接触网课程设计---张力自动补偿装置的分析与研究
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毕业设计(论文)中文题目:接触网棘轮补偿装置使用问题分析及对策学习中心(函授站): 洛阳教学中心专业: 电气工程及其自动化姓名:肖绍航学号: 12622659指导教师: 马雪琴北京交通大学远程与继续教育学院8/14/202120日毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。
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论文作者签名:_____肖绍航____ ___2014__年_12_月_10_日指导教师签名:_________________ ______ 年 __月____日北京交通大学毕业设计(论文)成绩评议北京交通大学毕业设计(论文)任务书班级 2012(春)级电气工程及其自动化学生肖绍航学号 12622659题目接触网棘轮补偿装置使用问题及对策一、设计(论述)内容:随着铁路向高速重载方向的发展,对牵引供电系统安全性、稳定性的要求日益提高,接触网作为铁路供电的主要载体,也是保障电力机车持续运行的核心动力。
棘轮补偿装置由于其补偿效率高、断线止动性能好的特点。
在高速铁路上得到了全面的应用,同时在普速铁路也得到越来越广泛的应用.在运营使用中,由于产品工艺不完善、施工安装不到位、运营维护经验不足方面的问题,造成了接触网运行的安全风险.要求通过对使用的棘轮补偿装置,针对解决棘轮补偿装置问题的办法和措施的探讨,最大限度的减少棘轮补偿装置自身问题造成或影响波及接触网设备发生供电故障,进行技术参数和现场环境等的系统性分析,探讨出了一套适用于既有线的检调方法,并推广应用于日常设备维护中,确保接触网设备安全供电。
接触网张力补偿智能监测预警系统研发与试验昆明供电段科技小组-罗平摘要接触网张力补偿装置可调节线索因温度变化引起的张力和弛度变化,使张力保持在恒定的技术状态,提高接触网的弹性、稳定性。
张力补偿装置的好坏直接影响着接触网的健康状态,对机车受电弓取流质量具有重要意义。
补偿发生故障会直接导致张力发生变化,轻者引起弓网故障,重者导致因设备拉脱、线索拉断等而造成严重事故。
因此接触网张力补偿装置监测工作至关重要。
在普速铁路大多采用人工检查、测量,在高速铁路的检测还仅限于利用“接触网安全巡检装置(2C)”进行观察,在补偿装置运行过程检测还属于空白阶段。
这个课题就是我们对接触网补偿装置运行状态智能分析预警的研究。
关键词接触网补偿装置温度监测一、接触网张力补偿装置概述目前接触网张力补偿装置的类型有:滑轮补偿装置、棘轮补偿装置、鼓轮补偿装置、弹簧补偿装置、液压补偿装置等。
我国干线铁路主要采用滑轮补偿装置、棘轮补偿装置,高速铁路主要采用棘轮补偿装置。
滑轮补偿因结构简单,维修方便,重量较轻,支柱容量要求不高,因此,在我国普速干线铁路大量应用。
棘轮补偿由棘轮本体、框架、制动卡块、补偿绳、补偿坠坨等组成。
棘轮本体大轮直径566mm,小轮直径170mm,传动比为3:1,工作荷重有30KN和36KN两种。
在工作状态下,棘轮齿与制动块之间有一定间隙,棘轮可自由转动;当接触网发生断线时,棘轮和坠坨在重力的作用下下落,棘轮卡在制动卡块上,能有效防止坠坨下落、缩小事故范围,因此,在高铁上广泛应用。
二、目前接触网张力补偿装置检测状况在普速铁路接触网补偿装置的状态检查、测量工作主要依靠接触网工步行巡视开展,主要内容有补偿b值测量,然后通过计算或查找安装温度曲线图表核对补偿b值是否符合要求。
