邱友伟
(中铁武汉电气化局集团有限公司成都分公司,成都 610091)
随着中国高速铁路项目的大规模建设,在施工过程中已经积累了大量的经验和技术。但在施工过程中仍然存在诸多遗留问题,其中存在相当比例的设备缺陷,为后期的高铁接触网运营检修造成隐患。高铁接触网的设计、施工和运行检修是密不可分的整体。良好的设计施工质量是保障接触网检修从周期修过渡到状态修的基础[1-3]。欧洲主要国家的高速接触网已过渡到状态修,缘于其完善的高速接触网建设模式[4-5]。而从国内情况看,高铁接触网普遍存在施工遗留问题多、设备故障多等问题,难以从周期修和故障修过渡到状态修[6]。因此,如何提高接触网施工检调的标准化程度,进一步完善高铁接触网施工的一次质量,成为今后高铁接触网施工的发展方向。
杭州至长沙铁路客运专线是中国高铁“四纵四横”之一的沪昆高铁的重要组成部分,设计速度为350km/h,采用电力牵引动车组双线运营模式,接触网采用弹性链形悬挂模式。本文针对杭长客专施工过程中存在的设备问题进行分类平推整治,分析重点设备的具体整治方法,对于提高排查设备安全隐患,提高施工质量起到重要的作用。
杭长客专接触网标准化平推整治共计13 个大项,分为A、B、C 三大类。A 类平推项目共计6 项:终端锚固线夹、补偿装置、分段绝缘器、电连接、开关引线、吊柱。B 类平推项目共计5 项:腕臂结构、中心锚结、接触悬挂、锚段关节及线岔、附加线(含电缆上网)。C 类平推项目共计2 项:隔离开关及避雷器、接地及回流系统。
A 类平推项目利用梯车无法检查到位,因此该类项目均需要利用作业车进行全面细致检查。B 类平推项目使用作业车或利用梯车及攀爬支柱进行检查。C 类平推项目徒步及攀爬支柱进行检查。
A 类平推项目主要包括终端锚固线夹、补偿装置、分段绝缘器、电连接、开关引线、吊柱等。本文主要对其中的终端锚固线夹和补偿装置的检查方法和整治标准进行分析。
终端锚固线夹检查用到的工具包括目测,5m 钢卷尺、游标卡尺、力矩扳手。检查方法与标准如下:①检查承力索终端锚固线夹标记位置无变化,螺纹锥套外露螺纹是否在8~9mm 正常范围。如有变化需使用力矩扳手检查力矩是否为80N·m。检查测量接触线终端锚固线夹接触线露出锥套15mm 长度及标记有无变化,如图1所示;②检查各连接件是否牢固可靠、销钉由上向下穿,并且绝缘子两端销钉穿向一致,开口销双支掰开角度是否为120°;③检查连接件、终端线夹有无裂纹或其他缺陷。
图1 接触线外露
1)检查棘轮垂直度
目测棘轮没有明显的偏斜现象,小轮补偿绳与大轮两外沿基本等距。如出现明显偏斜现象,使用水平尺进一步检测棘轮垂直度,上轮沿与下轮沿偏差控制在5mm 以内。如超标可调整下底座的调节板长孔,对超标较大,一次调整不到位的可同时调整底座上的调节孔,使棘轮铅垂。棘轮垂直度检查及调整如图2所示。
2)检查补偿a、b 值是否正确
a 值测量平衡轮中心至小轮中心的距离,b 值测量坠砣底部距支柱基础面的距离,棘轮补偿装置安装曲线如图3所示。a、b 值偏差不大于200mm,承力索与接触线坠砣顶部高度一致。所测数据如与与当天温度变化曲线值相差较大,小轮补偿绳缠绕圈数肯定不正确,大轮除检查缠绕圈数外,还应检查回头预留是否正确。对a、b 值不满足大小轮缠绕圈数表的予以调整。
图2 棘轮垂直度检查及调整
图3 棘轮补偿安装曲线
3)检查平衡轮水平状态
对于棘轮补偿的平衡轮检查,先通过目测平衡轮水平状态,如存在偏斜,用角度尺或激光测距仪检测偏斜角度,超过15°即为不合格。
首先检查棘轮是否垂直,严重的偏斜也是导致平衡轮不水平的原因。如果是补偿绳自身扭力的问题,可通过卸载将平衡轮与线索分离后,卸开小轮轮体上的楔形线夹后,将补偿绳的自身扭力放散,重新缠绕后消除。如果是终端线夹安装时与正常导线线面不符,在安装定位器和吊弦后导线线面正确后,平衡轮出现不水平,应使用手板葫芦,重新落锚,将终端线夹拆卸后,按照导线面重新安装线夹。检查平衡轮螺栓销螺母是否紧固的过紧,影响平衡轮转动,会导致小轮补偿绳两边不平衡,平衡轮也随之偏斜。对过紧的螺母必须松卸,确保平衡轮能够正常转动。轻度平衡轮不水平,可通过扭转接触线面达到平衡轮水平,扭面要根据现场实际情况,不可盲目扭转,并不得超过原线面的45°。平衡轮平衡状态检查及调整如图4所示。
图4 平衡轮平衡状态检查及调整
B 类平推项目主要包括腕臂结构、中心锚结、接触悬挂、锚段关节及线岔、附加线(含电缆上网),其中接触悬挂和无交叉线岔是该部分平推检查的重点。
对于接触悬挂,检查工具包括力矩扳手、线坠、钢卷尺、激光测量仪。具体的检查方法与标准如下:
1)整体吊弦
高铁接触网中已经用整体载流吊弦代替了传统的环节吊弦。在检查过程中,先检查线夹本体有无变形、裂纹等不良状态,吊弦线有无散股、断股扭绞现象,压接部位有无漏压或压接不到位、不规范现象。吊弦在任何温度下均垂直安装,承力索与接触线吊弦线夹在垂直方向的允许偏差±20mm。整体吊弦出现松弛不受力及过紧受力过大现象时应分析原因,查清是吊弦本身长度问题,还是安装位置偏差问题后再进行整改。接触线吊弦线夹与接触线沟槽密贴。
