3 接触悬挂的类型
接触网的分类大都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。所谓接触网的锚段就是在一条接触网线路上,将接触网分成若干个具有一定长度且相互独立的分段,以满足供电和机械方面的要求。接触悬挂的种类较多,一般按其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。
3.1 简单接触悬挂
简单接触悬挂是接触悬挂的一种形式,系由一根或两根平行的接触线直接固定在支持装置上的接触悬挂形式,如图0.6、图0.7所示。它的特点是无承力索,接触线直接悬挂在支持装置上。
图0.6 未补偿简单悬挂示意
1—支柱;2—拉线;3—接触线;4—绝缘子串;5—腕臂
图0.7 带补偿及弹性吊索简单悬挂示意
1—接触线;2—弹性吊索;3—腕臂;4—棒式绝缘子;5—悬式绝缘子;6—拉杆;7—定位器
接触线(或承力索)端头同支柱的连接称为线索下锚。线索下锚有两种方法:一是将线索端头同支柱直接固定连接,称为硬锚或死锚,另一种是加设补偿装置,以调整线索的弛度和张力。
简单接触悬挂根据其接触线是否进行补偿,又可分为未补偿简单接触悬挂和带补偿简单接触悬挂。
未补偿简单悬挂的结构简单,要求支柱高度较低。因此,投资费用少,施工和检修方便。但是当温度变化时,由于接触线热胀冷缩的物理特性,其张力和弛度变化很大,造成导线的弹性不均匀,不利于电力机车高速运行时取流。
近些年来,国内外专家对简单悬挂做了不少研究和改进。我国目前采用的带补偿装置及弹性吊索的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。在悬挂处加装8~16m长的弹性吊索,通过弹性吊索悬挂接触线,可以减小悬挂点处产生的硬点,改善了取流条件。根据我国的试验说明,这种弹性简单悬挂在行车速度90km/h时,弓线接触良好,取流正常,在多隧道的山区和行车速度不高的线路上可以采用。
3.2 链形接触悬挂
链形接触悬挂是一种高级的接触悬挂形式。它的特点是接触线通过吊弦悬挂在承力索上,承力索在接触线的上方,利用腕臂上的钩头鞍子或悬吊滑轮悬挂在支持装置上。
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,如图0.8、图0.9所示。
图0.8 单链形接触悬挂示意
1—承力索;2—吊弦;3—接触线
图0.9 双链形接触悬挂示意
1—承力索;2—吊弦;3—辅助吊索;4—短吊索;5—接触线
1.按线索的固定方式分类
链形悬挂根据其线索的固定方式可分成以下四种形式。
(1)未补偿链形悬挂。这种悬挂方式的承力索和接触线在锚段两端均为硬锚。线索没有张力自动调整装置,因此,承力索和接触线在温度变化时,张力和弛度变化均很大,如图0.10所示。
图0.10 未补偿简单链形接触悬挂示意
1、2—绝缘子串;3—支柱
(2)半补偿链形悬挂。半补偿链形悬挂包括半补偿简单链形悬挂和半补偿弹性链形悬挂。
在半补偿简单链形悬挂中,仅接触线设有张力自动补偿装置,而承力索没有张力自动补偿装置,仍为硬锚,如图0.11所示。
图0.11 半补偿简单链形接触悬挂示意
1—承力索;2—吊弦;3—接触线;4—补偿器
这种悬挂由于承力索未补偿,当温度变化时,承力索的张力和弛度均随之发生变化。而接触线由于两端安装有补偿器,所以当温度变化时,接触线便会顺线路方向位移。一般情况下,温度在20℃及以上时,定位点应向下锚方向偏移。距离下锚越近,位移越大。
半补偿弹性链形悬挂和半补偿简单链形悬挂的区别在于支柱定位点处吊弦形式的不同,如图0.12所示。
图0.12 半补偿简单链形接触悬挂示意
1—承力索;2—吊弦;3—接触线;4—弹性吊弦;5—补偿滑轮;6—补偿;7—补偿坠砣
弹性链形悬挂在支柱悬挂点处增设了一根弹性吊弦。弹性吊弦由长15m的辅助绳和一根(或二根)短吊弦构成。弹性吊弦的作用是增加支柱处接触线固定点(又称定位点)的弹性,使接触线弹性均匀,有利于机车受电弓取流。这种悬挂方式多用于行车速度不超过100km/h的线路上。
(3)全补偿链形悬挂。全补偿链形悬挂包括全补偿简单链形悬挂和全补偿弹性链形悬挂。全补偿简单链形悬挂即在锚段中的承力索和接触线两端下锚均装设了张力自动补偿器。当温度发生变化时,承力索和接触线的张力补偿器自动调节补偿承力索和接触线的弛度,使其几乎不发生变化。但是,全补偿简单链形悬挂因支柱定位点处无弹性吊弦,仍会出现硬点,产生弹性不均匀的现象,所以使用较少。全补偿弹性链形悬挂在支柱悬挂点处安装有弹性吊弦,可减少硬点的出现,使其弹性均匀,有利于机车受电弓取流,适用于行车速度较高的线路(图0.13)。
图0.13 全补偿弹性链形接触悬挂示意
2.按接触线和承力索布置的相对位置分类
链形悬挂,按其接触线和承力索布置的相对位置,又可分成以下三种。
(1)直链形悬挂。直链形悬挂是承力索和接触线布置在同一个垂直平面内,在直线区段,为了使受电弓滑板均匀磨耗,接触线布置成“之”字形,承力索布置在接触线的正上方,即承力索也布置成“之”字形。在曲线区段,支柱定位处的接触线拉向曲线外侧一个数值(称为拉出值),承力索仍在接触线的正上方,如图0.14所示。
图0.14 直链形接触悬挂示意
1—线路中心线;2—接触线及承力索
(2)半斜链形悬挂。在半斜链形悬挂中,承力索的布置相对接触线布置的水平投影有一个较小的位移,在直线区段,接触线布置成“之”字形,承力索则沿铁路的线路中心正上方布置,允许误差±100mm。但在曲线和隧道区段应位于接触线正上方(采用直链形悬挂),允许误差向曲线内侧偏差100mm,不得偏向曲线外侧,如图0.15所示。
图0.15 半斜链形接触悬挂示意
1—接触线;2—承力索;3—吊弦
(3)斜链形悬挂。斜链形悬挂中,承力索与接触线布置的水平投影有较大的位移,吊弦安装后与铅垂方向有较大倾角,在直线区段,接触线、承力索均布置成“之”字形,但两者的“之”字形布置方向恰好相反,如图0.16所示。在曲线区段,承力索布置对铁路的线路中心线有一个较大的外侧偏移,吊弦安装的倾斜角很大,因而在支柱定位处,对接触线需采用特殊的固定方式。
图0.16 直线上的斜链形接触悬挂示意
1—接触线;2—线路中心线;3—承力索;4—吊弦