拉出值的由来

接触网曲线段拉出值的探析

王红军

摘要:在电气化高速铁路快速发展的情况下,以及时速350km/h武广高速铁路的开通,标志着我国在高速铁路发展上取得很大的成就。在电气化铁路上,弓网动态受流是影响列车速度的关键技术问题,尤其是曲线区间接触网受流的不稳定问题。本文对曲线段接触网拉出值和轨道超高进行分析,并对拉出值超标现象提出合理解决办法。

关键词:接触网;拉出值;曲线;超高值

前言

拉出值作为接触网运行中的重要技术参数,其取值直接影响弓网运行安全。在运营中发现曲线区段拉出值超标严重,这是因为在设置拉出值时,未考虑受电弓中心线在气象条件、线路参数、机车及受电弓型号和参数、运营方式、运行速度等多种因素影响下的动态变化。基于此种情况,有必要对运行速度、线路参数及施工误差等几个主要影响因素进行分析,合理设置拉出值,确保机车良好受流。

一、拉出值的计算与标准

接触线的拉出值与电力机车受电弓最大允许工作范围(950mm)有关,与线路情况也有关系。在直线区段,线路中心线与机车受电弓中心线重合,接触线沿线路中心线上空成“之”对称布置,即所谓直线区段,接触线拉出值也称为“之”值,其标准为±300mm。曲线区段电力机车车身随线路的外超高向内轨倾斜,受电弓也成倾斜状,线路中心与受电弓中心不重合,曲线区段上随曲线半径不同拉出值有所差异,一般在150~400mm之间,其允许误差为±30mm,在恶劣环境或特殊设备条件下,拉出值可适当的增大,最大值不超过受电弓滑板允许工作范围(950 mm)的二分之一,即最大不超过475mm。其计算公式:a=m+c 式中,a—接触线拉出值(mm);m—定位点处接触线与线路中心的水平距离(mm);c—定位点处受电弓中心与线路中心的水平距离(mm)。

c = h·H/L,其中,h—外轨超高(mm),H—接触线高度(m),L —轨距(mm)。

拉出值的设置与曲线关系如下表1

拉出值的由来

二、拉出值超标现象及原因

通过多次冷滑实验发现,曲线段的拉出值超标在所有冷滑缺点中所占的比

重较大,拉出值超标主要集中在曲线区段,当低速冷滑检测时,曲线上设计拉出

值为400mm的区段, 接触线距离受电弓中心的距离经常大于450mm ,曲线半径越小, 接触线距离受电弓中心越远,甚至会出现脱弓,在同一个曲线半径内只

要有一处定位拉出值超标,既而造成其他相邻定位点拉出值超标,超高越大,接触线偏离受电弓中心的距离越远。但在工班现场进行检查中发现超标处的拉出值与设计值相符合,这种现象表明,由于没有考虑车辆的振动对拉出值的影响,在既有运营线路曲线区段静态调整的拉出值在实际运行中也有可能偏大,从而成为弓网故障的一个重要诱因,该现象对减少弓网故障不利。机车在动态取流的条件下,静态确定出的拉出值常存在超标情况,下面就超标的原因进行分析。

列车在行驶中会产生各种振动,有横向摆动和侧滚两种振动形式,侧滚振动是以车体重心以下的车体下心滚动,横向摆动是车体重心以上的车体上心摆动,经过理论分析和实践经验得知,拉出值横向偏移的关键因素是机车在行驶中的车体侧滚振动,主要是下心滚动。在接触网施工中是严格按照设计图纸进行的,没有考虑机车车辆的振动、现场气象、线路参数、机车及受电弓型号参数、运行速度等因素的动态变化对拉出值的影响。

经过多次试验,认为应从以下几个方面来考虑减小拉出值超标问题;

