電氣化鐵路接觸網性能的改進與應用

關志亭

中鐵電氣化集團三公司，河南鄭州 450000

隨著電氣化鐵路里程的迅速增加，無論是正在建設的電氣化鐵路還是既有鐵路電氣化改造，均說明了電氣化鐵路是中國鐵路發展的最終目標。接觸網性能的不斷改進經受住了鐵路6次大提速的嚴峻考驗，為電氣化鐵路的快速發展起到了保駕護航的作用。

1 電氣化鐵路接觸網簡介

接觸網是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路，擔負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給電力機車使用的重要任務，是電氣化鐵路的主要構架，由支柱與基礎、支持裝置、定位裝置、補償裝置、接觸懸掛幾部分組成。接觸網的特殊性主要表現在露天設置，對氣候變化敏感、無備用性、機電復合性、負荷的不確定性和移動性。由于這些特殊性，接觸網故障復雜而頻發。因此，接觸網性能的優劣直接決定著電力機車受電弓的受流質量，影響著電氣化鐵道的運輸能力和運輸安全，改進電氣化鐵路接觸網的性能是這次攻堅的主要課題。

2 改進支柱與基礎

在電氣化鐵路運營中，接觸網支柱基礎長期遭受列車載荷的反復作用，由于電氣化鐵路改造時受技術條件、經濟條件、施工質量與工藝標準的限制和影響，接觸網支柱基礎存在著一些影響安全供電的潛在隱患，支柱基礎是接觸網的根基，根基是否牢固嚴重威脅著電氣化鐵路的運輸安全。針對存在的安全隱患，從不同的角度進行分析，加以改進。

1）對于早期出現的支柱基礎沉陷，采用增加橫臥板數量，在支柱受力的反方向側安裝橫臥板并用漿砌片石進行加固；如因土質松軟造成支柱基礎沉陷，可以在支柱四周基礎面以下1.2m處開始澆注鋼筋混凝土進行支柱穩固，以防支柱基礎的繼續沉陷；在支柱基礎下沉量大的情況下，必須采用穩固支柱基礎底部的措施，如更換土質，可采用生石灰磨粉、C425水泥、中粗河沙結合的改性材料，作為基坑底部填充材料，形成具有一定強度、整體性好、水穩定性好的支柱基礎基底。

2）加固支柱基礎周圍空洞及邊坡滑塌的方法：在支柱基礎表面鋪砌干砌片石,或用三七灰土封閉支柱基礎周圍；用漿砌300mm厚片石的方法進行邊坡表面加固；在支柱基礎表面周圍設置排水設施，排走支柱基礎周圍積水。

3 改進補償裝置

接觸網補償裝置是為了保證接觸網彈性和減少接觸線的弛度，隨著溫度的變化而自行調節，使接觸網的張力保持相對穩定，一般設置在錨段的兩端。補償滑輪組一般由滑輪、滑輪框架、補償繩、楔形線夾等組成。

補償裝置性能的優劣直接影響到接觸網設備的安全，主要表現在：由于溫差較大補償裝置無法滿足接觸網線索伸縮的要求；墜砣卡滯使補償裝置失去作用，容易造成斷線事故的發生；由于沒有嚴格按照施工工藝進行安裝，容易形成補償滑繩偏磨現象的發生，造成補償繩斷股，影響到接觸網設備安全和鐵路運輸的安全。根據既有電氣化鐵路設備的現狀以及運輸能力采取不同的改進措施，以滿足鐵路運營要求。

1）既有補償滑輪采用球軸承結構，注油后潤滑效果好滾動摩擦力小。所以，新滑輪組的傳動效率高，但由于補償滑輪組安裝在野外，其軸承中的潤滑油在低速下難形成油膜，而且長時間后會干涸，滑輪傳動效率約為86%，遠低于TB／1r 2075.37—2002標準：補償墜砣上升時效率：i＞97%；補償墜砣下降時效率：i＞98%標準的要求。對于高速、大張力接觸網已遠遠不能滿足要求，會使整個接觸網的彈性變差、使機車受電弓的離線率增大.嚴重影響受電弓的受流質量。采用了新型的免維護補償滑輪，滑輪組是采用軸套結構.不需要注油。其特點是：傳動效率略低于有油軸承，但很穩定，尤其是在目前這種野外工作環境下，傳動效率下降很少，已經被大量的采用。

2）為了減少接觸網斷線事故的發生，棘輪補償裝置正在被廣泛的應用到高速電氣化鐵路中。 補償棘輪主要由棘輪輪體、楔子、棘輪軸、棘輪支架、連接架、補償繩及平衡輪等組成，補償棘輪與補償滑輪組相比，其最大優點是具有斷線制動功能，可以縮小事故范圍，便于搶修恢復。

4 改進接觸懸掛彈性

接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索以及連接零件。接觸懸掛通過支持裝置架設在支柱上,其功能是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機車。接觸懸掛的彈性是接觸網質量優劣的主要標志，通過不斷改善接觸懸掛的彈性，使受電弓高質量地取流，從而提高電力機車的運行速度。

改善接觸懸掛的彈性性能，重點應在于提高定位點、分段分相絕緣器、線岔等處的彈性，同時盡量使全線接觸懸掛的彈性均勻一致。將簡單鏈形懸掛改為彈性鏈形懸掛，從而使整個跨距內彈性趨于均勻；減輕接觸懸掛的集中重量，采用輕型零件；研制新型高強度的接觸線以提高接觸線和輔助繩索的張力等都是改善接觸懸掛彈性的重要措施和手段。

通過對電氣化鐵路的提速改造，接觸網結構和零部件得到很大的改進，從而改善了弓網關系和受流關系，提高了接觸網的運行質量和安全可靠性，為高速發展的電氣化鐵路建設事業提供了有力保障。

[1]楊廣英.幾種常用接觸網補償裝置的補償性能對比.研究與交流,2008.

[2]王志雄.淺談提高接觸網性能的措施[J].今日科苑,2009.

[3]楊振華.淺談彈性懸掛接觸網技術.維普資訊,2006.