研究與探討高速電氣化鐵路弓網(wǎng)關(guān)系郭奇章:中鐵電氣化勘測設(shè)計研究院有限公司，工程師，天津，300250摘要:接觸網(wǎng)與受電弓系統(tǒng)之間的受流(能量傳遞)過程是在動態(tài)中完成，對于同一系統(tǒng)而言，列車速度越高，維持弓網(wǎng)間良好接觸就越困難，受流質(zhì)量也會隨之下降。當(dāng)速度超過系統(tǒng)正常允許范圍時，其受流性能會嚴(yán)重惡化，甚至影響列車正常運行。弓網(wǎng)關(guān)系強調(diào)接觸網(wǎng)與受電弓是一個整體，研究弓網(wǎng)關(guān)系就是研究兩者間的相互作用。根據(jù)京秦客運通道的列車提速實際情況，分析影響弓網(wǎng)關(guān)系的主要原因，提出改善方法。(2)自動過電分相:牽引供電系統(tǒng)電分相環(huán)節(jié)是關(guān)鍵詞:高速電氣化鐵路;弓網(wǎng)關(guān)系;硬點制約列車運行速度的瓶頸之一。自動過電分相主要分為地面過電分相技術(shù).機車上過電分相技術(shù)、地面與機車結(jié)合的自動過分相技術(shù)三大類。(3) 電能質(zhì)量 和電磁兼容:隨著牽引負(fù)荷的增大，無功，負(fù)序、電壓閃變和諧波問題更加突出，需要研制新型平衡變壓器及研制綜合靜止補償裝置。1高速鐵路牽引供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)(4)牽引供電自動化與信息化:牽引供電自動化牽引供電系統(tǒng)主要包括牽引變電所及接觸網(wǎng)兩部與信息化是保障電氣化鐵路安 全可靠運行的有效手段。分，其任務(wù)是保證質(zhì)量良好并不問斷地向機車供電。牽2高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)引變電所是電氣化鐵路供電系統(tǒng)中的心臟，無論是一-般線路還是高速線路都要求其具有高度可靠性。接觸網(wǎng)是2.1 高速受流對接觸網(wǎng)的要求牽引供電系統(tǒng)的主動脈，其功能是通過與受電弓在運行良好的導(dǎo)電性能:導(dǎo)電率最好保持在90%以上。中的良好接觸將電能傳給電力機車。良好的機械性能:能承受因提高波動速度而施加的高速鐵路牽引供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)主要包括:張力并滿足安全要求。(1)弓網(wǎng)關(guān)系和檢測技術(shù):弓網(wǎng)關(guān)系是決定受流良好的耐磨性能:能滿足設(shè)計所需的磨耗率和使用質(zhì)量的主要因素。通過理論和實踐研究，確定最佳的懸壽命。掛形式、零件材質(zhì)。確定以硬點和壓力為主要檢測對象良好的耐熱性能:能防止過負(fù)倚電流或矩路電流引的接觸網(wǎng)受流狀態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn)和體系。起的熱軟化或熔斷。CHINESE RAILWAYS 2012/07C 1飲4研究與探討高速電氣化鐵路弓網(wǎng)關(guān)系郭奇章良好的疲勞特性:能防止接觸線上下擾動所形成的預(yù)計使用壽命時，還應(yīng)考慮降水量、侵蝕霧、氣體和灰疲勞斷裂。塵等因素。接觸網(wǎng)設(shè)備中的絕緣材料和其他部件的特性良好的抗螨變特性:在實際T作環(huán)境下所產(chǎn)生的導(dǎo)不應(yīng)因氣候變化和日照變化而影響運行。線表面波狀變化在可控范圍以內(nèi),不因此引起拉弧或離(4)對接觸網(wǎng)施工的要求。在接觸網(wǎng)安裝過程線。中，必須在較小的誤差范圍內(nèi)確定接觸線的位置。如果2.2高速弓網(wǎng)關(guān)系的受流特性安裝在規(guī)定的誤差內(nèi)，容易實現(xiàn)理想的弓網(wǎng)接觸質(zhì)量。2.2.1高速受流特性(5)對接觸網(wǎng)在運營維護方面的要求。在規(guī)定的高速受電弓沿接觸網(wǎng)高速移動并正常取流的速度受工作年限內(nèi)，接觸網(wǎng)設(shè)備的安裝,運行和維護費用應(yīng)盡接觸網(wǎng)波動速度的影響和制約,當(dāng)二者不匹配時，受流可能低，部件應(yīng)可靠，基本能達到少維護或免維護。