2)弹性吊索
对于弹性链形悬挂,弹性吊索的安装和检调是施工中的核心项目,弹吊线夹与承力索及吊索之间夹持应牢固,且无滑动现象,检查线夹是否垂直、防松止动垫片应全部掰向螺母侧。用力矩扳手检查线夹紧固力矩,其紧固力矩为23N·m。检查弹性吊索中心位置与腕臂中心位置的偏差是否符合标准,允许偏差20mm。弹吊端头与线夹外露中锚侧为30mm,下锚侧为170mm。
3)接触悬挂高度
对于接触悬挂高度,先复核定位点拉出值是否正确,施工误差±20mm,如超出范围应进行调整。用激光测量仪检查悬挂点接触线高度,同时对中锚线夹、电连接线夹等处进行重点测量、检查。两个弹吊吊弦悬挂点与定位悬挂点接触线高度为等高,相对该定位点的接触线高度±5mm,但不得有“V”字形存在,如图5所示。弹性吊索吊弦与跨中第一吊弦的高度差必须小于10mm,一般小于5mm。相邻吊弦处接触线高差不应大于5mm。相邻定位点处接触线高差不大于10mm。接触线高度符合标准,误差为±20mm。
图5 接触悬挂高度检查
杭长客专主要采用18 号道岔,对应的线岔为双支无交叉线岔。其设计原则是正线高速通车时不受侧线影响,同时保证受电弓在正线和侧线间的顺利、安全、平稳转换。在检调过程中用激光测量仪检测吊弦悬挂点两接触线的高度及高差是否符合设计要求,无交叉线岔的检调如图6所示。正线按正常接触线高度5300mm 检测,侧线从定位点向始触区方向的三根吊弦点的高度依次为5360mm、5330mm、5320mm。由高到低以抛物线的形式过渡。保证定位点侧线抬高60~80mm。导高偏差控制在5mm。同时确保从侧线至正线时始触点(侧线受电弓中心距离正线接触线距离1050mm 处)两支导线高差不大于40mm。当动车组从正线通过时,侧线均在始触点以外。
图6 无交叉线岔的检调
C 类平推项目包括隔离开关及避雷器、接地及回流系统。其中,接地和回流对于高铁线路的安全运行具有重大作用。
接地的好坏对于轨道电路等设备的安全运行会产生重大影响。检查接地连接的接地方式、安装位置、数量是否符合设计要求。有无漏接误装现象。检查地线接线端子是否采用压接方式,压接是否规范,连接电缆与线夹接触应良好,并涂有电力复合脂。不同材质接地体连接面应采取过渡连接措施,并进行防腐处理。接地线宜短捷、平直,排列整齐,固定可靠。连接点螺栓紧固力矩应符合设计要求。接地线不得与控制电缆、信号电缆、电力电缆贴近并行或交叉布置。独立接地极的接地电阻应使用接地电阻测量仪测量,所测结果应符合设计要求。
1)防雷接地避雷器的工作接地通过35mm2软铜绞线引至计数器,计数器托架与接地体连接采用2 根接地铜缆,在路基区段通过电缆沟手孔引出分别与不同接地极引接,接地电阻不大于10Ω,桥梁区段2 根分别连接到桥墩墩台上的预留接地端子上。与桥墩接地端子连接时要把与桥梁连接的连接线断开,形成独立接地体,如图7所示。
图7 防雷接地
2)支柱接地
路基区段上下行每隔一根支柱与支柱基础预留综合地线接地端子连接一次。桥梁区段每隔300~500m 可靠接地一次,接入电缆槽内预留的综合接地端子。站内零散支柱接地如站前未预留端子,应就近采用电缆方式埋设与综合接地连接。
检查回流吸上线安装位置、数量规格、回流电缆与PW 线、扼流箱、集中接地箱连接方式符合设计要求,检查回流电缆与PW 线连接的铜铝过渡并勾线夹紧固力矩、与扼流箱连接的接线端子压接牢固,紧固力矩符合要求,若连接电缆过多,应应设置T 形或L 形连接板,保证电缆连接可靠。中性点连接的端子不得与两侧接钢轨的端子短接,电缆端部需采用乙烯绝缘胶带缠绕包扎。回流电缆应采用非磁性材料卡具沿支柱固定牢固,回流缆在支柱上、隧道壁应顺直美观,固定牢固。接地及回流线与隧道连接采用M12 的化学锚栓固定,固定点间距不大于1m。
高铁接触网的施工是一项系统、复杂、长期的工程,其中包括大量的设备与设备、系统与系统间的联系和接口,完善接触网施工质量、实现高质量的接触网工程只能依靠标准化的施工和检调。通过对杭长客专接触网的平推检查项目整治标准的分析、设计与实现,对于提高接触网的施工质量,保障杭长客专的工程性能具有重要的工程实践意义。
[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] 董昭德.接触网[M].北京: 中国铁道出版社,2010.
[3] 吴积钦.受电弓与接触网系统[M].成都: 西南交通大学出版社,2010.
[4] 中华人民共和国铁道部.TB 10208—98 铁路电力牵引供电施工规程[S].
[5] 铁道部电气化工程局.电气化铁道施工手册-接触网[S].北京: 中国铁道出版社,2011.
[6] 中华人民共和国铁道部.铁路电力牵引供电工程质量检验评定标准[S].北京: 中国铁道出版社,2010.