高速铁路接触网与电力机车受电弓关系的探讨

【摘要】我国的高速铁路发展越来越重要，而有些国家在这些技术上有很好的经验值得我们借鉴，所以为了我国高速铁路的建设和发展能够更加的健全和完善，所以本文将在高速铁路接触网与电力机车受电弓关系这些关键的技术问题上做一些探讨和研究。

【关键字】接触网，电力机车，受电弓控制

中图分类号：F407文献标识码： A

一、前言

我国地大人多，尤其在一些大城市人口密集，交通便利就显得尤为重要。高速铁路的发展给交通带来很大的方便，但是在高速铁路的发展过程中也会遇到各种问题，现在许多国家的都在高速铁路上拥有很先进的技术，我国的高速铁路在发展过程中也要对一些关键的技术问题加以改进，使得我国的高速铁路更好的运营。高速铁路接触网与电力机车受电弓关系这一问题上我们需要探讨。

二、其他国家高速铁路接触网的使用技术发展

为满足快速增长的旅客运输需求，建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，我国规划“四纵四横”等客运专线以及经济发达和人口稠密地区城际客运系统。到2020年，我国建设客运专线（即高速铁路）1.6万公里。日本在1964年开通了世界上第一条高速铁路――东海道新干线。该线接触网采用复链形悬挂，接触线为铜170mm2，张力15KN，运营速度220～240km/h，接触线波动传播速度为335km/h，运营速度与波动传播速度之比β值为0.68。

法国在1983年9月，建成了巴黎―里昂的东南新干线，全长426km，接触网采用弹性链形悬挂，运行速度为270km/h，接触线为CdCu120mm2，张力14KN，波动传播速度为412km/h，β值为0.66。德国在20世纪80年代末期修建了曼海姆―斯图加特的高速铁路，运营速度250km/h，接触网采用弹性悬挂，接触线为银铜120mm2，张力15KN，波动传播速度为426km/h，β值为0.59。20世纪90年代初，德国建成的高速铁路其最高运营速度可达300～350km/h，接触网仍采用弹性链形悬挂，接触线为镁铜120mm2，张力27KN，波动传播速度为569km/h，β值为0.53～0.62。

三、高速铁路接触网弹性的改善

1.接触网性能及特点

接触网在电力机车中最重要的任务就是输送电能，它能将从牵引变电得到的电能直接输送到电力机车，供其使用。接触网的主要特点体现在特殊性上，通常情况下接触网都是设置在露天环境中，容易受到气候变化的影响。接触网具有无备用性，这就决定了它自身的脆弱性和重要性。此外，接触网还具有机电复合性、负荷不确定性以及负荷移动性的特点。所有的这些特殊性，都直接或间接地影响到接触网的使用性能，造成接触网故障频发和复杂。接触网的主要组成部分包括接触悬挂、支持装置、支柱以及电连接等，它是沿铁路线上空架设，并向电力机车供电的特殊输电线路。因此，接触网的性能好坏直接影响到电气化铁路的运输能力，而改善接触网的弹性，使其发生故障率减小可以在一定程度上延长接触网的使用寿命，保障铁路运输的稳定和安全。

2.接触网弹性与使用寿命

通常，衡量接触悬挂结构性能优劣的重要标志之一就是接触网悬挂的弹性。接触网弹性指的是单位受电弓压力作用于接触网悬挂中的某一点时，每单位垂直力使接触导线抬高的程度。所以，在电力机车高速运行的过程中，会造成受电弓在一定范围里的上下波动。受电弓的上下波动，很容易造成导线的超磨甚至会出现离线拉弧的现象。

接触网弹性的不均匀会影响到受电弓的取流，使得接触线的磨耗不正常。此外，还会导致接触线与受电弓之间产生拉弧以及接触线被烧坏的情况。所有这些故障，都会影响到接触网的性能，并减小接触网的使用寿命。

3.改善接触网弹性的措施

衡量接触悬挂弹性的标准主要体现在两个方面：弹性的大小（取决于接触线的张力）和弹性的均匀程度（取决于接触悬挂的结构）。要使得受电弓能够高质量地取流，就要保证接触悬挂具有良好的弹性。通过对影响悬挂弹性的相关设备采取一定的改进措施，可以有效地改善接触网弹性，从而提高电力机车的运行速度。

