发布时间 : 星期一 文章接触网棘轮补偿装置使用问题分析及对策 - 图文更新完毕开始阅读
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地铁都采用第三轨受电。70年代前后，有些国家建设的地铁以及80年代开始筹建的中国上海地铁，由于地下和地面联运以及接触网电压上升到1500伏等原因，均采用较为安全并可充分利用隧道圆形截面顶部空间的架空接触网，再通过装在动车顶上的受电弓获得电能。
1.2 接触网的分类
大多以接触悬挂的类型来区分。我们所讲的接触悬挂的分类是对接触网的每个锚段而言的。接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。
1.2.1 简单接触悬挂
由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。接触网是不连续的，一般每隔20到30公里就会有一个分相区，就是所谓的无电区，因为电网提供给铁路的是三相高压电，而电气化铁路使用的是单相电。
接触网与火车受电弓相连部分是接触线，它是通过上方另外一根承力索的悬挂来维持高度和方向的，也就是说接触线的下部，就是和受电弓接触的部分，是没有什么障碍的，因此受电弓不需要绕过什么障碍就能和接触线连续接触。即使是在分相区，在进入分相区时，接触线会偏转离开火车上方，同时另外一根无电的接触线会从另外一侧同步接进来，确保在分相区时受电弓上方也有接触线存在，等过了分相区以后，同样的方法，另外一相高压电同步被接进来。
国内外对简单悬挂做了不少研究和改进。我国现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置，以调节张力和弛度的变化。在悬挂点上加装8～16m长的弹性吊索，通过弹性吊索悬挂接触线，这就减少了悬挂点处产生的硬点，改善了取流条件。另外跨距适当缩小，增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。
1.2.2 链形悬挂的接触线
通过吊弦悬挂在承力索上。承力索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。链形悬挂减小了接触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。
链形悬挂比简单悬挂得到了较好的性能，但也带来了结构复杂、造价高、施工和维修任务量大等许多问题。
链形悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形，双链形和多链形（又称三链形）。目前我国采用单链形悬挂。单链形接触悬挂特点是接触线借助于吊弦悬挂在承力索上。由两根辅助索组成的悬挂称为双链形悬挂；其弹性更加趋于均匀；包括承力索在内具有三条辅助索，也可称之为三链形接触悬挂；这种悬挂接触线高度更趋于一致，弹性也更加均匀。
链形悬挂根据线索的锚定方式（即线索两端下锚的方式），可分为下列几种方式未补偿链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂。
1.3 接触网的特点及要求
接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：
（1）在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。
（2）接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备
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的使用年限。
（3）要求接触网对地绝缘好，安全可靠。
（4）设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。在事故情况下，便于抢修和迅速恢复送电。
（5）尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。
总的来说，要求接触网无论在任何条件下，都能保证良好地供给电力机车电能，保证电力机车在线路上安全，高速运行，并在符合上述要求的情况下，尽可能地节省投资、结构合理、维修简便、便于新技术的应用。
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第2章 接触网补偿装置
接触网补偿装置是自动调节接触线和承力索张力的补偿器及其制动装置的总称。补偿装置又称张力自动补偿器，它安装在锚段的两端，并且串接在接触线承力索内。它的作用是补偿线索内的张力变化，使张力保持恒定。
2.1 补偿装置的作用与技术要求
补偿装置的作用是当温度变化时，线索受温度影响而伸长或缩短，由于补偿坠陀重量的作用，使线索顺线路方向移动而自动调整线索张力，并以保持线索的弛度使之符合规定，从而保证接触悬挂的技术状态。
对张力自动补偿装置的要求有两个。其一，补偿装置应灵活，在线索内的张力发生缓慢变化时，应能及时补偿，传送效率不应小于97%；其二，具有快速制动作用，一旦发生断线事故或其他异常情况，限速内的张力迅速发生变化时，补偿装置还应有一种制动功能。一般对于全补偿的承力索内的补偿装置，如不具备这种功能时，还需专门增加断线制动装置，以防止在一旦发生短线时，坠砣串落地而造成事故扩大、恢复困难。
2.2 补偿装置的组成
补偿装置主要是由补偿滑轮（滑轮组）、补偿绳、杵环杆、坠陀杆，坠陀、连接零件组成。
2.2.1 补偿滑轮
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补偿滑轮在应用中可分为定滑轮和动滑轮，定滑轮改变受力方向，动滑轮除改变受力方向外还可省力和移动位置，所以一般补偿滑轮是一个组合的滑轮组应用的。
目前我国一般应用的是铝合金滑轮补偿装置，是由滑轮组、不锈钢丝绳、连接框架及双耳楔形线夹组成，其备有1∶2、1∶3、1∶4三种规格。如下图2-1所示。
图2-1补偿滑轮组
1—1∶2传动比滑轮组，2—1∶3传动比滑轮组，3--1∶4传动比滑轮组
2.2.2 组成部件
补偿绳均选用GJ-50（19股）镀锌钢绞线制成。
坠砣块一般采用混凝土或灰口铸铁制成，每块约重25kg，呈中间开口的圆饼状。坠砣杆一般为直径16mm圆纲加工制成，上端有单孔焊环，底部焊有托板。坠砣杆的型号规格，根据其放置坠砣块数量的不同分为三种： 17型， 20型和30型。型号中的数字表示坠砣杆所悬挂坠砣的数量。
坠砣杆一般用Φ16MM圆钢加工而成，上端有单孔焊环，底部焊有托板。
杵环杆(因为杆的一头为杵头，另一端为单孔耳环，所以称杵环杆)的作用是联下结锚悬式绝缘子串与动滑轮，杵头端放置在绝缘子杵座中，单孔耳环端(焊环)与动滑轮相连。破坏负荷不应小于5400KG,外表涂漆，为便于在带电情况下安全检查补偿滑轮，此杆长度不应小于1m。
2.3 补偿装置的安设与要求
补偿器串接在锚段内线索两端与支柱固定处，根据接触悬挂类型的不同有不同的补偿器结构。
半补偿时，接触线带补偿器，多采用两滑轮组结构，滑轮组的传动比为1∶2，即用两个滑轮使补偿绳的张力为接触线张力的一半，也就是坠砣块的重力为接触线标称张力的一半。半补偿：接触线补偿下锚，承力索未补偿。存在明显吊弦偏斜和张力差。
全补偿时，接触线与承力索两端均带补偿器，接触线补偿器的安设与半补偿相同。承力索补偿器则采用三滑轮组式，传动比为1∶3。采用传动比比较大的滑轮组时坠砣串块数减少了，这是有利的一面，但坠砣串上升和下降的距离也会按倍数增大，这时要求支柱（锚柱）高度和容量要增加。既不经济也不利于施工和维修。在运营线路上，当接触线因磨耗其截面逐渐减小时，坠砣串块数也相应地减少，使接触线维持一定的张力防止出现断线事故。
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