接觸網設備檢修與維護-接觸懸掛類型

技能培訓模塊一接觸網類型接觸懸掛類型

目錄1主要內容2學習目標3適用范圍4課程描述5課程內容本技能模塊重點介紹接觸網懸掛基本結構和類型、接觸網典型結構和作用，并通過現(xiàn)場了解課程內容，完成對本模塊的綜合應用。1主要內容2學習目標本技能模塊主要通過完成兩個課程，掌握接觸網懸掛類型的不同分類和各自特點，重點掌握鏈形懸掛各自的優(yōu)缺點；掌握接觸網典型結構，各組成部分應包括的主要設備及作用，以及接觸網常見的縱向結構和橫向結構的作用。3適用范圍1.新職、轉崗接觸網工初級資格性培訓；2.接觸網工安全等級一級培訓。4課程描述本課程是對接觸網懸掛類型的整體介紹，通過本課程的完成，能實現(xiàn)對接觸網懸掛類型及整體作用的認知，為后續(xù)課程奠定基礎。5課程內容一、理論學習部分（一）接觸網的懸掛類型接觸網的分類大多以接觸懸掛的類型來區(qū)分。在一條接觸網線路上，無論是在區(qū)間還是站場，為了滿足供電和機械方面的要求，總是將接觸網分成若干長度一定且相互獨立的分段，這就是接觸網的錨段。我們所講的接觸懸掛分類是針對架空式接觸網中的每個錨段而言。接觸懸掛的種類較多，一般根據(jù)其結構的不同分成簡單接觸懸掛和鏈形接觸懸掛兩大類。1.簡單接觸懸掛簡單接觸懸掛（以下簡稱簡單懸掛）是由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。它在發(fā)展中經歷了未補償簡單懸掛、季節(jié)調整式簡單懸掛和目前采用的帶補償裝置及彈性吊索式簡單懸掛。其結構分別如圖1-1-18和圖1-1-19所示。圖1-1-18

未補償簡單懸掛示意圖1—支柱；2—拉線；3—接觸線；4—絕緣子串；5—腕臂圖1-1-19

帶補償及彈性吊弦簡單懸掛示意圖1—接觸線；2—彈性吊弦；3—腕臂；4—棒式絕緣子；5—懸式絕緣子；6—拉桿；7—定位器接觸線（或承力索）端頭同支柱的連接稱為線索的下錨。下錨分兩種方法：一種是將線索端頭同支柱直接固定連接，稱為硬錨或死錨；另一種是加裝補償裝置，以調整線索的弛度和張力。未加補償?shù)暮唵螒覓旖Y構簡單，要求支柱高度較低，因此，建設投資低，施工和檢修方便。其缺點是導線的張力和弛度隨氣溫的變化較大，導線的彈性不均勻，不利于電力機車高速運行時取流。近年來，國內外對簡單懸掛做了不少研究和改進。我國現(xiàn)采用的帶補償裝置及彈性吊弦的簡單懸掛是在接觸線下錨處裝設了張力補償裝置，以調節(jié)張力和弛度的變化。在懸掛處加裝8～16

m長的彈性吊弦，通過彈性吊弦懸掛接觸線，增加了懸掛點，減小了懸掛點處產生的硬點，改善了取流條件。另外跨距適當縮小，增大接觸線張力的同時改善弛度對取流的影響。根據(jù)我國的試驗結果，這種彈性簡單懸掛在行車速度小于90

km/h時，弓線接觸良好，取流正常，所以在多隧道的山區(qū)和行車速度不高的線路上可廣泛采用。整體而言，簡單懸掛彈性較差，弛度較大，穩(wěn)定性不高，我國較少采用這種懸掛。2.鏈形懸掛鏈形懸掛是一種運行性能較好的懸掛形式。它的特點是接觸線通過吊弦懸掛在承力索上，承力索通過鉤頭鞍子或懸吊滑輪懸掛在支持裝置的腕臂上，使接觸線在不增加支柱的情況下增加了懸掛點，通過調整吊弦長度使接觸線在整個跨距內對軌面的高度基本保持一致；減小了接觸線在跨距中的弛度，改善了彈性，增加了懸掛重量，提高了穩(wěn)定性，可以滿足電力機車高速運行取流的要求。我國大多數(shù)接觸網線路均采用鏈形懸掛類型。鏈形懸掛分類方法較多，按懸掛鏈數(shù)可分為單鏈形、雙鏈形和多鏈形（又稱三鏈形）。目前我國采用單鏈形懸掛，如圖1-1-20所示。雙鏈形懸掛的接觸線經短吊弦懸掛在輔助吊索上，輔助吊索又通過吊弦懸掛在承力索上，如圖1-1-21所示。雙鏈形又叫復鏈形，以日本新干線為典型代表。我國很少采用這種懸掛。圖1-1-20