托动坠坨(500kg)观察滑轮是否转动,观察有无明显卡滞的处所,这样的检测方式有许多不可控因素,不能准确判断托动力的大小,不能正确分析张力的大小,更不能判断补偿装置是否卡滞。
接触网滑轮补偿装置常见问题分析和解决方案摘要】:滑轮式补偿装置是目前接触网补偿装置中应用最广泛的一种,其运行状态受施工质量、受力、维护检修、环境温度等因素的影响,其动态调整量较大,而补偿性能的优劣,直接影响接触网的机械状态、弓网受流、行车安全。
本文通过对滑轮式补偿装置现场使用中存在的常见问题进行分析,提出相应的解决方案,为接触网最关键设备补偿装置的巡视和检修提供了参考依据。
【关键词】:接触网滑轮补偿装置卡滞偏磨1、接触网补偿装置的概况随着我国铁路技术的发展,对接触网线索张力和弛度的要求也越来越高,尤其是高铁的要求就更为严格。
因此,接触网补偿装置就成为我们急需重视的一项关键设备,接触网补偿装置的种类很多,有滑轮式、棘轮式、鼓轮式、液压式、弹簧式等,而作为补偿装置中应用最广泛使用最多的滑轮补偿则更是受到极大关注。
滑轮补偿装置常见的故障种类包括卡滞、偏磨等几种。
补偿装置一旦发生故障,轻微时会导致机车受电弓受流条件变坏,严重时可导致受电弓发生离线甚至发生弓网故障,影响机车的正常运行。
图1 滑轮式补偿装置1.补偿坠砣串,2. 限界架,3. 双环杆,4. 补偿定滑轮,5. 支柱,6. 动滑轮2、滑轮补偿装置常见问题分析探讨2.1 补偿绳与双环杆互磨由于滑轮补偿装置采取了接触线和承力索在支柱同侧下锚的形式,易造成承力索补偿绳在运行过程中与接触线锚固连接件双环杆相磨,特别是采用穿孔式线承、线锚角钢时更是如此。
主要表现为下面几种现象,一是无间隙直接相磨;二是尽管调出了间隙,但在风的作用下坠砣摆动蹭磨;三是加装了防磨装置,但在加装前未调出间隙,加装防磨滑轮后,承锚补偿绳在线锚双环杆上形成一个明显的折角,不但降低了传动效率,而且存在安全隐患;长期相磨也将使双环杆截面减少抗拉强度。
图2 补偿绳与双环杆互磨2.2 补偿装置滑轮偏磨滑轮一旦与补偿绳间发生偏磨,如图3所示,极易发生补偿绳脱槽或断线,从而造成塌网事故。
而造成滑轮偏磨的原因也有很多,其中最主要的是下锚角钢不水平导致的:一是补偿装置安装工艺存在缺陷,安装时下锚角钢不水平,有倾角,滑轮受力重心偏移;二是接触网设备在运行过程中,下锚角钢状态位置发生移位,使下锚角钢不水平,造成与其连接的补偿滑轮倾斜,使定滑轮与补偿绳不铅垂,发生定滑轮与补偿绳偏磨的现象;三是线路路基发生变化会导致接触网支柱垂直度发生变化,从而使安装在支柱上的下锚角钢随之倾斜,与下锚角钢连接的补偿滑轮也随之倾斜,这就造成定滑轮与补偿绳不铅垂,使定滑轮与补偿绳发生偏磨。
接触网工程课程设计报告评语:考勤(10)守纪(10)设计过程(40)设计报告(30)小组答辩(10)总成绩(100)专业:电气工程及其自动化班级:姓名学号:指导教师:兰州交通大学自动化与电气工程学院2013年7月15日1. 基本题目1.1 具体题目高速电气化铁路接触网悬挂模式设计:对各种悬挂模式进行分析比较,确定适合高速运行接触网的悬挂模式,选择接触线、承力索、吊弦、弹性辅助索等的型号,计算其张力,进行张力补偿的设计。
1.2 题目分析目前,世界各国为满足高速受流的要求,都根据自己国家高速铁路规划的动力装置和受电弓的结构及性能的不同,而采用了不同的悬挂类型。
其类型就现有情况而言,有以法国为代表的简单链型悬挂、以德国为代表的弹性链型悬挂和以日本为代表的复式链型悬挂。
本文对上述三种链型悬挂类型进行了较为全面的技术经济比较,确定了基本参数,并简单分析了我国京沪高速宜采用简单链型悬挂方式的原因。
2.方案选择2.1高速铁路接触网悬挂方式比较(1) 简单链型悬挂简单链形悬挂是一条接触线通过吊弦悬挂在一条承力索上,承力索通过钩头鞍子或悬吊滑轮悬挂在支持装置上。
如图1所示。
