一、 錨段和錨段長度確定
為滿足供電和機械受力方面的需要, 將接觸網分成若干一定長度且相互獨立的分段,這種獨立的分段稱為錨段。
1. 錨段的作用
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發布時間:2017-02-16 閱讀次數: 錨段及錨段關節

錨段及錨段關節
一、 錨段和錨段長度確定
為滿足供電和機械受力方面的需要, 將接觸網分成若干一定長度且相互獨立的分段,這種獨立的分段稱為錨段。
1. 錨段的作用
設立錨段可以限制事故范圍。當發生斷線或支柱折斷等事故時,由于各錨段間在機械受力上是獨立的, 則使事故限制在一個錨段內,縮小了事故范圍。設立錨段便于在接觸線和承力索兩端設置補償裝置, 以調整線索的弛度與張力。設立錨段有利于供電分段,配合開關設備, 能滿足供電方式的需要,并可實現一定范圍內的停電檢修作業。
2. 錨段長度確定
接觸網每個錨段包括若干個跨距。在確定錨段長度時,要考慮發生事故的影響范圍;當溫度變化時, 因線索伸縮引起吊弦、 定位器及腕臂的偏斜不超過允許值; 下錨處補償墜砣應有足夠的上下移動空間; 要保證在極限溫度下中心錨結處和補償器端線索張力差不超過規定值。由于線索順線路的熱脹冷縮移動, 使每一吊弦、 定位器和腕臂固定點處, 因偏斜而對線索產生分力作用, 出現張力差。對于半補償鏈形懸掛設計規定其張力差不超過接觸線額定張力的±15% ; 全補償鏈形懸掛,除滿足接觸線張力差外, 要求承力索張力差不超過承力索額定張力的±10%。
錨段長度一般采用兩種方法確定,經驗取值法和計算法,經驗取值可根據鐵道部頒發的 “鐵路工程技術規范” 中經驗取值表確定。計算法則通過對線索張力差的計算,確定錨段長度。隧道內一般不分錨段, 但隧道長度超過2 000 m時, 應劃分錨段,錨段長度的確定原則與上述方法相同。
二、 錨段關節
兩個相鄰錨段的銜接部分稱錨段關節。錨段關節結構復雜,其工作狀態的好壞直接影響接觸網供電質量和電力機車取流。電力機車通過錨段關節時,受電弓應能平滑、 安全地由一個錨段過渡到另一個錨段,且弓線接觸良好, 取流正常。錨段關節按用途可分為非絕緣錨段關節和絕緣錨段關節兩種。按錨段關節的銜接長度可分為二跨、 三跨、 四跨錨段關節等幾種不同形式。目前,常用的是三跨和四跨錨段關節。
1. 非絕緣錨段關節
非絕緣錨段關節只起機械分段的作用,不進行電分段, 即兩個錨段在電路 上不絕緣。又稱電不分段 錨段關節。
非絕緣錨段關節一般由三個跨距組成,所以, 又稱三跨錨段關節。它包括兩根下錨柱和兩根轉換柱及電連接線, 通過這些設備實現錨段的銜接和過渡。在錨段關節內,兩錨段承力索和接觸線相互重疊, 其中一組接觸線與受電弓接觸工作稱工作支; 另一組接觸線抬高脫離受電弓去下錨稱非工作支。受電弓在三跨錨段關節兩轉換柱間實現兩個錨段過渡。為保證相鄰錨段在電路上的聯通,在錨段關節兩轉換柱與錨柱間各裝設一組電連接線。
三跨非絕緣錨段關節技術要求:
(1)錨段關節內, 兩轉換柱間的兩條接觸線在水平面上的投影應平行, 線間的距離為100 mm, 誤差不超過30 mm。在立面圖中,兩接觸線的立體交叉點應在該跨距中心處。
(2)轉換支柱處, 非工作支接觸線比工作支接觸線抬高200~250 mm。下錨處非工作支比工作支抬高500 mm。
(3)下錨支接觸懸掛在轉換柱水平面處改變方向時, 其偏角一般不應大于 6° ,困難情況下不得超過 12° 。
(4)兩轉換柱與錨柱間, 在距轉換柱10 m處應安裝電連接線。
2. 絕緣錨段關節
