高速铁路接触网定位器坡度的计算及调整

吕振聚　上海铁路局沿海浙江公司

1　定位器坡度概述

定位器安装完成后，定位系统、接触网悬挂系统达到力学平衡，接触接触线处于平直状态，此时定位器相对于受电弓平面的夹角即为定位器安装坡度。

定位器坡度由接触网系统参数决定，安装后处于力平衡状态，不可随意调整，否则定位点会产生人为的抬高或降低，形成硬点。为保证弓网运行安全，确保弓网安全效验时受电弓不与定位器发生碰撞，定位器的安装坡度非常重要。安装坡度过小，则可能发生受电弓与定位器碰撞;安装坡度过大，则要减少拉出值或加大第一吊弦距定位点的距离。减小拉出值会加速受电弓的不均匀磨耗，增大第一吊弦距定位点的距离会影响弓网受流质量。所以必须合理确定定位器安装坡度。

图1　定位器受力情况图

2　定位器受力分析

2.1　定位器水平力受力分析

（1）直线区段水平力F

定位器受力情况如图1所示。水平力分析如图2所示。

图2　水平力分析图

因接触线和线路轴心线的夹角α很小，故有sinα≈tanα而tanα=a/(L/2)=2a/L

式中：

α-接触线和线路轴心线的夹角；

a-拉出值；

Tj-接触线张力；

L-两悬挂点跨距。

（2）曲线区段水平力

曲线区段因线索改变方向而产生的指向曲线内侧的水平分力，如图3所示。

图3　曲线区段水平力分析图

由图3可得出：

即曲线力F/Tj=L/（R+a）而R+a≈R，

当L=L'，曲线力F=Tj·L/R（公式2）

当L'≠L，曲线力F=Tj·（L'/2R+L/2R）（公式3）（3）曲线区段的水平力的分力

在曲线区段水平力包括因拉出值而产生的水平力±因曲线产生的曲线力。

2.2　定位器垂直力G分析

（1）直线区段垂直力G

直线区段定位器受的垂直力为定位器重量的一半，加上一段接触线的重量。

（2）曲线区段垂直力（仅分析不等高悬挂产生的力，其它重力与直线段一致）

曲线区段垂直力不仅与定位器的重量及接触线重量有关，还包括因在曲线上定位点与第一吊弦悬挂点间有高差，形成不等高悬挂而产生的力。

分析如图4所示。

图4　曲线区段垂直力分析图

受电弓中心距接触线的距离计算：

说明：相对于A点受电弓中心对接触线的距离为A4，相对于B点受电弓中心对接触线的距离为B4+B4q。

计算过程：

由图可知

所以得出：

受电弓中心距接触线的距离为

第一吊弦点与定位点高差受力分析如图5所示。

图5　受力分析图

故得出由于不等高悬挂产生的附加垂直力

因此得出曲线上的垂直力为以下几个力合成：

①定位器的重力；

②接触线的重力

③因不等高悬挂而产生的张力在重力方向的分力。

3　定位器坡度的确定

定位器坡度=arctan（垂直力/水平力）（公式11）

4　定位器坡度的调整

通过对定位器的受力分析得知，定位器的坡度是由于定位器所受的水平力和垂直重量自然平衡形成的，人为是改变不了的。在张力、拉出值确定的情况下，定位器的坡度也就确定了，要改变，只有改变第一吊弦距悬挂点的水平距离，即加大其值，如把第一吊弦距悬挂点的水平距离由5m改为7m，定位器的坡度可增大2°，如果拉出值不减小，只有采用这种加大垂直力来增大定位器的坡度。在接触线张力、拉出值确定的前提下，要增大定位器的坡度度，这是一种方法。另如在张力和第一吊弦距悬挂点的水平距离不变的情况下，将拉出值减小一点，水平力减小一点，定位器的坡度会增大，这也是一种方法。如果定位器坡度偏差较大大，就要采用移动定位环或抬高、降低腕臂的方法来处理。

［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,2002.

［2］TB10621-2014,高速铁路设计规范［S］.

［3］TB10758-2010,高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准［S］.