此种悬挂方式稳定性的好坏主要取决于接触网系统的跨距、接触线和承力索的张力、吊弦长度、吊弦间距、支持装置及支柱稳定性等技术参数。
承力索吊悬接触线图1 简单链型悬挂(2) 弹性链型悬挂弹性链型悬挂是在简单链型悬挂基础上在每处悬挂点增加Y形弹性吊索,长度一般为8~16m,仍为单链形悬挂。
如图2所示。
此悬挂方式稳定性好与坏,除受跨距、承力索和接触线的张力、吊弦、支持装置及支柱稳定性影响外,弹性吊索张力对其稳定性的影响也十分的大。
(3) 复式链型悬挂承力索吊悬接触线图2 弹性链型悬挂复链型悬挂是接触线经短吊弦悬挂在辅助吊索上,辅助吊索又通过吊弦悬挂在承力索上。
如图3所示。
增加的辅助吊索大大降低接触网系统的垂直摆动幅度,更加提高系统稳定性,跨中与悬挂点弹性几乎相当,所以此种悬挂方式接触网系统稳定性最好,西门子公司于1912年就曾提出这种设计方案。
一、接触网补偿装置1.接触网补偿装置定义接触网补偿装置,又称张力自动补偿器,是指自动调整接触线和承力索张力的补偿器及其断线制动装置的总称。
其安装在锚段的两端,并且串接在接触线、承力索内。
2.补偿装置作用补偿装置的作用是补偿线索内的张力变化,在长度变化(温度引起)后尽量使接触悬挂中的张力及接触线的位置保持基本恒定。
当温度变化时,线索受温度影响而伸长或缩短,由于补偿装置(坠砣)的作用,使线索顺线路方向移动而自动调整线索的张力并借以保持线索的弛度使之符合规定,从而保证接触线悬挂的技术状态。
3.补偿装置的分类接触网补偿装置的种类有:滑轮式、棘轮式、鼓轮式、液压式、气体式、机电张力补偿装置、杠杆式及弹簧式等。
4.补偿装置技术要求对补偿装置的技术要求有一是要灵活;二是要具有快速制动作用。
二、滑轮式补偿装置图2-7-1 滑轮式补偿装置结构图1.主要组成部分滑轮式补偿装置的补偿器由补偿滑轮(滑轮组)、补偿绳、杵环杆、坠坨杆、坠坨块及连接零件组成,见图2-7-1。
(1)补偿滑轮及补偿绳①补偿滑轮补偿滑轮分为定滑轮和动滑轮,定滑轮改变受力方向,动滑轮除改变受力方向外还可省力和移动位置。
补偿滑轮是滑轮补偿装置的核心设备,一般由铝合金铸造而成,由滑轮组、不锈钢丝绳、连接框架及双耳楔形线夹组成,备有1:2(一动、一定),1:3(一动、两定),1:4(两动、两定)三种规格,可满足不同张力要求。
补偿滑轮的传动效率直接影响补偿装置的性能,其传动效率应在98%以上。
②补偿绳补偿绳由不锈钢丝绳制成,其最大工作荷重:1:2型为12kN,1:3型为18kN,1:4型为22kN。
(2)坠砣及坠砣杆坠砣块一般采用混凝土或灰口铸铁制成,每块约重25kg,重量误差不大于3%,呈中间开口的圆饼状。
2.补偿装置的安设与要求补偿装置串联在锚段内线索两端与支柱固定处,根据接触悬挂类型的不同要求补偿装置有不同的结构。
①半补偿时,接触线带补偿器,多采用两滑轮组结构,滑轮组的传动比为1:2,即坠砣块的重力为接触线标称张力的一半。
接触网补偿装置的分析及改进措施发表时间:2020-01-09T11:20:47.163Z 来源:《电力设备》2019年第19期作者:李小虎[导读] 摘要:接触网作为轨道交通中直接向电力机车供电的重要设备,受电弓与接触线之间可靠接触,是电力机车良好取流的重要条件。
(呼和浩特供电段内蒙古自治区呼和浩特市 010050)摘要:接触网作为轨道交通中直接向电力机车供电的重要设备,受电弓与接触线之间可靠接触,是电力机车良好取流的重要条件。
接触网下锚自动张力补偿是保证接触线与受电弓可靠接触的重要措施,目前国内外接触网普遍采用滑轮+坠砣、棘轮坠砣、弹簧补偿三种下锚补偿装置。
