受电弓动态包络线检测.docx

文章编号 : 1008 - 7842 (2004) 06 - 0058 - 02受 电 弓 动 态 包 络 线 检 测刘彦卿 , 朱飞雄 , 王章刊(中铁电化局集团第一工程有限公司 , 河北石家庄 050071)摘 要 介绍国内外防止机车受电弓与接触网之间弓网故障的思路 、方法 , 介绍受电弓动态包络线检测尺对接触悬挂进行动态包络线检测的应用情况 。关键词 接触网 , 包络线 , 动态检测中图分类号 : tg370文献标志码 : a1前言随着我国铁路 5 次大提速 , 广深线 、哈大线和秦 沈客运专线电气化铁路的相继开通 , 我国的电气化铁 路运行速度正在不断提高 。电力 机 车 运 行 速 度 越 高 , 受电弓的动态抬升量和动态摆动量越大 , 越容易造成 受电弓与接触悬挂中的零部件发生碰撞 , 导致弓网故 障 , 造成列车运行中断 , 严重影响铁路运输 。为解决列车速度提高后弓网故障增加的问题 , 中 铁电化局集团公司从研究弓网关系及轮轨关 系 入 手 ,电弓抬升量则主要与接触悬挂的设计参数 (如弹性或简单链形悬挂 、接触线张力) 和接触网施工质量有关 。表 1车速 、线路与受电弓左右摆动量关系表受电弓左右摆动量/ mm车速 v- 1/ kmh1 500 m r 900 m r 1 500 m80 50801009012080 v 120 80根据我国数十年的电气化铁道建设 、运营管理经验并通过弓网关系计算机仿真模拟结果以及现场实测 ,考虑一定的裕量 ,新建时速 200 公里客货共线铁路设( 以下简称动态提出并研究开发了受电弓动态包络线包络线) 检测尺 。2受电弓动态包络线检测211受电弓的上下左右运动计暂行规定 ( 铁建设函 2003 439号) 和 铁路电力牵引供电设计规范 ( 2002 年报批稿) 对受电弓取流时的上下左右运动最大值如表 2 。表 2 受电弓最大抬升和摆动量在轮轨关系方面 , 电力机车在钢轨上运行时 ,处于持续摆动和颠簸状态 , 受电弓也随之上下左右运动 。在弓网关系方面 , 架空式柔性接触网和受电弓是两个 互相影响的振动系统 。受流过程中 , 接触网和受电弓 在机械和电气上密切相关 , 两者的运行状态也相互影 响 , 只要其中之一出现问题 , 都会破坏正常的受流状态 。受电弓无论在水平方向还是竖直方向 , 都在不停运动 。受电弓的上下振动和左右摆动量与列车的行驶 速度 、铁道线路的状况 ( 如钢轨的平顺性 、曲线半径 等) 、机车及其受电弓的型号和性能 、接触悬挂的性能 和接触线的高度等诸多因素有关 。表 1 是安装在国产 软卧车 车 顶 上 的 中 铁 电 化 局 集 团 公 司 接 触 网 检 测 车 wbl85 - rfp5211 型检测 受 电 弓 对 国 内 多 条 电 气 化 铁 道线路的检测分析汇总表 。从表 1 可以看出 , 车速越高 , 受电弓左右摆动越 大 ; 相同车速下 , 线路曲线半径越小 ( 或外轨超高越大) , 受电弓左右摆动加剧 。在特定的铁道线路 、机车车辆和受电弓条件下 ,受受电弓最大摆动量/ mm车速 v/ kmh - 1受电弓最大抬升量/ mm直线区段曲线区段v 120120 v 160160 v 200100120160200250250200250300从表 2 可以看出 ,当机车运行速度提高到120 km/ h以上时 ,受电弓向上抬升量和摆动量有较大增加 。212受电弓动态包络线与无线夹空间 为了防止受电弓撞击接触网定位装置和脱弓 , 国内外对接触网 、受电弓及其相互作用均进行了长期深 入研究和试验验证 , 形成了以德国为代表的 “无线夹 空间与限位定位装置”和以法国为代表的 “受电弓动 态包络线与大抬升量定位装置”两种思路 , 用于指导 接触网的设计 、施工 、检测和运营管理 。德国认为距受电弓中心 6001050 mm 和一定抬升范围内 , 存在一个宽度为 450 mm 的无线夹空间 ( 也称 无线夹区) 。为了防止打弓 , 在这个无线夹空间内不得安装任何线夹 ( 瑞士 、挪威和俄国等国也有无线夹空刘彦卿 (1963 - ) 男 , 河北安平人 , 工程师 (收稿日期 : 2004 - 06 - 29)第 6 期受 电 弓 动 态 包 络 线 检 测59间的概念) 。在接触线定位点处 , 德国采用限位定位装置和其它措施 , 避免受电弓抬升超过 200 mm 。施工时 , 德国先用接触网静态检测车对接触线依次进行静态检 测和静态抬升量的检测 , 然后用接触网动态检测车分 速度等级 、直至铁道线路允许最高速度对接触线进行 动态检测 , 寻找接触网中的打弓 、脱弓隐患 。运营维护时则借助检修车或静态检测车进行功能检测 f1 和功 能检测 f2 , 以确定接触网是否存在打弓 、脱弓隐患 。 