电气化铁道接触网实习调研报告

1、对京包线电气化接触网四跨绝缘锚段关节zj1转换柱更换的调研1.调研的目的 我所调研的单位是北京供电段，具体调研的地点是京包线郭磊庄至沙城区段电气化铁路接触网。京包线电气化铁路始建于1983年，1985年正式开通运行，至今已有将近30年的历史，设备已完成了一次全面大修，一些新的材料，技术也随之被采用，如腕臂用的悬式绝缘子由单伞型改成了防污型，棒式绝缘子的爬电距离加长，增加了防风支撑，腕臂全部采用了2寸管，接触导线由钢铝接触线线换成了铜银合金接触线线，电联接引线也由铝绞线换成了多股铜绞线，但通过我的调研了解到也存在着一些局限性的问题，特别是对锚段关节转换柱腕臂的更换上，在大修后仍然存在着安全隐患，

2、没能引起足够的重视。在大修完成数年后（也就是我调研的前半年）才开始进行锚段关节转换柱腕臂单腕臂改双腕臂的工标准作，而在我调研期间又出现了在更换四跨绝缘转换柱ZJ1转换柱的时候压管尺寸和技术标准相互制约，使更换工作暂停。我调研的目的就是要了解它们是如何相互制约的，并希望用我所学的知识解决这个问题。2.调研方法这次调研我全过程地参与了接触网工区的日常业务学习和各项作业，通过学习使我掌握了接触网安全作业的规章制度和检修技术标准及基本的作业现场防护知识，学会了识别和正确使用接触网常用零件和工具。从地面承力索回头的制作，吊弦的制作，电连接的制作和腕臂的组装等基础工作做起，到高空作业和师傅们一起进行接触网

3、的各项安装及调试作业，使自己的接触网技能有了很大的提高。在这些作业项目中我对锚段关节转换柱进行单腕臂更换成双腕臂的施工作业更感兴趣，从现场实际数据的测量到腕臂长度的计算，从腕臂的地面组装到现场更换作业，对每个环节都做了深入细致的调查和研究，针对四跨绝缘锚段关节ZJ1转换柱双腕臂存在的压管尺寸和技术要求相互制约的问题有了进一步的认识和了解，并且运用自己所学的知识使对这个问题提出了自己的解决方法，并和理的应用到实际施工作业当中，解决了四跨绝缘锚段关节ZJ1转换柱更换过程出现的相互制约的问题。现将四跨绝缘锚段关节ZJ1转换柱单腕臂改双腕臂过程中存在的问题和解决办法提出来，由于水平有限因而难免存在不足

4、，恳请老师指正。3.调研的内容及过程31为什么要对四跨绝缘锚段关节ZJ1转换柱进行改造在四跨绝缘锚段关节处，转换柱腕臂要悬吊两支接触悬挂，其中一支为工作支，另一只为非工作支。两悬挂的空气间隙为500mm，电气上能互相分开。转换柱上设有一台隔离开关，以实现两个锚段在电气上的连接或断开。转换柱的形式有两种，我们把工作支远离支柱侧，非工作支靠近支柱侧称为ZJ1转换柱，另一种工作支靠近支柱侧，而非工作支远离支柱侧称为ZJ3转换柱。我们在这里重点分析一下大修后四跨绝缘锚段关节ZJ1转换柱村在的问题，京包线电气化铁路采用的安装图是铁道部电气化铁路勘察设计处天津1975。四跨绝缘锚段关节的安装图如（图1），

5、在大修后的四跨绝缘锚段关节转换柱ZJ1转换柱仍然采用的是一根腕臂上同时悬挂两支线索（工作支和非工作支）如图（1）这样的装配形式。安装图是铁道部电气化工程局勘测设计处1975-天津。这种装配形式腕臂一班都是采用加强腕臂（2寸腕臂里面套一只15寸的腕臂）和加强行拉杆的组合形式，加强腕臂和加强行拉杆的重量加上两支悬挂的重力和水平力都要通过棒式绝缘子传给支柱，再加上转换柱处两支悬挂的位移大大增加了棒式绝缘子所承受的负荷，腕臂的旋转一旦出现卡滞就会造成棒式绝缘子折断，据调查在2005年6月8日张家口南站168#四跨转换柱ZJ1转换柱发生棒式绝缘子折断，影响行车90分钟，事后经事故分析就是以上原因所至。这

6、支腕臂是在1999年设备大修时更换的，当时这个问题没能引起重视。所以ZJI转换柱腕臂更换后依然是一根腕臂上悬挂两支线索的装配形式在安全上留下了很大的隐患。 (图1)32四跨绝缘锚段关节ZJ1转换柱改造中存在的疑难问题锚段关节转换柱腕臂单改双这个问题一至到2008年才被重新引起重视，实施对京包线所有锚段关节转换柱采用单腕臂形式的转换柱进行设备改造，这次改造四跨转换柱zj1转换柱采用的安装图号是中铁咨询电化100122（A1），在对既有四跨绝缘猫段关节转换柱单腕臂改双腕臂的施工过程中，在对四跨绝缘锚段关节ZJ1转换柱双腕臂进行计算时，又有新的问题出现。根据安装图中铁咨询电化1001-22(A1)的