接触网补偿装置,又称张力自动补偿器,它是装在接触网锚段的下锚位置,与接触线或承力索串接,在接触线或承力索因温度变化而发生热胀冷缩的情况下其张力也随之增大或减小,为保证接触线或承力索的张力恒定确保电力机车受电弓与接触线可靠接触授流良好,在下锚位置安装接触网补偿装置以补偿张力的变化。
关键词:接触网;小锚;张力补偿1.接触网补偿装置存在的问题及改进措施1.1.存在问题及原因分析1.1.1补偿绳磨双环杆由于新型大滑轮补偿器采取了接触线和承力索在支柱同侧下锚的形式,易造成承力索补偿绳在运行过程中与接触线锚固连接件双环杆相磨,特别是采用穿孔式线承,线锚角钢时更是如此.主要表现为下面几种现象,一是无间隙直接相磨;二是尽管调出了间隙,但在风的作用下坠砣摆动蹭磨;三是加装了防磨装置,但在加装前未调出问隙,加装防磨滑轮后,承锚补偿绳在线锚双环杆上形成一个明显的折角,不但降低了传动效率,而且存在安全隐患;长期相磨也将使双环杆截面减少抗拉强度降低,造成双环杆被锯断裂塌网酿成事故。
1.1.2滑轮偏磨大滑轮安装后由于受力不平衡,轴承塑变等原因,补偿绳与定滑轮边缘相磨,滑轮长期偏磨一方面磨损滑轮边缘造成补偿绳脱槽酿成故障,另一方面造成槽边变薄,定滑轮轮缘被磨出"飞刃",补偿绳将会被"飞刃"直接割断,从而造成塌网事故。
补偿装置接触网补偿装置是自动调节接触线和承力索张力的补偿器及其制动装置的总称。
它安装在锚段的两端,并且串接在接触线承力索内。
一、补偿装置的作用与技术要求补偿装置的作用是当温度变化时,线索受温度影响而伸长或缩短,由于补偿坠陀重量的作用,使线索顺线路方向移动而自动调整线索张力,并以保持线索的弛度使之符合规定,从而保证接触悬挂的技术状态。
对张力自动补偿装置的要求有两个。
其一,补偿装置应灵活,在线索内的张力发生缓慢变化时,应能及时补偿,传送效率不应晓宇97%;其二,具有快速制动作用,一旦发生断线事故或其他异常情况,限速内的张力迅速发生变化时,补偿装置还应有一种制动功能。
一般对于全补偿的承力索内的补偿装置,如不具备这种功能时,还需专门增加断线制动装置,以防止在一旦发生短线时,坠砣串落地而造成事故扩大、恢复困难。
二、补偿装置的组成补偿装置主要是由补偿滑轮(滑轮组)、补偿绳、杵环杆、坠陀杆,坠陀、连接零件组成。
1.补偿滑轮补偿滑轮在应用中可分为定滑轮和动滑轮,定滑轮改变受力方向,动滑轮除改变受力方向外还可省力和移动位置,所以一般补偿滑轮是一个组合的滑轮组应用的。
目前我国一般应用的是铝合金滑轮补偿装置,是由滑轮组、不锈钢丝绳、连接框架及双耳楔形线夹组成,其备有1∶2,1∶3,1∶4三种规格。
如下图2—4—1所示。
图2-4-1补偿滑轮组1—1∶2传动比滑轮组,2—1∶3传动比滑轮组,1∶4—传动比滑轮组2.其他部件补偿绳均选用GJ一50(19股)镀锌钢绞线制成。
坠砣块一般采用混凝土或灰口铸铁制成,每块约重25kg,呈中间开口的圆饼状。
坠砣杆一般为直径16mm圆纲加工制成,上端有单孔焊环,底部焊有托板。
坠砣杆的型号规格,根据其放置坠砣块数量的不同分为三种: 17型, 20型和30型。
型号中的数字表示坠砣杆所悬挂坠砣的数量。
坠砣杆一般用Φ16MM圆钢加工而成,上端有单孔焊环,底部焊有托板。
杵环杆(因为杆的一头为杵头,另一端为单孔耳环,所以称杵环杆)的作用是联下结锚悬式绝缘子串与动滑轮,杵头端放置在绝缘子杵座中,单孔耳环端(焊环)与动滑轮相连。
技术装备接触网中心锚结及张力补偿装置异常状态检测分析及整治张润宝1,杨志鹏2,王斌3,王婧3,张文轩3(1.中国国家铁路集团有限公司工电部,北京100844;2.中国国家铁路集团有限公司铁路基础设施检测中心,北京100081;3.中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所,北京100081)摘要:接触网是高速铁路的重要基础设施,具有高空、高压、高速、无备用的特点,保障其关键部件安全可靠十分重要。
