電氣化鐵道接觸網(wǎng)實(shí)習(xí)調(diào)研報(bào)告

對(duì)京包線電氣化接觸網(wǎng)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)zj1轉(zhuǎn)換柱更換的調(diào)研1.調(diào)研的目的 我所調(diào)研的單位是北京供電段，具體調(diào)研的地點(diǎn)是京包線郭磊莊至沙城區(qū)段電氣化鐵路接觸網(wǎng)。京包線電氣化鐵路始建于1983年，1985年正式開(kāi)通運(yùn)行，至今已有將近30年的歷史，設(shè)備已完成了一次全面大修，一些新的材料，技術(shù)也隨之被采用，如腕臂用的懸式絕緣子由單傘型改成了防污型，棒式絕緣子的爬電距離加長(zhǎng)，增加了防風(fēng)支撐，腕臂全部采用了2寸管，接觸導(dǎo)線由鋼鋁接觸線線換成了銅銀合金接觸線線，電聯(lián)接引線也由鋁絞線換成了多股銅絞線，但通過(guò)我的調(diào)研了解到也存在著一些局限性的問(wèn)題，特別是對(duì)錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱腕臂的更換上，在大修后仍然存在著安全隱患，沒(méi)能引起足夠的重視。在大修完成數(shù)年后（也就是我調(diào)研的前半年）才開(kāi)始進(jìn)行錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱腕臂單腕臂改雙腕臂的工標(biāo)準(zhǔn)作，而在我調(diào)研期間又出現(xiàn)了在更換四跨絕緣轉(zhuǎn)換柱ZJ1轉(zhuǎn)換柱的時(shí)候壓管尺寸和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相互制約，使更換工作暫停。我調(diào)研的目的就是要了解它們是如何相互制約的，并希望用我所學(xué)的知識(shí)解決這個(gè)問(wèn)題。2.調(diào)研方法這次調(diào)研我全過(guò)程地參與了接觸網(wǎng)工區(qū)的日常業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)和各項(xiàng)作業(yè)，通過(guò)學(xué)習(xí)使我掌握了接觸網(wǎng)安全作業(yè)的規(guī)章制度和檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及基本的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)知識(shí)，學(xué)會(huì)了識(shí)別和正確使用接觸網(wǎng)常用零件和工具。從地面承力索回頭的制作，吊弦的制作，電連接的制作和腕臂的組裝等基礎(chǔ)工作做起，到高空作業(yè)和師傅們一起進(jìn)行接觸網(wǎng)的各項(xiàng)安裝及調(diào)試作業(yè)，使自己的接觸網(wǎng)技能有了很大的提高。在這些作業(yè)項(xiàng)目中我對(duì)錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱進(jìn)行單腕臂更換成雙腕臂的施工作業(yè)更感興趣，從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)的測(cè)量到腕臂長(zhǎng)度的計(jì)算，從腕臂的地面組裝到現(xiàn)場(chǎng)更換作業(yè)，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都做了深入細(xì)致的調(diào)查和研究，針對(duì)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)ZJ1轉(zhuǎn)換柱雙腕臂存在的壓管尺寸和技術(shù)要求相互制約的問(wèn)題有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解，并且運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)使對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了自己的解決方法，并和理的應(yīng)用到實(shí)際施工作業(yè)當(dāng)中，解決了四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)ZJ1轉(zhuǎn)換柱更換過(guò)程出現(xiàn)的相互制約的問(wèn)題?