接触网设备

图4.10 直线区段的锚段关节的设计

a) 带下锚横跨结构的一跨锚段关节;b) 仅用作非绝缘锚段关节的二跨锚段关节;c)二跨锚段关节; d) 三跨锚段关节; e) 四跨锚段关节;f)五跨锚段关节

下一段的过渡出现在跨距中心处)。时速为200km以下的接触网采用三跨锚段关节。在中心跨距内，受电弓与两根接触线同时接触大约1/3的跨距长度。在支持装置处，终端接触网的接触线比受电弓通过的接触线要升高约0.5m。结果，受电弓在转换柱处只与一根接触线接触。由于接触线的偏离及由此引起的横向力大，终端接触网的支持装置处弹性较差。

在速度大于200km/h的接触网中，缩短的跨距和较高的接触线张力允许接触线提升0.15m。由于接触线与张力补偿装置直接连接，张力大，支柱处偏转力增大，从而进一步降低了弹性，同时对接触压力有不利影响。因此，接触悬挂被引导到后面的支柱，并且接触线被升高0.5m，从这一设计中引出了五跨锚段关节。

所有小曲线半径和短跨距的设计都会出现同样的情况，因此在这些情况下也采用五跨锚段关节。

通过试验已经研究出具有良好相互作用特性的理想锚段关节，这种理想锚段关节特别适用高速。Re100型和Re200型接触网中，在过渡跨距的中心处，相对于接触线标称高度，三跨锚段关节接触线应被提升60～80mm，五跨锚段关节应提升40mm，这点已经被认可 [4.8]。因此接触线形成屋顶形布置。接触压力的测量图上接触网的过渡也不再明显了。

接触网锚段关节是关键点，特别是在高速铁路的隧道区段。图4.11是高速架空接触网隧道中采用的锚段关节。

图4.11 隧道中具有延伸区的锚段关节

图4.12 带隔离开关的锚段关节

电气绝缘锚段关节一般用于如车站站界等地方 (图4.12)。正常运行下采用闭合隔离开关将其并接。只有在单独馈电线的车站上，正常运行时锚段关节的开关是打开的。可开断锚段关节有信号保护，即信号机距锚段关节第一根双腕臂支柱距离为 “a”。在到达距离“a”之后，牵引设备从架空接触网中获取的电力变小，因此，即使处在断开的锚段关节也不会因为车站和区间供电分段之间的电位差而使接触线烧坏。“a” 距离取决于线路的使用情况 (见第6章)。

4.1.12 架空接触网设备及其零部件的设计

4.1.12.1 架空接触网设备的结构

如第3.2.3.3节所述和图4.13所示，架空接触网通常是两端自动补偿。但是，车站和区间的专用道岔处经常采用的锚段长度小于750m，一端自动补偿而另一端为硬锚。特别是在道岔区及区间与隧道的过渡区，这种单端硬锚的锚段具有很多优点。这种情况下，会出现中心锚结负载不均匀。这可能是由于隧道内外温度不同使接触线产生纵向移动引起的。为了解决这些问题人们已经研制出了专用的设计零件和构件，下面将一一进行介绍。

图4.13 双端自动补偿和单端固定的锚段设计

4.1.12.2 中心锚结

如图4.13所示，中心锚结是用于固定两端均带有自动补偿的架空接触网设备。中心锚结用来限制承力索和接触线在温度变化过程中发生移动和限制接触线、承力索或接触网出现故障后发生的移动。中心锚结设计形式有两种： 一种用于旋转管式腕臂，一种在软横跨中。在腕臂设计形式中，中心锚结由青铜或钢绞线制成，固定在承力索悬挂点的两侧，如图4.14所示。通过相邻的两根支柱来锚固中心锚结，它们经常带有拉线。用Z型固定绳在中点的两侧将接触线紧固在承力索上，以防接触线移动。在软横跨中，定位索也能紧固中心点。中心锚结的额定计算值要按接触线和承力索的张力总和，而连接接触线的Z型绳的额定值要按接触线张力考虑。

图4.14 带旋转腕臂的中心锚结

4.1.12.3 自动张力补偿

由于温度的变化，接触线和承力索的长度会改变，张力补偿装置的作用是在长度变化后尽量使接触悬挂中的张力及接触线的位置保持基本恒定。我们将实际测量出的张力与要达到的张力之比称为张力补偿装置的效率。效率应尽可能高，因此水平张力HCW和HCA的变化值不应超过3% [4.9]。

应用的张力补偿装置设计包括有补偿坠砣和棘轮或滑轮组以及液压或机电装置。

棘轮张力补偿装置由一个棘轮、在同一轴上的两个线轴和一个锁紧装置构成。用软钢丝绳将要补偿的架空接触网装置连接到小的开槽线轴上，而补偿坠砣作用在大线轴上。锁紧装置在断线后锁死，防止水泥或铸铁坠砣掉向地面，进而防止接触网的变形并拉断吊弦。这是棘轮装置与使用滑轮组原理的张力补偿装置相比所具有的决定性优势。在高速架空接触网系统中，接触线和承力索被分别补偿 (图4.15)。即使在接触线和承力索产生的长度变化不同时，分开补偿也能确保维持设计张力。这种方法允许将承力索和接触线设计为不同的张力。