高速铁路接触网悬挂若干问题的探讨 第2页

  接触网上部定位结构装设地点处容易形成硬点。列车速度一旦提高, 这些固定点处的接触线压力就明显增大, 同时不可避免地造成局部冲击。使用时间越长, 这些位置处的磨耗量越大, 导致该处的接触线难以保持高张力。为缓和硬点所造成的影响, 可以考虑减轻定位装置的质量。在保证既定的强度和耐久性前提下, 建议把广泛使用的金属材料改成铝、橡胶或纤维化塑料等轻型缓冲材料。

  7、电分相装置

  由于供电臂供电半径的限制, 相邻变电所间的接触网不可避免地由不同相的电压供电, 故需要设置电分相装置。接触网的电分装置关系到高速铁路牵引供电系统的安全运行, 其性能优劣直接牵涉到接触网工作的可靠性。若供电臂的距离为20 km, 机车以250 km/ h 的速度运行, 则大约每隔5 min 通过一次电分相装置。因此, 目前我国使用的降弓升弓通过电分相装置的方法显然已不能适应高速需要, 必须采用先进的自动切换方式的电分相装置。自动切换电分相装置有如下三种类型。

  1、地面自动切换方式: 利用电力机车车辆行近传感器来交替断、合真空断路器。其优点是司机不用操用, 机车能满负荷通过, 适用于单弓、双弓、多弓等各种受流状况; 但要求较高的断路器真空技术。特别是多弓受流时, 断路器动作次数明显增加, 可能因频繁操作而产生过电压。

  2、柱上自动切换方式: 适用于单弓、双弓受流, 司机不用操作, 可满负荷通过。其结构示意如图1 所示。图中: KA、KB 为真空负荷开关, 安设在支柱上, 平时处于分闸状态; C1、C2、C3、C4 为传感器, 其中C1、C4 设在接触网支柱上, C2、C3 设在中性区段上, C1、C2、C3、C4 配合操作, 先后使中性段与A 或B 相连接。运行表明, 这种切换方式比较可靠。

  3、车上自动切换方式: 在电力机车车辆上安装有行近中性嵌入段的传感器, 进而利用安设在电力机车上的开关强行切断电流; 司机不用操作, 能满负荷地单弓或双弓通过该装置。但该装置结构比较复杂, 需在地面安装感应装置以及为控制论文范文http://www.chuibin.com 机车主断路器分合的控制回路。此外, 还有一个比较重要的问题, 即保证电分相装置交替闭合时间与强行切断机车电流的动作时间的合理配合。实现这一点相对比较困难, 且与机车种类有关。

  经综合比较, 对单弓或双弓受流条件言, 柱上自动切换方式比较可行, 可借鉴使用。

  8、张力补偿装置

  为尽可能地提高行车速度, 必须减轻悬挂的质量, 增大接触线与承力索的抗拉强度以提高波动传播速度。接触线张力的提高相应地引起特性参数的重大改善。特别是当行车速度较高时, 接触线的抬升量会显著地降低, 所以必须确保较高数值的恒定张力。通常可通过加设张力自动补偿装置来保证。通过对张力的自动调整可保证一年四季都工作在预期的技术位置。对于目前我国线路上使用的补偿坠跎式张力补偿装置必须加以改进, 以满足接触线与承力索张力提高的要求。在不增加支柱容量和支柱高度的情况下, 需改变动定滑轮装置的传动比; 所使用滑轮的数目取决于承力索、接触线的张力情况。但有一点必须保证: 张

  力补偿后, 补偿机构应能正常工作。

  9、锚段关节

  高速受流时, 在锚段关节设置处会经常引起弓线间接触压力峰值的出现, 且伴随着速度的提高而应力剧增。当机车通过该位置时, 不可避免地会出现振动与冲击。因此可考虑在动态共用区的工作支和非工作支间的绝缘间隙得以保证的前提下, 加长锚段关节的长度(如使用五跨距式) , 同时改变原先的异面直线相交的点接触为面接触, 以加长动态共用区, 实现平滑顺利的电转换。

  10、线岔

  图2 为线岔的安装示意图。当机车受电弓按S→S1→S0→S1→S 方向通过线岔时, 因其过渡是不平滑的, 必然导致接触压力的突变和接触线的局部磨耗, 容易引起钻弓、刮弓事故。国外运行经验表明, 电力机车高速通过线岔时, 随着速度的增大接触压力明显增加, 以致超出所限定的最大接触压力值。所以目前

  我国电气化线路上既有的线岔根本无法适应高速受流的要求, 必须进一步加以研究, 以平滑该处的接触压力

  11、结语

  接触网是电气化铁路供电系统最重要的部分之一, 也是最薄弱的环节之一, 是制约铁路速度提高的一个重要因素。在确定悬挂方案时, 不能孤立地看待, 必须对网- 弓- 车- 轨等一系列问题进行综合考虑。弓线间保持良好的接触压力是保证高速行车的要求, 所以必须考虑受电弓的结构和动态参数对接触压力的影响。如: 采用分散式或集中式受流以及不同的弓距所造成的影响肯定不一样; 受电弓的外形对弓线间的接触压力有着显著的影响。德国维尔茨堡- 富尔达区段模拟试验表明, 作用在受电弓上的空气阻力与运行速度有较大的关系。当列车以400 km/ h 的速度驶入隧道时, 作用在受电弓上的气流速度将达到450~500km/ h; 而在500 km/ h 风速中功率损耗将达到400 kw , 几乎占据机车功率的10% ; 而且该空气阻力还直接影响弓线间的接触压力。我国应开发出自己的受电弓以满足高速行车和接触悬挂相匹配的要求; 针对不同的受流条件, 悬挂方案需具备通用性。目前提高承力索、接触线的抗拉强度以及采用轻型悬挂已经成了一种流行趋势。此外, 接触网悬挂方案的选定, 还与相应的牵引供电技术密切相关。高速列车对电压水平要求较高。如将接触网上下行并联供电, 在变压器上加装有载调压装置等措施, 可提高接触网的电压水平, 以适应高速行车的要求

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