接触导线张力卸载施工方法的研究

摘要:针对采用接触导线张力卸载的方法来平衡接触导线磨耗现象,以京沪高速铁路先导段张力卸载为例,从接触导线张力卸载引起的调整工程内容、施工前的准备工作和施工工艺几个方面进行了研究。

关键词:接触导线 张力卸载 京沪高速

Abstract:Aiming at taking the measure of unloading contact wire tension to balance the contact wire wearing,this article carries out research in the aspects such as OCS adjustment work,preparation before construction and construction workmanship that are occurred by the tension unloading of contact wire.

Key Words:Contact wire,Tension unloading,Jinghu high speed railway

引言

接触导线的张力对高速接触网特性有着决定性的影响。从接触网波传播速度的计算公式(C=3.6*/mj,其中:C—波传播速(km/h);Fj—接触导线的张力(kN);mj—接触导线的单位质量(kg/m))可以看出:接触网波的传播速度与接触导线张力及单位质量有关。在接触网运营过程中,受电弓与接触线是一种动态接触,受电弓与接触线之间存在机械磨耗及电气磨耗,随着磨耗增加,接触导线单位质量降低,在接触导线张力

固定的条件下,其波传播速度逐渐增大,接触网的动态特性看似得到了改善,但是这种改善是以牺牲接触网的安全性为代价的。目前的解决方案是降低接触导线的张力,以确保接触网的安全性。假设波传播速度固定不变,随着磨耗的增加,对接触导线张力的要求应呈下降趋势,利用该项特性,随着接触导线磨耗的变化,可通过卸载接触导线张力的方式来保证允许磨耗下,使接触网的安全系数保持在规定范围之内。

接触导线张力的卸载,会引起接触网调整的工作内容,以下以京沪高速铁路先导段为例,从接触导线张力卸载前的理论计算、调整工程内容、施工前的准备工作和施工工艺几个方面进行了阐述。

1 京沪先导段接触网张力卸载说明

根据京沪高铁先导段接触导线的张力分布,上行350km/h区段张力为31.5kN,380km/h区段张力有31.5kN、34kN、37kN三种;下行350km/h区段张力有31.5kN、34kN、37kN三种,380km/h区段张力有34kN、37kN、40kN三种。

为便于运营管理,京沪高铁先导段40kN和37kN的接触导线张力要求降至34kN,与先导段以外的接触网张力体系保持一致。

2 张力卸载导致接触网系统变化的理论计算

接触导线的张力卸载,会因接触导线正应力的减小而变短,即导致吊弦、定位器偏向中心锚结方向。由于接触导线的设计张力均在弹性变形范围内,应力与应变量成正比,根据金属材料的力学性能,适用于胡克定律。吊弦、定位器的偏移距离计算如下:

公式中:

ΔL(mm):接触导线因正应力变化而产生的应变量(即伸缩量); L (m):吊弦距中心锚结处的纵向距离(沿线路); T (kg/f):接触导线的张力差;

E (kg/mm2):接触导线的弹性模量,即纵向伸长系数; F (mm3):接触导线的截面积。

注:计算时,T取40～34kN的差值,得出值为偏移距离。

3 张力卸载的工程内容

由于接触导线的张力发生变化,将导致导线长度必然随之变化,相

应引起接触导线高度、定位器坡度发生变化,吊弦发生偏斜等。因此,由接触导线张力卸载导致接触网主要工程内容如下:

(1)调整定位装置状态,使导线高度、定位器坡度、定位器限位间隙、定位器顺线路方向的偏移等满足接触导线张力卸载后的技术要求。

(2)调整吊弦状态,使之处于竖直状态。 (3)更换部分吊弦。 (4)更换电连接。

(5)更换电分相处的开关引线。

(6)更换变电所、分区所、AT所供电线上网点处的开关引线。 (7)调整张力补偿装置的状态,减少坠砣数量,调整a值(棘轮与平衡轮的中心距离)和b值(坠砣底面距地面间的距离),更换补偿绳和调整接触悬挂下锚用绝缘子串(使承力索、接触导线下锚绝缘子串对齐)。

(8)调整绝缘关节卡绝缘处绝缘子串(使承力索、接触线下锚绝缘子串对齐)。

4 张力卸载前的准备工作

(1)施工前应进行样板示范,选取直线、曲线各一个锚段,先用激光测量仪测出几跨吊弦和定位点处的导高和拉出值(曲直、正反分开),并做好记录,作为与理论计算比较的依据,为全面卸载工作的开展提供参考数据。

(2)由于关节处吊弦的计算考虑了导线的张力,因此关节处吊弦悬挂点的导高应全部测量,并做好记录。

(3)起、落锚两端坠砣减重工作应同时进行,严禁分别减重,以免中锚偏斜,完成后应检测中心锚结是否在设计位置、是否满足设计要求,否则应进行调整(主要检测两边中心锚结线的张力是否相等)。

(4)由于导线张力变化会引起吊弦、定位器的位置偏移,在下锚处影响最大,可提前将下锚区域的定位器提前拆掉,曲线区段可采用滑轮拉住。

5 施工工艺

接触导线张力卸载及相应接触网调整必须以锚段为单位。当一个锚段的张力卸载,且接触网调整到位后,才可以进行下一个锚段的作业(图1)。

(1)减坠砣前的准备工作

①现场检查,检查卸载锚段的下锚拉线、中心锚结及下锚补偿装置是否正常。

②安装临时工具吊弦。

③依次从两端转换柱向中心锚结方向悬挂工具吊弦,并松开整体吊弦的吊弦线夹,使接触导线悬挂在工具吊弦上。

④依次松开定位线夹,定位器临时固定在定位管上,依照计算数据调整定位管在斜腕臂上的安装位置及坡度。

⑤卸下电连接线夹和开关引线。 (2)减少下锚坠砣

使用对讲设备,保证同一锚段两端减少下锚坠砣的操作同时进行,当两端各减少一块坠砣后,观察接触悬挂及下锚补偿装置是否稳定,然后,再按同样的方法依次操作,直至坠砣重量满足113.3kg,即接触导线张力卸载至34kN为止。

(3)接触悬挂调整

①安装定位器,从中心锚结开始,向两端依次安装定位器。 ②安装吊弦,从中心锚结开始,向两端依次固定吊弦。 ③安装电连接及开关引线。

④调整下锚处的a、b值,接触导线长度不满足时,应在接触导线终端线夹和下锚绝缘子间加装连接件。

(4)复检

悬挂调整完毕后,应重新进行一次无接触式检测,以保证系统调整完成的彻底性。

6 结语

本文详细讲述了接触导线张力卸载及由张力变化引起的接触网调整的方法,为既有接触网运营线,采取接触导线张力卸载方法来平衡接触导线磨耗现象,提供了充分的实践依据。