高铁接触网定位装置的发展探讨

高铁接触网定位装置的发展探讨

刘海江

天津供电段，天津市， 300000

摘要：在我国持续推进高速铁路、快速铁路、城际铁路和城市轨道交通等电力轨道交通工程的建设的规划下，未来我国的铁路里程将不断增加。定位装置作为高铁接触网关键核心部分之一，是支持结构中的主要组成部分，由定位环、定位管、定位支座、定位器及定位线夹等连接零部件组成，其作用是将接触线固定在受电弓取流所必要的空间位置，以确保受电弓能始终与接触线接触滑行，从而获得高质量的电能，供给列车高速运行。定位装置的振动特性和稳定性对弓网运营安全和受流质量有决定性影响，其结构应简洁、稳定，实现受电弓在运行过程中与接触线的良好接触和高质量取流。

关键词：高铁；接触网；定位装置

引言

随着我国高速铁路建设的快速、多元化发展，形成了大部分接触网线路采用德国模式，东南沿海、西部大风环境中部分线路采用日本模式，个别线路采用法国模式的格局。但在工程建设实践和运营维护中，逐渐暴露出一些问题，尤其是接触网定位装置存在参数不统一、安装形式多样、零件规格种类繁多、个别零部件服役性能不高等问题。因此，有必要对高铁接触网定位装置进行研究改进，提升性能，实现标准化、统一化。

1受电弓动态包络线

所有定位装置的结构模式首先需要满足基本的弓网关系。接触网的设计标准规定：当无抬升限制时，定位器应允许有相应于2倍预期抬升值的运行空间；有抬升限制时，应允许有预期抬升值的1.5倍允许空间；在接触线最大允许磨耗和受电弓最大允许偏差情况下，接触线的抬升不应导致受电弓与定位装置的任何部件发生机械碰撞。受电弓通过定位点时引起定位器状态改变。

2高铁接触网定位装置的发展

2.1施工组织

施工组织即全工序的系统组织，是项目整体实施推进的组织方法，其不仅决定施工生产效率，也直接影响接触网系统安全，当施工组织同时开展较多作业面时，对接触网运行的影响范围较大，不安全因素也将大幅增加，当工序衔接不紧密时将会导致不安全因素存在时间过长，因此对于高速铁路，系统施工组织技术的研究非常关键。对于接触网大修改造施工而言，须在有限的停电天窗点内完成复杂的工作，并确保行车、设备、人身安全，需要施工管理、技术人员精心准备，提前谋划，每完成一道工序及时投运一道工序，稍有不慎便会影响行车，甚至造成重大事故。对于普速铁路接触网大修改造工程，其传统施工组织一般采用“小流水、大循环”的程序化方式进行。小流水：腕臂更换中锚更换下锚补偿更换承力索更换接触线更换悬挂调整。小流水施工采用工序间递进式衔接、跟进作业，其先期主要大面积开展前期单项工序作业，后期陆续开展后续作业，影响面广，且专业化作业组分工不明显。大循环即每站区或几个站区为一个循环，系统循环周期较长。优化小流水：腕臂、中锚更换承导更换、补偿更换、悬挂调整平推检查验收。优化小流水采取单天窗点作业工序合并且均采用专业化小组的方式进行，前一日天窗点结束后，立即进行后一道工序作业，小组人员固化。创新小循环：为考虑人员的匹配性以及工序的衔接性，采取每3个锚段为1个循环，每3个天窗日完成1个完整锚段的全部施工任务，即以锚段为单位滚动循环推进施工。该创新施工组织模式采取专业化作业小组，小范围流水向前循环推进的方式，减少了对既有线的影响范围，缩短了接触网过渡状态时间，最大程度降低了施工对邻线和本线运营的影响。

2.2做好源头控制

一是根据国家铁路局最新颁布的TB/T2073、2074、2075电气化铁路接触网零部件技术、试验及零部件标准，严格按检验规则中“按图样标准进行尺寸检查和组装检查”的要求，做好零部件图样采集，依据图样对实物进行核对，确保实物公差得到控制，掌握不同厂家零部件互换性。二是更换定位线夹时，建议采用无销型定位线夹。三是只更换定位线夹U型插销时，必须采用原厂U型插销，禁止不同厂家产品混用，同时建议厂家对U型插销进行标记，防止混用。四是定位器和定位线夹必须采用同一厂家产品，严防公差不匹配造成间隙过大。

2.3做好现场施工控制和验收

一是现场施工时禁止对U型销钉进行敲打，严格按相关工艺标准施工。二是验收时逐一测量定位线夹与定位器连接处间隙，确保间隙在1～3mm范围内；检查U型插销外观，发现敲打痕迹立即更换，严防U型插销变形带病运行而缩短其使用寿命；采用手摇方式检查定位器受力情况，确保定位器受力状态良好；检查T型定位器与定位管距离，确保满足间隙不小于50mm的要求。

2.4铁路接触网中供电风险监测系统应用

构建ZigBee无限传输协议，此时的接触网在形成供电风险信息以后，将被直接传输到信息采样模块当中，经过供电风险监测模型构建，数据能够被直接分析并提取出来。此时的系统将保持在20～250kbit/s的工作速率，实现了硬件结构的低功耗。系统的功能模块主要包含了数据采集模块、风险预警模块、数据分析存储模块以及能耗管理模块四个方面。1）数据采集模块的主要作用是进行风险信号的采集，在获取信号采样值以后，经过信号检测处理与放大，最终传输出通信指令。2）风险预警模块在发现供电风险以后及时预警，具备预测和警报功能。在借助ZigBee协议达成风险预警模块构建以后，经过数字脉冲信号分析，完成数字模型转换，输出风险预警控制指令，能够在后台终端显示出风险监测结果。3）数据分析存储模块根据系统中的具体线路情况，先设定好供电风险的预警阈值，经过前端模块获取的风险数据分析，对比数据是否已经超出阈值范畴，分类整理数据当中处于标准值状态、缺陷值状态以及预警值状态下的数据，并将数据存储起来。4）能耗管理模块主要是为了对系统当中的电源输入情况进行有效管理，如果是在夜间天窗点条件下进行铁路接触网检修工作，系统将自动调低能耗。如果处于天窗点结束状态下进行铁路接触网检修，控制器将会唤醒能耗管理模块中的芯片时间，此时经过时间读取以后，芯片为处理器被唤醒，芯片也将恢复到正常工作状态。当然，如果供电风险监测系统失去电量支持，能耗管理模块将重新切换电源状态，将原本的线路电源切换为太阳能电池，确保系统始终处于正常工作状态。

结语

通过对我国高速铁路工程应用的各类接触网定位装置的结构、工艺、材料、性能等分析研究及优化改进情况进行总结优化改进，形成了新型接触网定位装置。新型接触网定位装置吸收了世界先进产品的优点，改进了缺点和不足，具有结构重量轻、无集中载荷、材料选用更优、工艺性好、抗疲劳性高、环境适应性广等特点。为统一接触网安装型式、材质标准，适应各种复杂工况，提高产品的服役性能，打造具有完全自主知识产权的中国高铁接触网产品标准奠定了基础，为中国高铁“走出去”提供了装备支撑，具有广阔的应用前景。

参考文献

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