基于刚性悬挂接触网设计研究

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1、基于刚性悬挂接触网设计研究　　【摘要】：刚性悬挂接触网的接触线具有无张力、载流量大、施工方便等优点，广泛用于隧道、车站、桥下通道的供电，但在实际运营中，刚性悬挂受电弓及接触线非常容易发生不均匀磨损现象。尤其近年来，随着我国城市轨道交通事业的蓬勃发展，运营速度越来越高，对弓网系统提出了更高要求。鉴于此，本文通过介绍刚性悬挂的形式及安装方式，设计注意点，然后给出了改善道岔位置刚性悬挂弓网关系的优化方案，以期延长接触线和受电弓的使用时间，提高接触网运性的安全性。【关键词】：隧道；铁路；刚性悬挂；接触网设计中图分类号：U45文献标识码：A架空刚性悬挂汇流排系统是城市轨道交通的一种新型供

2、电系统。刚性悬挂的接触网与电力机车顶上面的受电弓相互作用，可以直接影响到机车的受流性能情况，一些学者运用假设模态方法，计算出刚性悬挂接触网的振动微分方程，进一步得出弓网系统的动力方程。下面本文主要分析刚性悬挂接触网的设计情况。刚性悬挂简介8刚性悬挂在国外发展较早，法国、日本以及韩国的高净空隧道、低净空隧道等等各种各样的线路中大量应用了刚性接触网。瑞士的刚性隧道接触网设计速度已是160km/h；奥地利的Sittenberg隧道刚性接触网这一区段已经完成了速度是260km/h的试验；这说明刚性悬挂在速度性能方面的潜力较大。广州地铁二号线是我国第一条采用架空刚性悬挂的地铁线路，目前我

3、国各大城市如上海、南京、杭州、沈阳、成都、西安等纷纷采用刚性悬挂安装模式，城市轨道交通建设已成网络化，部分线路如果广州三号线架空刚性悬挂供电系统运营速度已提高到120km/h，刚性悬挂接触网的弓网关系更是受到业内的广泛关注。悬挂定位的形式及安装方式地铁设计规范中指出悬挂架空的接触网采用T形或者π型汇流排，π汇流排主要利用其弹性夹口加紧接触线，T形汇流排运用的是螺栓、夹板夹紧接触线。π型汇流排已在广州、南京、郑州、深圳等地铁的刚性悬挂接触网中大量应用。目前地铁普遍采用的架空刚性接触网主要由π型汇流排及附件、接触线、绝缘子以及悬吊装置等组成。其定位安装方式有垂直悬挂和悬臂悬挂两种。

4、具体选用哪一种方式，需要依据隧道净空高度与断面情况而定。8一般情况下，地铁DC1500V刚性悬挂接触网运用的是垂直悬挂定位方式，这种方式结构较简单，并且具有较高的可靠性，现在绝大多数地铁的刚性悬挂接触网均采用这种形式，也有两者都采用的。如石化段的几处既有隧道，列车时速度（80-120）km/h，采用了垂直悬挂定位安装方式与悬臂悬挂安装方式。前者运用的是钢焊接底座，在隧道顶部安装，运用四根螺栓来调节接触线的具体空间位置，而后者是在距离受电弓中心线约650mm的隧道顶部安装吊柱，通常用的是高强度瓷质的支柱绝缘子、或者是硅橡胶形绝缘子倾斜方式的悬臂悬挂。在设计过程中需要注意由于隧道净

5、空高度＜6450mm的悬挂定位点较少，当运用悬臂悬挂定位方式，当隧道净空高度＞6700mm时，吊柱的中心线和受电弓中心线距离约是（1085）mm，将前臂该变成汇流排的伸缩旋转形式，运用悬挂定位来调节架确保刚性悬挂的拉出数值，进一步避免悬挂线卡滞汇流排。悬臂旋转腕臂悬挂的这种安装形式是近几年为了适应高速列车运行速度而设计的，在欧洲铁路及我国兰武二线乌鞘岭特长隧道中也均有采用。3.改善刚性悬挂接触网弓网关系的优化方案3.1布置方面：8首先，由于刚性接触网汇流排刚度很大，在设计过程中需要注意其和接触线的平面布置不适合运用柔性接触网那样呈“之”字形，目前我国国内已经建成的刚性悬挂线路其

6、汇流排平面布置通常采用两种形式：其一“C”字型布置，其二和正弦波相似的布置。“C”字型布置，从国内几条线路的运营实际情况看，存在着非常严重的接触线磨耗快、或者受电弓磨耗非常不均匀的问题。因此最近几年来这种方式也慢慢被淘汰。而和正弦波相似的布置方案较为常用，其实正弦波并不是一个完整的正弦波，固然它有波峰、波谷两个重要特点,但是在锚段两端关节位置汇流排拉出数值相对于线路中心约为100mm，但是波峰、波谷的拉出数值只是200mm，整个锚段分布在距离受电弓中心（100-200）mm范围左右，其长度约占整个锚段长度的1/2以上锚段，在这段区域内受电弓滑板的磨耗非常严重，会因为碳滑板表面凹

7、凸不平，进一步导致接触线与受电弓发生不均匀磨耗。其次，车辆经过高速道岔或者关节等各部分时，当受电弓从一支接触线变化转变成另一支接触线时，汇流排产生相应的冲击、振动，让受电弓和接触线不能进行有效可靠的接触，然后产生火花，诱发较严重的电气磨耗、机械磨耗，故需要找出一道岔区最佳弓网的配合关系才可有效解决磨耗难题。针对刚性悬挂平面布置8中出现的问题，可以增大正弦波频率、加大接触线相对于受电弓中心轨迹线斜率，让滑板在有效物流范围内的磨损强度分布均匀，加快滑板和接触线接触点横向位移的速度，不断改变受电弓