唐皓
中国铁路郑州局集团有限公司调度所,河南 郑州 450000
摘要: 本文主要通过介绍触悬挂对机车受电弓在那些方面的影响,以帮组接触网检修运行时如何通过改善接触悬挂的主要特性,以适应高速机车正常取流,确保铁路运输畅通。
关键词:接触悬挂 弹性 驰度 稳定性 接触压力
2010年12月郑西客运专线、2012年武广、2016年郑徐客运专线的开通运,2019年郑阜、郑万、商合杭高铁相继也投入运行,经过高速机车所检测的设备缺陷诸如硬点、冲击力、高差、接触压力、火花时间等,及在日常的缺陷处理中大多发现的是接触线上有硬弯、扭面、高差等明显的设备缺陷所致;由于没依照高速铁路接触网的技术标准进行设备检修所导致的设备隐性缺陷还没被发现,这就要求我们接触网检修必须从现在起具有高速铁路的检修意识、检修理念和检修手段,才能为郑阜、郑万、商合杭高铁的大面积开通、运行做好充分的准备,保证客运专线的接触网设备安全运营。下面从几个方面分别论述:
一、接触悬挂的弹性:
接触悬挂的弹性和稳定性是高速铁路接触网运营十分重要的两大特性;而弹性的大小和不均匀程度能形成硬点、较大的冲击力。弓网离线等,严重影响受电弓的取流;弓网离线产生火花,接触线温度突高,影响接触线的弯曲应力,如长期如此,能导致断线等情况。因此在接触网的检修中应考虑其静态弹性的大小和不均匀程度。
1、静态弹性:
在接触网静止状态下,对接触网由下向上施加力,接触线的抬升量与施加力之比即为该点的弹性,其计算公式为$=△y/f(mm/N)
以上可知,弹性越小,接触线的抬升量越小,所以每一处的弹性不宜过大。
静态弹性的最大值应该是在施加力为7kN时抬升量不宜超过50mmm.
2、弹性不均匀程度:
弹性不均匀程度可表示为:△$=($max—$min)/($max+$min)*100%,它是衡量弓网关系的重要参数之一,在检修中,应该有意识地进行测量计算,利用弹簧秤等工具对一个跨距中的定位点处、每个吊弦处的弹性进行测量计算,利用以上公式计算每个跨距的弹性不均匀程度;查阅有关参考书可知,当弹性不均匀度小于10%时,宜适合高、快速铁路接触网运行。比如汤阴站34#为岔柱定位,结构高度较小,弹性较小,而36#软横跨和32#软横跨在定位点处弹性较大,因而高速机车通过时,此段形成了硬点。
3、改善接触网弹性不均匀度的办法:
在既有线路上,可通过调整结构高度、吊弦间距、整限位定位器的指钉间隙等办法改善接触网弹性;吊弦的分布原则是使其在跨中的点间距小,在距定位点处间距大。
建议:技术台帐应增加每个跨距或至少增加岔区、锚段关节、中锚等处的弹性不均匀度和定位点、吊弦处的弹性的具体量化数值。
二、预留驰度:
接触网在一个跨距中应调整到有一定的正驰度,禁止有负驰度,因为接触线沿跨距的弹性是不均匀的,在跨中的弹性比在定位点的弹性大,受电弓在跨中抬升接触线的程度比定位点处高,跨中预留一定的正驰度可以使受电弓的运行轨迹趋于平缓,从而改善受电弓的取流。
预留驰度的大小与跨距、机车运行速度、弹性不均匀度等有关,当弹性不均匀度小于10%时,没必要有预留驰度;当弹性不均匀度大于10%时,其预留驰度大约为跨距长度的0.5‰左右。
在检修中,一个跨距中的接触线应调整到有一定的正驰度;禁止有负驰度,禁止一个跨距的接触线线坡与机车运行方向相反。例如柏安间129#—131#,由于其跨距调整为负驰度,致使高速机车通过时形成硬点。
从定位点129#至131#定位点的导线高度(mm)分别是6016、6027、6024、6017、6024、6011。
四、接触悬挂的稳定性:
高速机车要求接触悬挂具有良好的稳定性,接触悬挂的稳定性在既有线路上取决于接触线成“之”字形的布置、“之”字值的交替方向,承力索与接触线的相对位置以及接触悬挂的张力。
在接触网的检修中,直线处的“之”字值不得为零,之”字形的方向应交替布置;承力索在曲线处要按规定布置,不得布置在曲内;定位器、腕臂不得出现反偏现象,否则,接触悬挂的张力将有所改变。例如广武站108#“之”字值几乎为零,方向向田野侧,106#的“之”字值方向也向田野侧,所以高速机车通过时,广武站106#处为硬点,而且有离线想象发生。
五、应树立“同一材质”的理念:
高速机车的牵引功率大,取流也较大,这就要求接触网的材质应尽量采用同一材质,减少其过渡电阻,使其有良好的导电性能;否则长期运行,宜烧损导电性能差的材质。例如,北京广钢承力索区段的电连接,特别是起主导电回路的电连接有些使用是铜电连接线夹、铜并钩线夹,建议改为铜铝过渡线夹。此外,一些铜承区段的接头补强应用铜材质的线索补强,在铜承区段的楔形线夹应安装铜垫片等。
六、接触网的波动传播速度:
波动传播速度随着接触线和承力索的综合张力的增加而提高,随着接触线、承力索的线密度之和的增大而加大,这就要求在接触网的检修中,调整定位器、定位管、腕臂等应根据现场的气温进行调整,如果臆测调整,势必造成其不随温度的变化而偏移,甚至出现反偏现象,最终导致整锚段的线索张力改变,从而改变接触网的波动传播速度。同时高速机车要求补偿装置必须具备补偿灵活、补偿范围大、传动效率高等特性。
当机车运行速度接近接触网的波动传播速度时,受电弓的受流情况非常恶劣。
在巡视高速机车通过时,发现某处的吊弦瞬间松弛,在排除吊弦不合格的情况下,很可能是由于吊弦由于接触线的振坡而变松的。此时应认真巡视附近的定位器、腕臂等未按气温的变化而有规律的偏移。
七、接触压力:
平均接触压力和最大接触压力随机车速度的提高而增加,最小接触压力随机车速度的提高而减少;接触压力不宜过大或过小,否则,可能会影响受电弓取流和损伤接触线。
导致一个跨距的接触压力过大或过小的原因有:相邻定位点的导高相差较大,弹性不均匀度较差,该处的弹性过大或过小等。此外,由于检调不标准,导致接触线,特别是承力索的张力增加,可使接触压力的增加量大于由于高速机车通过时对接触线冲击的所产生压力增加量。因此,按照安装曲线图调整接触悬挂各部件的偏移,使之根据气温的变化而有规律的偏移尤为重要。
因此,在检修中,以下参数尤其重要:相邻吊弦的高差、相邻定位点(线坡)高差、定位点处坡度的变化、跨距的弹性不均匀度及各点的弹性、预留驰度、悬挂各部的偏移,线索的稳定性、线索的材质及补偿器的灵活性等
参考文献:
1.石武、郑徐客运专线设计规范
2.郑州至西安客运专线供电电力培训讲义
3.董昭德主编《接触网》
4.巨晓林《接触网施工经验和方法》
5.吴积钦《受电弓与接触网系统》