电气化铁路接触网温度状态检修分析

电气化铁路接触网温度状态检修的分析

摘要：本文对铁路接触网检修现状进行了分析，针对运输与“天窗”矛盾的实际，探讨温度状态检修的必要性，并对其状态调整参数进行了计算和分析，为温度状态检修方式提供了理论依据。

关键词：接触网；温度；状态检修；参数计算；分析

中图分类号：f407.6 文献标识码：a 文章编号：

1 前言

铁路是我国国民经济的大动脉。近10年来，我国电气化铁路进入稳定发展的新时期，目前已建成多条高速铁路。接触网是电气化铁路重要的供电设备，担负着向电力机车提供电能的任务，具有工作条件恶劣、无后备、不间断供电等特点。因此，如何保持接触网的良好运行状态, 提高接触网设备质量, 确保安全可靠运行，是电气化铁路发展的客观要求[1]。

状态检修是对运行设备按规定的状态值来监测其运行状态，按照设备状态进行维护的预防性的检修。它根据对接触网设备的检测和统计分析，诊断出设备的劣化程度，找出相应原因，进行针对性的检修。

2 接触网状态检修的工作特点[1]

状态检修是以设备实际运行状态为控制目标的预防性维修方式。具体的说是就是在接触网设备工作寿命期内，对运行设备按照规定的安全运行值来检测运行状态，只要设备技术参数在规定的安全运

行值，就不进行检修；当运行状态超出规定的安全值及状态极限值时，按规定的工艺检修，使其恢复到规定的安全运行值，并尽可能的接近标准值继续运行；超出工作寿命期内，及时予以更换，从而在确保安全的前提下，充分发挥设备自量的内在的潜力，利用其本身固有的可靠性，最大限度减少维修工作量[2]。通过周期检测，状态维修，限度和寿命管理达到经济合理的利用设备的使用寿命，有针对性、适时的组织维修，达到最大限度的减少维修工作量的目的。此检修的体制较接触网以往长期实行的定期检修体制有了更强的针对性，避免了人力物力的浪费，同时也减少了对设备的损伤。

3 温度对接触网检修状态的影响[2]

接触网的运行状态要受到很多因素的影响，无论是在接触网施工阶段, 还是在接触网运行检修时期, 温度是决定接触网状态的关

键因素[3]。在我段实际检修中, 只有补偿装置是按照温度曲线进行调整的, 其它设备的检修不管春夏秋冬, 无论温度如何变化均

执行一个标准。如拉出值、吊弦、定位等，不管在什么时候检修, 都要求是设计数值、标准位置，这就造成了冬天检修的设备夏天超标, 夏天检修的设备冬天超标, 其结果:①导致设备故障( 如拉断开关引线、线岔卡滞等) , 甚至导致弓网故障；②导致各种技术参数严重超标, 必须再次检修；③由于运输紧张, 天窗兑现率低, 设备缺陷多, 设备失修,导致设备故障、弓网故障频繁发生。

4 接触网温度状态检修参数计算

接触网温度状态检修，就是依据接触线、承力索以及其他线索的

线胀系数，确定在不同温度下接触网设备的相关参数，根据实际检修时环境温度下的状态参数对设备进行检修。温度状态检修确保了接触网检修完成后在任何气候条件下都符合运行要求。

4.1承力索和接触线的线胀系数

沪昆线浙赣段正线采用全补偿简单链形悬挂。承力索为95mm的铜绞线，接触线为120mm的铜合金导线。温度变化引起线索的伸缩，在相同温差的情况下，线胀系数决定伸缩量的大小。根据提供的资料，承力索和接触线的线胀系数都为17.00×10-6/°c，α承=α接=17.00×10-6/°c。温度变化时，承力索和接触线的偏移量为：

(1)

(2)

式中，l1为下锚处到中心锚结的距离；t设为设计平均温度；t 实为实际检修温度。

如果承力索和接触线的线胀系数不同，承力索和接触线的偏移量不相等。假设线膨胀系数为α承＞α接，则当温度变化时，承力索的偏移量要大于接触线的偏移量，则会加大吊弦、腕臂、线岔的偏移。另外，合武客运专线采用弹性吊索的安装形式，温度不断升高偏移量会加大，弹性吊索上所承受的载荷越来越大，当这一动态持续到达某一程度时，弹性吊索就会从弹性吊索线夹中抽拖。

图1 补偿接触悬挂定位装置

4.2 温度变化值对定位的影响[4]

图1 所示为补偿接触悬挂定位装置。定位器发生偏移会导致拉出值发生变化，全补偿接触悬挂的定位器偏移量为:

(3)

式中l定为定位器相对支柱中心点的偏移量, 计算正值表示向中锚方向偏移量, 计算负值表示向下锚方向偏移量(m)。

浙赣线接触网正常运行的温度范围：

（1）隧道外环境温度变化范围-5～+40℃，设计平均温度35℃。（2）隧道内环境温度变化范围+10～+35℃，设计平均温度30℃。以隧道外正线为例，由式（3）计算得到表1。定位点由a 偏移至b，其拉出值的变化量为：

(4)

式中，α实为检修时实际拉出值(m)，l器为定位器长度(m)，α标为标准拉出值(m)。由式（4）计算可以得出表2。

由表1和表2可以发现，在温度变化相同的情况下，离中心锚结越远的定位处，其定位器的偏移量越大，相应的拉出值变化量也越大。因此在检修时应该重点检查下锚附近的定位，如转换柱下锚处，其定位因温度变化导致偏移最严重，会改变锚段关节的技术参数。锚段关节是2个相邻锚段的衔接部分，结构比较复杂，技术要求很高。如果拉出值超标，可能致使工作支不在受电弓工作范围内，发生脱弓或钻弓故障。在绝缘锚段关节，拉出值改变导致工作支和非工作支的水平距离减小，空气绝缘间隙不够，受电弓通过时会发生拉弧打火花，烧伤接触线，影响取流质量。

浙江地区夏季气温很高，气温经常达到35℃以上，相对于冬季，温差很大。造成夏季检修符合标准的设备，到冬季超标；冬季检修符合标准的设备，到夏季超标。另外，在检修作业中要注意地面段和隧道内线路的差别，隧道内环境温度变化范围为+10～+35℃，温度相对较稳定；而地面段接触网设备环境温度变化范围为-5～

+40℃，全年温差较大，受季节变化影响明显。因此在夏季和冬季交替的时候，要加强对接触网设备的检查，如果发现偏移的定位，要及时进行调整，使设备参数符合标准。

由于每次检修后都将设备参数调整为标准值，因此对于当次检修来说，相对于上一次检修结果的偏移量和拉出值变化量才有实际意义，对式（3）作如下修正：

(5)

式中，是本次检修的实际温度；是上次检修的实际温度。

以义乌西至塘雅区间下行线z16锚段为例。2011年11月对tl15锚段进行全面检修时的实际温度为11℃，经过检修，将z16锚段各定位的参数都调整到符合标准。2012 年6月对z16锚段进行综合检修时发现，各个定位的定位器和腕臂都有不同程度的向下锚方向偏移，越靠近下锚的定位偏移越严重。当时的实际温度为26℃，经测量z16锚段649定位拉出值为200 mm，定位器偏向下锚方向偏移153mm。而02定位拉出值标准是200mm，即相对于前一次检修完成后，拉出值增大了12 mm。

查接触网平面图可知，z16锚段02定位到中心锚结的距离l1 =