【文章內容簡介】 器，又稱受電弓。為了避免接觸導線對受流器滑板的集中磨耗，以提高滑板的使用壽命，并使滑板的受磨部位較為均勻，接觸導線在直線區(qū)段均布置成之字形，即使在最強烈的風力下，導線的偏移也不超出受電弓滑板的工作范圍。圖11 鐵道干線懸掛式接示意圖為了減小故障范圍、便于檢修以及使各相負荷較為平衡，接觸網(wǎng)還設有分段裝置，即所謂電分段裝置和電分相裝置。早期采用的電分段裝置用四跨錨段關節(jié)；相分段裝置用六跨和八跨式絕緣錨段關節(jié)。這些裝置比較復雜，無電區(qū)長且投資大。70年代以來中國利用玻璃鋼等材料，造出多種形式的分段絕緣器和分相絕緣器，使兩區(qū)段間的過渡區(qū)縮短到只需十幾米。地下鐵道由于凈空限制，一般采用第三軌，即在行車軌道的一側,用絕緣支架架設一條離地約400毫米高的第三軌。第三軌由高導電率的特殊軟鋼制成，地鐵電動車輛通過安裝在它側面的受流器（接觸靴），與第三軌摩擦接觸而獲得電能。中國北京的地鐵和世界一些國家的地鐵都采用第三軌受電。70年代前后，有些國家建設的地鐵以及80年代開始籌建的中國上海地鐵，由于地下和地面聯(lián)運以及接觸網(wǎng)電壓上升到1500伏等原因，均采用較為安全并可充分利用隧道圓形截面頂部空間的架空接觸網(wǎng)，再通過裝在動車頂上的受電弓獲得電能。 接觸網(wǎng)的分類大多以接觸懸掛的類型來區(qū)分。我們所講的接觸懸掛的分類是對接觸網(wǎng)的每個錨段而言的。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。 簡單接觸懸掛由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。接觸網(wǎng)是不連續(xù)的，一般每隔20到30公里就會有一個分相區(qū)，就是所謂的無電區(qū)，因為電網(wǎng)提供給鐵路的是三相高壓電，而電氣化鐵路使用的是單相電。接觸網(wǎng)與火車受電弓相連部分是接觸線，它是通過上方另外一根承力索的懸掛來維持高度和方向的，也就是說接觸線的下部，就是和受電弓接觸的部分，是沒有什么障礙的，因此受電弓不需要繞過什么障礙就能和接觸線連續(xù)接觸。即使是在分相區(qū)，在進入分相區(qū)時，接觸線會偏轉離開火車上方，同時另外一根無電的接觸線會從另外一側同步接進來，確保在分相區(qū)時受電弓上方也有接觸線存在，等過了分相區(qū)以后，同樣的方法，另外一相高壓電同步被接進來。國內外對簡單懸掛做了不少研究和改進。我國現(xiàn)采用的帶補償裝置的彈性簡單懸掛系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。在懸掛點上加裝8～16m長的彈性吊索，通過彈性吊索懸掛接觸線，這就減少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，增大接觸線的張力去改善弛度對取流的影響。 鏈形懸掛的接觸線通過吊弦懸掛在承力索上。承力索懸掛于支柱的支持裝置上，使接觸線在不增加支柱的情況下增加了懸掛點，利用調整吊弦長度，使接觸線在整個跨距內對軌面的距離保持一致。鏈形懸掛減小了接觸線在跨距中間的弛度，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。 鏈形懸掛比簡單懸掛得到了較好的性能，但也帶來了結構復雜、造價高、施工和維修任務量大等許多問題。 鏈形懸掛分類方法較多，按懸掛鏈數(shù)的多少可分為單鏈形，雙鏈形和多鏈形（又稱三鏈形）。目前我國采用單鏈形懸掛。單鏈形接觸懸掛特點是接觸線借助于吊弦懸掛在承力索上。由兩根輔助索組成的懸掛稱為雙鏈形懸掛；其彈性更加趨于均勻；包括承力索在內具有三條輔助索，也可稱之為三鏈形接觸懸掛；這種懸掛接觸線高度更趨于一致，彈性也更加均勻。鏈形懸掛根據(jù)線索的錨定方式（即線索兩端下錨的方式），可分為下列幾種方式未補償鏈形懸掛、半補償鏈形懸掛、全補償鏈形懸掛。 接觸網(wǎng)的特點及要求接觸網(wǎng)擔負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給電力機車使用的重要任務。因此接觸網(wǎng)的質量和工作狀態(tài)將直接影響著電氣化鐵道的運輸能力。由于接觸網(wǎng)是露天設置，沒有備用，線路上的負荷又是隨著電力機車的運行而沿接觸線移動和變化的，對接觸網(wǎng)提出以下要求： （1）在高速運行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機車正常取流，要求接觸網(wǎng)在機械結構上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性。 （2）接觸網(wǎng)設備及零件要有互換性，應具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量延長設備的使用年限。 （3）要求接觸網(wǎng)對地絕緣好，安全可靠。 （4）設備結構盡量簡單，便于施工，有利于運營及維修。在事故情況下，便于搶修和迅速恢復送電。 （5）盡可能地降低成本，特別要注意節(jié)約有色金屬及鋼材。 總的來說，要求接觸網(wǎng)無論在任何條件下，都能保證良好地供給電力機車電能，保證電力機車在線路上安全，高速運行，并在符合上述要求的情況下，盡可能地節(jié)省投資、結構合理、維修簡便、便于新技術的應用。