关于优化接触网高速线岔布置方案探析

2019-09-10刘阳

科学导报·科学工程与电力 2019年38期

刘阳

【摘要】随着我国电气化铁路的高速化建设进程加快，人们对接触网性能提出越来越高的要求，线岔可对电气化铁路产生重要影响，它是接触网中的关键分支，也需随着时代的发展提升质量。近年来，国家的电气化铁路运行速度提高幅度较大，电力机车在行进中受到电弓动态提升的影响越大，极易引发铁路运输中安全事故。本文分析了交叉线岔的硬点形成，对接触网的高速线岔布置方案的改进加以探讨。

【关键词】接触网;高速线岔;布置方案;优化

线岔是我国电气化铁路中接触网的一种主要设备，常由于某些细节缺失，存在线岔硬点多、弹性小、过渡性能差等问題，以上的细节问题在具体的工程施工及运营中经常遭到管理人员的忽略。尤其在高速路段一些不良问题给弓网受流的质量造成极大的影响，严重时还可能发生弓网故障。当高速线岔发生弓网故障时，往往最少有两支接触悬挂被损坏，进而影响涉及整个站场及区间运行的设备。相关人员加强高速线岔的布置措施，预防弓网故障对于国家高速铁路的安全运营意义重大。

1接触网线岔的主要结构

在站场上，渡线、站线、发线、侧线等均会并入正线。若线路设一个道岔，接触网也需设一个线岔，或者叫做架空的转辙设备。道岔与线岔的方式分很多种类，具体结构形式如下：

1.1交叉线岔

现阶段，国家电气化铁道路的接触网在站场轨道的道岔上方一般选用限制管，把汇交在限制管上的两支接触悬挂进行固定，该固定装置叫做线岔，又被称为交分线岔。这种道岔布置形式对侧向经过的速度有限制，在试验过程中，产生接触压力的峰值，且易产生拉弧，不适用于高速线路（超过160km）。

1.2无交分线岔

在接触悬挂结构中，无交分线岔一般表现以下特点：一是在道岔部位两支悬挂在空间分布呈分开状态，没有交叉点。无交分线岔在使用中，若电力机车在正线上经过道岔时，受电弓在任何状况下都不与侧线的接触线接触（在高速公路上特别关键），防止在经过交叉线岔中发生打弓。若电力机车由侧线进入正线，或者由正线进入侧线的时候，受电弓可由侧线和正线的接触线间平稳过渡，无刮弓发生。选择开放型无交分道岔的结构，能够保障列车在高速线路上经过正线的时候，受电弓只与正线的接触线相交，与站线的接触线无关，有利于高速列车在道岔处安全行驶。

与交叉型线岔相比，无交分线岔的安装、调整过程比较繁琐，同时，对安装作业的精度也提出较高的要求，可是，它可达到高速行车的需求，机车通过线岔处时，可安稳地经过，受流特性较好，硬点不突出，这是交叉型线岔不具有的优点。这类型的道岔定位因自身的结构特征，可适应很多形状的受电弓。无交分型线岔，从理论层面分析，能够满足400km/h的速度标准，在理论上与三跨型锚段关节的过渡原理类似，在平面布置中，考虑到始触区没有线夹的情况，且使两支接触线在始触区内，尽可能分布于受电弓中心线的一侧，以免发生钻弓。然而，无交分线岔过渡的下锚支在定位点部位的转角很大，导线的水平力较大，想要准确地定位很难，特别12#以下的道岔，但可应用于高速18#以上的道岔。

1.3三线关节型道岔定位

辅助三线关节型道岔定位在世界部分发达国家的客运专线领域的应用效果呈现明显的优势。它在正线接触悬挂和侧线接触悬挂二者之间，再加上一组辅助的悬挂，因这种形式实际上与锚段关节型过渡原理比较接近，可保障故弓网取流的安全性与质量。然而，这种形式需在两个道岔之间，布设最少三跨绝缘关节平行过渡的接触网，（即150-200米长的空间范围），所以，适用场合较少，通常在线间距5米的线路上，截面120毫米的铜合金的接触线，在工作张力达到15kN的情况下，需具有30#及其以上的道岔上下行的渡线部位方可使用。三线关节型道岔定位，在西方的法国现代高速铁路上已经得到了良好的应用，但国内的应用及研究成果较少。在高速铁路中，接触网线岔用这种定位手段比较合适，但对安装空间提出较高要求，即应满足狭长的道岔条件，其设计、安装工作还需结合线路状况确定。

2线岔硬点的形成原因

在现阶段我国的高速铁路正常投入运营过程中，始触区不准有线夹、设置跨距的标准极易受到相关部门的重视，且工作人员应及时进行修正，可是，部分细节问题经常遭到人们的轻视，而这些细节往往可能给线岔的运行品质造成极大的影响。

第一，支持装置I部位，两支定位一起与受电弓接触。在支持装置I的定位处，悬挂质量较大，受到限制管与定位的影响，接触线通常呈刚性，如果同步与两定位相接触，则硬点会更大。

第二，下锚支转角偏大。当非工作支的下锚转角偏大时，则定位拉力会增加，使得支持装置I的弹性降低。

第三，两支接触线的交叉点距离支持装置I的定位太近。在限制管的作用下，接触线在支持装置I部位的刚性加大。

第四，两工作支的接触线之间距离的布置不科学。受电弓同步对两工作支接触时，如果本线的接触线分布在与相近接触线的滑板另一半位置时，极易使动态的受电弓滑板和线路发生不平行现象，进而增加接触的危险，易于导致弓网。

3接触网高速线岔布置方案的优化策略

3.1定位处仅限于工作支与受电弓接触

非支高抬向定位顺延超过支持装置I部位时，在定位点处，非支装置比工作支高，使得受电弓通过定位点的时候，抬高正线的接触线依然无法触及非支，可是，也不能过于抬高，否则给岔心弹性造成不利影响。如图所示，可设岔心至支持装置I的定位距离是x，非支在定位部位的抬高量是y，那么，可得到非支接触线的抬高量的计算公式：

Y= Gcw′·x2/（2·Hcw）

上式中，Y表示支持装置I接触线的抬高量，m;

Gcw′表示接触线的特定负荷（通常可结合型号的接触线查到），N/m;

X表示接触线的交叉点到支持装置I的距离，m;

Hcw表示接触线的张力，kN。

3.2下调定位部位下锚支转角

按照目前的运行经验可知：在支持装置I部位的定位点，下锚角度一般应小于5°。

3.3接触线的岔心要远离定位

一般接触线的交叉点至正线线路中心的距离要小于到侧线中心的距离。可设正线的拉出值bz，侧线的拉出值bs，交叉点至正线的线路中心距离Bkz，至侧线线路中心的距离Bks，静态始触点至交叉点的距离Bk，那么，交叉点在达到以下条件时受电弓经过岔心的时候，只会有偏低的接触压力，弓网的弹性良好。

3.4科学设置始触区两工作支的相对位置

在中国一般选用的受电弓其总体宽度1950毫米，滑板的工作宽1250毫米。受电弓经过线路的中心线和相邻接触线二者间距1050毫米，从这一接触点算起，正线与侧线的接触线要设在二条线路的中心线以内。

结束语