浅谈棘轮轮补偿装置平衡轮偏斜预防措施

浅谈棘轮轮补偿装置平衡轮偏斜预防措施

张敬义

中铁电气化局集团有限公司上海电气化工程分公司

上海市浦东新区 200120

【摘要】棘轮补偿装置是接触网的重要组成部分。平衡轮偏斜是接触网安全运行的重大隐患，一旦发生问题就会导致补偿绳断线事故，造成塌网事故，直接影响铁路正常行车秩序。为进一步减少接触网在运营管理过程中因平衡轮偏斜导致的接触网事故，特别是由平衡轮偏斜造成的补偿绳断线故障的发生，本文将重点研究了平衡轮偏斜形成的原因及预防对策。

【关键词】接触网；棘轮；平衡轮；偏斜；施工和维护

0 引言

接触网棘轮补偿装置是用于电气化铁道接触网正线或站线、城市地铁和轻轨的柔性悬挂下锚补偿处用于调节接触网张力的装置。它安装在锚段的两端，串联在支柱与接触线或承力索终端之间。

随着高速铁路的不断发展，高速度的运行对接触网设备的安全性、稳定性、可靠性提出更高的要求，而棘轮补偿装置在接触网运行安全中有着非常重要的作用。而平衡轮是否正常运转直接影响棘轮补偿装置的运行状态进而影响列车运行安全。下面要我将从设备材料、安装工艺及日常检修保养这几个方面进行分析与总结。

1、轮补偿装置的作用

接触网棘轮补偿装置它能确保接触线或承力索承受正确和持续的补偿力，当线索内张力变化时，使其张力保持恒定。并有断线制动功能，可防止在断线后坠砣落地而损坏下部设施及其他伤害。对其要求有一是，补偿装置灵活，在线索内的张力发生缓慢变化时，应能及时补偿，传送效率要高；二是，具有和快速制动作用，一旦发生断线事故或者其他异常情况，补偿装置能瞬间制动减小事故范围。

2、棘轮补偿装置要求

2.1.棘轮装置组成

棘轮装置包括：①棘轮本体 ②棘轮支架 ③支架轴 ④制动卡板 ⑤补偿绳 ⑥楔形线夹 ⑦平衡轮 （ 图一）

2.2平衡轮技术标准

《高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量标准》中4.10棘轮补偿装置要求：平衡轮安装偏角0-15°。

2.3平衡轮偏斜的危害

平衡轮补偿绳是在棘轮装置小轮上沿线槽由内向外整齐排列的，平衡轮偏斜角度过大就会造成补偿绳跳槽压到相邻的补偿绳或造成补偿绳与棘轮轮齿发生互磨，从而加剧补偿绳磨损导致补偿绳断股甚至断线最终形成接触网塌网事故。

3、平衡轮偏斜原因分析

3.1材料本身原因

3.1.1补偿绳

棘轮平衡轮补偿绳在出厂预配时由于工人操作不当造成补偿绳本身存在绞劲没有得到充分的释放，使平衡轮安装后向一侧偏斜；（棘轮为工厂化装配，扭劲占比率较小）；

图二 补偿绳展开

3.1.2接触线

由于接触线生产采用拉拔成型工艺，缠绕在线盘上接触线小面长，大面短，接触线展放加上张力后小面张力和大面张力存在差异，以及其本身存在的内应力。因此会在新线线材初延伸的过程中发生扭面现像，从而影响平衡轮造成平衡轮偏斜；

3.2 施工工艺

3.2.1终端锚固线夹安装

在接触线架设过程中操作人员起落锚时终端锚固线夹安装方向与线面不一致，终端线夹的双耳应与接触线的大面小面平行，使线索带动平衡轮偏斜；

图三  接触线终端连接

3.2.2定位器安装

接触线在用恒张力架设完毕后24小时内将定位安装完成，防止在线索初延伸时接触线发生扭面。但是在施工过程中从中猫开始安装定位器到转换柱非支锚支卡子处结束，造成锚支卡子至终端下锚之间没有校正线面，时间一长在两端张力的作用下线材就会发生塑性变形，造成接触线发生不可逆的线面扭转，从而致使平衡轮偏斜。

4、解决方法探讨

针对造成线索扭面的各方面原因分析，结合实际施工经验，分别考虑从几个方面研究制定预防平衡轮偏斜的措施：

措施一：在棘轮安装前检查棘轮的小轮补偿绳是否存在扭绞现象，如存在需将补偿绳一端打开将扭劲释放后重新装配好，再进行棘轮安装。

措施二：在起锚和落锚时人工操作安装终端线夹时将终端安装方向端正与线面保持一致。锻造一体式终端更容易安装端正，分体式采用螺纹连接相对不易安装端正，在施工过程中尽量采用锻造一体式终端。

措施三：定位安装操作人员必须将锚支卡子与终端锚固线夹间的线面扭正，放线后在平衡轮前2m和12m两个位置采用硬吊弦装置，将接触线面通过硬吊弦固定在承力索上使线面端正，克服线材自身的应力使其不扭面，在新线蠕变初伸长过程中按其线面端正的状态下延伸，随着时间的延长蠕变的减小，线材定型不再扭面，保证平衡轮处于水平状态。

                                       图四  钢性吊弦

5、结语

平衡轮偏斜问题主要是线材扭面引起，一是线材自身存在应力在加张力时引起扭面；二是安装工艺原因引起扭面。需措施二、措施三共同实施克服接触线扭面现象。

本文通过对平衡轮偏斜产生的原因及相应的预防措施进行了阐述，希望可以提高接触网施工、运行的品质和安全可靠性，为正在进行的大规模铁路建设，尤其是电气化铁路建设提供有利的帮助，促进铁路事业更加飞速的发展。

参考文献：

《高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量标准》QCR 9523-2018

《接触网零部件安装手册》宝德利