本文格式为Word版,下载可任意编辑第三章 高速铁路接触网悬挂形式 第三章 高速铁路接触网悬挂形式 第一节 高速铁路接触网悬挂形式 接触悬挂形式是指接触网的根本布局形式,它反映了接触网的空间布局和几何尺寸不同的悬挂形式,在工程造价、受流性能、安好性能上均有区别,另外,对接触网的设计、施工和运营维护也有不同的要求对高速接触网悬挂形式的要求是:受流性能得志高速铁路的运营要求、安好稳当、布局简朴、修理便当、工程造价低 世界上进展高速铁路的主要国家如:日本、德国、法国的高速接触网悬挂形式是在不断提升中进展起来的,主要有三种悬挂形式:简朴链形悬挂、弹性链形悬挂、复链形悬挂各国对这三种悬挂形式有不同的熟悉和侧重,根据各自的国情进展自己的悬挂形式日本的高速线路如:东海道新干线、山阳新干线、东北新干线、上越新干线均采用复链形悬挂,近几年来,日本高速铁路又采用了简朴链形悬挂;法国的巴黎一里昂的东南线采用弹性链形悬挂,巴黎一勒芒/图尔的大西洋线采用接触导线带预留弛度的简朴链形悬挂;德国在行车速度低于160 km/h的线路采用简朴链形悬挂,在160 km/h及以上的线路采用弹性链形悬挂。
下面分别介绍简朴链形悬挂、弹性链形悬挂和复链形悬挂三种形式的布局和技术性能 一、 简朴链形悬挂 简朴链型悬挂布局简朴,弹性平匀度较好,接触悬挂稳定性好,施工及运营管理便当,是世界上使用最多的一种悬挂类型我国绝大片面电气化铁路都采用这种悬挂方式布局形式如图3—1所示 1 2 3 图3—1 简朴链型悬挂(1—承力索 2—吊弦 3—接触线) 性能特点:布局简朴、安好稳当、安装调整修理便当,适应于高速受流定位点处弹性小,跨中弹性大,造成受电弓在跨中抬升量大,跨中采用预留弛度,受电弓在跨中的抬升量可降低;定位点处易形成相对硬点,磨耗大假设选择布局形式合理、性能优良的定位器,那么可消释这方面的缺乏 二、 弹性链悬挂 弹性链形悬挂在简朴链型悬挂根基上增加了一根弹性吊索,改善了接触网的弹性不平匀度但布局对比繁杂,弹性吊索安装、调整工作量大在跨距较小时,弹性链形悬挂和简朴链形悬挂弹性平匀性区别不大布局形式如图3—2所示 1 2 3 4 图3—2 弹性链形悬挂 1—弹性吊索 2—承力索 3—吊弦 4—接触线 在布局上,相对于简朴链形悬挂在定位点处装设弹性吊索,主要有两种形式:“π”形和“Y”形。
弹性吊索的材质一般与承力索一致,其线胀系数与承力索相匹配性能特点:布局对比简朴,改善了定位点处的弹性,使得定位点处的弹性与跨中的弹性趋于一致,整个接触网的弹性平匀,受流性能好其缺点是弹性吊索调整修理对比繁杂,定位点处导线抬升量大,对定位器的安装坡度要求也较严格 三、复链型悬挂 复链型悬挂在简朴链型悬挂的根基上增加了一根辅佐承力索,使接触网弹性更加平匀但布局太繁杂,施工及运营维护不便当,事故抢修难度大目前只在日本使用布局形式如图3—3 所示 1 2 3 4 5 图3—3 复链型悬挂 1—承力索 2—吊弦 3—辅佐承力索 4—辅佐吊弦 5—接触线 复链型悬挂在布局上,承力索和接触导线之间加了一根辅佐承力索 性能特点:接触网的张力大,弹性平匀,安装调整繁杂、抗风才能强 总之三种悬挂类型在布局和技术性能方面存在着确定的差异,但理论研究与各国的运营实践都说明,三种悬挂类型均可得志客运专线列车高速运行要求在我国TB10621-2022《高速铁路设计模范》规定高速铁路接触网悬挂类型采用全补偿简朴链形悬挂或全补偿弹性链形悬挂。