單鏈形接觸懸掛示意圖1—承力索；2—吊弦；3—接觸線圖1-1-21

雙鏈形接觸懸掛示意圖1—承力索；2—吊弦；3—輔助吊弦；4—短吊弦；5—接觸線雙鏈形懸掛接觸線弛度小，穩(wěn)定性好，彈性均勻，有利于電力機車高速運行取流。但結構較復雜，投資及維修費用高，我國僅在個別地段試用。雙鏈形懸掛及其他懸掛類型由于結構復雜、不易施工、維修困難、設計煩瑣、造價高等原因，目前在全世界范圍內應用較少。鏈形懸掛根據(jù)線索的錨定方式（即線索兩端下錨的方式），又可分為下列幾種形式：1）未補償簡單鏈形懸掛這種懸掛方式的承力索和接觸線兩端無補償裝置，均為硬錨。因此，在溫度變化時，承力索和接觸線的張力、弛度變化較大，一般不采用，其結構形式如圖1-1-22所示。圖1-1-22

示補償簡單鏈形懸掛示意圖1、2—絕緣子串；3—支柱2）半補償簡單鏈形懸掛在半補償簡單鏈形懸掛中，接觸線兩端設補償裝置，承力索兩端為硬錨，如圖1-1-23所示。半補償簡單鏈形懸掛與未補償簡單鏈形懸掛相比在性能上得到了很大改善，但由于承力索為硬錨，當溫度變化時，承力索的張力和弛度隨之發(fā)生變化，對接觸線產生一定影響。同時，在溫度變化時，承力索的弛度變化使吊弦上端產生上、下位移，而吊弦下端隨接觸線發(fā)生順線路方向偏斜。由于各吊弦的偏斜，造成接觸線各斷面受力不均勻，特別是在極限溫度下，使接觸線在錨段中部和下錨端之間出現(xiàn)較大張力差，接觸線張力和彈性不均勻，在支柱懸掛點處產生明顯的硬點，不利于電力機車高速運行取流。因此，這種懸掛只用于行車速度不高的車站側線和支線上。3）半補償彈性鏈形懸掛半補償彈性鏈形懸掛和半補償簡單鏈形懸掛的區(qū)別在于支柱定位點處吊弦形式的不同，如圖1-1-24所示。圖1-1-23

半補償簡單鏈形懸掛示意圖1—承力索；2—吊弦；3—接觸線；4—補償器彈性鏈形懸掛在支柱懸掛點處增設了一根彈性吊弦。彈性吊弦由長15

m的輔助繩和一根（或兩根）短吊弦構成。安裝時，輔助繩兩端分別固定在承力索上，短吊弦上端用U形滑動夾板同輔助繩連接，下端與接觸線定位器相連，當溫度變化時，可避免短吊弦產生過大偏斜。彈性吊弦的作用是增加支柱處接觸線固定點（又稱定位點）的彈性，使其彈性均勻，有利于機車受電弓取流。這種懸掛方式多用于行車速度不超過100

km/h的線路上。圖1-1-24

半補償彈性鏈形懸掛示意圖1—承力索；2—吊弦；3—接觸線；4—彈性吊弦；5—補償滑輪；6—補償繩；7—補償墜砣4）全補償鏈形懸掛全補償鏈形懸掛，即承力索和接觸線兩端下錨處均裝設補償裝置，如圖1-1-25所示。圖1-1-25

