图3.8 拉线式悬挂

3.2.3.5 弹性支持装置

弹性支持装置或弹性腕臂是指使用橡胶弹簧件的弹性装置 (图3.9) 来阻尼接触线运动的腕臂设计。在接触线线夹中可安装单接触线或双接触线。如果只用弹性支持装置来悬挂接触线,其间距应不大于15m。这种悬挂方式可使运行速度达到约100km/h。

图3.9 弹性支持装置

若增加承力索线夹可进行承力索的安装,这样可使纵向跨距增加到30m。弹性支持装置主要用于接触网安装空间有限的隧道内。

3.2.4 弹性简单悬挂接触网

弹性简单悬挂接触网是将接触线通过呈三角形状的吊索(也称为跨接线)(图3.10)

图3.10 弹性悬挂架空接触网

a) 长途线; b) 管内线

与支持装置相连接的简单悬挂接触网设计。1895年和1907年在专利基础上首次开始使用的这种带有悬挂的接触网只有短吊索而无吊弦。安装时如同斜拉吊索那样横拉,它提供一定程度的接触线热胀冷缩的自动补偿,并减小受风偏转。另外,吊索可以补偿接触线沿线的弹性变化,它反过来又改善了电流的传输。根据接触线和吊索之间吊弦的数量、吊索的长度和补偿方式,在悬挂点间距为65m时它可使运行速度达到80km/h。

3.2.5 链形悬挂架空接触网

3.2.5.1 基本设计

链形悬挂架空接触网的特点是在接触线上方悬挂一根或两根承力索。承力索通过吊弦悬挂接触线。由于其相对简单的设计和良好的运行特性,带承力索的架空接触网已在世界上广泛使用。其支持装置距离比简单悬挂大,并减少了接触部件的磨损,在城市公共交通运输系统中使用得更为普遍。

可根据架空接触悬挂使用的补偿系统对其进行分类,即接触线和承力索各有补偿机构或组合补偿的全补偿接触网,不补偿承力索而只补偿接触线的半补偿接触网。对于电流负荷较大的直流电气化铁道,相对的大电流常常有必要使用双接触线。支持结构可以是单支柱、软横跨或硬横跨 (见第4章和第7章)。为适合不同的使用要求,已进行了各种链形悬挂接触网设计,其不同之处主要在导线和线索的布置、支柱的设计和允许的运行速度等几方面。

3.2.5.2 在悬挂点处安装吊弦的接触网

早期用在电气化工程中的简单链形悬挂接触网设计是半补偿的,并在悬挂点处或靠近悬挂点处用吊弦将接触线与承力索连接 (图3.11),沿纵向跨距以8~12m的间隔安装附加吊弦,与简单悬挂架空接触网相比,这类系统的悬挂点距离较大。由于承力索终端为硬锚并且腕臂与支柱为刚性连接,所以承力索的热胀冷缩仍会导致接触线在高度上的较大变化。尽管承受张力的承力索与吊弦的组合保证了跨距中的弹性,但悬挂点处的弹性较差导致了跨距中弹性变化较大。

图3.11 在悬挂点处安装吊弦的接触网

3.2.5.3 在偏移悬挂点处安装吊弦的接触网

在偏移悬挂点处安装吊弦的接触网通过取消靠近悬挂点的吊弦避免了第3.2.5.2节中提到的缺点,距悬挂点2.5~10m处在承力索和接触线之间设置吊弦(图3.12)。采用全补偿接触网以减小接触线高度因温度而产生的变化。这样,在锚段大致的中部用中心锚结将接触网锚固,然后通过张力补偿设备使接触网两端处在张力下。这些设备由补偿轮或带坠陀的滑轮装置构成,当线索随温度热胀冷缩时,补偿装置进行收线和放线,从而保证张力趋于一致。

图3.12 偏移悬挂点处安装吊弦的接触网

在这种类型的接触网设计中,腕臂不象半补偿接触网那样被刚性地固定在支柱上,而是用绞链将腕臂固定在支柱上,使其能跟随接触网作纵向移动,这种移动是随中点距离远近成比例增长的。

这种类型的接触网设计用于运行速度达到120km/h的干线铁路,如德国铁路的Re100型标准设计和有轨电车线路。法国的高速铁路也采用这种类型的接触网,只不过将张力增大并把吊弦间距改为6m左右。

3.2.5.4 弹性悬挂接触网

弹性吊索是指在承力索和接触线之间配置的连接绳 (图3.13)。在半补偿接触网中它用来补偿跨中和悬挂点处的接触线高度变化。当温度变化时,在未加补偿的承力索上固定吊索的点,其垂直运动的幅度大小随承力索长度和张力而变化,从而使悬挂点处接触线的抬升或降低与跨距中间的高度变化大致相同。吊索的弹性作用使悬挂点处的弹性与跨距中间的弹性匹配得更好。这就是为什么现在在全补偿架空接触网设施中使用弹性吊索的主要原因。根据所需的运行速度,德国铁路各标准架空接触网设计使用的吊索长度分别为6,12,14,18m或22m,在弹性吊索处配置1~4根吊弦。德国铁路的Re160型和Re200型标准设计具有特殊特性,其定位管与固定在弹性吊索上的吊弦连接。在Re200型设计中,考虑到采用正定位的短定位管和反定位的长定位管对悬挂点的弹性作用的区别,分别配置了带4根或2根吊弦的18m或14m长的吊索 (见第4章)。