1、高速铁路接触网的概念
随着社会的发展, 将要建成大批高速铁路形成高铁网, 而高速铁路接触网是驱动电力机车动力的一种特殊的供电模式。高速铁路接触网的组成部分主要由接触悬挂、支持装置、定位装置以及基础部分组合而成。其中这些部件又由多个小的部件组合而成, 例如接触悬挂就包含了承力索、吊弦、接触线等多种配件。高速铁路网主要是通过腕臂将接触悬挂架设在支柱上, 通过接触装置为电力机车提供所需要的电力动力。
高铁牵引供电系统包括架空接触网、牵引变电所、回流回路。我国采用AT (自耦变压器) 供电方式。在高速铁路上设置变电所来为整个高速铁路接触线提供所需要的电能。当列车通过接触装置从架空导线中获取电能来驱动列车的快速行驶。对于整个高速电气化铁路运行过程中, 保证运行安全的主要核心就是受电弓/接触网 (简称弓网) , 弓网系统自身性能的好坏, 直接影响着高速列车的安全运行。目前, 高速电气化铁路接触网线岔的布置方式分为交叉式线岔和无交叉式线岔两种。
2、高铁接触网无交叉式线岔
在高速电气化铁路的系统中, 无交叉式线岔的运用主要是为了保证高铁的安全正常运行, 在实际应用中是保证机车受电正位和反位控制来实现绞车接触。无交叉线岔与交叉线岔相比来说, 线岔是没有交点的, 道岔处两支接触悬挂在空间上是分开的。因此, 无交叉线岔的安装与调整是很麻烦的, 因为它不仅要满足高速电气化铁路的运行要求与安全稳定, 还能够使机车经过线岔时拥有稳定良好的受流优越性。
无交叉式线岔相对于有交叉线岔来说, 其自身的优点更多。首先因为正线与侧线这两组接触线不会相交接触, 从而这二者之间没有相应的接触设施, 避免了因为一些设备交差造成的损坏性, 并且还能够提高接触网的自身弹性与均匀性。还可以保证高速电气化铁路的安全稳定性。
3、高速铁路接触网无交叉线岔的设计
3.1. 高速铁路无交叉式线岔的工作机理
所谓的无交叉式线岔, 主要是在道岔的悬挂处, 正线与侧线不会相交, 安全稳定实现道闸的作用。
3.1.1、电力机车正线通过工作原理
当电力机车从正线通过时, 受电弓与正线的接触线发生了接触。机车行驶相应的范围之内时, 电力机车受电弓会与接触线之间进行接触, 这样因为电位的抬升而产生了高度的变化, 正线被抬高。同时交叉的吊弦开始作用, 将侧线的接触线拉高。侧线的接触线在不断的抬高, 当侧线接触线被抬高的高度大于受电弓的高度时, 受电弓又会和侧线接触线相分离, 这样的话受电弓就会在正线的接触线上滑行。从而使得机车的受电弓在同时受到正线与侧线的接触线接触时可以平滑快速的通过, 不会给高速电气化铁路的运行速度带来影响。
3.1.2 电力机车从侧线驶入正线的工作机理
当机车从侧线进入正线时, 由于机车运行速度不是很高, 受电弓的摆动量和抬升量都不是很高。受电弓进入接触范围内时, 并且随着机车的前进使得受电弓逐渐爬到正线的接触线上, 侧线接触线被不断抬高而与受电弓逐渐脱离, 此时, 电力机车开始由侧线进入正线行驶。
3.1.3 电力机车从正线驶入侧线的工作机理
当机车从正线驶入侧线时, 随着机车的逐渐前行, 侧线接触线的高度在逐渐降低, 当侧线接触线降低到某一个高度时受电弓开始与侧线的接触线接触, 同时脱离正线的接触线在侧线接触线上平滑前行。
3.2. 无交叉线岔的平面布置
无交叉线岔的主要特点就是平面布置非常重要, 在实际施工中, 首先对接触线的高度要求很高, 不同的高度差会产生不同的交叉后果和电位变化, 因此在设置中需要对数据进行精准计算, 控制机车运行速度, 做好受电弓的摆动和计算, 同时也要注意及时调整接触线的抬高量, 尽量做好平面布置的相关安排。无交叉式线岔的道岔处接触网的平面布置主要有以下几个原则:
