接触网张力补偿装置探讨

接触网张力补偿装置探讨【摘要】介绍了电气化铁道接触网4种类型的张力补偿装置，并对国内使用较多的4种成熟产品，从组成结构、工作性能和运营使用情况三方面进行了对比性的说明探讨。【关键词】电气化;接触网;补偿装置电气化铁道接触网通常在锚段的两端设置张力补偿装置，张力补偿装置可以用来自动调节接触线或承力索的张力。当温度变化时，线索由于热胀冷缩会出现伸长或缩短，张力补偿装置能够随着线索的长度变化自动调整线索的张力。目前国内外接触网系统使用的张力补偿装置，主要有重力补偿装置、弹力补偿装置、液气补偿装置和机电补偿装置四大类型。重力补偿装置主要是利用轮轴、滑轮、滑轮组等机械原理将，坠砣重力放大传导到接触网上，保持接触网张力趋于恒定，主要产品有棘轮补偿装置、内置式棘轮补偿装置、滑轮补偿装置和鼓轮补偿装置。弹力补偿装置主要利用弹性形变原理开发研制而成，主要产品有变张力弹簧补偿装置和恒张力弹簧补偿装置。液气补偿装置是用汽缸中气体和液体的体积变化来控制接触网的张力。机电补偿装置是通过一个电驱动轴来补偿温度变化引起的接触网悬挂长度变化而产生的张力变化。由于目前鼓轮补偿装置和液气补偿装置在产品性能和安装维护等方面都明显趋于劣势，国内电化线路基本已经不再采用；变张力弹簧补偿装置仅在日本个别线路使用过，国内没有引进使用；机电补偿装置仅在德国试验使用，产品没有投入运营使用。本文仅分别对国内比较常用的四种补偿装置，从组成结构、工作性能和运营使用情况三方面进行说明和探讨。1.棘轮补偿装置1.1组成结构棘轮补偿装置主要由棘轮本体、下锚底座、坠砣限制架、坠砣、断线制动装置等部分组成。棘轮本体是棘轮补偿下锚装置的核心部件，主要功能是将坠砣的重力通过轮轴原理放大，并传导到接触网线索上；下锚底座一般固定在下锚支柱或隧道壁上，用于起到链接、支撑和固定棘轮本体的作用；坠砣限制架用于限制坠砣动作，防止坠砣风摆和扭转；坠砣一般分为铁坠砣和混凝土坠砣两种类型，可为棘轮补偿装置持续提供重力；断线制动装置能够缩小接触网事故范围，快速回复运营使用。1.2工作性能1.2.1棘轮补偿装置的工作张力：一般为0～45KN，能够满足目前任意接触网张力需求。1.2.2棘轮下锚补偿装置的破坏荷重：不小于工作荷重的3倍。1.2.3传动效率：坠砣上升和下降时一般都不小于97%，能够很好保持接触网张力恒定要求。1.2.4传动比：1:3。1.2.5补偿距离：一般不小于1250mm，补偿距离可以根据需求调整，能够满足个别超大锚段补偿距离需求。1.2.6断线制动时间：一般不大于200ms，能够有效控制坠砣向下坠落，对接触网的冲击。1.2.7补偿装置的耐疲劳次数：20000次以上。1.3运营使用情况优点：棘轮补偿装置是目前最普遍应用的一种张力补偿装置，发展起步较早，运营使用经验比较丰富，产品工作性能良好而且稳定，价格适中。不足之处：占用空间位置较大，混凝土坠砣易风化，安装维修比较复杂，景观效果一般。2.内置式棘轮补偿装置2.1组成结构内置式棘轮补偿装置主要由棘轮本体、下锚底座、铅坠砣、内置导向系统和断线制动装置等部分组成。棘轮本体是棘轮补偿下锚装置的核心部件，主要功能是将坠砣的重力通过轮轴原理放大，并传导到接触网线索上；下锚底座一般固定在C型下锚支柱上，用于起到链接、支撑和固定棘轮本体的作用；铅坠砣可为棘轮补偿装置持续提供重力；内置导向系统主要是导向和传导铅坠砣重力的作用；断线制动装置能够缩小接触网事故范围，快速回复运营使用。2.2工作性能2.2.1棘轮补偿装置的工作张力：一般为0～25KN。2.2.2棘轮下锚补偿装置的破坏荷重：不小于工作荷重的3倍。2.2.3传动效率：坠砣上升和下降时一般都不小于97%，能够很好保持接触网张力恒定要求。