高速电气化铁路弓网关系

研究与探讨高速电气化铁路弓网关系郭奇章:中铁电气化勘测设计研究院有限公司，工程师，天津，300250摘要:接触网与受电弓系统之间的受流(能量传递)过程是在动态中完成，对于同一系统而言，列车速度越高，维持弓网间良好接触就越困难，受流质量也会随之下降。当速度超过系统正常允许范围时，其受流性能会严重恶化，甚至影响列车正常运行。弓网关系强调接触网与受电弓是一个整体，研究弓网关系就是研究两者间的相互作用。根据京秦客运通道的列车提速实际情况，分析影响弓网关系的主要原因，提出改善方法。(2)自动过电分相:牵引供电系统电分相环节是关键词:高速电气化铁路;弓网关系;硬点制约列车运行速度的瓶颈之一。自动过电分相主要分为地面过电分相技术.机车上过电分相技术、地面与机车结合的自动过分相技术三大类。(3) 电能质量 和电磁兼容:随着牵引负荷的增大，无功，负序、电压闪变和谐波问题更加突出，需要研制新型平衡变压器及研制综合静止补偿装置。1高速铁路牵引供电系统关键技术(4)牵引供电自动化与信息化:牵引供电自动化牵引供电系统主要包括牵引变电所及接触网两部与信息化是保障电气化铁路安 全可靠运行的有效手段。分，其任务是保证质量良好并不问断地向机车供电。牵2高速电气化铁路接触网引变电所是电气化铁路供电系统中的心脏，无论是一-般线路还是高速线路都要求其具有高度可靠性。接触网是2.1 高速受流对接触网的要求牵引供电系统的主动脉，其功能是通过与受电弓在运行良好的导电性能:导电率最好保持在90%以上。中的良好接触将电能传给电力机车。良好的机械性能:能承受因提高波动速度而施加的高速铁路牵引供电系统关键技术主要包括:张力并满足安全要求。(1)弓网关系和检测技术:弓网关系是决定受流良好的耐磨性能:能满足设计所需的磨耗率和使用质量的主要因素。通过理论和实践研究，确定最佳的悬寿命。挂形式、零件材质。确定以硬点和压力为主要检测对象良好的耐热性能:能防止过负倚电流或矩路电流引的接触网受流状态评价标准和体系。起的热软化或熔断。CHINESE RAILWAYS 2012/07C 1饮4研究与探讨高速电气化铁路弓网关系郭奇章良好的疲劳特性:能防止接触线上下扰动所形成的预计使用寿命时，还应考虑降水量、侵蚀雾、气体和灰疲劳断裂。尘等因素。接触网设备中的绝缘材料和其他部件的特性良好的抗螨变特性:在实际T作环境下所产生的导不应因气候变化和日照变化而影响运行。线表面波状变化在可控范围以内,不因此引起拉弧或离(4)对接触网施工的要求。在接触网安装过程线。中，必须在较小的误差范围内确定接触线的位置。如果2.2高速弓网关系的受流特性安装在规定的误差内，容易实现理想的弓网接触质量。2.2.1高速受流特性(5)对接触网在运营维护方面的要求。在规定的高速受电弓沿接触网高速移动并正常取流的速度受工作年限内，接触网设备的安装,运行和维护费用应尽接触网波动速度的影响和制约,当二者不匹配时，受流可能低，部件应可靠，基本能达到少维护或免维护。整质量将严重恶化，甚至造成弓网解体。因此，在高速弓个系统应使用防腐保护措施以达到较长的使用寿命，零网系统中，接触网的波动速度成为制约列车高速运行的部件应根据需要便于安装和更换。主要因素之一。受电弓的上下振动和左右摆动直接影响3接触网与受电弓的相互作用到弓网安全和受流质量，对受电弓的这种晃动必须充分考虑。高速电气化铁路不能沿用现有常速下的各种系统。2.2.2高速受流对接触网的基本要求 .在高速领域内的不同速度段，要解决的问题也不尽相高速受流对接触网的要求体现在设计、施工、运同。 高速受流技术是高速电气化铁路关键技术之一，弓营维护方面。大致可分为几何空间要求(限界)、安全网关 系强调接触网与受电弓是- -个整体，研究弓网关系要求(绝缘、防雷、接地)、机电性能要求(载流量、.就是研究两者间的相互作用。稳定性)、动态要求(弓网匹配)、环境要求(电磁兼3.1弓网系统的核心问题容，噪声、动物保护) ,运营维护要求(维护成本、维.(1)振动系统的关系、滑动接触、电能传输的接护方便) 6个方面。触面较小，高速运行下的大电流。(1)对接触网的机械要求。接触网的线索，绞线和(2)弓网关系的几何需求、电气需求、动态需求其他部件所需的强度是对接触网设备的主要机械要求，在之间的相互联系。任何条件下，它们所受的力必须在允许范围以内。3.2 接触网硬点的危害(2)对接触网的电气要求。衡量电气化铁路性能 3.2.1 对机车的危害的一个重要标准就是对接触网系统载流量的限制，与一(1)接触网硬点会造成受电弓离线率增大，加速般电力架空配电线路相比，接触网发生短路的情况较为受电弓的电磨耗， 臧少受电弓的使用寿命。