淺談彈性懸掛接觸網(wǎng)技術(shù)

1、淺談彈性懸掛接觸網(wǎng)技術(shù)摘 要：本文圍繞接觸網(wǎng)的彈性和彈性均勻度，通過對不同形式架空接觸網(wǎng)分析得出彈性吊索的使用可大大改善整個接觸網(wǎng)的彈性分布這一結(jié)論。文章還對彈性吊索采用不同長度和張力時接觸網(wǎng)整體彈性的變化進(jìn)行比較，結(jié)合合寧客運專線，介紹了適合于高速鐵路運行的吊索長度及張力有關(guān)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)、彈性、彈性懸掛、彈性吊索、彈性均勻度Abstract ：The original revolves round contact net resilience and resilience uniform degree ，By means of adjust the unpractical conta

2、ct nets of distinct shapes are analysed yield resilience hoist rope use enormously entire contact net of improvement resilience and are distributed this conclusion 。The comparing is carried on in entire resilience of the contact net alternation when article still adjust the resilience hoist rope ado

3、pts distinct length and the pulling force ，Would rather unite together the passenger transport special raisway line ，Introducing is fit for hoist rope length and pulling force relevant data to the high velocity railroad operation 。Keyword ：Overhead contact Line 、Flexibility、The flexibility suspensio

4、n 、Elastic wire、 Elastic evenness degree一、             引言接觸網(wǎng)在電氣化鐵路中肩負(fù)著給電力機車提供電能的重要作用。如何可靠有效的給機車提供電能，是機車是否能安全穩(wěn)定運行的前提。以往所采用的簡單懸掛等接觸網(wǎng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今人類對速度的要求。彈性懸掛接觸網(wǎng)的使用大大改善了接觸網(wǎng)的供電性能，滿足高速電氣化鐵路系統(tǒng)的要求。二、        

5、0;    接觸網(wǎng)形式簡介簡單懸掛：是指無連續(xù)承力索、結(jié)構(gòu)非常簡單的系統(tǒng)。與鏈形懸掛架空接觸網(wǎng)相比，該系統(tǒng)的接觸線弛度較大，支柱間距離必須小以使接觸高度盡可能接近一致。這樣就使得支柱數(shù)量大量增加，加大了投資。同時由于弛度過大，該系統(tǒng)最高時速也僅限于80km/h。硬接觸懸掛：接觸線僅通過接觸線線夾直接固定在定位索或腕臂的支持裝置上。盡管短距離支持裝置的間距大約為30m，但是由于缺少機械裝置來補嘗接觸線因溫度引起的長度變化，所以這種類型的接觸線在跨距中間的弛度最高時達(dá)0.4m。受電弓沿接觸線滑行時會有較大的垂直擺動，這樣受電弓在通過接觸網(wǎng)支持裝置當(dāng)運動方向突然改變時則

6、會使受電弓彈起或產(chǎn)生過度壓力。接觸線因擺動而產(chǎn)生不均勻磨損并過早疲勞，因此該系統(tǒng)的運行速度僅限制在40km/h。鏈形懸掛：是在接觸線上方懸掛一根或兩根承力索，承力索通過吊弦懸掛接觸線。由于其相對簡單的設(shè)計和良好的運行特性，加上支持裝置距離比簡單懸掛大，且減少了接觸部件的磨損，目前帶承力索的架空接觸網(wǎng)已在世界上廣泛使用。 彈性懸掛：其理論是利用對稱的彈性吊索對承力索固定支點下方接觸線的彈性畸變進(jìn)行補償。具體做法是在簡單鏈形懸掛的基礎(chǔ)上加設(shè)彈性吊索（如圖1）。彈性吊索是指在承力索和接觸線之間配置的連接繩。在半補償接觸網(wǎng)中它用來補嘗跨中和懸掛點處的接觸線高度變化。當(dāng)溫度變化時，在未加補償?shù)某辛λ魃瞎?/p>

7、定吊索的點，其垂直運動的幅度大小隨承力索長度和張力而變化，從而使懸掛點處接觸線的抬升或降低與跨距中間的高度變化大致相同。在全補償架空接觸網(wǎng)中吊索的彈性作用使懸掛點處的彈性與跨距中間的彈性匹配得更好。圖1 Re330 彈性懸掛接觸網(wǎng)系統(tǒng)Fig 1 Re330's resilience flys the contact net system 三、             彈性及彈性均勻度3.1      

8、0;   彈性接觸網(wǎng)在機車受電弓作用下存在一定的抬升，由于接觸網(wǎng)各點彈性不同，這就使得受電引在各各點的抬升值不等。當(dāng)機車達(dá)到一定時速時，受電弓可能成波形前進(jìn)，造成打弓或脫弓！為了實現(xiàn)良好的接觸質(zhì)量，就必須將抬升值保持在最低限度，這也就要求接觸網(wǎng)各點的彈性盡量保持均勻。根據(jù)大量實踐表明，接觸網(wǎng)系統(tǒng)在跨距中心處的彈性主要取決于跨距和接觸線張力與承力索的張力?？缇嘀虚g的彈性可利用下列公式計算2：e=l/k·(HCW+HCA)mm/N式中 l縱向跨距，m； HCW接觸線張力，kN； HCA承力索張力，kN； k系數(shù)（3.54.0）。上式k值取決于接觸網(wǎng)的設(shè)計，當(dāng)無彈性吊索