1、施工单位在曲线上调整拉出值时, 应尽量使拉出值不超过设计值, 同时使拉出值施工误差在规定范围内。

2、接触线调整完毕后,施工单位要经常了解工务部门的路基维护保养状况,重点加强对曲线段超高的检查。

3、在冷滑过程中,由于车辆侧摆的影响,拉出值有可能超标, 施工单位应根据动态测量结果调整拉出值,保证电力机车的正常受流。

4、设计部门也应考虑到车辆侧摆引起受电弓中心的偏移量,特别在小曲线半径上低速运行时,车辆侧摆很容易造成拉出值超标,考虑是否可以减少小半径曲线上的拉出值和跨距。

三、机车运行速度与受电弓中心线位置关系

在曲线段,为了解决列车在圆周运动中产生的离心力,故将曲线外轨抬高,称为外轨超高,外轨超高值由曲线半径和线路上列车允许通过的最大时速而定,其计算公式:h =11.8v 2

a / R 式中h-外轨超高值(mm ),R-线路曲线半径(m ),V a -线路设计平均速度(km/h )。

在机车实际行驶的过程中,其行驶速度不可能是匀速的,当运行速度V >V a 时,外轨超高不足,产生欠超高;而当V

底到轨道面的距离(mm );X-弹簧垂直系数(KN ·mm -2);a-两侧弹簧的距离

(mm );L-轨距(mm );H-接触线高度(mm );△h-未平衡超高(mm )。 △d 的的变化,使线路中心距机车受电弓中心的距离偏斜值c 发生变化,同时接触线距受电弓中心的距离(拉出值)发生变化。

四、曲线拉出值选用对线路超高值的影响

我国现运行的电力机车受电弓滑板工作部分长度为1200 mm ,曲线区段拉出值按设计取为400 mm 时,受电弓滑板中心线两侧到工作部分的裕度为

(1200/2-400)=200 mm 。若按照“拉出值在任何情况下不得大于475 mm ”的规定,曲线区段规程上实际允许线路外轨超高值仅为(475-400)/4=19 mm ,这个数值不仅对线路维修单位提出了技术性要求,而且增加了供电部门在线路维修施工中的工作量,另外由于运行成本、天窗等原因本身就不允许频繁对拉出值进行调整。因此,目前运营线路在曲线区段的拉出值选择对线路超高影响较大,由于对超高变化的适应范围较小,弓网关系受到线路变化的潜在影响,如果工务部门维修轨道超高值超出其接触网允许的范围时,就很容易引发弓网事故。

接触网曲线拉出值设计是以“等量磨耗和预留超高”为原则。“等量磨耗”

即受电弓在曲线区段每个跨距内,其磨耗范围始终在受电弓中心线的两侧且左右相等,以改善受电弓中心线两侧的磨耗不均匀对接触线的影响。而“预留超高”则是适当减小曲线区段设计拉出值取值,增加受电弓滑板中心线两侧工作部分外的裕度。

根据现场经验和实际应用中一般拉出值取为150~300 mm,这样不但改善了受电弓的磨耗状态而且增大了接触网对线路超高变化范围的适应能力,在同一个定位点处,即使线路抬高30~50 mm 接触网还能保证安全运行,同时降低了工务部门的维修难度,也减少供电部门的配合次数,还节约了成本和天窗修次数。

结束语

本文通过对接触网曲线区段间的拉出值超标现象的分析,提出相应的解决办法,同时对机车在曲线段的不同运行速度,所引起的未被平衡的外轨超高影响受电弓中心线的变化进行了分析。设计中合理选择拉出值取值范围在改善弓网运行关系中起着积极的作用,应根据运行线路的实际情况合理选择拉出值,有针对性地控制弓网故障曲线区段拉出值,根据曲线半径不同宜选在150~300 mm,则可有效改善弓网关系。经过列车以最低速度通过跨中时为最不安全状态。不同的机车参数、线路参数,受电弓中心偏移量是不同的。在实际运营中,应根据运行线路的具体情况对拉出值进行选择,并在确保运营安全的情况下使受电弓磨耗尽量均匀。

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