7、安装形式，转换柱双腕臂采用的是工作支是拉杆和斜腕臂，非工作支是压管和斜腕臂这种双腕臂形式，在对ZJ1型转换柱非支腕臂压管长度进行计算时发现由于现今使用的是外包式双拉杆底座比既有拉杆底座的长度多出200mm，而且新采用的棒式绝缘子的长度为760mm ，而压管中最短的压管YD型压管长度为1080mm，三者相加的总长度为2040mm，如果照这个长度安装后，非工作支承力索与工作支承力索的水平绝缘距离只有327mm不符合该四跨绝缘锚段关节转换柱处两悬挂的垂直、水平距离绝缘距离设计值500mm的技术要求。接触网检修规程第六五条规定：绝缘锚段关节转换柱处两悬挂的垂直距离水平距离标准值为设计值（该处设计值为5

8、00mm），安全值为设计值+50mm，限界值等同于安全值。更换后的四跨绝缘猫段关节根本起不到绝缘猫段关节的作用，在运输生产过程中一但启用四跨绝缘锚段关节进行电分段，将产生严重的安全隐患，危及人身安全。33实际例子计算 实例：张家口南至沙岭子区间上行136#类型为ZJ1转换柱，现场实际测量侧面限界CX=2530mm；斜率f=25mm；双腕臂底座安装高度=5240mm；双腕臂底座与双拉杆底座距离=2400mm；接触线工作支设计拉出值=300mm；接触线非工作支设计拉出值=800mm；两接触线绝缘距离设计值=500mm，导线高度=6000mm；安装图号为：中铁咨询电化1001-22（A1）如图2。采

9、用直链形悬挂。计算如下： (图2)解：已知条件：侧面限界CX=2530mm；斜率f=25mm；双腕臂底座安装高度=5240mm；双腕臂底座与双拉杆底座距离=2400mm；接触线工作支设计拉出值=300mm；接触线非工作支设计拉出值=800mm；两接触线绝缘距离设计值=500mm，导线高度=6000mm，棒式绝缘子长度为=760mm， YD型压管长度为=1080mm ， 双拉杆底座的宽度=200mm。 工作支腕臂长度： L = CX +h1f -80 m =2530+5.2425-80-300 =2281（mm） Y = - 200 =3111（mm）注：CX=侧面限界，L=支柱内沿距套管绞环的

10、长度 Y=棒式绝缘子底孔距离套管绞环的长度200=支柱内沿距棒式绝缘子底孔的距离h1=钢轨轨面至双腕臂底座的距离h2=双腕臂底座至双拉杆底座的距离f=支柱斜率确定水平拉杆的长度以及安装孔位n=（x-c-s-115）/ 50+16计算结果：采用12拉杆调节板用在第六个孔位注：X=L+h2fC=拉杆底座与绝缘子串的长度S=水平拉杆的有效长度计算出的n值四舍五入取整数。 非工作支腕臂长度： L = CX +h1f -80 m =2530+5.2425-80-800 =1781（mm） Y = - 200 = 3200（mm）注：CX=侧面限界，L=支柱内沿距套管绞环的长度 Y=棒式绝缘子底孔距离套管

11、绞环的长度200=支柱内沿距棒式绝缘子底孔的距离h1=钢轨轨面至双腕臂底座的距离h2=双腕臂底座至双拉杆底座的距离f=支柱斜率确定非支压管的长度c= - c1- 40 =907（mm） 注：C1=压管底座与棒式绝缘子的长度960mm40=为压管头部耳环孔到腕臂的距离实际情况是压管中最短的YD型压管调整到最短的长度为1080mm（mm），实际所需的压管长度仅为907（mm），实际中的非支压管的长度比所需的长度长173mm 。而且压管无法截短，这样就使两承力索间500mm的水平绝缘距离缩短了173mm，这样两承力索的水平绝缘间距只有327mm 。如此无法达到该四跨绝缘锚段关节两悬挂水平距离设计要求

12、500mm的绝缘距离。4.调研的结论与建议41问题的结论接触网检修规程第六五条规定：绝缘锚段关节转换柱处两悬挂的垂直距离水平距离标准值为设计值（该处设计值为500mm），安全值为设计值+50mm，限界值等同于安全值。通过我们对张家口南至沙岭子区间136# ZJ1转换柱实际例子的计算，我们不难看出四跨绝缘锚段关节转换柱在单腕臂改双腕臂后，四跨绝缘猫段关节在ZJ1转换柱处两承力索的水平距离只有327mm 。如此无法达到该四跨绝缘锚段关节两悬挂水平距离设计要求500mm的绝缘距离。根本起不到绝缘猫段关节电分段的作用，在运输生产过程中一但启用四跨绝缘锚段关节进行电分段，将产生严重的安全隐患，危及人身安