频繁，其短路载流量也是一个决定因素。(2)受电弓高速运行时接触网硬点会对受电弓产生在高密度运输系统中，接触网网络电压在任何工冲击力， 冲击力的大小和受电弓的运行速度成正比。当冲作环境下都应保持在额定范围内。为了将相对频繁发生击力超过--定数量时会造成受电弓损坏，轻者造成机车故的故障对铁路运行的影响降到最低程度，必须将接触网障;重者造成弓网故障而对接触网造成大面积破坏。设备分成独立的供电臂，采取适当保护措施避免人员触(3)京秦客运通道运行的Z字头特快列车生活用电电。尽力减小诸如谐波、不对称等对公共电网的不良影将 由接触网供电，弓网关系的好坏直接影响列车上各种响，降低接触网的电压、电流通过电感、电容和电耦合用电生 活设施的稳定。对邻近弱电线路的干扰。在正常运行和故障条件下产生3.2.2 对接触 网设备的影响的钢轨对大地的电压不能超过允许范围。(1)接触网硬点会造成受电弓离线产生电弧，加(3)对接触网的环境要求。接触网系统必须在一速 接触导线的电磨耗，降低接触导线使用寿命。定的环境温度内工作，极端情况下的风荷载不应造成接(2)列车高速运行时，受电弓在硬点处的冲击力触网设备本身的损坏。在确定零部件的电气性能指标和较大，会出现较大电弧烧伤甚至烧断接触线，造成接触高速电气化铁路弓网关系郭奇章研究与探讨网断线、塌网大事故。(1)导线坡度不均匀，坡度超过2%o造成的硬点。3.3造成接触网硬点的原因分析(2)两支接触导线的张力不均匀，在始触点处弹3.3.1接触 网顺坡不好造成的硬点性差异大，造成线岔处硬点。通过分析检测车的检测结果，发现有62%的接触网3.4.2 消除接触网硬点的方案硬点是由接触网导线坡度超过2%造成的。按《秦沈客(1)传统测量工具落后，测量精度低，整体吊弦运专线电力牵引供电施工暂行规定》和铁道部相关文件的误差 只有正负1.5 mm，而两个吊弦间的高差也只有几要求，200km区段接触网最大坡度不大于1%0，160km区毫米， 所以现在普遍采用的绝缘测杆已不能适用高速区段最大坡度不大于2%0。段对接触悬挂的测量。为适应高速区段接触悬挂测量的坡度超过标准的原因主要有以下几个方面:需要，所属接触网工区应配备接触网光学测量仪或更加(1)由于整体吊弦制作工艺不过关，整体吊弦制作先进的测 量仪器并将测量精度控制在微米级。误差超标,造成相邻吊弦高差过大.使接触线坡度不能满(2)根据硬点情况对每个吊弦处进行测量，测量足要求(整体吊弦制作长度误差不超过正负1.5 mm)。出精确数据后计算整体吊弦长度，为确保加工精度建议(2)相邻跨距之间由于接触悬挂金具安装精度整体吊弦由 T厂车间加I完成。这样才能保证调整出的低，误差超过规定标准，造成相邻定位点高差过大,坡接触悬挂符合规定, 不出现硬点。度不能满足要求。(3)京秦线丰润一燕郊段很多补偿装置不是新安3.3.2线岔处的硬点 .装的，甚至侧线还有部分老型号补偿器，应对京秦线所两支接触导线的张力不均匀，在始触点处弹性差异有 侧线补偿器进行查验，更换和正线补偿器传动效率相大，造成线岔处硬点。同的补偿器，确保线岔处两支接触导线的张力均匀，消3.3.3锚段关节、 分相绝緣器处的硬点除线岔处硬点。. (1)锚段关节处非工作支抬高过高，造成局部导(4)调整锚段关节非工作支与工作支高差，使之高变化过大，形成硬点;符合规定。调整转换柱、中心柱腕臂偏移时- -定按设计(2)温差变化大造成腕臂偏移超过规定，使锚段给定的温度 偏移曲线调整。关节尺寸变化，形成硬点。4结束语3.3.4中心锚结、 导线接头处的硬点(1)中心锚节处有抬高或比相邻点低，使局部导影响高速电气化铁路弓网关系的因素很多，接触网高超过标准，形成硬点;硬点只是影响因素之-。解决好这一一问题，对改善弓网(2)中心锚结线夹安装偏，形成硬点;关系，提高供电质量，提高列车运行速度至关重要。随(3)导线有硬弯.对受电弓造成冲击，形成硬点;着铁路的飞速发展，高速电气化铁路速度的不断提高，(4)导线接头处接头线夹的偏移和接触悬挂在此 还会遇到弓网关系的新问题，提出新的研究课题。重量的变化都会形成硬点，使受电弓受到冲击，影响受电弓的受流质量。参考文献.3.3.5工务线路质量不良造成的硬点[1] 建技[2001] 56号秦沈客运专线电力牵引供电施工工务线路质量不良会增加机车的抖动，直接影响受暂行规定[S]，20103.4 影晌京秦线弓网关系的主要原因及改善接触网弓网关系的方案3.4.1影响京秦线弓网关系的主要原 因通过以上分析，结合京秦线实际情况，认为影响京责任编辑陈晓云秦线机车受电弓受流质量主要有以下原因:收稿日期2012-03-30