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电气化铁路接触导线和集电器

BY C. J. HIXSON

摘要

本文给出了集电器装置的一般分类，对应于现有的A.I.E.E.接触导体的分类。 与接触轨系统和接触线系统被认为是随着其相应的集电器。

从不同类型的开销和收集设备上进行的测量得到的许多数据以曲线的形式排列。讨论了这些各种曲线的应用，并指出了选择其他曲线的可能性，进一步表达了适当收集必不可少的因素。攻击这个问题的方法是一个新颖的方法，希望能更好地推动对集电器研究的人能进一步的测量。 给出了对所讨论的因素进行考虑的结构的例子。 建议对于有价值的话题进行讨论。

近年来已经公布了与接触导体和收集器有关的许多描述性事项，但是这两种类型的装置通常被分开处理。 它们似乎应该被合并在一起，因为它们的成功运行取决于它们中的每一个符合另一个的要求。 本文提出在整体上讨论当前收集的问题，并考虑到成功运作的基本要素以及获得这些成果的途径和方法。

为了避免混淆，似乎必须对接触导体和收集器进行分类，并指出它们之间的关系。 A.I.E.E.E. 在制定电气铁路标准时，将系统分为两类：接触轨和电车线。在下面的讨论中，收藏家将分为两个相应的类别，即接触轨道收集器和电车线收集器。

接触轨道的A.I.E.E.分类使得某些细分，其中每一个都是使用独特类型的收集器。 因此，跟踪铁路收藏家，即第三轨道，架空，中心和地下的相同细分，似乎很好。

关于电车线，A.I.E.E.细分，直接悬挂和信使悬挂，不需要特殊类型的收集器，因为任何类型的手推车都可能与任何一种悬挂类型一起使用。然而，通常的用法似乎已经将电车线收集器已经令人满意地分类到车轮推车，滚轮手推车和滑块手推车中。如果通过将车轮的宽度限制在小于其直径的方向将滚轮与滚筒手推车区分开来，这三个细分部分对于手推车变得特别和全面。使用情况进一步细分上述三种类型，作为支持直接与电线接触的收集机构的框架的一般性质，例如极，弓和四分裤。这个术语似乎在这个时候需要特别注意的是这个词，它主要用于滚子和滑块手推车。虽然不是普遍认可的，但应该注意的是，轮式手推车在所提到的类型之前使用了很多年，而这些手推车仍在正常生产中。因此，显而易见的是，“手提电车”一词并不明确，因为它指定了所有三种类型共同的形式。有时候，铁路收集商也会使用一段时间，尽管铁路和电线收集者之间的区别是普遍承认的，但是它的使用可能是不必要的。例如，在纽约中央机车上使用的高架鞋最近被称为第三轨四轮手推车。为了避免混淆，或者说每一种类型的收集器在提及时都是必要的，几年前，大型电机制造商之一被强制采用如上所述的分类，即接触轨道收集器被划分为第三轨道鞋，头盔鞋，中心鞋和地下鞋，并且接触线收集器被分为车轮手推车，滚轮手推车，滑动手推车，其进一步细分取决于支撑结构的性质。

接触系统

存在将接触导体及其收集器称为接触系统的趋势。 事实上，铁路委员会似乎在这个会议议题的措辞上，把这个含义看作是这个意思。 这样的建设至少值得标准化委员会的关注，标准化委员会可以进一步将连接系统细分为接触轨系统和接触线系统。

接触RAII系统

轨道系统已经成功运行多年，可靠性高，维护成本低。 这些系统特别适用于高架和地铁工作，并且甚至更适合于需要从一个快速变化到另一个的条件。 高收集能力和空间考虑以及不需要对接触轨道进行昂贵的保护有助于铁路系统对这一类服务的普及。 初期成本高，危及生命，雨夹雪困难，场地复杂化等因素一直是阻碍城市和汽车道路服务广泛应用的因素之一。 然而，通过倒车和使用跑步鞋，成功地克服了雪和雪，但是这样做的成本有所增加。如下图示其构造原理图。

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工作电压的增加大大改变了这些根本的考虑。 更高的电压需要更大的空间和更大的间隙距离。 如果将反向第三轨用于高于1000的电压，则为了不干扰标准汽车设备间隙，绝缘子的位置被转移到比现在常用的其他位置更为必要。

在东伊利的一条试验铁路上，正在使用几英里这种具有绝缘体的第三条第三轨道和第三轨道本身，从轨道轨道移开更远的距离。

这条铁路已经使用了好几年，在各方面都是令人满意的。 使用条件并不像正常服务的道路那么严格，但有迹象表明在这种情况下，这样做会令人满意。 使用相同类型的鞋已经使用了多年，用于低运行的第三轨低电压。 然而，鞋梁的绝缘需要瓷器作为补充绝缘，并且可以以令人满意的方式在有限的空间内进行这种工作。