，F(xiàn)將四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)ZJ1轉(zhuǎn)換柱單腕臂改雙腕臂過(guò)程中存在的問(wèn)題和解決辦法提出來(lái)，由于水平有限因而難免存在不足，懇請(qǐng)老師指正。3.調(diào)研的內(nèi)容及過(guò)程31為什么要對(duì)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)ZJ1轉(zhuǎn)換柱進(jìn)行改造在四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)處，轉(zhuǎn)換柱腕臂要懸吊兩支接觸懸掛，其中一支為工作支，另一只為非工作支。兩懸掛的空氣間隙為500mm，電氣上能互相分開(kāi)。轉(zhuǎn)換柱上設(shè)有一臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)錨段在電氣上的連接或斷開(kāi)。轉(zhuǎn)換柱的形式有兩種，我們把工作支遠(yuǎn)離支柱側(cè)，非工作支靠近支柱側(cè)稱為ZJ1轉(zhuǎn)換柱，另一種工作支靠近支柱側(cè)，而非工作支遠(yuǎn)離支柱側(cè)稱為ZJ3轉(zhuǎn)換柱。我們?cè)谶@里重點(diǎn)分析一下大修后四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)ZJ1轉(zhuǎn)換柱村在的問(wèn)題，京包線電氣化鐵路采用的安裝圖是鐵道部電氣化鐵路勘察設(shè)計(jì)處天津1975。四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)的安裝圖如（圖1），在大修后的四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱ZJ1轉(zhuǎn)換柱仍然采用的是一根腕臂上同時(shí)懸掛兩支線索（工作支和非工作支）如圖（1）這樣的裝配形式。安裝圖是鐵道部電氣化工程局勘測(cè)設(shè)計(jì)處1975-天津。這種裝配形式腕臂一班都是采用加強(qiáng)腕臂（2寸腕臂里面套一只15寸的腕臂）和加強(qiáng)行拉桿的組合形式，加強(qiáng)腕臂和加強(qiáng)行拉桿的重量加上兩支懸掛的重力和水平力都要通過(guò)棒式絕緣子傳給支柱，再加上轉(zhuǎn)換柱處兩支懸掛的位移大大增加了棒式絕緣子所承受的負(fù)荷，腕臂的旋轉(zhuǎn)一旦出現(xiàn)卡滯就會(huì)造成棒式絕緣子折斷，據(jù)調(diào)查在2005年6月8日張家口南站168#四跨轉(zhuǎn)換柱ZJ1轉(zhuǎn)換柱發(fā)生棒式絕緣子折斷，影響行車90分鐘，事后經(jīng)事故分析就是以上原因所至。這支腕臂是在1999年設(shè)備大修時(shí)更換的，當(dāng)時(shí)這個(gè)問(wèn)題沒(méi)能引起重視。所以ZJI轉(zhuǎn)換柱腕臂更換后依然是一根腕臂上懸掛兩支線索的裝配形式在安全上留下了很大的隱患。 (圖1)32四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)ZJ1轉(zhuǎn)換柱改造中存在的疑難問(wèn)題錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱腕臂單改雙這個(gè)問(wèn)題一至到2008年才被重新引起重視，實(shí)施對(duì)京包線所有錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱采用單腕臂形式的轉(zhuǎn)換柱進(jìn)行設(shè)備改造，這次改造四跨轉(zhuǎn)換柱zj1轉(zhuǎn)換柱采用的安裝圖號(hào)是中鐵咨詢電化100122（A1），在對(duì)既有四跨絕緣貓段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱單腕臂改雙腕臂的施工過(guò)程中，在對(duì)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)ZJ1轉(zhuǎn)換柱雙腕臂進(jìn)行計(jì)算時(shí)，又有新的問(wèn)題出現(xiàn)。