第2章 接觸網(wǎng)補償裝置接觸網(wǎng)補償裝置是自動調節(jié)接觸線和承力索張力的補償器及其制動裝置的總稱。補償裝置又稱張力自動補償器，它安裝在錨段的兩端，并且串接在接觸線承力索內。它的作用是補償線索內的張力變化，使張力保持恒定。 補償裝置的作用與技術要求補償裝置的作用是當溫度變化時，線索受溫度影響而伸長或縮短，由于補償墜陀重量的作用，使線索順線路方向移動而自動調整線索張力，并以保持線索的弛度使之符合規(guī)定，從而保證接觸懸掛的技術狀態(tài)。對張力自動補償裝置的要求有兩個。其一，補償裝置應靈活，在線索內的張力發(fā)生緩慢變化時，應能及時補償，傳送效率不應小于97%；其二，具有快速制動作用，一旦發(fā)生斷線事故或其他異常情況，限速內的張力迅速發(fā)生變化時，補償裝置還應有一種制動功能。一般對于全補償?shù)某辛λ鲀鹊难a償裝置，如不具備這種功能時，還需專門增加斷線制動裝置，以防止在一旦發(fā)生短線時，墜砣串落地而造成事故擴大、恢復困難。 補償裝置的組成補償裝置主要是由補償滑輪（滑輪組）、補償繩、杵環(huán)桿、墜陀桿，墜陀、連接零件組成。 補償滑輪補償滑輪在應用中可分為定滑輪和動滑輪，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，所以一般補償滑輪是一個組合的滑輪組應用的。目前我國一般應用的是鋁合金滑輪補償裝置，是由滑輪組、不銹鋼絲繩、連接框架及雙耳楔形線夾組成，其備有1∶1∶1∶4三種規(guī)格。如下圖21所示。圖21補償滑輪組1—1∶2傳動比滑輪組，2—1∶3傳動比滑輪組，31∶4傳動比滑輪組 組成部件補償繩均選用GJ50（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25kg，呈中間開口的圓餅狀。墜砣桿一般為直徑16mm圓綱加工制成，上端有單孔焊環(huán)，底部焊有托板。墜砣桿的型號規(guī)格，根據(jù)其放置墜砣塊數(shù)量的不同分為三種： 17型， 20型和30型。型號中的數(shù)字表示墜砣桿所懸掛墜砣的數(shù)量。墜砣桿一般用Φ16MM圓鋼加工而成，上端有單孔焊環(huán)，底部焊有托板。杵環(huán)桿(因為桿的一頭為杵頭，另一端為單孔耳環(huán)，所以稱杵環(huán)桿)的作用是聯(lián)下結錨懸式絕緣子串與動滑輪，杵頭端放置在絕緣子杵座中，單孔耳環(huán)端(焊環(huán))與動滑輪相連。破壞負荷不應小于5400KG,外表涂漆，為便于在帶電情況下安全檢查補償滑輪，此桿長度不應小于1m。 補償裝置的安設與要求補償器串接在錨段內線索兩端與支柱固定處，根據(jù)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。半補償：接觸線補償下錨，承力索未補償。存在明顯吊弦偏斜和張力差。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。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(shù)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(shù)增大，這時要求支柱（錨柱）高度和容量要增加。既不經(jīng)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(shù)也相應地減少，使接觸線維持一定的張力防止出現(xiàn)斷線事故。 補償裝置的a、b值 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墜砣桿耳環(huán)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值來限定墜陀串的升降范圍。墜陀桿耳環(huán)孔中心至補償（定）滑輪下沿的距離為a值。由墜陀串最下面一塊墜陀的底面至地面（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(fā)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(fā)的《接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程》規(guī)定，補償器a、b值的最小值不小于200mm，進行接觸網(wǎng)設計時，規(guī)定a、b值不小于300mm。 a、b值的計算在不同溫度時，補償器a、b值不同，其計算方法如下:為了施工和維修的方便，利用上述公式，根據(jù)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。第3章 接觸網(wǎng)補償裝置的種類與應用 補償裝置的種類在我國電氣化鐵道和城市軌道交通的發(fā)展中，先后出現(xiàn)的補償裝置種類見表31。序號名稱補償對象1可鍛鑄鐵滑輪組接觸線、承力索2鋁合金滑輪補償裝置接觸線、承力索3棘輪補償接觸線、承力索4彈性補償器軟橫跨、接觸線、承力索5液氣式張力補償器拉線、軟橫跨、接觸線、承力索表31 補償裝置種類3．2 各種補償裝置的特點3．從修建第一條電氣化鐵道至20世紀90年代中期，接觸網(wǎng)補償裝置一直使用可鍛鑄鐵滑輪組。在結構