13、全。42解决问题的方法和建议我们知道腕臂的预配就是根据接触网设计平面图确定的安装图号，在保证接触线高度、结构高度及拉出值的情况下，预留必要调整范围，将腕臂安装前，在地面进行的组装。腕臂预配的关键数据是支柱的侧面限界、支柱内缘的斜率以及设计要求的接触线高度、结构高度及拉出值。实际既有的支柱的侧面限界和斜率都是无法改变的，接触线的高度和结构高度都是垂直距离也无法改变水平上的距离。所以只有通过改变承力索的拉出值来解决水平方向的距离。根据接触网运行检修规程第五章，第60条，关于承力索位置标准值：半斜链形悬挂，直线区段位于线路中心的正上方；直链形悬挂，位于接触线正上方。曲线区段承力索与接触线之间的连线垂

14、直于轨面连线，安全值：直线区段允许误差150mm;曲线区段允许向曲线内侧偏移100mm.x限界值：标准值200mm。我们所调研的ZJ1转换柱是直线区段四跨绝缘转换柱，张沙区间168#正是ZJ1转换柱，承力索应位于接触线正上方。安全值为直线区段允许误差150mm，限界值为200mm。在四跨绝缘锚段关节中转换柱的承力索拉出值和接触线的拉出值是一样的。我们把非工作支和工作支承力索的拉出值都减去180mm就相当于把工作支承力索相对于工作支接触线的位置偏移了180mm，非工作支承力索对于非工作支接触线的位置也偏移了180mm，它们距离500mm没有变，这样即符合了检修规程中对绝缘锚段关节转换柱处两悬挂垂

15、直、水平距离的的技术要求，又保证了两悬挂承力索和接触线的相对位置处于所在的限界值范围以内。再重新计算：工作支腕臂长度：L=CX+hf-80-120=2530+131-80-120=246(mm)Y=- 200 =3238（mm）注：CX=侧面限界，L=支柱内沿距套管绞环的长度 Y=棒式绝缘子底孔距离套管绞环的长度200=支柱内沿距棒式绝缘子底孔的距离h1=钢轨轨面至双腕臂底座的距离h2=双腕臂底座至双拉杆底座的距离f=支柱斜率确定水平拉管的长度和调节板的孔位n=(x c s 115) / 50 +1=5计算结果：使用14的水平拉杆的调节板的第五个孔位。注：X=L+h2fC=拉杆底座与绝缘子串的

16、长度S=水平拉杆的有效长度计算出的n值四舍五入取整数。非工作支腕臂长度：L = CX +hf 80 620 =1961(mm)Y = - 200 = 3300（mm）注：CX=侧面限界，L=支柱内沿距套管绞环的长度 Y=棒式绝缘子底孔距离套管绞环的长度200=支柱内沿距棒式绝缘子底孔的距离h1=钢轨轨面至双腕臂底座的距离h2=双腕臂底座至双拉杆底座的距离f=支柱斜率 c =-c1 - 40 = 1081（mm）注：C1=压管底座与棒式绝缘子的长度960mm40=为压管头部耳环孔到腕臂的距离。 通过计算我们知道非支压管的实际计算长度为1081mm，与实际压管的最短长度1080mm相符合，这样我们

17、就可以按照计算结果进行腕臂的预配组装，在实际更换后我们现场进行了测量，各种数据与我们计算的结果相同。从而保证了四跨绝缘锚段关节ZJ1转换柱处的绝缘距离符合接触网检修规程中对绝缘锚段关节转换柱处两悬挂绝缘距离的相关规定，承力索的位置也在接触网检修规程规定的安全值和限界值范围内，从而保证了四跨绝缘锚段关节在进行电分段时的安全可靠。使这个由于受压管长度局限性限制 造成四跨绝缘锚段ZJI关节转换柱处绝缘距离不能满足技术要求的问题得到了解决。，我们虽然将问题解决，但是不难看出承力索和接触线的相对位置已经超出安全值临近限界值，所以在今后的安装设计和施工中在材料、零部件的选用过程中要充分考虑到在采用一些新的

18、材料、零件的同时，和它应的一些老的材料零件的尺寸也要做相对应的调整。以避免出现相互制约顾此失彼的问题近年来，随着接触网技术进步和铁路提速，支柱装配趋向使用平腕臂结构。平腕臂结构和水平拉杆（压管）腕臂结构相比，抗风性能好、结构稳定、受力合理、强度大且可以提高接触网的稳定性，降低接触网的故障率，并有利于改善弓网受流质量。平腕臂结构中使用平腕臂和单耳腕臂构成了结构稳定的三角形，定位管用定位管支撑代替了原来的双股4mm铁线，具有良好的结构稳定性，减少了高速行车或大风时腕臂、定位管的震动。同时单承力索座沿平腕臂移动，比多孔调节板更加精确地满足不同侧面限界时承力索定位的要求，安装调整方便。平腕臂既能承受压力，又可以承受拉力，统一了曲内、曲外