絕緣錨段關節除機械分段外, 主要用于同相電分段。電分段錨段關節,一般由四個跨距配合一臺隔離開關組成。它包括兩根錨柱、 兩根轉換柱和一棵中心支柱形成四個跨距,所以, 又稱四跨絕緣錨段關節。電力機車受電弓在中心支柱處實現兩錨段的轉換和過渡, 兩錨段靠安裝在轉換支柱上的隔離開關實現電氣連接。絕緣錨段關節應用比較廣泛, 通常設于車站及長大建筑物的兩端。無論是三跨或四跨絕緣錨段關節, 其結構特點和技術要求基本相同。
(1)在兩轉換柱間, 兩接觸線的投影應保持平行, 線間距離為500 mm, 允許誤差50 mm。
(2)在轉換柱處, 非工作支接觸線比工作支接觸線抬高500 mm, 允許誤差±50 mm。
(3)四跨絕緣錨段關節在中心柱處兩接觸線距軌面等高,允許誤差±10 mm; 三跨絕緣錨段關節在兩轉換柱跨距中間處兩接觸線距軌面等高(為受電弓轉換點)。
(4)非工作支接觸線和下錨支承力索在轉換柱靠中心柱處加裝一串(4 片)絕緣子(為分段絕緣子)。
(5)在兩轉換柱與錨柱間距轉換柱10 m處,設電連接線各一組。
(6)兩個錨段的電路連通或斷開由隔離開關控制。在四跨絕緣錨段關節中,中心支柱需裝設雙腕臂, 在曲線區段中心支柱和兩棵轉換支柱均設置雙腕臂。
三、 錨段關節處常見故障分析
錨段關節是兩個相鄰錨段的銜接部分,結構比較復雜, 技術要求高。特別是小半徑曲線區段,由于外軌超高、 車輛擺動等原因易發生弓網事故,一旦發生弓網事故, 不僅會造成錨段關節處接觸網設備損壞, 而且會同時影響兩相鄰錨段接觸網的正常運行, 事故搶修工作量大, 恢復時間長。因此, 搶修錨段關節接觸網事故時, 一般采用在保證導線高度的條件下臨時供電, 機車受電弓降弓通過, 盡量縮短停電時間, 制定搶修方案要根據實際情況靈活運用。
錨段關節常見弓網事故有以下幾個方面:
1. 錨段關節工作支與非工作支承力索或接觸線間距不符合規定。當錨段關節處隔離開關打開, 錨段關節一端停電并接地后,而另一端有電, 兩組接觸懸掛由于線間絕緣距離不夠,使空氣間隙擊穿放電燒壞部件; 如未及時檢修, 則隔離開關合上送電后, 電力機車受電弓通過時, 發生接觸網設備故障。
2. 絕緣錨段關節在轉換柱處, 非工作支接觸線 抬高不夠,受電弓碰撞分段絕緣子串出現剮弓事故, 或者發生受電弓鉆入非工作支導線上方而出現鉆弓事故。該事故會造成受電弓和接觸網設備損壞,如機車司機未及時采取措施, 讓受損傷的受電弓繼續運行,會剮壞接觸網其他設備造成更大弓網事故。
3. 錨段關節電連接線夾處, 如發生接觸不良、 松動、 偏斜等原因,易引發燒斷電連接線、 吊弦、 接觸線、 承力索及剮弓事故。
4. 錨段關節內兩工作支接觸線拉出值 (或 “之” 字值)超標,致使某一支接觸線發生受電弓脫弓和鉆弓事故。
5. 當絕緣錨段關節設在小半徑曲線區段時, 在轉換柱與中心柱間容易發生脫弓事故。因此要求在檢調該處錨段關節時,應注意檢查跨中工作支接觸線相對受電弓中心的偏移值。受電弓在發生脫弓事故后,由于自身抬升力的作用, 其滑板升高而超過接觸線高度,隨著機車向前運行, 受電弓滑板進入導線上方,出現剮壞吊弦、 腕臂、 定位裝置等重大弓網事故,一般稱鉆弓事故,因此脫弓和鉆弓事故是同時發生的。
接觸網補償裝置
接觸網補償裝置是自動調節接觸線和承力索張力的補償器及其制動裝置的總稱。它是接觸網上的重要設備, 本節將對接觸網補償裝置進行分析。
一、 補償器的作用
當溫度變化時,線索受溫度變化的影響熱脹冷縮出現伸長或縮短。由于在錨段兩端線索下錨處安裝了補償器, 在其墜砣串重力的作用下, 能夠自動調整線索的張力并保持線索弛度滿足技術要求,從而使接觸懸掛的穩定性與彈性得到了改善,提高了接觸網運營質量。
二、 補償器的結構
