鐵路電氣化技術(shù)論文(2)
鐵路電氣化技術(shù)論文篇二
高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)
【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，作為第三產(chǎn)業(yè)的科技也有了飛速的發(fā)展，而高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)作為我國(guó)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要的方面也有了很好的發(fā)展。但隨之而來(lái)的一些問(wèn)題也日益凸顯，如果不能很好的解決這些問(wèn)題，將會(huì)影響高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，也會(huì)給我國(guó)科技水平的前進(jìn)步伐帶來(lái)阻礙。本文基于此對(duì)高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了其中存在的一些問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題
中圖分類號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
鐵路作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在我國(guó)綜合交通運(yùn)輸體系中扮演重要角色。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電氣化鐵路獲得迅速發(fā)展，現(xiàn)已占鐵路運(yùn)量的近50 % 以上。在帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，電氣化鐵路的電網(wǎng)長(zhǎng)期存在的一些問(wèn)題，嚴(yán)重影響公用電網(wǎng)的電能質(zhì)量。隨著電氣化鐵路運(yùn)量的增加，如果這些問(wèn)題如果仍然不能得到及時(shí)治理，其產(chǎn)生的危害將會(huì)更加嚴(yán)重。
高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)
1、隧道內(nèi)接觸網(wǎng)吊柱安裝技術(shù)
高速鐵路隧道內(nèi)采用預(yù)留吊柱槽道方便吊柱安裝的設(shè)計(jì)方法，一方面避免了隧道成形后接觸網(wǎng)專業(yè)打眼施工安裝吊柱破壞隧道整體結(jié)構(gòu)影響隧道的受力問(wèn)題，另一方面也避免了接觸網(wǎng)專業(yè)人員安裝吊柱打眼不方便、安裝位置不準(zhǔn)確的問(wèn)題。隧道吊柱所用槽道在隧道土建施工時(shí)已預(yù)埋，電氣化專業(yè)需做好預(yù)埋配合工作和預(yù)埋后技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查等工作。槽道預(yù)埋的好壞直接影響隧道吊柱安裝的質(zhì)量，對(duì)其預(yù)埋質(zhì)量應(yīng)作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)檢查。
2、基于CPⅢ精測(cè)網(wǎng)的測(cè)量技術(shù)
高速鐵路線路要求軌道安裝具有較高的精度才能確保高速列車的運(yùn)行。施工中，為保證測(cè)量精度，站前單位根據(jù)對(duì)各階段的施工精度要求至少需要進(jìn)行3 次測(cè)量，分別建立CPⅠ、CPⅡ、CPⅢ三級(jí)精確測(cè)量網(wǎng)，其中CPⅠ、CPⅡ?yàn)榫€路工程施工測(cè)量網(wǎng)，而CPⅢ精測(cè)網(wǎng)為無(wú)砟軌道施工用網(wǎng)，為軌道工程提供精確的施工調(diào)整依據(jù)，是線路最終狀態(tài)的重要保證。接觸網(wǎng)工程施工一般情況下以軌道為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量施工，由于高速鐵路建設(shè)的特殊性，接觸網(wǎng)工程支柱裝配施工時(shí)線路還未成形，無(wú)法以未成形的線路作為基準(zhǔn)進(jìn)行上部裝配安裝，必須對(duì)線路軌道設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行預(yù)留測(cè)量以滿足支柱裝配的要求。普速線路施工中利用站前進(jìn)行的中線和高程(水準(zhǔn)點(diǎn))交樁測(cè)量精度較低，已不能滿足高速接觸網(wǎng)的裝配精度要求，為保證接觸網(wǎng)工程具有較高的安裝精度和效率，引進(jìn)了站前CPⅢ精測(cè)網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量。CPⅢ精測(cè)網(wǎng)基點(diǎn)一般每公里約40 個(gè)，上下行各20個(gè)，間距與接觸網(wǎng)支柱跨距基本相同，在路基地段基本與接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)同位置。利用CPⅢ精測(cè)網(wǎng)平面坐標(biāo)值和高程數(shù)據(jù)，將其基點(diǎn)作為接觸網(wǎng)支柱參數(shù)測(cè)量依據(jù)，可分別測(cè)量接觸網(wǎng)支柱限界、基礎(chǔ)面與線路內(nèi)軌面高差、線路超高等參數(shù)，在支柱處標(biāo)出軌面紅線，從而確定支柱(隧道吊柱)腕臂上下底座安裝孔位的準(zhǔn)確性。復(fù)核支柱處軌面高程時(shí)，必須充分考慮支柱處線路是否存在長(zhǎng)短鏈及變坡點(diǎn)處豎曲線半徑對(duì)高程的影響，關(guān)系到整體吊弦安裝后是否能保證接觸線平直并良好受流
高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)存在的問(wèn)題及解決措施
1、高張力問(wèn)題