全補償鏈形懸掛示意圖（帶彈性吊索）全補償鏈形懸掛在溫度變化時，由于補償裝置的作用，承力索和接觸線的張力基本不發(fā)生變化，彈性比較均勻，有利于機車高速取流。因此，這種懸掛得到廣泛使用。全補償鏈形懸掛分為全補償簡單鏈形懸掛和全補償彈性鏈形懸掛兩種形式。這兩種懸掛的主要區(qū)別在于定位點處有無彈性吊弦。全補償簡單鏈形懸掛因支柱定位點處無彈性吊弦，容易在定位點處出現(xiàn)硬點，產生彈性不均勻的現(xiàn)象，但安裝調整較為簡單，便于維護。全補償簡單鏈形懸掛在定位點處安裝有彈性吊弦，定位點處彈性好，適合行車速度較高的線路，但安裝調整較為復雜。兩種懸掛各有優(yōu)缺點，目前在我國均有應用。鏈形懸掛按其承力索和接觸線在平面上布置的位置，可分為下列幾種形式：（1）直鏈形懸掛。直鏈形懸掛是承力索和接觸線布置在同一垂直平面內，它們在水平面上的投影是一條直線。直鏈形懸掛的風穩(wěn)定性較差，在大風作用下接觸線易產生橫向擺動，造成接觸線與受電弓脫離而發(fā)生事故（簡稱脫弓事故）。目前我國電氣化鐵道，在曲線區(qū)段采用這種懸掛形式，即在支柱定位點處為保證受電弓磨耗均勻，接觸線向曲線外側拉出一定距離，承力索則布置在接觸線的正上方。（2）半斜鏈形懸掛。在半斜鏈形懸掛中，承力索與接觸線不在同一垂直平面內，它們在水平面上的投影有一個較小的偏移，如圖1-1-26所示。圖1-1-26半斜鏈形懸掛示意圖1—接觸線；2—承力索；3—吊弦半斜鏈形懸掛風穩(wěn)定性好，施工方便，我國在直線區(qū)段采用這種懸掛方式。在直線區(qū)段，接觸線在每一支柱定位點處，通過定位裝置被布置成“之”字形，承力索則布置在線路中心線的正上方。（3）斜鏈形懸掛。斜鏈形懸掛是指接觸線和承力索在水平面上的投影有一個較大的偏移。在直線區(qū)段支柱處，接觸線和承力索均布置成方向相反的“之”字形，如圖1-1-27所示。圖1-1-27直線上的斜鏈形懸掛示意圖1—接觸線；2—線路中心線；3—承力索；4—吊弦在曲線區(qū)段，承力索對線路中心線向外側有一個較大的偏移，吊弦的傾斜角較大。這種懸掛的優(yōu)點是風穩(wěn)定性最好，可增大兩支柱之間的距離（簡稱跨距）；但其結構復雜，設計及計算繁瑣，施工和檢修困難，造價較高，在我國很少被采用。二、實作學習部分 （一）課程實施目的掌握接觸網懸掛類型的不同分類和各自特點，重點掌握鏈形懸掛各自的優(yōu)缺點掌握接觸網懸掛類型的不同分類和各自特點，重點掌握鏈形懸掛各自的優(yōu)缺點。（二）課程實施準備工作完成理論知識的學習，并自主觀看拓展資料，形成對接觸網的整體認知。通過對比分析接觸網不同懸掛類型的各自優(yōu)缺點可知：簡單懸掛只有接觸線，沒有承力索，因此穩(wěn)定性差，但由于只有一根線索，檢修相對方便。鏈形懸掛的特點是除了有接觸線以外，還設置了承力索和其他線索，用于提高接觸線的弛度和彈性。接觸網目前絕大多數(shù)采用鏈形懸掛，其三種不同的鏈形懸掛方式（復鏈、彈鏈、簡鏈）在國外高速客運專線中均有采用：復鏈形懸掛的性能最為優(yōu)越，也最適合于高速運行，但其結構太復雜，施工及運營維護不方便；彈性鏈形懸掛能滿足高速弓網受流質量要求，但接觸線動態(tài)抬升量大，容易產生疲勞，且彈性吊索安裝、調整工作量大；簡單鏈形懸掛也能夠滿足高速弓網受流要求，國內具有豐富的設計、施工及運營經驗，但靜態(tài)彈性不均勻度較大，動態(tài)接觸力標準偏差較彈鏈和復鏈大。（3）斜鏈形懸掛。斜鏈形懸掛是指接觸線和承力索在水平面上的投影有一個較大的偏移。在直線區(qū)段支柱處，接觸線和承力索均布置成方向相反的“之”字形，如圖1-1-27所示。圖1-1-27直線上的斜鏈形懸掛示意圖1—接觸線；2—線路中心線；3—承力索；4—吊弦在曲線區(qū)段，承力索對線路中心線向外側有一個較大的偏移，吊弦的傾斜角較大。這種懸掛的優(yōu)點是風穩(wěn)定性最好，可增大兩支柱之間的距離（簡稱跨距）；但其結構復雜，設計及計算繁瑣，施工和檢修困難，造價較高，在我國很少被采用。四種懸掛的比較如圖1-1-28所示。（a）簡單懸掛（b）簡單鏈形懸掛（c）彈性鏈形懸掛（d）復鏈形懸掛圖1-1-28

四種懸掛類型的對比彈鏈、復鏈懸掛如圖1-1-29、圖1-1-30所示。目前世界各國的接觸網懸掛類型如表1-1-1所示。圖1-1-29

彈性鏈形懸掛現(xiàn)場實物圖圖1-1-30

復鏈形懸掛現(xiàn)場實物圖表1-1-1目前世界各國的接觸網懸掛類型國別日本法國德國意大利懸掛類型復鏈形簡單鏈形彈性鏈形簡單鏈形彈性鏈形彈性鏈形簡單鏈形建設年代60年代90年代80年代初90年代80年代末90年代80年代末運營速度（km/h）270270～300270300250300～400250接觸線Cu170CS110CdCu120SnCu150AgCu120MgCu1202×Cu150接觸線張力（kN）1520142015272×15波動速度（km/h）414525412441426569382β值0.650.510.660.680.590.53～0.710.65目前世界上應用較多的仍是簡單鏈形懸掛和彈性鏈形懸掛兩種類型。但無論是簡鏈還是彈鏈，在承力索張力相同的情況下，在一定范圍內加大接觸線張力，可減少接觸壓力偏差（最大壓力減小，最小接觸壓力加大），降低離線率和抬升量。因此，加大接觸線張力對受流有利，彈鏈比簡鏈受流質量好，接觸壓力偏差小，動態(tài)接觸壓力波動小，接觸線振動小，但彈鏈比簡鏈的最大抬升量大，平均抬升量也大。因此各有優(yōu)缺點，各國都在探索并改進得到更合適的懸掛方式。（三）課程實施場地器材接觸網影像資料、實訓基地或現(xiàn)場（要求包含接觸網供電方式的典型結構）。（四）課程實施步驟（1）理論學習。完