对高速铁路接触网中心锚结及张力补偿装置状态异常而引发的弓网故障进行深入剖析,归纳分析6C系统检测监测数据的参数曲线及检测图像等变化特征,提出并实践了“六看三有两联控”的分析方法。
通过组织开展整治实践,及时消除了安全隐患,提升了基础设施管理单位对检测数据深入分析的理念,为电气化铁路安全运行提供保障。
关键词:接触网;中心锚结;张力补偿装置;检测监测;6C系统;整治中图分类号:U225 文献标识码:A 文章编号:1001-683X(2023)05-0090-08 DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2023.01.16.0040 引言接触网是电气化铁路重要的行车设备,接触网按照锚段架设,张力补偿装置(简称补偿装置)安装在锚段两侧,串联在接触线和承力索内,温度变化时补偿装置位移变化,使线索张力保持恒定,中心锚结设在锚段的中部,其作用是防止接触网窜动并缩小事故范围[1]。
中心锚结及补偿装置的设置,既保证了接触网电能传输的连续性,又保障了受电弓高速运行下的动态受流性能。
高速铁路接触网张力大,速度300~350 km/h线路通常采用21 kN+30 kN张力组合,接触网系统随着温度变化是一个动态的系统。
列车运行速度高,受电弓在列车高速运行下受到空气动力影响大,同时受到温度、风、雨等环境因素影响显著,因此弓网动态关系十分复基金项目:中国铁道科学研究院集团有限公司科研开发基金项目(2021YJ255)第一作者:张润宝(1968—),男,正高级工程师。
接触网课程设计---张力自动补偿装置的分析与研究接触网工程课程设计专 业: 电气工程及其自动化 班 级:姓 名:学 号: 2009指导教师:平时报告修改总兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7月 13日1 基本题目1.1 题目张力自动补偿装置的分析与研究。
1.2 题目分析在这次课程设计中,我做的是滑轮式、Re200c非并联棘轮式、YB液压型张力自动补偿装置的分析和研究。
张力自动补偿装置,又称张力自动补偿器,它是装在锚段的两端,并且串接在接触线和承力索内,它的作用是补偿线索内的张力变化,使张力保持恒定。
对张力自动补偿装置的要求有两点,其一,补偿装置应灵活,在线索内的张力发生缓慢变化时,应能及时补偿,传送效率要高;其二,具有快速制动作用,一旦发生断线事故或其他异常情况,线索内的张力迅速变化时,补偿装置还应有一种制动功能。
张力自动补偿装置的分类有:滑轮式、棘轮式、鼓轮式、液压式及弹簧式等。
2 张力自动补偿装置的分析与研究2.1 张力自动补偿装置的概念张力自动补偿装置,又称张力自动补偿器,它是装在锚段的两端,并且串接在接触线和承力索内,它的作用是补偿线索内的张力变化,使张力保持恒定。
因为在大气温度发生变化时,接触线或承力索也会发生伸长或缩短,从而使线索内的张力发生变化,这时就会影响到接触线或承力索的驰度也会发生变化,因而使受流条件恶化。
为改变这种情况,一般在一个锚段的两端,在接触线及承力索内串接张力自动补偿装置后,再进行下锚。
对张力自动补偿装置的要求有两点,其一,补偿装置应灵活,在线索内的张力发生缓慢变化时,应能及时补偿,传送效率要高;其二,具有快速制动作用,一旦发生断线事故或其他异常情况,线索内的张力迅速变化时,补偿装置还应有一种制动功能。
一般对于全补偿的承力索内的补偿装置,如果不具备这种功能时,还需专门加有断线制动装置,以防止在一旦发生断线时,坠砣串落地而造成事故扩大、恢复困难。
2.2 滑轮式张力自动补偿装置(1)我国电气化铁路广泛采用滑轮组式补偿装置,它是由补偿滑轮、补偿绳、杵环杆、锤铊杆、限制导管和坠砣组成。
