楊雪花

（中鐵二十一局電務(wù)電化工程有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

淺談彈簧補償裝置在高鐵接觸網(wǎng)中的應(yīng)用

楊雪花

（中鐵二十一局電務(wù)電化工程有限公司 甘肅省蘭州市 730000）

近年來，隨著城市的發(fā)展，高鐵已經(jīng)逐漸成為城市之間一個重要的交通工具。彈簧補償裝置是確保高鐵接觸網(wǎng)可以穩(wěn)定運行的重要保障。對此，本文通過對相關(guān)方面的內(nèi)容進行了論述。

彈簧補償裝置；高鐵接觸網(wǎng)；應(yīng)用分析

在接觸網(wǎng)錨段的兩端安裝接觸網(wǎng)張力補償裝置，其功能是對線索中張力的變化進行彌補，確保具備恒定的張力，從而保證接觸線和電力機車受電弓能夠有效連接。彈簧補償裝置是一種全新的技術(shù)，它可以在高鐵接觸網(wǎng)中得到非常有效的應(yīng)用，所以，必須要引起重視。

1 彈簧補償裝置的相關(guān)論述

這種裝置是將恒張力彈簧片置入到套管內(nèi)，在溫度發(fā)生變化造成接觸網(wǎng)張力也發(fā)生變化時，通過彈簧片的張力，對接觸線的張力變化進行補償。其特征為：較小的占用空間，空間適應(yīng)性大、緊湊的結(jié)構(gòu)。

彈簧補償裝置主要由連接銷軸、裝置本體、平衡板組件、調(diào)節(jié)板等組成，見圖1所示。其中具體的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 彈簧補償裝置典型結(jié)構(gòu)圖

由多組平面渦卷彈簧并聯(lián)起來構(gòu)成了其本體，由本體外兩邊的漸開線輪與軸承共同連接起中間部位。接觸網(wǎng)的承力索、接觸線和漸開線輪都是由補償繩來連接的，當(dāng)有變化出現(xiàn)在環(huán)境溫度中時，接觸網(wǎng)或者承力索就會出現(xiàn)熱漲冷縮的情況，進而影響到導(dǎo)線的長度，這樣就會釋放或者卷緊漸開線倫驅(qū)動預(yù)緊儲能的平面渦卷彈簧，這樣就會促進補償繩延長和縮短。當(dāng)在最佳彈性變化范圍內(nèi)運行時，渦卷彈簧配合漸開線輪后，這樣就會有線性的變化出現(xiàn)在張力的輸出環(huán)節(jié)內(nèi)。

2 具體應(yīng)用中需要注意的問題

2.1 設(shè)計時需要注意的問題

2.1.1 張力偏差與額定張力問題

對比其他裝置，該裝置的最大特點在于它有著多樣性的張力狀態(tài)。例如，棘輪裝置，在溫度發(fā)生變化時，會發(fā)生線性收縮情況，這時它具備不變的張力，通常在±3%以內(nèi)控制著其偏差。但是，因為彈簧裝置的工作原理及結(jié)構(gòu)特性，決定了它的張力會跟著線材的形狀改變而發(fā)生相應(yīng)的變化。基本的變化如圖2所示，過低的張力，會將接觸網(wǎng)的性能降低，并且對受流的質(zhì)量也會帶來影響，如果有著過高的張力，這樣就會將更高的要求拋向支柱結(jié)構(gòu)和接觸網(wǎng)零部件，將系統(tǒng)的工程造價成本增加。在選擇應(yīng)用彈簧裝置時，需要遵循一定的原則，確?，F(xiàn)階段普遍應(yīng)用的張力同它的額定張力盡量匹配，并且，在合理的范圍內(nèi)控制張力的偏差。通過評估與計算，該線路主要對額定張力24.5kN的彈簧裝置進行了應(yīng)用，并且在小于±15%的范圍內(nèi)控制著彈簧裝置極限張力偏差，從而確保對接觸網(wǎng)的性能要求給予滿足。此外，還不會影響到現(xiàn)有支柱結(jié)構(gòu)和零部件的性能。其中20.83～28.18kN為彈簧裝置極限張力的變化范圍。

2.1.2 設(shè)計裝置連接附件時應(yīng)注意的問題

圖2 彈簧補償?shù)男螤钭兓?/p>

為了以系統(tǒng)單元為名義將彈簧裝置向高鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)中融入，所以，應(yīng)該認(rèn)真的分析其和接觸網(wǎng)的剩余構(gòu)成部分，而且依據(jù)有關(guān)的需求，將有關(guān)的連接附件設(shè)計出來。其中，同線材連接的零部件、同支柱連接的零部件是一些新設(shè)計的附件。

經(jīng)過結(jié)構(gòu)裝配設(shè)計與受力分析計算，主要有這些零部件被設(shè)計完成：支撐底座、撐桿、吊桿、加長調(diào)整螺栓、軸承底座等。在設(shè)計完連接附件后，確保了當(dāng)前接觸網(wǎng)系統(tǒng)同彈簧裝置能夠有效的連接到一塊。