3.2.1、开始位置
道岔处的接触网的布置应该从“始触点”开始, 然后一直到正线和侧线两支接触线的交叉点结束。在平面布置的时候, 应该注意两支接触线的位置都应该位于两股中线之间, 且间距要尽可能的小, 以此来减少钻弓的现象发生。
3.2.2、大小
在布置的时候需要对大小进行合理调整。
3.2.3、高度
高度控制也需要经过精密的计算, 以此来减少高度问题带来的不便。
3.2.4、距离
距离指的是交叉点与道岔柱之间的距离, 在进行平面布置的时候要将这个距离尽可能的远。
4、高速铁路接触网无交叉式线岔的施工:
4.1、线路检查
在施工之前, 首先应该检查线路是否符合设计要求, 在检查的时候可以使用激光测量仪。
4.2、装配检查
若线路符合设计的要求, 接下来就应该是检查接触网的各装配以及它们的要求, 同时还应该注意材料是否完好, 有无磨损现象。
4.3、技术参数检查
在平面装置前最重要的一步就是对于无交叉式线岔的各个技术参数的检查了。工作人员利用激光测量仪, 通过对实地的考察, 检查每个点的技术参数是否符合要求。
4.4、平面布置
检查完成后, 就可以开始进行平面布置了, 根据设计从“始触点”开始对无交叉式线岔的接触网进行逐步的布置。在布置的过程中, 要注意正线与侧线不能接触, 所有的接触线的弹性都应该比较好, 没有硬点, 符合高铁的运行要求。
4.5、调整
布置完成后, 要开始对线岔进行调整, 保证施工质量的可靠性与稳定性。
4.6、模拟冷滑
线岔调整好后, 用激光测距仪测量正线导高, 拉出值。并且通过将测量侧线与接触线的拉出值和对正线接触线的抬高量进行设定, 并且准确的检查两者等高区范围内的接触线是否等高。此外还要保证交叉吊弦的安装符合相应的安装施工标准, 只有当各项数据都符合施工要求后, 才能够进行模拟受电弓冷滑, 从而确保不会出现打弓、钻弓及刮弓等现象。
5、以济青高铁18号无交叉式线岔为例来说明施工技术和工艺:
5.1、设计标准
下面我们通过对国家“四纵四横”快速铁路网中的济青高铁进行分析研究, 济青高铁是青太客运专线的重要组成部分, 线路正线全长为307.9公里, 设计最快时速为350公里/小时。为了能够满足高铁运行的各项要求, 其正线设计为全补偿弹性链型悬挂, 而在正线与侧线连接的接触网, 将其设计为18号无交叉线岔。
济青高铁设计过程中对于道岔定位时需要保证A柱与岔后方向的理论距离值为25米, 即保证在道岔开口不小于1320mm处。其中接触线正线设计导高5300mm, 侧线导高5300mm。接触线的拉出值分别为正线150mm, 以及侧线150mm。而道岔定位时B柱的理论距离为岔心的15m, 线间距需要保持为110mm。其接触线正线导高5300mm, 侧线导高5420mm。而接触线的拉出值则分别为正线-400mm, 以及侧线-1100mm。此外, C柱距离B柱正常跨距, 接触线正线设计导高5300mm, 侧线导高5800mm。图1为整体平面布置图。
5.2、线岔调整
在进行线岔调整之前, 我们必须要确保两支承导线已经架设到位, 并且其自身的线索张力满足设计标准。必须要保证其棘轮补偿传动灵活, 不会出现卡滞、偏磨的现象。并且接触线的腕臂位置, 需要我们根据腕臂偏移的距离按其施工表调整到位, 从而保证分断绝缘器和电连接安装正确。
5.2.1、确定拉出值
