電氣化鐵路接觸網(wǎng)性能的改進(jìn)與應(yīng)用

關(guān)志亭

中鐵電氣化集團(tuán)三公司，河南鄭州 450000

隨著電氣化鐵路里程的迅速增加，無論是正在建設(shè)的電氣化鐵路還是既有鐵路電氣化改造，均說明了電氣化鐵路是中國鐵路發(fā)展的最終目標(biāo)。接觸網(wǎng)性能的不斷改進(jìn)經(jīng)受住了鐵路6次大提速的嚴(yán)峻考驗，為電氣化鐵路的快速發(fā)展起到了保駕護(hù)航的作用。

1 電氣化鐵路接觸網(wǎng)簡介

接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路，擔(dān)負(fù)著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給電力機(jī)車使用的重要任務(wù)，是電氣化鐵路的主要構(gòu)架，由支柱與基礎(chǔ)、支持裝置、定位裝置、補(bǔ)償裝置、接觸懸掛幾部分組成。接觸網(wǎng)的特殊性主要表現(xiàn)在露天設(shè)置，對氣候變化敏感、無備用性、機(jī)電復(fù)合性、負(fù)荷的不確定性和移動性。由于這些特殊性，接觸網(wǎng)故障復(fù)雜而頻發(fā)。因此，接觸網(wǎng)性能的優(yōu)劣直接決定著電力機(jī)車受電弓的受流質(zhì)量，影響著電氣化鐵道的運(yùn)輸能力和運(yùn)輸安全，改進(jìn)電氣化鐵路接觸網(wǎng)的性能是這次攻堅的主要課題。

2 改進(jìn)支柱與基礎(chǔ)

在電氣化鐵路運(yùn)營中，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)長期遭受列車載荷的反復(fù)作用，由于電氣化鐵路改造時受技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)條件、施工質(zhì)量與工藝標(biāo)準(zhǔn)的限制和影響，接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)存在著一些影響安全供電的潛在隱患，支柱基礎(chǔ)是接觸網(wǎng)的根基，根基是否牢固嚴(yán)重威脅著電氣化鐵路的運(yùn)輸安全。針對存在的安全隱患，從不同的角度進(jìn)行分析，加以改進(jìn)。

1）對于早期出現(xiàn)的支柱基礎(chǔ)沉陷，采用增加橫臥板數(shù)量，在支柱受力的反方向側(cè)安裝橫臥板并用漿砌片石進(jìn)行加固；如因土質(zhì)松軟造成支柱基礎(chǔ)沉陷，可以在支柱四周基礎(chǔ)面以下1.2m處開始澆注鋼筋混凝土進(jìn)行支柱穩(wěn)固，以防支柱基礎(chǔ)的繼續(xù)沉陷；在支柱基礎(chǔ)下沉量大的情況下，必須采用穩(wěn)固支柱基礎(chǔ)底部的措施，如更換土質(zhì)，可采用生石灰磨粉、C425水泥、中粗河沙結(jié)合的改性材料，作為基坑底部填充材料，形成具有一定強(qiáng)度、整體性好、水穩(wěn)定性好的支柱基礎(chǔ)基底。

2）加固支柱基礎(chǔ)周圍空洞及邊坡滑塌的方法：在支柱基礎(chǔ)表面鋪砌干砌片石,或用三七灰土封閉支柱基礎(chǔ)周圍；用漿砌300mm厚片石的方法進(jìn)行邊坡表面加固；在支柱基礎(chǔ)表面周圍設(shè)置排水設(shè)施，排走支柱基礎(chǔ)周圍積水。

3 改進(jìn)補(bǔ)償裝置

接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置是為了保證接觸網(wǎng)彈性和減少接觸線的弛度，隨著溫度的變化而自行調(diào)節(jié)，使接觸網(wǎng)的張力保持相對穩(wěn)定，一般設(shè)置在錨段的兩端。補(bǔ)償滑輪組一般由滑輪、滑輪框架、補(bǔ)償繩、楔形線夾等組成。

