小于40μm时就必须补刷油漆。腐蚀还与材料所处的位置有关，因为不同的处所，落尘和湿度也不同。

除使用热浸镀锌钢腕臂与同样热镀锌的铸铁配件和定期刷漆外，德国从20世纪80年代中期起开始广泛使用铝腕臂。铝材有较好的耐腐性能，是因为其表面会生成一层厚的氧化层。该氧化层在受到机械损伤时可以再生，因此其保护功能不会丧失。与钢材相比，铝材的导电能力和传热能力分别是钢材的10倍和2倍，因此它的抗短路能力较强。在及时刷漆情况下，热镀锌钢件的使用寿命估计能超过70年。经验证明，不采取防腐措施的铝材的使用寿命超过80年。

如果定位器与定位环的连接不紧，那么在连接处将产生较大的机械磨损，因此德国铁路规定，定位器至少必须承受80N的拉力。

在直流电气化铁道中，如果部分电流流过活动的、不能良好导流的通路 (图14.7左)，那么将产生电腐蚀。由此产生的15～20V的电位差将通过电火花的方式使金属构件体积减校解决办法是在这些位置增加导电连接线或电气绝缘。

14.4.4 牵引供电线路、承力索、吊弦和电连接

牵引供电线路、承力索、吊弦和电连接都处于大电流负荷和因拉力、气候和摇摆震动引起的大机械应力之下，从而导致其疲劳、磨损、腐蚀和金属褪火。疲劳的根源是摇摆和振动，尤其是在质量集中处，如线夹和绝缘子。疲劳会导致强度降低和裂纹。