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摘要：接触悬挂是牵引供电接触网的重要组成部分，为在列车高速运行时弓网系统有较好的受流结果，就需要接触网系统符合设计及相关规定的要求，并且受电弓与接触网均要有良好的接触状态。为了解决这个问题，提高弓网之间的受流质量，在接触网施工过程中采用精确安装一体化工艺。本文通过接触网施工从测量、计算预配、安装调整等环节遇到的影响施工质量的问题进行分析，总结精确安装一体化工艺应用经验，并针对施工过程中出现的问题提出相应的解决措施，对电气化铁路接触网施工有一定的指导作用。
关键词：接触网；精确安装；一体化工艺；应用浅析
1 前言
接触网系统精确一体化安装工艺通过精确设计可大大节省施工反复调整的投入，使接触网系统一次安装达到设计状态，确保一次性满足动态检测验收要求，运营中可获得良好弓网受流质量，提高运行安全可靠性，从而大大降低故障率。随着电气化铁路建设步伐的加快，高质量、高效率显得更为重要。在工程实施过程中往往存在较多容易被忽略环节，如何更为有效精确地根据工艺要求施工将直接影响工程质量。
2精确安装一体化施工工艺主要流程及注意事项
2.1精确测量
测量是一切工作的基础，精确快速的获得测量数据是获得可靠输出数据的前提条件。要规范测量的方法、工艺及程序，以获取精确测量数据。
2.1.1腕臂预配接触网零部件接口参数测量
腕臂预配接触网零部件接口参数测量包括腕臂挠度、工程中使用的不同腕臂绝缘子的尺寸、腕臂插入绝缘子的长度及各连接件的主要尺寸。首先需要确认核对到场的零件型号参数与设计联络中确认的零件关键参数是否一致。腕臂计算所采用的零件图纸须与设计联络及实际到场的零件关键尺寸参数一致，避免零件本身的尺寸错误引起的误差。其次，腕臂计算体现各零件预配尺寸应是腕臂静态受力情况下的参数，而腕臂受力产生的挠度、勾环连接的零件配合状态等，腕臂计算过程中往往容易忽视，引起很大的累积误差。
如图1所示，勾环连接点1、3由于正、反定位定位管受力方向不同，受力状态下定位勾与斜腕臂上定位环的连接状态则截然不同；定位器与定位支座的连接亦属于勾环连接，正常情况下定位器应处于受拉状态，故定位器静态受力情况下的连接状态应如图1勾环连接点2。若腕臂计算时没有考虑实际工作状态，均按中心对中心考虑，则正定为误差累加12.5mm，反定位累加17.9mm。定位器误差为23.9。正、反定位累积误差约为35~40mm。
如图2所示，平腕臂受到垂直力的影响，必然会产生挠度△H，直接影响承力索高度及结构高度Hj。其中反定位采用定位管方式在平腕臂上固定，受平腕臂挠度影响，在静态受力状态下反定位整体下降约为△H，从而直接增大悬挂点导高误差。根据以往工程经验，不同的工况挠度约为10~50mm不等。根据《铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》（TB10421），接触线拉出值允许偏差为±30mm，悬挂点导高施工允许偏差不应大于±30mm。而以上原因引起的误差均超出规范要求。
2.1.2腕臂预配输入现场工点数据精确测量
腕臂预配输入现场工点数据精确测量包括支柱侧面限界、支柱开孔距内轨面高度及上下开孔相对距离（抱箍安装时则直接折算到腕臂底座中心高度）、支柱倾斜率及现场相邻悬挂点的距离，并注明对应支柱采用的腕臂底座型号及绝缘子类型。腕臂预配输入现场工点数据原则上须在轨道调整到位及支柱整正后方可进行测量。由于大部分参数都以轨红线（内轨面高度）为基准的，故轨红线测量的精准读与否直接影响腕臂整体的计算误差。而往往由于现场测量培训不到位，测量员理解有误或者测量不严谨导致输入数据环节失控。例如孔位标高换算错误、支柱尚未整正、侧面限界测量误差过大等。在没有铺轨的情况下直接采用理论值或者通过CPⅡ计算给出的理论标高，误差过大。在没有铺轨的情况下，如果需计算给出标高一般建议以最终确定的CPⅢ为基准计算。
此外由于不同工况，所采用的绝缘子不同（如瓷绝缘子与复合绝缘子的长度尺寸差别较大），测量数据中经常会被忽视未注明具体类型。这些因素直接导致计算结果不满足现场安装，出现较多误差严重超工点，需拆除重新预配安装，从而引起很多不必要的返工和浪费。
2.1.3吊弦预配计算输入零件材料参数测量
吊弦预配计算输入零件材料参数测量包括当前项目所使用各种型号承力索线夹、接触线线夹及配套紧固件的平均单重、中锚线夹及弹吊线夹单重、承力索及接触线线夹在静态受力工况下的几何尺寸及各型号导线密度（承力索、接触线、吊弦本体、弹性吊索、电连接等）。由于接触悬挂的状态受单位重量的荷载影响比较大，零件导线的重量需要以实际到货的测量平均值为准，正常情况下与产品标准值相差不大，但仍需要校核，避免偶然因素引起的误差。
2.1.4吊弦计算输入现场数据精确测量
吊弦计算输入现场数据精确测量包括承力索、接触线下锚补偿的重量、承力索座处承力索底面中心距内轨面高度、跨距（当前悬挂点与小里程相邻支柱悬挂点之间）、现场对应的实际杆位号、承力索中心拉出值、支柱左右位置（面向大里程）以及定位方式。