对于半补偿链形悬挂,承力索为硬锚,就是直接下锚,如图1所示。
图1半补偿链形悬挂(2)对于全补偿链形悬挂,接触线和承力索都通过滑轮组补偿装置后下锚,此时承力索采用三个滑轮,接触线采用两个滑轮,承力索张力为15kN,接触线张力为10kN,承力索采用的传动比为3:1,接触线采用的传动比为2:1,所以坠砣的重负载都是5kN,如图2所示。
这种全补偿装置的断线制动装置是另外的加设的。
图2 全补偿链形悬挂(3)应该指出,各种线索的张力值不是任意选用的,而是根据线索的拉断力(抗拉应力)除以安全系数决定的。
不同材质、不同截面线索,所选用的张力不同,因而坠砣重量和传动比都会有所变化。
2.3 Re200C型非并联棘轮式补偿装置我国哈(尔滨)—大(连)线电气化技术改造,引进了德国非并联棘轮补偿装置。
这种棘轮,从结构上看,接触线和承力索不是并联连接到补偿器上,而是分别连接到补偿器上,同时,棘轮的中间有一个齿轮,它是起断线制动作用的。
这种补偿器的优点是不仅在承力索断线时具有快速制动功能,而且在发生事故后,能够较易于修复,影响面较小。
引进德国技术的Re200C型补偿装置,其安装结构如图3所示。
图3 Re200C型非并联棘轮式补偿装置承力索和接触线是分别通过棘轮装置固定到支柱上去的,支柱设有拉线。
从图可以看出,承力索和接触线分别固定到支柱的两侧。
为防止坠砣摆动,坠砣串上装有限制环,在温度发生变化时,限制环可以沿导杆上下移动。
在结构上,接触线和承力索的补偿棘轮上都装有断线制动装置,以防在断线时,不致扩大事故范围,并易于恢复;同时还可以防止坠砣串受到破坏。
安装曲线下面标注的300—800m数字是所使用的半个锚段的长度,右侧的数字从上至下为对应温度下坠砣的安装高度。
安装曲线对应的安装温度为-40℃—+80℃,这一点与我国原来采用的计算最高温度的不一样,我国的最高温度从南方至北方一律采用+40℃。
这里采用+80℃,实际上是在最高计算温度上加了40℃,它是考虑承力索和接触线在满电流负荷运行中,线索可能产生的最高温度。
在这种情况下,承力索和接触线的伸长所形成的位移,不致使坠砣串的底部着地。
这种棘轮式补偿装置的安装形式有两种,图3所示为接触线和承力索的下锚棘轮是上下布置,这样会增加支柱的高度和容量;另一种是接触线和承力索的下锚棘轮是水平布置,两个棘轮安装在支柱的两侧,这样,可相应降低支柱的高度。
2.4 YB型液压张力补偿装置施工中利用坠砣对接触线和承力索进行张力补偿,虽然结构简单,但容易出现滑轮偏磨、卡滞、坠砣摆动等不安全因素。
而且由于占用空间大,在线路周围空间受限的情况下无法使用。
在长达隧道和隧道群地段,接触网往往需要在隧道内下锚,而传统的补偿方式将大大增加新线隧道开挖的工作量;对既有线则需要扩大原有隧道断面,可能破坏隧道原有衬砌的承载结构,而YB型液压补偿装置不仅能够满足接触网补偿的要求,还能在低矮狭窄净空条件下安装。
图4为“YB型液压张力补偿装置”的工作原理简图,该装置由一个单作用的油缸通过油管和一个气囊式储能器连通,组成一个封闭的独立液压系统。
储能器的气囊中充有一定压力的气体,油缸和储能器中注有液压油。
油缸拉力的大小由储能器中气体压力的大小决定。
图4 YB型液压张力自动补偿装置的结构接触线或承力索的自动张力补偿,是一个缓慢变化的动态过程,在每一个固定时刻,线索的张力和补偿装置对线索施加的拉力相等,系统处于力的平衡状态。
当环境温度自平衡点升高时,线索膨胀伸长,张力减小,则储能器内具有一定压力的气体挤压液压油通过油管向油缸内补充,使油缸活塞杆回缩,并达到新的力平衡位置,当环境温度自平衡点降低,线索回收,张力加大,则带动活塞油缸活塞杆伸出,将油缸内部分液压油压回储能器,储能器气体体积压缩,并达到新的平衡位置。