9、時k4.0，有彈性吊索時k3.5。根據(jù)對圖1、圖2及簡單鏈形懸掛形式接觸網(wǎng)測量得出的各種數(shù)據(jù)，繪制出了這三種形式接觸網(wǎng)的彈性分布圖（見圖3）：圖 2 Re 250彈性懸掛接觸網(wǎng)系統(tǒng)Fig 2 Re's 250 resilience flys the contact net system 圖3 各形式接觸網(wǎng)彈性分布圖Fig 3 Every shape contact net resilience profile 由圖3可看出，如果在懸掛點上的接觸網(wǎng)沒有彈性吊索，懸掛點上的彈性只能實現(xiàn)跨中值的30%40%（如簡單懸掛Re100），但加上彈性吊索的接觸網(wǎng)懸掛點上的彈性可以大約增加到跨中值的9

10、0%(如彈性懸掛Re250、Re330)。3.2       彈性均勻度隨著列車速度的提高，彈性的均勻性顯得越來越重要。評價架空接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)的適用性可以用彈性均勻度u來表示3、4：u=100·(emaxemin)/ (emaxemin) (%)均勻度低于10%的，對高速接觸網(wǎng)比較合適并易于實現(xiàn)。表15列出了不同彈性及彈性均勻度下的列車適應(yīng)速度。表1 接觸網(wǎng)彈性和彈性均勻度的規(guī)格Tab 1 Receipts in duplicate contact net resilience and resilience uniform de

11、gree standard列車速度（km/h）彈性（mm/N）彈性均勻度（%）1001.20501601.20302001.10202800.60102800.408四、             吊索長度及張力對接觸網(wǎng)的影響在支持點加設(shè)彈性吊索對接觸網(wǎng)的整體彈性有了很大的改觀，但是吊索的長度以及所使用的張力對接觸網(wǎng)的整體彈性又有何影響呢？在通過對圖2形式接觸網(wǎng)系統(tǒng)吊索長度以及張力的改變，繪制得圖如下：圖4 Re250型接觸網(wǎng)彈性吊索的長度和張力對接觸彈性的影響Fig 4 Re

12、250's mould contact net resilience hoist rope length and pulling force the effect to contact resilience由圖4我們可看出：該系統(tǒng)形式下彈性吊索長度采用18米，彈性吊索張力采用3.5kN時，其正定位的彈性可大致等于跨距中點的彈性。同樣長度及張力的彈性吊索在反定位支持點上，彈性略略低一點。但是從整體上看來，此形式吊索使整個錨段具有更明顯的均勻彈性。以下是我國在合寧客運專線鐵路上所采用的彈性吊索形式：圖 5 合寧客運專線使用彈性吊索形式Fig 5 He ning passenger tran

13、sport special raisway line use resilience hoist rope shape五、             施工過程要把握的重點 由于彈性懸掛接觸網(wǎng)就如同蜘蛛網(wǎng)一般，一環(huán)扣一環(huán)，每一點受力的改變都將對整個網(wǎng)絡(luò)的整體彈性造成影響。同時由于氣候、地質(zhì)、材質(zhì)等因素的影響，要想盡可能的實現(xiàn)理想的接觸質(zhì)量，下列參數(shù)尤其重要。相鄰吊弦的高差。相鄰定位點的高差。定位點處的坡度變化。接觸線高度誤差。 運行試驗結(jié)果的評價已經(jīng)表明如果設(shè)備安裝在規(guī)定的誤差范圍

14、內(nèi)，容易實現(xiàn)理想的接觸質(zhì)量。相對于規(guī)定的誤差，尤其是在線岔處和錨段關(guān)節(jié)處產(chǎn)生的明顯誤差，導(dǎo)致明顯的接觸壓力作用，并以峰值方式表示。六、             結(jié)束語隨著我國鐵路的不斷提速，彈性懸掛接觸網(wǎng)以其自身具備的優(yōu)越性，定將在我國廣泛被采用。本文在對彈性吊索長度、張力的采用以及彈性吊索對整個接觸網(wǎng)彈性改變等問題進(jìn)行了探討，希望能對解決工程設(shè)計中的實際問題以及豐富彈性懸掛接觸網(wǎng)的施工經(jīng)驗提供參考。參考文獻(xiàn)：1KieBling,Puschmann,Schmieder. El

15、ectrify by the railroad contact net ，The Chinese electric power press comees off the press(2003) pp. 69 to 72.2Bauer, K.-H.; Reinold, K.:Die Fahrleitung Re250 fur Neubaustrecken (The overhead contact line type Re250 for new high-speed lines)M. In: Elsners Taschenbuch der Eisenbahntechnik (1980) pp.1

16、99 to 216.3Bauer, K.-H.; Die neue Oberleitungsbauart Re250 der Deutschen Bundesbahn fur hohe Geschwindigkeiten (The new overhead contact line type Re250 of German Railway for high speeds) M.In:Eisenbahntechnische Rundschau 35(1986) pp. 593 to 597.4Bauer,K.-H.;Seifert,R.:Testing of the high-speed overhead contact line Re250 of Deutsche BundesbahnM. In: Elektrisc