高速铁路接触网检修初探

冯润亮

摘要：本文从运营检修角度出发，就如何保证高速接触网运行质量进行了初步探讨，并提出了建议方案，对指导高速接触网实际运行维护工作起到一定的借鉴作用。

关键词：接触网检修质量参数建议

接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务，是与高速电气化铁路运营最为直接相关的架空设备，其工作环境恶劣，沿线架设且无备用，是整个牵引供电系统最为薄弱的环节。接触网性能的优劣直接决定着电力机车受电弓的受流质量，最终影响列车的运行速度与安全。因此，接触网一直以来被视为高速技术的关键问题而受到格外关注。下面从运营检修角度出发，就如何保证接触网运行质量进行初步探讨：

一、接触悬挂的弹性

接触悬挂的弹性是高速铁路接触网运行十分重要的两大特性（弹性和稳定性）之一。而弹性的大小和不均匀程度能形成硬点、较大的冲击力、弓网离线等，严重影响着电力机车受电弓的取流。受电弓一经离线即产生类似电焊的火花，接触线温度骤然升高，从而影响接触线的弯曲应力，长期如此，必将导致接触网断线事故发生。因此在接触网的检修中应充分考虑其静态弹性的大小和不均匀程度。

1、静态弹性：

在接触网静止状态下，对接触网由下向上施加力，接触线的抬升量与施加力之比即为该点的弹性，其计算公式为Um=△y/f（mm/N），由上述公式可知，在恒定施加力情况下，接触线的抬升量越小，弹性越小，受电弓滑动接触效果越好，所以每一处的弹性不宜过大。

静态弹性的最大值应该是在施加力为7kN时抬升量不宜超过50mm.

2、弹性不均匀程度：

弹性不均匀程度可表示为：U=（Umax—Umin）/（Umax+Umin）×100%，它是衡量弓网关系的重要参数之一，在检修中，应该有意识地进行测量计算。借助弹簧秤、接触网激光测量仪等工具对一个跨距两侧的定位点及该跨距内每个吊弦处的弹性进行测量计算，利用以上公式计算每个跨距的弹性不均匀程度；查阅有关资料可知，当弹性不均匀度小于10%时，宜适合高速铁路接触网运行。比如京广线汤阴站34号为线岔柱定位，结构高度较小，弹性较小，而36号软横跨和32号软横跨在定位点处弹性较大，因而高速机车通过时，在此段形成了硬点。

3、改善接触网弹性不均匀度的办法：

在既有线路上，可通过调整结构高度、吊弦间距、调整限位定位器的指钉间隙等办法改善接触网的弹性；吊弦的分布原则是使其在跨中的点间距小，在距定位点处间距大。

建议：应增加对每个跨距或至少增加岔区、锚段关节、中锚等处的弹性不均匀度和定位点、吊弦处的弹性的具体量化数值的检测并及时进行调整。

二、接触悬挂的稳定性

高速机车要求接触悬挂具有良好的稳定性，接触悬挂的稳定性在既有线路上取决于接触线成“之”字形的布置、“之”字值的交替方向，承力索与接触线的相对位置以及接触悬挂的张力。

在接触网的检修中，直线处的“之”字值不得为零，之”字形的方向应交替布置；承力索在曲线处要按规定布置，不得布置在曲内；定位器、腕臂不得出现反偏现象，否则，接触悬挂的张力将有所改变。例如京广线广武站108号定位点处“之”字值几乎为零，方向向田野侧，106号定位点处的“之”字值方向也向田野侧，所以高速机车通过时，广武站106号定位点处为硬点，而且有离线现象发生。

三、预留驰度

接触网在一个跨距中应调整到有一定的正驰度状态，禁止有负驰度，尤其要禁止一个跨距的接触线线坡与机车运行方向相反。因为接触线沿跨距的弹性是不均匀的，接触网跨距中间部位的弹性比定位点部位的弹性大，受电弓在跨距中心位置抬升接触线的程度比其两侧的定位点处高，跨中预留一定的正驰度可以使受电弓的运行轨迹趋于平缓，从而改善受电弓的取流状况。