在活塞杆伸缩的过程中,储能器内气体的体积、压力和温度三个参数之间的关系应基本符合理想气体状态方程。
1122i i 12i P V P V P V ...T T T ===对接触网系统来说,当环境温度达到最低温度时,即min t=T ,线索产生最大收缩,油缸活塞杆拉出至最大位移,储能器中气体被压缩,体积为最小,即min V=V ,压力最大,即max P=P 。
反之,当环境温度达到最高,即max t=T ,则储能器中体积最大,即max V=V ,压力最小,即min P=P ,则有理想气体的状态方程可得:max min min max i i min i max P V P V P V ==T T T如果要求补偿张力保持恒定,即将代入上式可得:max min min max V V =T T 设ΔV 为min T 到max T 过程中V 的增量,则max min V =ΔV+V ,根据设计要求,可设定补偿量(即活塞行程)为L ,油缸活塞面积为f ,则Lf=ΔV 时上式成立,表明整个温度变化和全部补偿范围内,张力保持恒定。
因而可以根据线索额定张力值来设计液压系统的标准压力,并将系统平衡点的温度设置在环境温度最大差值1/2的位置处,将系统平衡点的几何位置设置在油缸最大行程的中点。
但实际应用条件和理论分析有一定的差别,如补偿器和线索的温度环境不一定完全一致;导线温度还受载流温升的影响装置动作过程中摩擦阻力的变化和影响等。
因此将理论计算和大量的模拟必选相结合,优化选取了系统参数,以期缩小计算与实际的差距,尽量提高补偿精度。
“YB 型液压张力自动补偿装置”在结构组合方式、密封形式和材料的选择、实验检测及安装方法等方面做了许多改进补偿精度进一步得到了提高温差范围可扩大到70℃,补偿量可达到1200mm ,补偿张力可达到29.4kN ,在关键区段、投资允许的条件下选择国外高等级的油缸和储能器组装,装置的工作寿命可达到15年以上。
近年来,该装置在襄渝线、大秦线、石怀线、西康线、宁西线、盘西线、南昆线、贵昆线宝兰二线以及上海市城市轨道交通线等多条既有线和新线上已推广应用了300多套,运行状态稳定,使用效果良好,取得了显著的技术和经济效益。
3 结论与体会接触网是一种复杂的供电设备,为了列车的安全运行,必须保证列车受流平稳,在技术上在要求接触线具有恒张力。
然而接触网受温度和气象条件的影响很大,温度会使接触线和承力索的张力发生变化,不利于列车的安全运行。
为了解决线索能够保持恒张力,在实际中采用了各种形式的张力自动补偿装置。
在这次设计中依次论述了滑轮式张力补偿装置、鼓轮式张力补偿装置、德国Re200C型非并联棘轮式补偿装置、日本弹簧式张力补偿装置以及我国最新的YB型液压补偿装置,采用不同的补偿装置其张力补偿的效果也不同,由于我国幅员辽阔,各地气象温度差异很大,在施工过程中可以灵活采用各种形式的补偿装置。
此次设计过程中,我查阅了大量国内外有关接触网张力补偿的文献,本文所罗列的各种补偿装置中既有传统的滑轮式补偿装置,又有国外先进的补偿装置,同时还详细介绍了最新的YB型液压补偿装置。
通过不断查阅和学习,更深刻地了解了张力补偿装置的工作原理及其在实际使用中的重要性,加深了对课堂理论知识的理解。
原本以为补偿装置仅仅是课本上所叙述的那几种,在做这次课程设计的工作中,我得以接触到国内外各种更新更先进的补偿装置,所以课外探索式学习是课堂理论学习的重要补充,在今后的学习中,我会着力培养这方面的能力,在知识深度和广度上得到更大的提升。
参考文献[1]于万聚主编.高速电气化铁路接触网[M].成都:西南交通大学出版社,2002.[2]李爱敏主编.接触网生产实习指导[M].北京:中国铁道出版社,2000.[3]李伟主编.接触网[M].北京:中国铁道出版社,2000.。