滨洲铁路接触网补偿器b值研究

陈志涛



滨洲铁路接触网补偿器值研究

陈志涛

由于目前未对-40℃以下极寒天气条件下补偿器值的设置提出要求，为确保高寒地区电气化铁路行车安全，基于滨洲铁路所处的高纬度、高原、高寒气象条件，对补偿器、值进行了相关研究，并提出相应的调整要求。

滨洲铁路；补偿器值；研究

0 引言

滨洲铁路东起黑龙江省哈尔滨市，西至我国最大的陆路口岸满洲里市，从满洲里站向西与俄罗斯西伯利亚大铁路接轨，是连通亚欧大陆的重要铁路通道[2]，途经松嫩平原、穿过大兴安岭进入内蒙古高原。滨洲铁路地处北纬45°40¢—49°34¢，属于高纬度、高寒地区铁路，沿线所经地区均属严寒地区，沿线极端低温达-50℃。

滨洲铁路为东北铁路网的骨干线路之一，承担了哈尔滨铁路局57%的运输量，年货物运输能力超过1亿t。随着中俄贸易升温，满洲里口岸进出口运量逐年增多，特别是黑龙江省积极谋划构建“东部陆海丝绸之路经济带”，打造“中俄铁路东部大通道”，提升滨洲铁路的运输能力迫在眉睫。

2014年10月，滨洲铁路电气化改造工程正式开工建设，电气化改造后将有效提高列车运行速度，增强运输能力，降低运输成本，减少有害气体排放，加快满洲里口岸和黑龙江西部地区与全国中心城市经贸交流，对促进沿线地区环境保护，促进满洲里口岸与中国其他主要城市的经贸往来以及畅通中俄铁路东部大通道都具有十分重要的意义。

1 极端天气带来的问题

滨洲铁路地处高纬度、高寒地区，沿线极端低温达-50℃，2012年1月，内蒙古呼伦贝尔曾连续8天最低气温低于-40℃，陈巴尔虎旗最低气温低至-50.7℃，滨洲铁路为名符其实的全国最寒冷地区的铁路。

面对这种极寒气候，在滨洲铁路电气化改造施工中，需要及时调整接触网补偿器坠砣串重力，使线索的张力保持平衡。而我国目前只对-40℃以上气温条件下补偿器、值的设置提出了要求，无法满足极寒气候条件下滨州铁路补偿器坠砣串、值设置要求。

2 极端天气下补偿器的a、b值准确计算

2.1 补偿器及补偿器b值的作用

当温度变化时，线索受温度影响热胀冷缩，出现伸长或缩短。由于在锚段两端线索下锚处安装了补偿器，在坠砣串重力作用下，可自动调整线索张力并确保线索弛度满足技术要求，从而改善接触悬挂的稳定性与弹性，提高接触网系统运行质量。

补偿器依靠坠砣串的重力使线索张力保持平衡。当温度变化时，线索的伸缩使坠砣串上升或下降，当坠砣串升降超出允许范围时，将导致补偿器失去补偿作用。因此，需通过设置补偿器的、值来限定坠砣串的升降范围。

坠砣杆耳环孔中心至补偿（定）滑轮下沿的距离为值。从坠砣串最下面一块坠砣的底面至地面（或基础面）的距离称为补偿器的值。补偿器、值随温度变化而变化，接触线和承力索补偿器的、值不相等（图1）。

图1 补偿器a、b值示意图

2.2 补偿器a、b值的计算

为了确保补偿器不失去补偿作用，对补偿器、值设置提出以下要求：在最低温度时，值应大于0，最高温度时，值应大于0。《接触网运行维修规程》规定，补偿器、值最小不小于 200mm，进行接触网设计时，规定、值不小于300mm。

依据《接触网悬挂安装图》（图号：通化（2009）1005）接触网补偿下锚坠砣安装曲线说明，值的计算式为

=min+(x-min) （1）

=min+(max-x) （2）

式中，min为设计中规定的最小值，m；min为设计中规定的最小值，取0.3 m；min为设计中采用的最低温度，℃；max为设计中采用的最高温度，取60℃；x为安装或调整时的温度，℃；为补偿滑轮的传动系数（即传动比的倒数）；为锚段内中心锚结至补偿器间距离，m；为线索的线膨胀系数，取0.000 017℃-1。

滑轮组的定滑轮到动滑轮之间的最小距离，即值，其计算式为

=/+×+ 1.0 （3）

式中，为同状态下的值；为传动系数；为铜、铜合金接触线的新线初伸长系数，取值0.000 6。

在气温为-47℃，传动比为1∶3，锚段内中心锚结至补偿器间距离为100 m时，= 3，= 100 m，代入式（2），计算得= 0.845 7 m，代入式（3）则得对应的值为1.341 8 m。

依据上述原理，同理可计算正线在补偿装置传动比为1∶3时，不同极寒气温下的值，见表1。

表1 不同极寒温度下正线补偿器的b值 m

站线在补偿装置传动比为1∶2时，不同极寒气温下的值，见表2。

表2 不同极寒温度下站线补偿器的b值 m

根据式（1）—式（3），可计算正线在补偿器传动比为1∶3，锚段长为1 500 m时，极寒温度下、值，见表3。

同理，可计算站线在补偿器传动比为1∶2，锚段长为1 400 m时，极寒温度下、值，见表4。

表3 1∶3滑轮组极寒温度下锚段长1 500 m正线补偿器的a、b值

表4 1∶2滑轮组极寒温度下锚段长1 400 m站线补偿器的a、b值

3 承力索补偿器b值调整相关要求

为保证冬季线路行车及设备安全，根据当地气温条件对承力索值进行调整，相关要求如下：

（1）值统一设置为距离地面高度1 100 mm，误差±100 mm。

（2）坠砣杆必须垂直，限制架各螺栓紧固力矩必须符合标准。

（3）补偿绳与滑轮偏磨位置必须调整至垂直。

4 结语

本文针对滨洲铁路高寒恶劣气候条件，对接触网补偿器值进行了研究，一是根据实际计算研究得出适应滨洲铁路实际的补偿器正线、站线值；二是根据现场恶劣的天气环境条件，对补偿装置坠砣值调整提出要求。在对补偿器值进行调整过程中，还需制定滑轮补偿绳防断措施及对腕臂冬季绑扎制定加固措施，以确保冬季行车及设备安全。

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Since there no requirements are being specified at present on setting ofandvalues for tensioning device under extreme cold temperature of lower than -40℃, in order to ensure the safety running of electric railway in extreme cold region, relative researches are made for theandvalue of tensioning device for Harbin-Manchuria railway which is located on the region of high latitude, high plateau under cold weather conditions, and requirements for adjustment has been put forward accordingly.

Harbin-Manchuria railway;andvalue of tensioning device; research

10.19587/j.cnki.1007-936x.2017.05.013

U225.4+7

B

1007-936X(2017)05-0057-03

陈志涛.哈尔滨铁路局滨洲铁路电气化改造工程建设指挥部，高级工程师。

中国铁路总公司、内蒙古自治区人民政府、黑龙江省人民政府基金项目（铁总计[2014]833号）。

2017-02-15