根據(jù)安裝圖中鐵咨詢電化1001-22(A1)的安裝形式，轉(zhuǎn)換柱雙腕臂采用的是工作支是拉桿和斜腕臂，非工作支是壓管和斜腕臂這種雙腕臂形式，在對(duì)ZJ1型轉(zhuǎn)換柱非支腕臂壓管長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算時(shí)發(fā)現(xiàn)由于現(xiàn)今使用的是外包式雙拉桿底座比既有拉桿底座的長(zhǎng)度多出200mm，而且新采用的棒式絕緣子的長(zhǎng)度為760mm ，而壓管中最短的壓管YD型壓管長(zhǎng)度為1080mm，三者相加的總長(zhǎng)度為2040mm，如果照這個(gè)長(zhǎng)度安裝后，非工作支承力索與工作支承力索的水平絕緣距離只有327mm不符合該四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處兩懸掛的垂直、水平距離絕緣距離設(shè)計(jì)值500mm的技術(shù)要求。接觸網(wǎng)檢修規(guī)程第六五條規(guī)定：絕緣錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處兩懸掛的垂直距離水平距離標(biāo)準(zhǔn)值為設(shè)計(jì)值（該處設(shè)計(jì)值為500mm），安全值為設(shè)計(jì)值+50mm，限界值等同于安全值。更換后的四跨絕緣貓段關(guān)節(jié)根本起不到絕緣貓段關(guān)節(jié)的作用，在運(yùn)輸生產(chǎn)過(guò)程中一但啟用四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)進(jìn)行電分段，將產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患，危及人身安全。33實(shí)際例子計(jì)算 實(shí)例：張家口南至沙嶺子區(qū)間上行136#類型為ZJ1轉(zhuǎn)換柱，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量側(cè)面限界CX=2530mm；斜率f=25mm；雙腕臂底座安裝高度=5240mm；雙腕臂底座與雙拉桿底座距離=2400mm；接觸線工作支設(shè)計(jì)拉出值=300mm；接觸線非工作支設(shè)計(jì)拉出值=800mm；兩接觸線絕緣距離設(shè)計(jì)值=500mm，導(dǎo)線高度=6000mm；安裝圖號(hào)為：中鐵咨詢電化1001-22（A1）如圖2。采用直鏈形懸掛。計(jì)算如下： (圖2)解：已知條件：側(cè)面限界CX=2530mm；斜率f=25mm；雙腕臂底座安裝高度=5240mm；雙腕臂底座與雙拉桿底座距離=2400mm；接觸線工作支設(shè)計(jì)拉出值=300mm；接觸線非工作支設(shè)計(jì)拉出值=800mm；兩接觸線絕緣距離設(shè)計(jì)值=500mm，導(dǎo)線高度=6000mm，棒式絕緣子長(zhǎng)度為=760mm， YD型壓管長(zhǎng)度為=1080mm ， 雙拉桿底座的寬度=200mm。 工作支腕臂長(zhǎng)度： L = CX +h1f -80 m =2530+5.2425-80-300 =2281（mm） Y = - 200 =3111（mm）注：CX=側(cè)面限界，L=支柱內(nèi)沿距套管絞環(huán)的長(zhǎng)度 Y=棒式絕緣子底孔距離套管絞環(huán)的長(zhǎng)度200=支柱內(nèi)沿距棒式絕緣子底孔的距離h1=鋼軌軌面至雙腕臂底座的距離h2=雙腕臂底座至雙拉桿底座的距離f=支柱斜率確定水平拉桿的長(zhǎng)度以及安裝孔位n=（x-c-s-115）/ 50+16計(jì)算結(jié)果：采用12拉桿調(diào)節(jié)板用在第六個(gè)孔位注：X=L+h2fC=拉桿底座與絕緣子串的長(zhǎng)度S=水平拉桿的有效長(zhǎng)度計(jì)算出的n值四舍五入取整數(shù)。 非工作支腕臂長(zhǎng)度： L = CX +h1f -80 m =2530+5.2425-80-800 =1781（mm） Y = - 200 = 3200（mm）注：CX=側(cè)面限界，L=支柱內(nèi)沿距套管絞環(huán)的長(zhǎng)度 Y=棒式絕緣子底孔距離套管絞環(huán)的長(zhǎng)度200=支柱內(nèi)沿距棒式絕緣子底孔的距離h1=鋼軌軌面至雙腕臂底座的距離h2=雙腕臂底座至雙拉桿底座的距離f=支柱斜率確定非支壓管的長(zhǎng)度c= - c1- 40 =907（mm） 注：C1=壓管底座與棒式絕緣子的長(zhǎng)度960mm40=為壓管頭部耳環(huán)孔到腕臂的距離實(shí)際情況是壓管中最短的YD型壓管調(diào)整到最短的長(zhǎng)度為1080mm（mm），實(shí)際所需的壓管長(zhǎng)度僅為907（mm），實(shí)際中的非支壓管的長(zhǎng)度比所需的長(zhǎng)度長(zhǎng)173mm 。