整質(zhì)量將嚴(yán)重惡化，甚至造成弓網(wǎng)解體。因此，在高速弓個系統(tǒng)應(yīng)使用防腐保護措施以達到較長的使用壽命，零網(wǎng)系統(tǒng)中，接觸網(wǎng)的波動速度成為制約列車高速運行的部件應(yīng)根據(jù)需要便于安裝和更換。主要因素之一。受電弓的上下振動和左右擺動直接影響3接觸網(wǎng)與受電弓的相互作用到弓網(wǎng)安全和受流質(zhì)量，對受電弓的這種晃動必須充分考慮。高速電氣化鐵路不能沿用現(xiàn)有常速下的各種系統(tǒng)。2.2.2高速受流對接觸網(wǎng)的基本要求 .在高速領(lǐng)域內(nèi)的不同速度段，要解決的問題也不盡相高速受流對接觸網(wǎng)的要求體現(xiàn)在設(shè)計、施工、運同。 高速受流技術(shù)是高速電氣化鐵路關(guān)鍵技術(shù)之一，弓營維護方面。大致可分為幾何空間要求(限界)、安全網(wǎng)關(guān) 系強調(diào)接觸網(wǎng)與受電弓是- -個整體，研究弓網(wǎng)關(guān)系要求(絕緣、防雷、接地)、機電性能要求(載流量、.就是研究兩者間的相互作用。穩(wěn)定性)、動態(tài)要求(弓網(wǎng)匹配)、環(huán)境要求(電磁兼3.1弓網(wǎng)系統(tǒng)的核心問題容，噪聲、動物保護) ,運營維護要求(維護成本、維.(1)振動系統(tǒng)的關(guān)系、滑動接觸、電能傳輸?shù)慕幼o方便) 6個方面。觸面較小，高速運行下的大電流。(1)對接觸網(wǎng)的機械要求。接觸網(wǎng)的線索，絞線和(2)弓網(wǎng)關(guān)系的幾何需求、電氣需求、動態(tài)需求其他部件所需的強度是對接觸網(wǎng)設(shè)備的主要機械要求，在之間的相互聯(lián)系。任何條件下，它們所受的力必須在允許范圍以內(nèi)。3.2 接觸網(wǎng)硬點的危害(2)對接觸網(wǎng)的電氣要求。衡量電氣化鐵路性能 3.2.1 對機車的危害的一個重要標(biāo)準(zhǔn)就是對接觸網(wǎng)系統(tǒng)載流量的限制，與一(1)接觸網(wǎng)硬點會造成受電弓離線率增大，加速般電力架空配電線路相比，接觸網(wǎng)發(fā)生短路的情況較為受電弓的電磨耗， 臧少受電弓的使用壽命。頻繁，其短路載流量也是一個決定因素。(2)受電弓高速運行時接觸網(wǎng)硬點會對受電弓產(chǎn)生在高密度運輸系統(tǒng)中，接觸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電壓在任何工沖擊力， 沖擊力的大小和受電弓的運行速度成正比。當(dāng)沖作環(huán)境下都應(yīng)保持在額定范圍內(nèi)。為了將相對頻繁發(fā)生擊力超過--定數(shù)量時會造成受電弓損壞，輕者造成機車故的故障對鐵路運行的影響降到最低程度，必須將接觸網(wǎng)障;重者造成弓網(wǎng)故障而對接觸網(wǎng)造成大面積破壞。設(shè)備分成獨立的供電臂，采取適當(dāng)保護措施避免人員觸(3)京秦客運通道運行的Z字頭特快列車生活用電電。盡力減小諸如諧波、不對稱等對公共電網(wǎng)的不良影將 由接觸網(wǎng)供電，弓網(wǎng)關(guān)系的好壞直接影響列車上各種響，降低接觸網(wǎng)的電壓、電流通過電感、電容和電耦合用電生 活設(shè)施的穩(wěn)定。對鄰近弱電線路的干擾。在正常運行和故障條件下產(chǎn)生3.2.2 對接觸 網(wǎng)設(shè)備的影響的鋼軌對大地的電壓不能超過允許范圍。(1)接觸網(wǎng)硬點會造成受電弓離線產(chǎn)生電弧，加(3)對接觸網(wǎng)的環(huán)境要求。接觸網(wǎng)系統(tǒng)必須在一速 接觸導(dǎo)線的電磨耗，降低接觸導(dǎo)線使用壽命。定的環(huán)境溫度內(nèi)工作，極端情況下的風(fēng)荷載不應(yīng)造成接(2)列車高速運行時，受電弓在硬點處的沖擊力觸網(wǎng)設(shè)備本身的損壞。在確定零部件的電氣性能指標(biāo)和較大，會出現(xiàn)較大電弧燒傷甚至燒斷接觸線，造成接觸高速電氣化鐵路弓網(wǎng)關(guān)系郭奇章研究與探討網(wǎng)斷線、塌網(wǎng)大事故。(1)導(dǎo)線坡度不均勻，坡度超過2%o造成的硬點。