電力機(jī)車接觸線高平順率的研究

電力機(jī)車接觸線高平順率的研究

隨著中國(guó)電氣化鐵路的快速發(fā)展，高接觸面積的要求越來(lái)越高。而高速電氣化鐵路高平順率對(duì)改善弓網(wǎng)取流起著積極的作用,因此,結(jié)合軌道線路技術(shù)條件的提高,加大對(duì)接觸線高平順率研究探討具有重要意義。1接觸線間距的差值小,有以下兩個(gè)含義懸掛于軌道平面上方的接觸線,是通過(guò)承力索及吊弦的高度變化來(lái)保持其相對(duì)于軌平面的平行關(guān)系的。接觸線高平順指的是相對(duì)于軌平面而言,接觸線與軌平面的實(shí)際間距與理想狀態(tài)下的平行關(guān)系時(shí)的間距的差值小。具體來(lái)講,接觸線的高平順有兩方面的含義:高平性-接觸線與軌平面的實(shí)際間距與理想的平行狀態(tài)下的間距的差值要小;高順性-接觸線本身要順平如一體,使電力機(jī)車受電弓高速滑過(guò)時(shí)順暢無(wú)礙,即安裝于接觸線上的線夾、設(shè)備與接觸線相連的接點(diǎn)等處應(yīng)對(duì)接觸線本身的順直性無(wú)大的副面影響;接觸線高平順率指懸吊接觸線的相鄰兩個(gè)固定點(diǎn)(尤指吊弦點(diǎn))處,接觸線與軌平面的實(shí)際間距與理想的平行狀態(tài)下的間距的差值變化率要小,使接觸線整體上順平,不存在妨礙電力機(jī)車受電弓順利的障礙,確保高速運(yùn)行的電力機(jī)車受電弓能夠比較理想的追隨接觸線。2高速條件下接觸網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)在輪軌式高速電力牽引系統(tǒng)中,接觸線的實(shí)際作用類似于高速鐵路軌道系統(tǒng)中的軌平面。接觸線于軌平面基本平行,其間距即為確保電力機(jī)車安全運(yùn)行的有效空間。嚴(yán)格來(lái)講,接觸線與軌平面應(yīng)該是完全平行而不是基本平行,理想狀態(tài)下的完全平行最有利于電力機(jī)車的平穩(wěn)運(yùn)行,但客觀上做不到。由于電氣化鐵路架設(shè)施工、檢修等條件限制,作為長(zhǎng)距離、小截面、懸掛性線條的接觸線所具有的柔性與長(zhǎng)距離、大截面、鋪設(shè)性的高速重軌所具有的剛性之間的存在相當(dāng)大差別,從客觀上就限定了我國(guó)的接觸線與軌平面之間的關(guān)系是基本平行而不是完全平行。為了盡可能的使接觸線與軌平面間達(dá)到完全平行的理想狀態(tài),通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的模擬試驗(yàn)研究,對(duì)接觸網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已在整體上從重型、復(fù)式等角度進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化處理,使接觸線相對(duì)于軌平面能保持較理想的平行關(guān)系,以滿足高速運(yùn)行條件下電力機(jī)車對(duì)接觸線的高平順要求。事實(shí)上,與常速條件下相比,接觸線相對(duì)于軌平面更不容易保持較理想的動(dòng)態(tài)平行關(guān)系,以達(dá)到滿足高速運(yùn)行條件下電力機(jī)車對(duì)接觸線的高平順要求,致使高速條件下的弓網(wǎng)取流狀態(tài)惡化,且速度愈高、弓網(wǎng)問(wèn)題愈尖銳。通過(guò)分析其危害性不難得出如下結(jié)論:接觸線達(dá)不到較理想的平順度要求是造成電力機(jī)車受電弓離線的主要原因,電力機(jī)車受電弓離線率的上升不僅破壞電力機(jī)車保持高速運(yùn)行狀態(tài),同時(shí)也破壞接觸線的不平順程度。因此接觸線存在不平順,必然導(dǎo)致弓網(wǎng)取流質(zhì)量的不穩(wěn)定和供電故障隱患的大量存在,進(jìn)而加重了接觸線的非正常性磨耗,縮短了接觸線的有效使用期,既無(wú)形中加大了維修工作量,又提高了養(yǎng)護(hù)成本。3懸掛點(diǎn)高度誤差鑒于我國(guó)電氣化鐵路發(fā)展的實(shí)際技術(shù)水平,比較成熟的是在常速(時(shí)速≯140km/h)領(lǐng)域,所以,對(duì)接觸線的順平度的檢測(cè)與衡量還有待于向高速技術(shù)方向進(jìn)一步的探索和發(fā)展。