摘要:本文简单介绍了接触网及其重要性,并从接触悬挂、定位装置、支柱基础三方面存在的问题着手,提出了相关措施,对接触网的性能进行改良。
关键词:接触网;支柱基础;悬挂;弹性 定位装置
根据国家积极扩大内需、加快铁路基本建设的战略部署,到2010年,我国铁路营业里程将达到11万km,电气化率达到50%以上。铁路电气化是中国铁路发展的最终目标。而作为电气化铁路牵引供电系统的主体接触网,其性能的优劣直接决定着电力机车受电弓的受流质量,最终影响列车的运行速度与安全。而且接触网的特殊性主要表现在露天设置,对气候变化敏感;无备用性(决定它的脆弱性和重要性);机电复合性;负荷的不确定性和移动性。由于这些特殊性,接触网故障复杂而频发。因此对电气化铁路接触网的探讨任重而道远。
接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。为了解决接触网的一些常见故障和提高接触网的性能,本文从接触悬挂、定位装置和支柱三个方面提出了自己的建议。
接触悬挂
接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上,其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。接触悬挂的弹性是其质量优劣的主要标志。接触悬挂的弹性是指悬挂中某一点在受电弓的压力下,每单位垂直力使接触线升高的程度。
接触悬挂弹性的衡量标准有二:一是弹性的大小,取决于接触线的张力;二是弹性的均匀程度,它取决于接触悬挂的结构。为了使接触悬挂具有良好的弹性,以使受电弓高质量地取流,从而提高电力机车的运行速度,就必须对与悬挂弹性有关的设备结构进行研究和改革。
改善接触悬挂弹性及取流的条件有二:其一,尽量使受电弓对接触线的压力不随受电弓的起伏波动而变化,这就需要从受电弓结构方面研究改进;其二是使受电弓沿接触线滑行时接触点的轨迹,尽可能地近于水平直线。如果要达到上述后一种条件的要求,就要尽量地减小接触线的驰度,改善接触悬挂的弹性、性能。改善接触悬挂的弹性性能,重点应在于提高定位点、分段分相、绝缘器、线岔等处的弹性,同时尽量使全线接触悬挂的弹性均匀一致。有条件的话可以采用双链形接触悬挂和其它复合链形悬挂(即具有弹性装置吊线的多链形悬挂)。改善张力自动补偿装置,研制新型补偿器结构以保证悬挂中线索的恒定张力;减轻接触悬挂(特别是接触线上)的集中重量,采用轻型零件;研制新型高强度的接触线以提高接触线和辅助绳索的张力等都是改善接触悬挂弹性的重要措施和手段。
改善接触网弹性的措施很多,但由于这些办法改造难度大,投资高,不适合我国的国情,基于我国的接触悬挂的现状,对于提高接触悬挂的弹性,本文介绍以下两个措施:
(1)采用带弹性吊弦的接触悬挂
我国电气化铁道大多采用简单链形悬挂,这种悬挂型式在定位点处易产生硬点,受电弓在跨距中间和定位点处的导线抬高量相差较大,整个跨距内的接触网弹性不均匀,高速行车时受电弓离线、拉弧现象比较明显。根据资料显示简单链形悬挂弹性的非均匀度,在静态情况下为25%,动态情况下为28%,而这些远大于10% 的非均匀度是不适合高速行车要求的(国外高速铁路接触网的弹性非均匀度标准为不大于10%)。根据国外比较成熟的经验,电气化水平较高的国家均采用带弹性吊弦的接触悬挂,这种悬挂型式在支柱处的弹性可达到跨中的90%,从而可以使非均匀度小于10%。低于10%的非均匀度是高速铁路接触网所追求的目标。所以必须从改善弹性的非均匀度人手,将现有的简单链形悬挂改为带弹性吊弦的链形悬挂,从而使整个跨距内弹性趋于均匀,采用此种措施后,列车速度可达到160km。
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