双弓或多弓取流时宜采用全补偿弹性链形悬挂这是由于世界各国在确定悬挂类型时,除考虑接触网自身的和弹性不平匀度因素外,对取流受电弓的个数、受电弓的弹性受流的评价标准也是重要的考虑因素,同时,国际上在研发阶段通常采用计算机仿真手段,并结合概括工程及经济技术分析对比后,最终确定其采用何种悬挂类型根据各国的仿真研究及运行结论,在单弓取流条件下,采用全补偿简朴链形悬挂或全补偿弹性链形悬挂均可符合受流要求两者性能几乎相当单弓取流或运输网络通道上的列车分布密度较小的高速线路、跨距相对较小、接触线张力相对较大的接触网系统可采用简朴链型悬挂根据仿真研究和运营阅历说明,弹性链型悬挂和加大张力、减小跨距的简朴链型悬挂(采用全补偿简朴链型悬挂时,需根据仿真结果适当预留跨中弛度)相比,均可取得符合要求的受流效果,适应不同速度的动车组运行但双弓或多弓取流时,弹性链型悬挂具有优良的弹性平匀度,对双弓或多弓运行条件产生的弓网系统振动和导线波动传播均有明显的改善,可延长弓网寿命、改善接触网布局强度因此,双弓或多弓取流时,宜采用弹性链型悬挂,但悬挂类型的设计需结合概括工程处境及经济技术综合分析对比后合理而定 其次节 高速铁路接触网、接触悬挂的技术参数 一、 接触悬挂技术参数的定义 波动传播速度C: (1) 由于受电弓抬升力的作用,引起接触导线的振动,该点的振动传播速度称为波动传播速度。
C与接触导线张力T和线密度ρ的关系如下: C=(T/ρ) 1/2 (3.2.1) 式中:C—波动传播速度 T—接触导线张力 ρ—接触线线密度 (2)无量纲速度:列车运行速度υ与波动传播速度C之比,当列车速度越接近C,即口接近于1时,弓网振动越强烈β与列车运行速度υ与波动传播速度C的关系如下: β= υ/C3.2.2) 式中:C—波动传播速度 β—无量纲速度 υ—列车运行速度 (3)多普勒系数α:是无量纲速度的另一种表达式,α=(C-υ)/(C+υ)υ为列车行驶速度;C为接触线波动传播速度 (4)反射系数:指接触网的振动波在非均质点被反射这些非平匀质点如:吊弦线夹、接头线夹等,反射系数γ用下式表示: γ=﹙ρm×Fm﹚1/2/[﹙ρc×Fc﹚1/2﹢﹙ρm×Fm﹚1/2](3.2.3) 式中:ρm—接触导线的线密度 Fm—接触导线的张力 ρc—承力索的线密度 Fc—承力索的张力 (5)巩固因数:r=γ/α 接触网的振动波在非均质处被反射,被反射回的波形与该物体相向运动,并被持续向前运动的物体以输入能量的方式再次反射回去,波的能量被巩固,巩固因数用下式表示: r=γ/α(3.2.4) 式中:γ—反射系数; α-多普勒系数。
(6)弹性不平匀系数ε:反映一跨内跨中弹性和定位点弹性的差异程度 ε=﹙Emax—Emin﹚/﹙Emax+Emin﹚×l00% (3.2.5) 式中 Emax一跨内最大弹性 Emin一跨内最小弹性 二、高速接触网的主要技术参数 1.导线高度:指接触导线距钢轨面的高度它确实定受多方面的因素制约,如:车辆限界、绝缘距离、车辆和线路振动、施工误差等一般地,高速铁路接触导线的高度比常规电气化铁路的接触导线低,这主要由于: ①高速铁路一般无超级超限列车通过,车辆限界为4 800 mm; ②为了裁减列车空气阻力及空气动态力对受电弓的影响,受电弓的底座沉于机车车顶顶面,受电弓的工作高度较小所以,高速铁路接触导线的高度一般在5 300 mm左右 2.布局高度:指定位点处承力索距接触导线的距离它由所确定的最短吊弦长度抉择的,吊弦长时,当承力索和导线材质不同时,因温度变化引起的吊弦斜度小,使锚段内的张力差小,有利于改善弓网受流特性;长吊弦的另一个优点是高速行车引起的导线振动时,吊弦弯度小,可以裁减疲乏,延长使用寿命我国接触网的布局高度为1.1 - 1.6 m。
3.跨距及拉出僮:取决于线路曲线半径、最大风速和经济因素等考虑安好因素及对受电弓滑板的磨耗,我国高速铁路一般在保证跨中导线及定位点在最大风速下均不超过距受电弓中心300 mm的条件下,确定跨距长度和拉出值的 — 8 —。