在一年前进行的一系列测试中，结合使用2400伏特作为超跑型的第三轨系统，发现希望将第三轨道与轨道的水平距离增加约4 通常用于600伏工作，运行轨道上方的高度增加约6mm。 有人发现，铁路上的鞋子全部能量被打开，电弧可能会被鞭打到卡车或者移动车的其他部位。

有趣的是，中西部的一条道路，与主要进行这些测试的电气化有关，现在正在成功的定期服务。

虽然在第三条铁路与行车的部分之间发生了一些短路，但这似乎并没有足够的频繁干扰正常服务。

所用的第三轨道鞋是根据当地条件的特殊设计，其支撑臂的拖鞋由压缩空气升高和降低。 （见图5）

图1-显示第三轨无保护

图二-如图1所示的保护SAMiE RAIL

图7-第三轨集电器

图6-第三轨支撑和保护

当通过村庄时,接触臂被折叠起来靠在汽车的一侧,以免危及项目,成为危险来源。在鞋不在运行期间,是通过滑块滑块提供的。

通常, 2400伏特的第三轨在适当的条件下是可行的.

现在作为一个普遍关心的问题,fig.6显示了用于向巴拿马运河的牵引机车供应电流的地下滚轮。

接触网系统

直接悬挂：直升机类型的手推车施工已经使用多年，是低速和中等能量的条件的标准。 对于城市服务直接停放与2/0或3/0电车线在这个国家实际上普遍使用，以及一个4英寸。 或6英寸。 手推车轮配有石墨衬套。 早期的城市间安装通常使用4/0电车线直接悬挂。

对于绝缘，使用模塑料，具有云母，木材和瓷器的模塑料。一些道路使用与由木杆支撑的球或巨型应变绝缘体串联的模制绝缘悬架。其他人一直使用木杆和单个模制绝缘悬架。这些绝缘类型的成功服务已经有多少年了。木杆无疑在这个成功的程度上负有责任。几年前意大利道路试图在标准的美国材料中使用一根装有钢杆的线路，这一点非常明确。位于每个极点的巨型应变绝缘子内的短距离距离使得它们成为优秀的避雷器，因此在大多数情况下，闪电似乎倾向于通过避雷器的路径。通过与巨型应变绝缘子（一种具有大约六英寸木材的绝缘体）串联放置，最终克服了困难。

由于用于极和绝缘子的木材逐渐减少，应注意的是，应变和悬置绝缘子的瓷器逐渐被采用。 （参见图7和图8）

切线的极间距实际上已经在100英尺标准化​​，其在曲线处缩短，取决于

根据曲率。支撑体的类型是横跨线或支架，其附接有从支架的端部延伸到杆的钢绞线，以最小化收集装置的锤击。

直接暂停是最便宜的架空建筑类型，并且在早期的无轨电车道路上进行了一些非常有用的服务，但是随着对高速收集的能源需求的增加，已经有必要采用 更灵活的施工方式。

悬链悬挂

第一个安装在国外制造，主要设计符合安全规定，并提供更方便的高压电车线绝缘手段。 电车线的支撑点之间的距离使得在电车线断裂的情况下，它不会落到地面或在该地区交通。 很快就发现，这种一般类型的建筑具有其他优点，经过修改使其适合于增加的服务条件。 甚至试图勾画在过去十五年内构建和试用的手推车和信使线的各种安排本身就是一项任务。 建筑的多样性通常表明对于什么是什么和什么是不理想的因素来表示根本不同的概念。

为了补偿信使暂停的额外费用，有必要明确知道与直接暂停发现的利益相比有什么好处。 目前存在某些类型的信使暂停，这是否有益于是否等于额外的花费是有问题的。 因此，似乎有必要讨论已被证明是至关重要的一些因素，并指出可以预期的一些通用方面还有进一步的改进。 不幸的是，没有方便的“成功收集”标准来衡量收集的各种程度，而是通过近似维护收集器和接触丝的寿命和成本以及对投资的兴趣，这是可能的 达到或多或少的最终标准。

如果偶然地或以其他方式取得成功，就没有办法明确规定条件，使得有可能重现或保持这种非常理想的状态。

为了克服这种缺陷，似乎有必要选择不同种类或多组测量值，其值或多或少表示对成功收集的相应影响。 虽然没有普遍认可这样的选择，但为了帮助将某些工程基础的现象放在一起，似乎很好地表明了至少有这样的一些进展。

接触线均匀柔度

在过去几年中，普遍认识到“统一灵活性”可能是“成功收集”的最大因素。

当收集器通过导线下方时，根据压力，在任一方向上产生延伸一百五十英尺或更多的波。这波的波峰几乎总是在集电极之上，波的高度在任何一点都取决于导线在该特定点的弹性。显而易见的是，由于截面绝缘子，拼接套管，衣架，交叉口和连接到导线的其他装置而产生的重量将产生与其重量成正比的硬质点。

