高速鐵路接觸網(wǎng)定位器坡度的計(jì)算及調(diào)整

呂振聚　上海鐵路局沿海浙江公司

1　定位器坡度概述

定位器安裝完成后，定位系統(tǒng)、接觸網(wǎng)懸掛系統(tǒng)達(dá)到力學(xué)平衡，接觸接觸線處于平直狀態(tài)，此時(shí)定位器相對(duì)于受電弓平面的夾角即為定位器安裝坡度。

定位器坡度由接觸網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)決定，安裝后處于力平衡狀態(tài)，不可隨意調(diào)整，否則定位點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生人為的抬高或降低，形成硬點(diǎn)。為保證弓網(wǎng)運(yùn)行安全，確保弓網(wǎng)安全效驗(yàn)時(shí)受電弓不與定位器發(fā)生碰撞，定位器的安裝坡度非常重要。安裝坡度過小，則可能發(fā)生受電弓與定位器碰撞;安裝坡度過大，則要減少拉出值或加大第一吊弦距定位點(diǎn)的距離。減小拉出值會(huì)加速受電弓的不均勻磨耗，增大第一吊弦距定位點(diǎn)的距離會(huì)影響弓網(wǎng)受流質(zhì)量。所以必須合理確定定位器安裝坡度。

圖1　定位器受力情況圖

2　定位器受力分析

2.1　定位器水平力受力分析

（1）直線區(qū)段水平力F

定位器受力情況如圖1所示。水平力分析如圖2所示。

圖2　水平力分析圖

因接觸線和線路軸心線的夾角α很小，故有sinα≈tanα而tanα=a/(L/2)=2a/L

式中：

α-接觸線和線路軸心線的夾角；

a-拉出值；

Tj-接觸線張力；

L-兩懸掛點(diǎn)跨距。

（2）曲線區(qū)段水平力

曲線區(qū)段因線索改變方向而產(chǎn)生的指向曲線內(nèi)側(cè)的水平分力，如圖3所示。

圖3　曲線區(qū)段水平力分析圖

由圖3可得出：

即曲線力F/Tj=L/（R+a）而R+a≈R，

當(dāng)L=L'，曲線力F=Tj·L/R（公式2）

當(dāng)L'≠L，曲線力F=Tj·（L'/2R+L/2R）（公式3）（3）曲線區(qū)段的水平力的分力

在曲線區(qū)段水平力包括因拉出值而產(chǎn)生的水平力±因曲線產(chǎn)生的曲線力。

2.2　定位器垂直力G分析

（1）直線區(qū)段垂直力G

直線區(qū)段定位器受的垂直力為定位器重量的一半，加上一段接觸線的重量。

（2）曲線區(qū)段垂直力（僅分析不等高懸掛產(chǎn)生的力，其它重力與直線段一致）

曲線區(qū)段垂直力不僅與定位器的重量及接觸線重量有關(guān)，還包括因在曲線上定位點(diǎn)與第一吊弦懸掛點(diǎn)間有高差，形成不等高懸掛而產(chǎn)生的力。

分析如圖4所示。

圖4　曲線區(qū)段垂直力分析圖

受電弓中心距接觸線的距離計(jì)算：

說明：相對(duì)于A點(diǎn)受電弓中心對(duì)接觸線的距離為A4，相對(duì)于B點(diǎn)受電弓中心對(duì)接觸線的距離為B4+B4q。

計(jì)算過程：

由圖可知

所以得出：

受電弓中心距接觸線的距離為

第一吊弦點(diǎn)與定位點(diǎn)高差受力分析如圖5所示。

圖5　受力分析圖

故得出由于不等高懸掛產(chǎn)生的附加垂直力

因此得出曲線上的垂直力為以下幾個(gè)力合成：

①定位器的重力；

②接觸線的重力

③因不等高懸掛而產(chǎn)生的張力在重力方向的分力。

3　定位器坡度的確定

定位器坡度=arctan（垂直力/水平力）（公式11）

4　定位器坡度的調(diào)整

通過對(duì)定位器的受力分析得知，定位器的坡度是由于定位器所受的水平力和垂直重量自然平衡形成的，人為是改變不了的。在張力、拉出值確定的情況下，定位器的坡度也就確定了，要改變，只有改變第一吊弦距懸掛點(diǎn)的水平距離，即加大其值，如把第一吊弦距懸掛點(diǎn)的水平距離由5m改為7m，定位器的坡度可增大2°，如果拉出值不減小，只有采用這種加大垂直力來增大定位器的坡度。在接觸線張力、拉出值確定的前提下，要增大定位器的坡度度，這是一種方法。另如在張力和第一吊弦距懸掛點(diǎn)的水平距離不變的情況下，將拉出值減小一點(diǎn)，水平力減小一點(diǎn)，定位器的坡度會(huì)增大，這也是一種方法。如果定位器坡度偏差較大大，就要采用移動(dòng)定位環(huán)或抬高、降低腕臂的方法來處理。

［1］于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)［M］.成都：西南交通大學(xué)出版社,2002.

［2］TB10621-2014,高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］TB10758-2010,高速鐵路電力牽引供電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［S］.