改善接触悬挂弹性及取流的措施如下：①从受电弓的结构上进行研究和改进，使受电弓对接触线的压力不受受电弓的变化而影响。②使得受电弓沿接触线滑行的轨迹尽量接近水平直线，这就需要尽量减小接触线的驰度，从而改善接触悬挂的弹性。在采取实际的改善接触悬挂弹性措施时，应尽可能地保持全线接触悬挂的弹性均匀，并侧重于提高分段分相、定位点、线岔以及绝缘器等部位的弹性。③通过改善张力自动补偿装置来保证悬挂中线索的恒定张力，以此来改善接触悬挂弹性。④采用轻型零件来减轻接触悬挂（尤其是接触线上）的集中重量。⑤通过研制新型高强度的接触线以提高接触线和辅助绳索的张力来改善接触悬挂的弹性等。

四、电力机车控制电路

电力机车控制电路是三大线路中最为复杂的线路，是一种逻辑电路，属于低压小功率电路。主要由司机控制器、低压电器、主电路与辅助电路中的各电器电磁线圈及各电器的联锁、开关等组成，通过司机控制台上各扳键开关和司机控制器手柄位置操纵，完成对主电路辅助电路中各电器设备工作的控制，从而完成对机车的牵引、制动的操纵和控制。

1、控制电路的要求

（1）能改变机车运行状态，包括工况和方向的转换；（2）能对牵引力、制动力和速度进行调节；（3）能对各辅助机组的起动、运行和停止进行准确控制；（4）能保证土电路、辅助电路有效有序的工作。（5）能保证各电器按一定次序动作。（6）能显示一些故障现象。（7）在发生某故障时能进行切除或采取相应措施维持机车运行（8）重联运行时既能单独操纵，又能重联操纵。（9）具有一定的安全保护装置，确保人身和行车安全。（10）电气制动和空气制动应具有一定安全防护装置。（11）操作简单，安全可靠、经济适用、维修方便。

2、电力机车的控制方法

电力机车的控制方法视机车的类型不同而选用不同的方法，对于电压不高、功率不大的直流电力机车，可采用直接控制的的方法，即用手动方法直接控制机车主电路而使机车运行，这种机车其控制电路就包括在主电路之中。这种方法使机车电路简单．、故障率低，但只能适用于一些城市电车及工矿用小功率电车。

对于高电压大电流的大功率机车，直接控制显然是不能满足要求的，而且具有极大的危险性，所以必须选用间接控制的方法。所谓间接控制是指通过司机控制器及各种按键开关来控制一些低压电器，再通过这些低压电器去控制高压部分。这种方法使弱点控制强电，还使操纵部分轻巧灵便，而且是操纵者与高压部分很好地隔离。

五、受电弓控制

受电弓的升起是由压缩空气进入升弓气缸，推动气缸内的活塞而产生的。

所以，要升起受电弓，必须具备足够的压力，压缩空气的开通与关闭是受电磁阀控制，具体控制过程如下：

电源由602QA自动开关提供，经主台按键开关的电联锁接点570Qs，使导线531有电。一路经20QP、50QP、297QP使保护阀287YV得电动作，开通了通向高压室门联锁阀的气路。保护阀供电电路为：

464*602QA*570QS*531*20QP*50QP*297QP*287YV*400

若此时，门联锁已正常关闭，则门联锁阀动作，使高压室门闭锁，并开通通向受电弓升弓电磁阀的气路，为升弓作好准备；另一路经“前受电弓”按键开关403SK及受电弓隔离开关587QS，使导线533有电，若此时风压隔离开关588QS在“单机”位，即“1”位时，导线533经588QS至549一N549a―N549b― 4QF的辅助连锁一N534b―N534a使导线534有电，受电弓电磁阀1YV得电动作，压缩空气直通升弓风缸，促使受电弓升起。如果此时588QS在“重联”位，即“0”位时，导线533经内重联插头后，使另一节车的N533b有电，再经另一节车的受电弓风压继电器515KF和内重联插头，使本车的534导线有电，受电弓升起，从而实现了只有当重联的两节车的高压室门都关好后，受电弓才能升起，达到了保证人身安全的目的。

六、结束语

我国的高速铁路正在高速发展，我国的电力机车技术也发展迅速，所以为了在高速铁路的发展上能够有更大的突破，在高速铁路接触网弹性的改进上，还有电力机车技术的相关运用和受电弓控制等关键性的技术方面都要多加改进和提高，使得我国的高速铁路能够得到最优发展。

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