当我们确定拉出值过程时, 首先将A柱的正线拉出值进行调整, 当拉出值调整到150mm时, 其误差需要控制在±30mm, 而侧线拉出值调整到150mm时, 需要控制其误差满足±30mm的要求。其次在进行B柱正线拉出值的调整时, 需要保证当拉出值为-400mm时, 其误差控制在±30mm以内, 并且需要将侧线拉出值控制在1050~1150mm间的可调范围。此外, 在进行C柱正线拉出值的调整时, 需要保证当拉出值为200mm时, 误差控制在±30mm内。因为C柱侧线为非支, 我们需要根据具体的受力情况将其拉出值控制在600~800mm的可调范围内。进行拉出值的调整时, 必须要严格控制A柱和B柱的拉出值, 这样能够有效的保证在受电弓从侧线到正线的平稳过渡, 避免了机车在正线高速通过时出现脱弓和触及侧线接触线的隐患。
5.2.2、确定无交叉式线岔“三区”
无交叉线岔自身具有两个始触区和一个等高区, 因此我们在施工过程中, 必须要根据设计要求将正线接触线与侧线线路中心的距离以及侧线接触线与正线线路中心的距离进行控制, 其中标准受电弓的宽度为1950mm, 需要保证其在受电弓中心的始触区范围600~1050mm内, 不能够安装除了吊弦以外的任何设备零件。对于机车从正线进侧线始触区时, 首先需要我们保证列车安全的从正线上完成到侧线接触线的过渡, 需要保证测量侧线接触线对侧线线路中心位置的拉出值在600~1050mm的可调范围, 即为始触区范围, 约18米。而当机车从侧线进正线始触区时, 我们必须要保证列车安全的从侧线上完成到正线接触线的过渡, 而这时正线接触线对侧线线路中心位置的拉出值为600~1050mm, 即为始触区范围约8米。此外, 在两始触区之间的等高区内, 约3米, 必须要保证两接触线等高, 从而使列车在运行中保证受电弓平滑过渡。图2为18号无交叉式线岔“三区”示意图。
5.2.3、调整接触线高度
当我们将拉出值调整到正确的范围后, 需要我们对接触线的高度进行调整。首先, 必须要保证正线接触线的高度与中间柱接触线的高度一致, 并且需要满足和相邻跨接触线高度的高差要求。其次, 当满足各项要求后, 我们还需要根据正线的接触高度进行侧线接触线的高度调整工作。根据之前确定的等高区域进行接触线的调整, 然后依次进行B柱方向接触线调整, 然后根据B柱的距离以及侧线接触线的变化规律, 进行相应设计标准的调整。而从等高区向A柱方向将侧线接触线的高度进行调整, 从而保证侧线接触线比正线接触线高度降低。当列车从侧线进入正线始触区时, 必须要保证侧线接触线高度比正线接触线高度低0~20mm范围内, 这样才能够真正的保证受电弓在运行过程中顺利的从侧线接触区过渡到等高区, 然后当顺利的进入等高区后, 侧线接触线有以4/1000的坡度开始进行抬高, 从而实现受电弓将逐步脱离侧线接触悬挂, 并且平滑的过渡到正线接触线上。
6、结语:
在高速铁路应用广泛的当下, 无交叉式线岔的作用非常明显, 它影响到了接触网建设的质量。同时也关系到了高速铁路安全运行。为了我国铁路行业的发展, 也为了乘车人员的安全, 我们应该在无交叉式线岔的施工过程中保持严谨的态度, 争取每一个环节都必须达到设计要求, 实现高可靠性、高安全性的接触网线岔施工, 保证机车的高速稳定运行。
摘要：我国经济的发展推动了交通的发展, 尤其是高速铁路的建设让遥远的两个城市可以快速到达。我国正在应用的高速铁路接触网无交叉式线岔, 实现了正线和侧线两支接触线既不相交、也不接触, 提高了接触悬挂的弹性, 保证了旅客列车安全和高速运行。
关键词：接触网,无交叉式线岔,施工技术与工艺
参考文献
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