補償器由補償滑輪、 補償繩、 杵環桿、 墜砣桿、 墜砣塊及連接零件組成。補償滑輪分為定滑輪和動滑輪(構造相同) , 定滑輪改變受力方向,動滑輪除改變受力方向外還可省力和移動位置。滑輪一般都裝有軸承。補償繩均選用 GJ-50(19 股)鍍鋅鋼絞線制成。墜砣塊一般采用混凝土或灰口鑄鐵制成, 每塊約重25 kg, 呈中間開口的圓餅狀。墜砣桿一般為直徑16 mm圓鋼,上端有單孔焊環,底部焊有托板。墜砣桿的型號規格, 根據其放置墜砣塊數量的不同分為 3 種:17 型、 20 型和 30 型。型號中的數字表示墜砣桿所懸掛墜砣的數量。
杵環桿是動滑輪與下錨絕緣子串之間的連接桿件, 一般以直徑16 mm圓鋼加工制成。一端為單環孔, 一端為杵頭狀,杵環桿的機械強度要求較高,且長度不小于1 m。補償器串接在錨段內線索兩端與支柱固定處, 根據接觸懸掛類型的不同有不同的補償器結構。半補償時, 接觸線帶補償器,多采用兩滑輪組結構, 滑輪組的傳動比為 1∶2, 即用兩個滑輪使補償繩的張力為接觸線張力的一半, 也就是墜砣塊的重力為接觸線標稱張力的一半。全補償時,接觸線與承力索兩端均帶補償器, 接觸線補償器的安設與半補償相同,如圖 2—6 所示。承力索補償器則采用三滑輪組式,傳動比為 1∶3。采用傳動比比較大的滑輪組時墜砣串塊數減少了,這是有利的一面, 但墜砣串上升和下降的距離也會按倍數增大, 這時要求支柱(錨柱)高度和容量要增加。既不經濟也不利于施工和維修。在運營線路上, 當接觸線因磨耗其截面逐漸減小時,墜砣串塊數也相應地減少, 使接觸線維持一定的張力防止出現斷線事故。
1. a、 b 值
補償器靠墜砣串的重力使線索的張力保持平衡。當溫度變化時,線索的伸縮使墜砣串上升和下降, 當墜砣串升降超出允許范圍時,如下降過多使墜砣串底面接觸地面或上升過多使杵環桿耳環孔卡在定滑輪槽中, 都會使補償器失去補償作用。因此用補償器的 a、 b 值來限定墜砣串的升降范圍。
墜砣桿耳環孔中心至補償(定)滑輪下沿的距離為 a 值。
由墜砣串最下面一塊墜砣的底面至地面(或基礎面)的距離稱為補償器的 b 值。補償器 a、 b 值隨溫度變化而發生變化, 接觸線和承力索補償器的 a、 b 值不相等。
為了使補償器不失去補償作用, 對補償器 a、 b 值提出以下要求:
在最低溫度時, a 值應大于零, 最高溫度時 b 值應大于零。鐵道部頒發的 “接觸網運行檢修規程” 規定, 補償器 a 值的最小值不小于200 mm, 進行接觸網設計時, 規定 a 值不小于300 mm。
2. a、 b 值的計算及安裝曲線
在不同溫度時,補償器 a、 b 值不同,其計算方法如下:
a = a min + nL α( t x - t min )
b = b min + nL α( t max - t x )
式中 a min — — — 昚 設計時規定的最小 a 值(mm) ;
b min — — —設計時規定的最小 b 值(mm);
t min — — —設計時采用的最低氣溫(℃);
t x — — —安裝或調整作業時的溫度(℃);
t max — — —設計時采用的最高氣溫(℃);
n— — —補償滑輪傳動系數(即傳動比的倒數);
L— — — X 錨段內中心錨結至補償器間距離即半個錨段長(mm);
α — — —線索的線脹系數。
為了施工和維修的方便,利用上述公式, 根據不同的溫度和中心錨結至補償器間距離, 可以計算出多組 a、b 值, 將計算結果標注在曲線圖中, 通過描點作圖繪制出補償器安裝曲線,供施工和維修人員參照調整 , 準確控制墜砣串的高度。

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