而且壓管無(wú)法截短，這樣就使兩承力索間500mm的水平絕緣距離縮短了173mm，這樣兩承力索的水平絕緣間距只有327mm 。如此無(wú)法達(dá)到該四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)兩懸掛水平距離設(shè)計(jì)要求500mm的絕緣距離。4.調(diào)研的結(jié)論與建議41問(wèn)題的結(jié)論接觸網(wǎng)檢修規(guī)程第六五條規(guī)定：絕緣錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處兩懸掛的垂直距離水平距離標(biāo)準(zhǔn)值為設(shè)計(jì)值（該處設(shè)計(jì)值為500mm），安全值為設(shè)計(jì)值+50mm，限界值等同于安全值。通過(guò)我們對(duì)張家口南至沙嶺子區(qū)間136# ZJ1轉(zhuǎn)換柱實(shí)際例子的計(jì)算，我們不難看出四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱在單腕臂改雙腕臂后，四跨絕緣貓段關(guān)節(jié)在ZJ1轉(zhuǎn)換柱處兩承力索的水平距離只有327mm 。如此無(wú)法達(dá)到該四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)兩懸掛水平距離設(shè)計(jì)要求500mm的絕緣距離。根本起不到絕緣貓段關(guān)節(jié)電分段的作用，在運(yùn)輸生產(chǎn)過(guò)程中一但啟用四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)進(jìn)行電分段，將產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患，危及人身安全。42解決問(wèn)題的方法和建議我們知道腕臂的預(yù)配就是根據(jù)接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)平面圖確定的安裝圖號(hào)，在保證接觸線高度、結(jié)構(gòu)高度及拉出值的情況下，預(yù)留必要調(diào)整范圍，將腕臂安裝前，在地面進(jìn)行的組裝。腕臂預(yù)配的關(guān)鍵數(shù)據(jù)是支柱的側(cè)面限界、支柱內(nèi)緣的斜率以及設(shè)計(jì)要求的接觸線高度、結(jié)構(gòu)高度及拉出值。實(shí)際既有的支柱的側(cè)面限界和斜率都是無(wú)法改變的，接觸線的高度和結(jié)構(gòu)高度都是垂直距離也無(wú)法改變水平上的距離。所以只有通過(guò)改變承力索的拉出值來(lái)解決水平方向的距離。根據(jù)接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程第五章，第60條，關(guān)于承力索位置標(biāo)準(zhǔn)值：半斜鏈形懸掛，直線區(qū)段位于線路中心的正上方；直鏈形懸掛，位于接觸線正上方。曲線區(qū)段承力索與接觸線之間的連線垂直于軌面連線，安全值：直線區(qū)段允許誤差150mm;曲線區(qū)段允許向曲線內(nèi)側(cè)偏移100mm.x限界值：標(biāo)準(zhǔn)值200mm。我們所調(diào)研的ZJ1轉(zhuǎn)換柱是直線區(qū)段四跨絕緣轉(zhuǎn)換柱，張沙區(qū)間168#正是ZJ1轉(zhuǎn)換柱，承力索應(yīng)位于接觸線正上方。安全值為直線區(qū)段允許誤差150mm，限界值為200mm。在四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)中轉(zhuǎn)換柱的承力索拉出值和接觸線的拉出值是一樣的。我們把非工作支和工作支承力索的拉出值都減去180mm就相當(dāng)于把工作支承力索相對(duì)于工作支接觸線的位置偏移了180mm，非工作支承力索對(duì)于非工作支接觸線的位置也偏移了180mm，它們距離500mm沒(méi)有變，這樣即符合了檢修規(guī)程中對(duì)絕緣錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處兩懸掛垂直、水平距離的的技術(shù)要求，又保證了兩懸掛承力索和接觸線的相對(duì)位置處于所在的限界值范圍以內(nèi)。