其中功能检测 f1 是检测弓以高速度和静态接触力150 n 测量相互交叉的接触线的位置 。功能检测 f2 是以 40 km/ h 的低车速和静态接触力 150 n 测量接触线拉出值 、定位管和定位器的坡度 、线夹的位置 , 以防碰撞 受电弓 。德国 、我国的哈大线和秦沈客运专线接触网 的运营维护均采用上述方式 。法国第一条高速铁路 tgv 东南线原采用最大 允许抬升 240 mm 的定位器 , 在强大侧风时发生了 2 次 重大 弓 网 事 故 , 为 此 , 法 国 研 发 并 应 用 了 抬 升 量 达400 mm 的弓形定位装置 , 因此电力机车高速运 行 时 , 受电弓的最大动态抬升量和最大动态摆动量就构成了 受电弓动态包络线范围 。在该范围内不得有任何障碍 物 , 否则很可能发生弓网故障 。评判方法是对接触网 进行受电弓动态包络线检测 。213受电弓动态包络线检测 动态包络线检测实质上就是对弓网关系进行机械安全性能方面的检测 , 确保不发生打弓和钻弓 。中铁电化局集团公司在广深线接触网工程施工中首次在国 内进行了动态包络线检测 。检测方法是在接触网作业 车上用受电弓包络线检查尺检测定位装置 、锚段关节 、岔区接触悬挂和线岔等关键部件 。受电弓包络线检查 尺按照设计给定的该线路运营 ss8 型电力机车受电弓(宽 2 160 mm) 的最大抬升量 220 mm 和最大摆动量 (直 线地段 250 mm 、曲线地段 300 mm) 制作 。动态包络线 检测尺的一半是直线区段的受电弓动态包络 线 轮 廓 , 另一半是曲线区段受电弓动态包络线轮廓 , 检测尺上 标有计量刻度和拉出值 (见图 1) 。动态包络线检测步骤如下 :(1) 测量支柱定位点处接触线的静态高度和拉出 值 、支柱处外轨超高值 。(2) 将定位点处的接触线抬高到受电弓设计最大 动态抬升量 (例如广深线为 220 mm) 。(3) 使包络线检测尺上拉出值刻度与该定位点处 接触线实际测量拉出值位置相重合 、包络线检测尺倾斜度与轨面连线的倾斜度一致 。(4) 通过包络线检测尺观察检测并记录有关数据 ,分析判断定位管 、定位器 、定位环线夹和其它接触网 零部件是否侵入动态包络线范围内 。(5) 发现有侵入包络线范围内的接触网零部件的 检测缺陷时 , 找出对策并及时进行处理 , 直到包络线检测尺检查合格为止 。214受电弓动态包络线检测结果分析 中铁电化局集团一公司在广深电气化铁路接触网施工中 , 对施工管段内的接触网进行了动态包络线检 测 。检测的重点部位是转换柱 、中心柱 、道岔柱和限界为 2152169 m 的硬横梁吊柱 。表 3 是某车站接触网工程的动态包络线检测记录汇总 。表 3站动态包络线检测记录汇总序号检测部位检查数量缺陷数量1234总计转换柱中心柱 道岔柱限界 2152169 mm 的硬横梁吊柱147893811226检测缺陷之一是定位器的坡度小 , 定位器允许动态抬升量小于受电弓设计最大动态抬升量 220 mm 。解 决办法是通过抬高定位环的高度来确保定位器的坡度 ;检测缺陷之二是有的接触网零部件处于受电弓设计最 大动态摆动量 ( 直线地段 250 mm , 曲线地段 300 mm)内 , 对策是调整定位器的拉出值 。3结束语广深 电 气 化 铁 路 旅 客 列 车 最 高 运 行 速 度 为200 km/ h ,“新 时 速 ”摆 式 列 车 最 高 试 验 速 度 达 到220 km/ h 。接触网工程设计在我国首次采用了无 交 叉 式线岔并引进法国非限位定位装置 , 施工单位除严格按照设计要求和施工规范进行接触网安装调试外 , 还在国内首次制作了动态包络线检测尺 , 对接触网进行 动态包络线检测 。1998 年 7 月广深电气化铁路送电开通至今 , 接触网运营安全稳定 。我国目前正为第 6 次铁路大提速进行既有电气化 铁路改造 , 并将要建设不少电气化铁路客运专线 。在a : 接触线拉出值 ; h : 受电弓最大动态抬升量 ;s : 受电弓最大动态摆动量图 1 ss8 电力机车受电弓动态包络线检测示意图 1994-2014 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 60铁 道 机 车 车 辆第 24 卷这些工程建设项目中 , 有的接触网设计将采用非限位定位装置 , 为保证电力机车运行的安全可靠性 , 采用 非限位定位装置的接触网施工和运营管理应进行受电 弓动态包络线检测 。可以预见 , 受电弓动态包络线检测在接触网工程中的应用将越来越广泛 。