科普知識 鐵道上自動張緊裝置的工作原理！

每次坐高鐵時,我都很好奇,動車頂上的電網密密麻麻,爲啥不能只固定一根呢? 還有吊着的這一串串鐵柄,難道只是簡單的拉緊電線嗎? 首先,只固定一根是行不通的,核心問題在於金屬材料遵循熱脹冷縮的物理規律。 夏季高溫,導線延展鬆弛,冬季嚴寒,導線收縮繃緊,結果就是接觸的導線高度忽高忽低。 受電弓要麼夠不着,要麼頂死,供網關係根本沒法穩定,更別提安全了。 最早的簡易想法,用滑輪和重物,在導線兩端通過滑輪掛上配重塊, 利用重力維持恆定的張力,克服一部分鬆弛,這個思路在理論上能提供一定的預拉力。 但是導線自身重量不可忽視,跨距稍大,導線中段依舊會產生顯著的垂度, 配重塊也得做得越來越誇張,工程上不具備普適性。 注意哈,重點來了,咱再改進一下增加中間支撐感,並且對長導線進行分段處理。 相當於把一根長線下垂的壓力分散給多個短段和支撐點, 這確實能有效減小單一跨距內的垂度。 但是受電弓高速通過每一個剛性支撐點時,會產生劇烈的機械衝擊, 供網磨損和離線風險激增,這對於追求平穩高速的現代鐵路顯然是不可接受的。 工程實踐的最終方案是懸鏈式懸掛系統,上方是一根高強度、耐腐蝕的成立索, 它按照精確計算的懸鏈線方程自然懸垂,下方纔是真正與列車受電弓接觸的接觸導線。 通過大量等間距或不等間距的垂直吊線,將接觸導線精確地、均勻地懸掛在成立索下方, 通過調整吊線長度,使接觸導線的高度在整個區間內保持平直, 但即便有了懸鏈式,熱脹冷縮依然存在。 這時,之前提到的一串串鐵柄又派上用途了, 它們是自動張力補償系統的核心部件——墜馱, 在線路每隔一定區段的兩端,都設置有這種張力補償裝置。 墜馱通過多極滑輪組與成立索和接觸導線相連接, 當導線因溫度升高而伸長時,墜馱自動下降,通過滑輪組吸收多餘的長度, 反之則釋放出所需長度,同樣確保張力恆定,使得接觸導線的擠合位置絕對穩定, 保證了高鐵平穩高速的運行。