日本國(guó)鐵在山陽(yáng)新干線上，第一次采用了新型的高張力接觸懸掛。這種接觸懸掛的特點(diǎn)是懸掛的接觸線、承力索等導(dǎo)線的張力皆較同類懸掛高。從基本理論知道，一根兩端加有張力的金屬線，其張力越大，剛度也越大。簡(jiǎn)單懸掛很明顯可以看做是一根兩端在懸掛點(diǎn)處加有張力的金屬線。單鏈形懸掛對(duì)其除跨距兩端附近的中間部分來(lái)說(shuō)，可在一定程度的近似下看做是一條兩端在懸掛點(diǎn)處加有張力的金屬“ 鏈” 。顯然其張力越大，剛度也應(yīng)越大。因此根據(jù)上述分析，高張力懸掛在受電弓抬升力作用下將只有不大的振幅，從而能夠保證良好的受流。山陽(yáng)新干線的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明：高張力懸掛確定在電力機(jī)車高速運(yùn)行下振動(dòng)小而穩(wěn)定，其抬升量也只有東海道新干線的 而且受強(qiáng)風(fēng)的影響其偏移值也不大。在結(jié)構(gòu)上隨著雙鏈形懸掛及多鏈形懸掛的采用，接觸線承力索包括輔助索在內(nèi)的各導(dǎo)線中均加裝了張力自動(dòng)調(diào)整裝置，以保證各線索的恒定張力。為了減少溫度對(duì)張力的影響，除了采用一般的滑輪組式墜陀補(bǔ)償裝置外，有的國(guó)家還采用彈簧式補(bǔ)償裝置以及隨溫度變化的液壓張力補(bǔ)償裝置等。由于張力變化對(duì)線索弛度的影響很大，特別是列車在高速運(yùn)行時(shí)不利于受電弓良好取流，接觸網(wǎng)急需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題就是如何讓振動(dòng)減少到最低限度，增加張力雖能提接觸懸掛的穩(wěn)定性，但是當(dāng)張力過(guò)大時(shí),受電弓反而會(huì)由于產(chǎn)生頻率較低的幾赫至十幾赫的振動(dòng)而離線，而且也不經(jīng)濟(jì)，主要反映在以下幾個(gè)方面：①需要增加承力索及接觸線的截面積;②需要提高錨柱處的支柱、支持結(jié)構(gòu)和器材的強(qiáng)度，特別是曲線區(qū)段的定位器;③需要提高支持結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。所以張力只能適量提高，最好在上述三項(xiàng)均不調(diào)整的情況下增加，借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，在目前的基礎(chǔ)上增加百分之25較為恰當(dāng)，這是由于我國(guó)目前設(shè)計(jì)的接觸線張力的安全系數(shù)一般都在3.0以上，承力索在4.0以上，而國(guó)外通用的標(biāo)準(zhǔn)是接觸線張力安全系數(shù)為2.0，承力索則為3.0。所以張力提高25%，這樣現(xiàn)有的承力索和接觸線都不需要更換，而且其它設(shè)備也不需要進(jìn)行更換。
2、預(yù)弛度問(wèn)題
接觸線弛度嚴(yán)重影響了電力機(jī)車受電弓的受流性能。法國(guó)進(jìn)行的預(yù)弛度單鏈形懸掛的電力機(jī)車高速運(yùn)行試驗(yàn)表明：預(yù)弛度單鏈形懸掛和普通的單鏈形懸掛相比較，即使電力機(jī)車在180到210千米每小時(shí)的高速運(yùn)行情況下，預(yù)弛度懸掛接觸線的抬升量變化幅度仍然較小，并且其抬升量在一個(gè)跨距內(nèi)比較均勻，即在支柱支持點(diǎn)處和跨距中央抬升量高度相差不超過(guò)5毫米。英國(guó)國(guó)鐵對(duì)預(yù)弛度懸掛進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果也表明在設(shè)有預(yù)弛度的同時(shí)，使接觸線的張力較普通懸掛加大25%，則在單機(jī)車單弓運(yùn)行的情況下，即使速度高達(dá)200千米每小時(shí)，其受流狀況仍可以保持在允許程度。預(yù)弛度單鏈形懸掛和我國(guó)目前的電氣化鐵路上所用的普通單鏈形懸掛相似。只是預(yù)弛度單鏈形懸掛具有兩個(gè)特點(diǎn)：一是在接觸網(wǎng)架設(shè)安裝時(shí)，有目的地按規(guī)定值通過(guò)調(diào)整吊弦長(zhǎng)度預(yù)先使各跨距內(nèi)的接觸線呈現(xiàn)一定的弛垂形狀，并在中央具有一定的弛度，而不象普通全補(bǔ)償單鏈形懸掛那樣，盡量使各跨距內(nèi)接觸線平直;另一個(gè)特點(diǎn)是接觸線的張力往往比普通單鏈形懸掛增大一些，但張力并不是高很多，一般多過(guò)25%，以便保持其經(jīng)濟(jì)性。由于張力比普通單鏈形懸掛僅高25% 左右，當(dāng)為提高電力機(jī)車運(yùn)行速度而將普通單鏈形懸掛改為預(yù)弛度單鏈形懸掛時(shí)，大多數(shù)現(xiàn)有接觸網(wǎng)支柱等支持物、構(gòu)件、器材及基礎(chǔ)的強(qiáng)度不需要特殊改造和加強(qiáng)，它將能負(fù)擔(dān)由于加大接觸線張力而造成的應(yīng)力等。對(duì)于普通單鏈形懸掛，在受電弓抬升力作用下，其一個(gè)跨距內(nèi)的抬升力并不均勻，而是跨距中央最大,兩端支柱懸掛點(diǎn)處最小，即沿跨距剛度不均勻。
總結(jié)
鐵路作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在我國(guó)綜合交通運(yùn)輸體系中扮演重要角色。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電氣化鐵路獲得迅速發(fā)展，現(xiàn)已占鐵路運(yùn)量的近50 % 以上。但隨之而來(lái)的一些問(wèn)題也日益凸顯，如果不能很好的解決這些問(wèn)題，將會(huì)影響高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，也會(huì)給我國(guó)科技水平的前進(jìn)步伐帶來(lái)阻礙。
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