3.3造成接觸網(wǎng)硬點的原因分析(2)兩支接觸導(dǎo)線的張力不均勻，在始觸點處彈3.3.1接觸 網(wǎng)順坡不好造成的硬點性差異大，造成線岔處硬點。通過分析檢測車的檢測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)有62%的接觸網(wǎng)3.4.2 消除接觸網(wǎng)硬點的方案硬點是由接觸網(wǎng)導(dǎo)線坡度超過2%造成的。按《秦沈客(1)傳統(tǒng)測量工具落后，測量精度低，整體吊弦運專線電力牽引供電施工暫行規(guī)定》和鐵道部相關(guān)文件的誤差 只有正負(fù)1.5 mm，而兩個吊弦間的高差也只有幾要求，200km區(qū)段接觸網(wǎng)最大坡度不大于1%0，160km區(qū)毫米， 所以現(xiàn)在普遍采用的絕緣測桿已不能適用高速區(qū)段最大坡度不大于2%0。段對接觸懸掛的測量。為適應(yīng)高速區(qū)段接觸懸掛測量的坡度超過標(biāo)準(zhǔn)的原因主要有以下幾個方面:需要，所屬接觸網(wǎng)工區(qū)應(yīng)配備接觸網(wǎng)光學(xué)測量儀或更加(1)由于整體吊弦制作工藝不過關(guān)，整體吊弦制作先進的測 量儀器并將測量精度控制在微米級。誤差超標(biāo),造成相鄰吊弦高差過大.使接觸線坡度不能滿(2)根據(jù)硬點情況對每個吊弦處進行測量，測量足要求(整體吊弦制作長度誤差不超過正負(fù)1.5 mm)。出精確數(shù)據(jù)后計算整體吊弦長度，為確保加工精度建議(2)相鄰跨距之間由于接觸懸掛金具安裝精度整體吊弦由 T廠車間加I完成。這樣才能保證調(diào)整出的低，誤差超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，造成相鄰定位點高差過大,坡接觸懸掛符合規(guī)定, 不出現(xiàn)硬點。度不能滿足要求。(3)京秦線豐潤一燕郊段很多補償裝置不是新安3.3.2線岔處的硬點 .裝的，甚至側(cè)線還有部分老型號補償器，應(yīng)對京秦線所兩支接觸導(dǎo)線的張力不均勻，在始觸點處彈性差異有 側(cè)線補償器進行查驗，更換和正線補償器傳動效率相大，造成線岔處硬點。同的補償器，確保線岔處兩支接觸導(dǎo)線的張力均勻，消3.3.3錨段關(guān)節(jié)、 分相絕緣器處的硬點除線岔處硬點。. (1)錨段關(guān)節(jié)處非工作支抬高過高，造成局部導(dǎo)(4)調(diào)整錨段關(guān)節(jié)非工作支與工作支高差，使之高變化過大，形成硬點;符合規(guī)定。調(diào)整轉(zhuǎn)換柱、中心柱腕臂偏移時- -定按設(shè)計(2)溫差變化大造成腕臂偏移超過規(guī)定，使錨段給定的溫度 偏移曲線調(diào)整。關(guān)節(jié)尺寸變化，形成硬點。4結(jié)束語3.3.4中心錨結(jié)、 導(dǎo)線接頭處的硬點(1)中心錨節(jié)處有抬高或比相鄰點低，使局部導(dǎo)影響高速電氣化鐵路弓網(wǎng)關(guān)系的因素很多，接觸網(wǎng)高超過標(biāo)準(zhǔn)，形成硬點;硬點只是影響因素之-。解決好這一一問題，對改善弓網(wǎng)(2)中心錨結(jié)線夾安裝偏，形成硬點;關(guān)系，提高供電質(zhì)量，提高列車運行速度至關(guān)重要。隨(3)導(dǎo)線有硬彎.對受電弓造成沖擊，形成硬點;著鐵路的飛速發(fā)展，高速電氣化鐵路速度的不斷提高，(4)導(dǎo)線接頭處接頭線夾的偏移和接觸懸掛在此 還會遇到弓網(wǎng)關(guān)系的新問題，提出新的研究課題。重量的變化都會形成硬點，使受電弓受到?jīng)_擊，影響受電弓的受流質(zhì)量。參考文獻.3.3.5工務(wù)線路質(zhì)量不良造成的硬點[1] 建技[2001] 56號秦沈客運專線電力牽引供電施工工務(wù)線路質(zhì)量不良會增加機車的抖動，直接影響受暫行規(guī)定[S]，20103.4 影晌京秦線弓網(wǎng)關(guān)系的主要原因及改善接觸網(wǎng)弓網(wǎng)關(guān)系的方案3.4.1影響京秦線弓網(wǎng)關(guān)系的主要原 因通過以上分析，結(jié)合京秦線實際情況，認(rèn)為影響京責(zé)任編輯陳曉云秦線機車受電弓受流質(zhì)量主要有以下原因:收稿日期2012-03-30