下锚补偿一般采用坠砣块，由于受生产误差影响，坠砣块的重量（一般单块重量为25kg）存在一定的偏差，每块坠坨重量可能都不同。这也正是容易被忽略的地方，现场测量，有时候为了图省事直接用理论单重直接计算给出且没有考虑楔型线夹及以下的坠砣杆、底板、螺栓、垫片等配套零件重量，导致测量给出的下锚张力与现场实际不符。此外，由于腕臂计算及安装环节引起的拉出值误差超标，在尚未整改调整的情况下直接按照超标的值测量。直接会导致悬挂点处的导高及定位器坡度不满足要求。
2.2精确计算
除了精确测量各现场工程数据外，还需要结合各项目具体采用的零部件，在料库测量各个零部件的主要安装尺寸，作为腕臂预配及吊弦计算软件输入工具。在大规模进行腕臂预配及吊弦计算前，需要根据该线路具体情况，试算并试制若干组不同类型腕臂及不同锚段的吊弦，通过现场放样安装验证是否需要调整软件参数。在确认软件参数调整完毕，方可批量进行腕臂预配及吊弦计算。预配计算前首先需要完成设计参数的整理，确保关键参数满足设计要求。在进行腕臂及吊弦计算前，计算人员应再一次核对输入数据的准确性，方可进行计算。软件调试须结合2.1精确测量中所列出的相关问题逐条修正。输出结果一般包括图纸、表格等。输出到预配中心前应再次核对输出结果的准确性和一致性。
腕臂计算除了需要考虑以上测量及软件调试的因素外还应注意在预览输出结果时，应给施工安装调整保留一定空间。在吊线计算中需特别注意合理考虑集中荷载对导高的影响，如横向电连接、关节电连接、道岔电连接、中锚线夹等。这些零件及悬挂点定位器安装处均容易产生硬点，使得运行过程中受电弓与接触线之间的接触力突变，运行条件变坏，容易造成受电弓和接触线产生电弧烧伤及机械损伤，严重时可能诱发弓网故障。硬点还会导致受电弓离线率变大，接触线也会出现局部磨耗过大现象，降低其使用寿命。故在计算过程中应考虑现场安装的集中荷载，减少硬点的产生。
2.3安装
需按照施工工艺流程进行腕臂安装、承力索及接触线放线、吊弦及弹吊安装及中心锚结电连接安装等。腕臂安装应严格按照测量数据中的底座孔位安装，安装前现场需核实底座安装位置及腕臂零件选型与计算图纸是否一致，若不一致应及时反馈修改，避免引起不必要的返工；承力索、接触线放线应采用恒张力防线工艺，放线固定时应根据腕臂偏移曲线结合当前施工时候的导线温度进行腕臂预偏，此步骤在施工过程很容易被忽略，导致放线完成后腕臂偏移不合理，在温差变化较大时，电分相绝缘关节处容易发生绝缘距离严重偏小而引起短接跳闸事故。
关于吊弦及弹吊安装，简单链型悬挂无弹性吊索，吊弦按正确顺序依次安装调整即可。弹性链型悬挂中，为了改善弹性不均匀度及高速运行时候悬挂点与跨中的弹性不均匀度，在悬挂点处承力索安装弹性吊索，而弹性吊索的安装时带有张力的，这也正是影响弹性链型悬挂导高平顺度的关键所在。通常情况下弹性吊索在安装之前应给一个预张力，待吊安装完成后，弹吊张力应达到设计标准值（一般为3.5kN），一个锚段的弹吊安装应从中锚向下锚方向分两队依次安装，预张力应根据各工程实际情况放样安装试验给出合适值。而实际施工过程中，现场安装完成后根据现场测量的几何状态数据，出现很多跨中高悬挂点低的波浪现象。
经现场多个工点排查，从测量输入、计算输出、工厂预配、现场安装等多个环节着手一一排查，除少数个别的因为预配制作及安装错误外，其余均正常。最后现场试验，把弹性吊索张力直接解除，发现跨中的导高明显上升，由此发现弹吊张力没有达到额定张力而引起接触线导高呈波浪状态。经现场调整弹吊张力后，导高平顺度明显改善，调整前、后尚未精调的几何状态导高参数如图3所示。
图3 弹性链型悬挂弹性吊索安装调整前、后测量的几何状态导高参数
3、结束语
接触悬挂良好的几何状态，是弓网系统稳定运行的前提。综合以上分析，接触网施工采用精确安装一体化施工工艺能很好地提高施工质量和效率，在采用好的施工工艺的同时也应该注重每一个环节的严格把控，减少因施工工艺应用不合理产生的影响。充分利用精确设计的特点减少反复调整的投入，提高施工质量，确保接触网悬挂能够满足机车在高速安全状态下稳定运行。
参考文献：
[1] 于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都.西南交通大学出版社.2003.
[2] 刘莉荣.为提高高速受流质量而采取相应处理方法的探讨[C].成都.中国电气化铁路一万公里学术会议.1997.
[3] 中华人民共和国铁道部.铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准[S].北京.中国铁道出版社.2015.
[4] 中华人民共和国国家铁路局.铁路电力牵引供电设计规范[S].北京.中国铁道出版社.2016.
论文作者:叶晓辉,张一平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/31
标签：测量论文; 精确论文; 现场论文; 误差论文; 零件论文; 参数论文; 吊索论文; 《电力设备》2017年第12期论文;