2.2 具體安裝時應(yīng)該注意的問題

2.2.1 裝置本體的安裝與調(diào)整

（1）將彈簧補償裝置安裝在下錨角鋼（或下錨錨臂）上，用連接銷軸連接；另一端的調(diào)整板與其它零部件連接接觸線和承力索，使其處于等待工作狀態(tài)。

（2）按設(shè)計/技術(shù)規(guī)格書的規(guī)定的當(dāng)?shù)刈畹铜h(huán)境溫度，選擇對應(yīng)的安裝特性曲線檔位（見圖3），安裝調(diào)整前必須先測定安裝當(dāng)?shù)禺?dāng)日的實際環(huán)境溫度，確定彈簧補償裝置的調(diào)整位置。

圖3 彈簧補償裝置（額定工作行程0～1300mm）特性曲線圖

（3）當(dāng)彈簧補償裝置處于等待工作狀態(tài)后，用緊線器收緊鋼絲繩，待平衡板拉出固定槽后，調(diào)整下錨角鋼和/或下錨錨臂上的調(diào)整螺栓，使其處于與下錨角度一致的位置后旋緊調(diào)整螺栓。

（4）繼續(xù)用緊線器收緊鋼絲繩，調(diào)整到確定的a值后停止緊線，同時做好接觸線和承力索的終端錨固線夾的安裝。

（5）當(dāng)再次與承力索或接觸線連接后，完成上述規(guī)定的程序后，彈簧補償裝置即可解鎖，恢復(fù)正常運行。

2.2.2 蘭新高鐵中的應(yīng)用。

蘭新高鐵當(dāng)?shù)卦O(shè)計最低溫度為-30℃，按最低溫度選擇圖3中的第二檔T2值（-30～+40℃），實測安裝當(dāng)日當(dāng)時的環(huán)境溫度為+28℃，則從第二檔橫坐標(biāo)T=+28℃作垂直線與特性曲線交于M1點，通過M1點做水平線，與a值坐標(biāo)軸的交點即為調(diào)整值a=650mm。調(diào)整板是針對a值調(diào)整過大，例如：在當(dāng)?shù)禺?dāng)日最高環(huán)境溫度范圍時，而此時的a值運行在最低溫度范圍內(nèi)。調(diào)整板通過6個準(zhǔn)24孔將平衡板的配合安裝進行調(diào)整，最小調(diào)整距離150mm，最大調(diào)整距離400mm。

在施工安裝彈簧裝置時，非常系統(tǒng)、完整的借鑒方案在我們國家還很難提供出來，對于安裝后調(diào)整和安裝工藝等問題同樣需要進行處理。

就彈簧裝置來講，張力會直接受到新線材蠕變量的影響，在以后進行調(diào)整時也會遇到一定的難題，施工安裝的過程中，需要超拉線材，然后對蠕變量問題進行克服，所以，應(yīng)該將有關(guān)的施工工藝設(shè)計出來。上文所述的該高鐵接觸網(wǎng)，將兩端錨柱處雙邊一同時間張力的方法應(yīng)用到了接觸網(wǎng)的超拉中。在額定張力的1.6倍左右后確定出其張力值，時間持續(xù)在15min左右，將均勻的張力施加到接觸網(wǎng)的超拉處，在額定張力的兩倍處控制其張力值，時間控制在2h左右。

2.3 在具體應(yīng)用時需要注意的問題

通過現(xiàn)階段的分析能夠發(fā)現(xiàn)，在具體應(yīng)用的時候還有很多方面需要注意。

（1）在±5%以內(nèi)控制所應(yīng)用的彈簧裝置張力偏差，比以前的棘輪裝置高出2%。在彈簧裝置性能不發(fā)生變化的基礎(chǔ)上，一旦將錨段的長度可以適當(dāng)?shù)目s短，可以將張力偏差直接降低在10%之內(nèi)，這樣補償效果就會更加優(yōu)越。

（2）在國內(nèi)因為應(yīng)用的不多，成熟的定型產(chǎn)品在國內(nèi)還非常的稀少，并且，彈簧設(shè)備還有著較高的價格，裝置的檢驗標(biāo)準(zhǔn)和檢驗方法還不夠成熟，所以，應(yīng)該從實際情況出發(fā)進行應(yīng)用的調(diào)整與提升。

（3）因為中心錨結(jié)被設(shè)置于接觸網(wǎng)錨段中部，因為有一定的差異會存在于兩種補償裝置性能中，在相同的錨段內(nèi)，將棘輪裝置補償方案和彈簧裝置補償方案必須要有效的分開，防止有著過大的增量存在于中心的錨結(jié)處張力中。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了確保我國高鐵線路能夠安全、穩(wěn)定的運行，對于一些重點的施工環(huán)節(jié)必須要高度的予以重視。尤其是在高鐵接觸網(wǎng)中，如何確保其能夠切實的發(fā)揮出自身的作用，就需要一定技術(shù)的支撐，其中彈簧補償裝置的出現(xiàn)，很好的彌補了這方面的缺陷，可以說它的應(yīng)用前景非常廣闊。

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1004-7344（2016）12-0134-02

2016-4-10