参考文献1 朱飞雄 1 接触网弹性链形悬挂的弓网关系检测 j化铁道 , 2003 (1) :1 电气detection of the dyna mic envelope line of the pantogra phl iu yan -qing , zhu fei -xiong , wang zhang - kan( the 1st engineering co1ltd1 , china electrification railway bureau , hebei shijiazhuang 050071 , china)abstract : this paper introduces ideas and ways protecting against failure between the locomotive and overhead contact line both here and abroad , and introduces the application that the dynamic envelope line of the contact line is detected with the pantograph detecting ruller1key words : overhead contact line envelope line dynamic detection(上接第 37 页)313 化学复合镀在防腐方面及其他方面的应用化学 镀 ni cu p 、ni w p 以 及 ni mo p , 合金层 具 有 良 好 的 抗 蚀 性 和 热 稳 定 性 。此 外 , ni cu p 合金层还可作为硬盘磁记忆底层 、电磁波屏蔽层以 及 高 耐 蚀 表 面 保 护 层 。ni w p 和 ni mo p 合金层由于其电阻温度系数变化小 , 从而使其成为理 想的薄膜电阻材料 , 也可作为耐蚀保护层或磁性底层 。另外 ni p vo2 、ni p tho2 复 合 材 料 镀 层 可 制成核燃料元件及控制材料 , 可应用到原子能反应堆燃烧室的设备和零件 。314化学复合镀在机车车辆制造业的应用展望 随着铁路交通事业的不断发展 , 机车车辆制造业迎来了前所未有的挑战和机遇 , 许多机车车辆零件需 要更新换代 , 在降低成本的同时 , 要求减轻质量 、提高可靠性和质量档次 。其实很多零部件的功能 , 例如 耐磨 、减磨 、抗划伤能力 、抗高温氧化等 , 均由零部 件的表面层体现出来 。很多时候可以用某些具有特殊 功能的复合镀层取代整体实心材料 , 也就是说可以在 廉价的基体材料上镀上复合镀层 , 代替由贵重原材料 制造 的 零 部 件 。因 此 , 其 经 济 效 益 巨 大 。展 望 未 来 ,在提高机车车辆的可靠性和轻量化过程中 , 化学复合镀必将扮演重要的角色 。参考文献闫 洪 1 现代化学镀镍和复合镀新技术 m工业出版社 , 200111 北京 : 国防12guglielmi1n ,1 kinetics of the deposition of inert particles from elec2trolytic bathsj 1j 1electrochem1soc1 ,1972 ,119 (8) :1 0091 0131 美 a 1j 1 巴 德 , l1r1 福 克 纳 1 电 化 学 方 法 原 理 及 应 用m 1 北京 : 化学工业出版社 , 19861李 宁 1 化学镀实用技术 m 1 北京 :化学工业出版社 ,20031345郭海祥 1 化学 镀 技 术 应 用 新 进 展 j(4) : 91211 金 属 热 处 理 , 20016林 吉 曙 1 化 学 镀 ni p 合 金 及 其 复 合 材 料 的 特 性 与 应 用j 1成都纺织高等专科学校校报 , 2003 , 20 (2) : 23251迟毅 , 范会玉 , 高金波 1 化学复合 镀 ni p ptfe sic71 材料科学与工艺 , 2003 , 11 (1) : 77801的研究 j8高红霞 , 商全义等 1ni p sic ptfe 化学复合镀层摩擦性能研究 j1 表面技术 , 2003 , 32 (2) : 31321姜晓霞 , 沈 伟 1 化学镀理论及实践 m业出版社 , 200011 北京 : 国防工910 汤皎宁 , ptfe 和金属的化学共沉积及复合镀层的表面与摩擦学性能研究 d 1 西安 : 西安交通大学博士学位论文 , 2611 天津 : 天津大学研11 杜克勤 , 复合电沉积机理的研究 d究生毕业论文 , 671electroless compositeplating and applicationsmiao li - juan , l i chang - hong( school of mechanical and electric control engineering , beijing