预留驰度的大小与跨距、机车运行速度、弹性不均匀度等有关，当弹性不均匀度小于10%时，不需要预留驰度；当弹性不均匀度大于10%时，其预留驰度大约为跨距长度的0.5‰左右。

例如京广线柏庄至安阳区间， 129号定位点至131号定位点（单号排列），检测该段接触导线的6个悬吊位置的高度分别是6016 mm、6027 mm、6024 mm、6017 mm、6024 mm、6011 mm。即129号～131号定位点间，由于其跨距调整存在负驰度现象，致使高速机车通过该接触网跨距时形成硬点。

四、接触网的波动传播速度

波动传播速度随着接触线和承力索的综合张力的增加而提高，随着接触线、承力索的线密度之和的增大而加大，这就要求在接触网的检修中，调整定位器、定位管、腕臂等应根据现场的气温进行调整，如果臆测调整，势必造成其不随温度的变化而偏移，甚至出现反偏现象，最终导致整锚段的线索张力改变，从而改变接触网的波动传播速度。同时高速机车要求补偿装置必须具备补偿灵活、补偿范围大、传动效率高等特性。

当机车运行速度接近接触网的波动传播速度时，受电弓的取流情况异常恶劣。

当观察高速机车通过时，发现某处的吊弦瞬间松弛，在排除吊弦不合格的情况下，判断是由于接触线的振波而导致此处吊弦松弛。此时应重点观察记录该区域内的定位器、腕臂等零部件不随温度变化而变化的异常偏移现象。

五、接触压力

平均接触压力和最大接触压力随机车速度的提高而增加，最小接触压力随机车速度的提高而减少；接触压力不宜过大或过小，否则，可能会影响受电弓取流和损伤接触线。

导致一个跨距的接触压力过大或过小的原因有：相邻定位点的导线高度相差较大，弹性不均匀度较差，该处的弹性过大或过小等。此外，由于检调不按标准进行，导致接触线，特别是承力索的张力增加，使得接触压力的增加量大于高速机车通过时对接触线冲击所产生压力的增加量。因此，按照安装曲线图调整接触悬挂各部件的偏移，使之根据气温的变化而有规律的偏移尤为重要。

因此，在检修中，以下参数尤其重要：相邻吊弦的高差、相邻定位点（线坡）高差、定位点处坡度的变化、跨距的弹性不均匀度及各点的弹性、预留驰度、悬挂各部的偏移，线索的稳定性、线索的材质及补偿器的灵活性等。

六、接触网的电气连接回路

高速接触网的设立，其目的就是为了使高速电力机车更顺利的获取电能，因此，接触网的电气性能的好坏，将直接影响到机车的正常运行。在实际检修作业中，往往只注重接触网的机械参数，如接触导线的拉出值、高度、线岔位置等等，而忽视接触网设备的电气连接部分，尤其是对不同材质的零部件相互连接出现的问题认识不到位。高速机车的牵引功率大，流经接触网设备的电流也很大，这就要求接触网的零部件相互连接时应尽量采用同一材质，从而减少其过渡电阻，使其具有良好的导电性能。否则长期运行，将导致接触网零部件烧损。例如，京广线安阳至郑州段接触网铝包钢型承力索区段的电连接，特别是起主导电回路的电连接有些使用的是铜并钩线夹，由于铜铝两种材质的零件直接连接时，其接触面易产生化学腐蚀，已不同程度呈现接触不良现象，建议尽快改为铜铝过渡线夹。

以上仅对高速接触网设备的几个需要重点关注的方面进行了探讨，接触网结构复杂，影响机车受电弓取流的因素还有很多，比如接触网的结构形式，接触导线本身的制做工艺及磨损程度，地面轨道的平顺性等等，还需要我们做更细致的工作，才能确保接触网设备的安全、可靠、畅通。

参考文献：

【1】于万聚·高速电气化铁路接触网西南交通大学出版社2003年 5月

【2】龚顺利·既有接触网提速改造电气化铁道2004年1月

【3】杨振华·浅谈弹性悬挂接触网技术维普资讯 2006年 1月

【4】中华人民共和国行业标准·高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准中国铁道出版社2011年4月