再重新計(jì)算：工作支腕臂長(zhǎng)度：L=CX+hf-80-120=2530+131-80-120=246(mm)Y=- 200 =3238（mm）注：CX=側(cè)面限界，L=支柱內(nèi)沿距套管絞環(huán)的長(zhǎng)度 Y=棒式絕緣子底孔距離套管絞環(huán)的長(zhǎng)度200=支柱內(nèi)沿距棒式絕緣子底孔的距離h1=鋼軌軌面至雙腕臂底座的距離h2=雙腕臂底座至雙拉桿底座的距離f=支柱斜率確定水平拉管的長(zhǎng)度和調(diào)節(jié)板的孔位n=(x c s 115) / 50 +1=5計(jì)算結(jié)果：使用14的水平拉桿的調(diào)節(jié)板的第五個(gè)孔位。注：X=L+h2fC=拉桿底座與絕緣子串的長(zhǎng)度S=水平拉桿的有效長(zhǎng)度計(jì)算出的n值四舍五入取整數(shù)。非工作支腕臂長(zhǎng)度：L = CX +hf 80 620 =1961(mm)Y = - 200 = 3300（mm）注：CX=側(cè)面限界，L=支柱內(nèi)沿距套管絞環(huán)的長(zhǎng)度 Y=棒式絕緣子底孔距離套管絞環(huán)的長(zhǎng)度200=支柱內(nèi)沿距棒式絕緣子底孔的距離h1=鋼軌軌面至雙腕臂底座的距離h2=雙腕臂底座至雙拉桿底座的距離f=支柱斜率 c =-c1 - 40 = 1081（mm）注：C1=壓管底座與棒式絕緣子的長(zhǎng)度960mm40=為壓管頭部耳環(huán)孔到腕臂的距離。 通過(guò)計(jì)算我們知道非支壓管的實(shí)際計(jì)算長(zhǎng)度為1081mm，與實(shí)際壓管的最短長(zhǎng)度1080mm相符合，這樣我們就可以按照計(jì)算結(jié)果進(jìn)行腕臂的預(yù)配組裝，在實(shí)際更換后我們現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量，各種數(shù)據(jù)與我們計(jì)算的結(jié)果相同。從而保證了四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)ZJ1轉(zhuǎn)換柱處的絕緣距離符合接觸網(wǎng)檢修規(guī)程中對(duì)絕緣錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處兩懸掛絕緣距離的相關(guān)規(guī)定，承力索的位置也在接觸網(wǎng)檢修規(guī)程規(guī)定的安全值和限界值范圍內(nèi)，從而保證了四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)在進(jìn)行電分段時(shí)的安全可靠。使這個(gè)由于受壓管長(zhǎng)度局限性限制 造成四跨絕緣錨段ZJI關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處絕緣距離不能滿足技術(shù)要求的問(wèn)題得到了解決。，我們雖然將問(wèn)題解決，但是不難看出承力索和接觸線的相對(duì)位置已經(jīng)超出安全值臨近限界值，所以在今后的安裝設(shè)計(jì)和施工中在材料、零部件的選用過(guò)程中要充分考慮到在采用一些新的材料、零件的同時(shí)，和它應(yīng)的一些老的材料零件的尺寸也要做相對(duì)應(yīng)的調(diào)整。以避免出現(xiàn)相互制約顧此失彼的問(wèn)題近年來(lái)，隨著接觸網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步和鐵路提速，支柱裝配趨向使用平腕臂結(jié)構(gòu)。平腕臂結(jié)構(gòu)和水平拉桿（壓管）腕臂結(jié)構(gòu)相比，抗風(fēng)性能好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、受力合理、強(qiáng)度大且可以提高接觸網(wǎng)的穩(wěn)定性，降低接觸網(wǎng)的故障率，并有利于改善弓網(wǎng)受流質(zhì)量。平腕臂結(jié)構(gòu)中使用平腕臂和單耳腕臂構(gòu)成了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的三角形，定位管用定位管支撐代替了原來(lái)的雙股4mm鐵線，具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少了高速行車或大風(fēng)時(shí)腕臂、定位管的震動(dòng)。同時(shí)單承力索座沿平腕臂移動(dòng)，比多孔調(diào)節(jié)板更加精確地滿足不同側(cè)面限界時(shí)承力索定位的要求，安裝調(diào)整方便。平腕臂既能承受壓力，又可以承受拉力，統(tǒng)一了曲內(nèi)、曲外