依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的《鐵路電力牽引供電工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(TB10421～2000)中4.6.8條第2項(xiàng)“接觸線懸掛點(diǎn)距軌面的高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,允許偏差±30mm”的規(guī)定可以看出,僅規(guī)定了懸掛點(diǎn)的高度誤差。按通常理解,懸掛點(diǎn)僅指定位點(diǎn)處、且相鄰兩點(diǎn)間距即為跨距(一般為30～60m),而不是吊弦點(diǎn)處(兩相鄰吊弦點(diǎn)間距一般為4～10m)。假設(shè)一組懸掛點(diǎn)的接觸線的實(shí)測(cè)高度與設(shè)計(jì)高度之間的誤差依次為:A點(diǎn)10mm、B點(diǎn)30mm、C點(diǎn)40mm、D點(diǎn)30mm、E點(diǎn)5mm,依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范可知:C點(diǎn)超標(biāo),經(jīng)返工調(diào)整,調(diào)整后C點(diǎn)誤差為-30mm,返工后A、B、C、D、E點(diǎn)均不超標(biāo),但B～C、C～D兩處的坡度明顯比調(diào)整前高,極不利于電力機(jī)車受電弓的追隨,因此返工后A～E點(diǎn)全段的接觸線平順度遠(yuǎn)不如返工前。通常,相鄰兩懸掛點(diǎn)間距內(nèi)(即一個(gè)跨距、一般為30～60m)布置有3～8根吊弦(兩相鄰吊弦點(diǎn)間距一般為4～10m),而兩相鄰吊弦的長(zhǎng)度均為人為設(shè)置、且不可避免的存在對(duì)軌面高度的誤差。顯然,現(xiàn)行規(guī)范對(duì)此種情況的誤差沒(méi)有給出明確規(guī)定,恰恰又是這種沒(méi)有給出明確規(guī)定的誤差的危害性更大;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),同一跨距內(nèi)兩相鄰吊弦處存在的對(duì)軌面高度的誤差有時(shí)相當(dāng)大、甚至于遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)規(guī)定的懸掛點(diǎn)的高度誤差。從實(shí)際檢測(cè)的具體手段來(lái)看,現(xiàn)在我國(guó)接觸網(wǎng)的檢測(cè)方式是以靜態(tài)檢測(cè)為主,靜態(tài)檢測(cè)的目的是為了保證機(jī)車運(yùn)行中接觸線的高順平,因此動(dòng)態(tài)檢測(cè)是我們的發(fā)展方向。4高速接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)4.1對(duì)應(yīng)用于輪軌式高速電力牽引系統(tǒng)中的接觸網(wǎng)來(lái)講,其接觸線相對(duì)于軌平面不容易保持較理想的平行關(guān)系,須從技術(shù)角度、尤其是從有利于弓網(wǎng)關(guān)系方面比選出適合我國(guó)國(guó)情的高速接觸網(wǎng)系統(tǒng)。4.2細(xì)化高速接觸網(wǎng)的具體技術(shù)要求,嚴(yán)把設(shè)備生產(chǎn)、施工安裝關(guān),確保所選方案中所定技術(shù)參數(shù)的實(shí)際兌現(xiàn)率。4.3積極展開高速條件下《鐵路電力牽引供電工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)接觸網(wǎng)動(dòng)、靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用方面的研究、盡快制定出適用于我國(guó)高速系統(tǒng)的《鐵路電力牽引供電工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》。4.4有針對(duì)性地提高我國(guó)自行研制、生產(chǎn)、配備高速接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備的能力。4.5