关于吊架上的弹性，吊架的重量不仅仅是其重要因素，更重要的是它所支撑的电线的重量以及信使线的提升动作。

图10-单跨小车波峰曲线及对应位置

信使线的这种效果对于增加电车线的波高是非常有帮助的，但是除非吊架被设计成在由于使用信号线导致的效果停止之后能够进一步自由向上移动电车线，手推车将被吊架限制，不得不提升使者的重量。因此显而易见的是，设计不当的吊架可能导致产生由信使悬架支撑的电车线，这实际上比由直接悬架系统支撑的电车线更加收集。这种类型的安装已经存在，可以直接显示。

测量为了纠正收集者的困难的主要部分而必须做的，并且结束支撑点处的电车线的快速劣化。 图9显示了发生什么的准确度量。 虚线表示加载的正常位置

图11-同一跨度不同集电压力下的台车波峰曲线

消声器与电车线静止。虚线曲线上方的全线曲线示出了当通过收集装置的向上压力减轻了架空线的重量时，信使将在各种吊架上升起的位置。为了说明发生什么事情，在2号吊架上，曲线表明，由于采集装置的压力为30磅，手推车的高度约为32英寸。还可以看出，从信使线的虚线和全线曲线之间的距离来看，同时这种压力被施加到电车线，信使线在两点之间起伏。因此，如果吊坠在使用者停止上升之后，衣架可以自由地继续向上移动，衣架将比未卸载的信使线停止上升的位置更远。图10示出了允许发生这种动作的衣架。

图16-接触网

图8-1200V的悬挂线

窗体顶端

图21-接触网线路测试位移测量

窗体底端

对波峰曲线的形状和高度有影响，也就是说，在电车线的柔性的均匀性上。图12显示了对应于图13所示结构的波形图。应该注意的是，虽然类型A具有平行于电车线的第二信使线，其具有稍微减小最大值和最小值之间的距离的效果，但是对于类型C所示的改进并不是非常大，具有相同的跨度长度，但具有单个信使线。 D型显示了当150英尺跨度使用时，单个使者的效果。要注意的是，在所有这些中，电车线的最刚性部分都接近支撑点，并且它们之间的差异在该点附近不是很大。

图12-窗体顶端

图12-架空线波峰；最高压力30LB;循环类型

窗体底端

迄今为止讨论的考虑到灵活性的考虑特别适用于切线跨距，这是问题的最简单的部分。 在需要扣除的曲线上，必须考虑这些重量。 图14显示了一个非常令人满意的排除布置。

为了获得电车线的最高程度的均匀垂直柔性，每个特殊结构都需要自己特有的处理。 这种情况是边线，低桥，隧道，断面绝缘子，拼接袖，馈线耳等设备增加线路重量。 然而，一般来说，可以注意到，随着对这个因素的重要性的越来越多的了解，在不可能以某种其他方式获得期望结果的情况下，毫无疑问地使用引入人造柔性的手段。 预防电线损伤而不是后期修理的原则符合这些时代的一般趋势。

应当注意，在静止的电线上已经获得了相对于均匀柔性给出的数据。 然而，应当理解，移动收集器的惯性以及构成架空结构的部件的重量必须加速的事实涉及成功收集的另外一些因素。 目前还没有考虑到这些的确切措施，但是这些因素的价值确实与收集装置的特性密切相关。

单电车线

众所周知，极支撑的手推车轮的作用比较重的滚轮和滑块手推车要快得多。 图15显示了这两种收集器的相关性。 参考的滚子车如图1所示。 16。

由于手推车在某些情况下必须在9英尺长的范围内工作，所以重要的是知道电车线对集电器各个高度的压力。图17显示了滚轮手推车的这种关系。

图18-窗体顶端

图18-滑动联系拉杆电流收集

窗体底端

窗体顶端

双盘收集器磨损在0000槽铜电车线上 ，

八个1英寸铜接触片往复运动，

4英尺无润滑滑行100分钟。

窗体底端

窗体顶端

图-19滑动接触拉杆电流收集

窗体底端

窗体顶端

电线在运行开始时磨在0000槽铜电车线上损约0.074英寸磨损。 双跨收集器，带八个1英寸铜接触片。 往复运动滑行4英尺 ，每分钟100次。 用摩尔润滑脂和石墨按重量计2/1混合润滑。

窗体底端

图20-窗体顶端

图12-滑动联系拉杆电流收集

窗体底端

当速度为60英里 每小时 必须考虑2000安培以上的电流，所以希望采用滑块式的手推车。 为了研究滑块对支撑点之间的电车线的磨损会产生什么影响，在一台试验机中进行了一系列测试，其中收集带来回移动一定距离 在电车线下。 图 18,19和20显示了这些测试的结果。

双电车线

伴随着高速度和大容量的这个问题，希望采用两个悬挂线并排的两个电线，其中支撑点如此间隔开，使得

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