補(bǔ)償裝置性能的優(yōu)劣直接影響到接觸網(wǎng)設(shè)備的安全，主要表現(xiàn)在：由于溫差較大補(bǔ)償裝置無法滿足接觸網(wǎng)線索伸縮的要求；墜砣卡滯使補(bǔ)償裝置失去作用，容易造成斷線事故的發(fā)生；由于沒有嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行安裝，容易形成補(bǔ)償滑繩偏磨現(xiàn)象的發(fā)生，造成補(bǔ)償繩斷股，影響到接觸網(wǎng)設(shè)備安全和鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?。根?jù)既有電氣化鐵路設(shè)備的現(xiàn)狀以及運(yùn)輸能力采取不同的改進(jìn)措施，以滿足鐵路運(yùn)營要求。

1）既有補(bǔ)償滑輪采用球軸承結(jié)構(gòu)，注油后潤滑效果好滾動摩擦力小。所以，新滑輪組的傳動效率高，但由于補(bǔ)償滑輪組安裝在野外，其軸承中的潤滑油在低速下難形成油膜，而且長時間后會干涸，滑輪傳動效率約為86%，遠(yuǎn)低于TB／1r 2075.37—2002標(biāo)準(zhǔn)：補(bǔ)償墜砣上升時效率：i＞97%；補(bǔ)償墜砣下降時效率：i＞98%標(biāo)準(zhǔn)的要求。對于高速、大張力接觸網(wǎng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，會使整個接觸網(wǎng)的彈性變差、使機(jī)車受電弓的離線率增大.嚴(yán)重影響受電弓的受流質(zhì)量。采用了新型的免維護(hù)補(bǔ)償滑輪，滑輪組是采用軸套結(jié)構(gòu).不需要注油。其特點是：傳動效率略低于有油軸承，但很穩(wěn)定，尤其是在目前這種野外工作環(huán)境下，傳動效率下降很少，已經(jīng)被大量的采用。

2）為了減少接觸網(wǎng)斷線事故的發(fā)生，棘輪補(bǔ)償裝置正在被廣泛的應(yīng)用到高速電氣化鐵路中。 補(bǔ)償棘輪主要由棘輪輪體、楔子、棘輪軸、棘輪支架、連接架、補(bǔ)償繩及平衡輪等組成，補(bǔ)償棘輪與補(bǔ)償滑輪組相比，其最大優(yōu)點是具有斷線制動功能，可以縮小事故范圍，便于搶修恢復(fù)。

4 改進(jìn)接觸懸掛彈性

接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索以及連接零件。接觸懸掛通過支持裝置架設(shè)在支柱上,其功能是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機(jī)車。接觸懸掛的彈性是接觸網(wǎng)質(zhì)量優(yōu)劣的主要標(biāo)志，通過不斷改善接觸懸掛的彈性，使受電弓高質(zhì)量地取流，從而提高電力機(jī)車的運(yùn)行速度。

改善接觸懸掛的彈性性能，重點應(yīng)在于提高定位點、分段分相絕緣器、線岔等處的彈性，同時盡量使全線接觸懸掛的彈性均勻一致。將簡單鏈形懸掛改為彈性鏈形懸掛，從而使整個跨距內(nèi)彈性趨于均勻；減輕接觸懸掛的集中重量，采用輕型零件；研制新型高強(qiáng)度的接觸線以提高接觸線和輔助繩索的張力等都是改善接觸懸掛彈性的重要措施和手段。

通過對電氣化鐵路的提速改造，接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)和零部件得到很大的改進(jìn)，從而改善了弓網(wǎng)關(guān)系和受流關(guān)系，提高了接觸網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量和安全可靠性，為高速發(fā)展的電氣化鐵路建設(shè)事業(yè)提供了有力保障。

[1]楊廣英.幾種常用接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償性能對比.研究與交流,2008.

[2]王志雄.淺談提高接觸網(wǎng)性能的措施[J].今日科苑,2009.

[3]楊振華.淺談彈性懸掛接觸網(wǎng)技術(shù).維普資訊,2006.