2.2.4传动比：1:3。2.2.5补偿距离：一般不小于1250mm，补偿距离可以根据需求适当调整。2.2.6断线制动时间：一般不大于200ms，能够有效控制坠砣向下坠落，对接触网的冲击。2.2.7补偿装置的耐疲劳次数：20000次以上。2.3运营使用情况优点：整体美观、简洁能够有效的解决架空接触网和城市景观相协调的问题，产品工作性能良好而且稳定。不足之处：新产品运营使用经验较少，安装维修较复杂，使用铅坠砣价格比较昂贵，重金属铅易对环境造成污染需妥善保存。3.滑轮补偿装置3.1组成结构滑轮补偿装置主要由滑轮组（1:3或1:2）、下锚底座、坠砣限制架、坠砣等部分组成。滑轮组是滑轮补偿下锚装置的核心部件，主要功能是将坠砣的重力通过滑轮组放大，并传导到接触网线索上；下锚底座一般固定在下锚支柱或隧道壁上，用于起到链接和固定滑轮组的作用；坠砣限制架用于限制坠砣动作，防止坠砣风摆和扭转；坠砣一般分为铁坠砣和混凝土坠砣两种类型，可为滑轮补偿装置持续提供重力。3.2工作性能3.2.1滑轮补偿装置的工作张力：一般为0～30KN。3.2.2滑轮下锚补偿装置的破坏荷重：不小于工作荷重的3倍。3.2.3传动效率：坠砣上升和下降时一般都不小于97%，能够很好保持接触网张力恒定要求。3.2.4传动比：1:2或1:3。3.2.5补偿距离：由坠砣的上下自由移动空间决定，补偿距离可以根据需求调整，能够满足个别超大锚段补偿距离需求。3.2.6断线制动时间：无断线制动功能。3.2.7补偿装置的耐疲劳次数：20000次以上。3.3运营使用情况优点：发展起步较早，运营使用经验比较丰富，产品工作性能良好而且稳定，价格较低，安装维修比较简单。不足之处：没有断线制动装置，占用空间位置较大，混凝土坠砣易风化，景观效果一般。4.弹簧补偿装置4.1组成结构弹簧补偿装置主要由储能组件、承锚角钢、制动装置、锁定装置、刻度盘、渐开轮等部分组成。储能组件是弹簧补偿装置的核心部件，内部设置平面涡卷弹簧，主要功能是为补偿装置提供持续的张力；承锚角钢一般固定在下锚支柱或隧道壁上，用于链接和固定储能组件；制动装置能够缩小接触网事故范围，快速回复运营使用；锁定装置用于锁定储能组件，工作时即解除锁定；刻度盘用于观察工作行程刻度，便于安装和检修；渐开轮面的作用是与平面涡卷弹簧搭配组合确保补偿装置输出恒定的张力。4.2工作性能4.2.1弹簧补偿装置的工作张力：一般为0～25KN。4.2.2弹簧补偿装置的破坏荷重：不小于工作荷重的3倍。4.2.3传动效率：不小于97%，能够很好保持接触网张力恒定要求。4.2.4补偿距离：0～1300mm或0～2000mm两种，可满足不同长度接触网锚段补偿要求。4.2.5断线制动时间：低于200ms。4.2.6补偿装置的耐疲劳次数：20000次以上。4.3运营使用情况优点：没有坠砣体积较小占用空间小，外形设计比较美观美观、简洁，产品工作性能良好而且稳定，安装操作简单，维修工作量少。不足之处：新产品运营使用经验较少，价格较高，工作张力较小，不适用于大张力接触网系统。5.工程建议方案从上述的介绍和分析中可以发现，这四种接触网张力补偿，选型时建议参照以下几点建议：5.1满足接触网功能使用要求对于简单链型悬挂或简单弹性链型悬挂，建议选用带有断线制动装置的设备，对于大于25KN的大张力接触网系统建议选用棘轮补偿装置。5.2满足景观环境保护要求对于高铁车站、客运专线车站、城市轨道交通高架线路等对景观环境保护要求较高的场所，选型时建议采用坠砣内置或无坠砣的补偿装置。5.3综合考虑一次性投资、性价比、产品使用年限等因素■【参考文献】［１］cjj49-92,电气化铁道接触网.［２］于万聚.高速电气化铁路接触网.西南交通大学出版社.2003.7.