接觸網(wǎng)各種懸掛結(jié)構(gòu)類型的綜合分析、比較.ppt

培訓(xùn)目標(biāo),掌握：接觸網(wǎng)各種懸掛結(jié)構(gòu)類型的綜合分析、比較,一、架空剛性接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu),1、匯流排 “”形結(jié)構(gòu)的剛性接觸網(wǎng)匯流排為鋁型材, 如圖1所示，起著支承接觸線和負(fù)載大電流的作用。它可通過內(nèi)置的魚尾板用螺栓連接成整體,兩邊的溝槽配合放線小車的外張導(dǎo)輪而形成拉鏈?zhǔn)椒啪€將接觸線卡入?yún)R流排中。 匯流排特性： 標(biāo)準(zhǔn)制造長度12m； 截面積2213mm2 ； 重量5.9Kg/m； 電阻3.29Ohms/mm2/m ； 型材的最大高度110mm；最大寬度： 90mm。,匯流排載流： 鋁質(zhì)截面2213mm2 相當(dāng)于銅截面:2213*0.61=1350mm2 圖1 匯流排斷面圖 電流分配(銀銅導(dǎo)線面積為120mm2): 匯流排1350/(1350+120)=0.918,即占載流的91.8%； 接觸線120/(1350+120)=0.0816,即占載流的8.16%。 在柔性接觸網(wǎng)中(3根150mm2饋線、1根150mm2承力索和2根120mm2接觸線,總銅截面為840mm2),其中一根導(dǎo)線載流占14.29%電流。,匯流排曲率： 鋁的特性使匯流排有很好的彈性,因此剛性接觸網(wǎng)在安裝時(shí)可以靠自然壓力而彎曲, 不借助機(jī)械扭彎的情況下允許的最小曲線半經(jīng)為80m，在借助機(jī)械彎曲時(shí)，最小半經(jīng)可達(dá)45m或更小，特殊需要時(shí)可在出廠前設(shè)定好曲率來獲得較小半經(jīng)的型材。 匯流排中間接頭： 匯流排中間接頭用于匯流排的連接，由左右兩塊自定心的魚尾板組成，魚尾板上攻絲，螺栓通過匯流排與魚尾板相連，這樣就將每根匯流排連接在一起形成一個(gè)整體，而不用焊接的方法將匯流排連接到一起。上緊力矩是20N.M。中間接頭的外形尺寸與匯流排的內(nèi)表面良好匹配，結(jié)合緊密。 中間接頭的機(jī)電性能與匯流排一致，其導(dǎo)電率不低于匯流排。,2、支撐裝置 典型的剛性接觸網(wǎng)支撐裝置如圖2所示。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在每一種支撐裝置的底部都裝有提掛夾部件,這樣可避免造成硬點(diǎn),它是靠?jī)蓚€(gè)滑動(dòng)軸承來托住匯流排,并允許導(dǎo)桿因熱脹冷縮而產(chǎn)生移動(dòng)。提掛夾自動(dòng)與導(dǎo)桿對(duì)正，支撐裝置除了安裝及減少維護(hù)以外,還應(yīng)允許調(diào)節(jié)匯流排對(duì)軌道的偏差,符合最小絕緣距離,以及使所有的支撐裝置接地。整個(gè)支撐裝置在上下左右包括傾斜調(diào)整都可實(shí)現(xiàn)。 距形隧道及車站懸掛圖 園形隧道及馬蹄形隧道懸掛圖 圖2 剛性接觸懸掛典型安裝圖,3、跨距 匯流排是一種剛性導(dǎo)體,其跨距的大小與其跨中馳度相對(duì)應(yīng)，而馳度的大小因受弓的速度而影響受流質(zhì)量。跨距應(yīng)盡量均勻布置，由于每段鋁排連接后可看作一條連續(xù)梁，如布置不均勻，極易造成整體的變形。 對(duì)于截面積為2213mm2匯流排而言,其運(yùn)行速度與支撐裝置的跨距關(guān)系選擇見表1,4、錨段 剛性接觸網(wǎng)同樣也會(huì)受到熱脹冷縮的影響，所以也有必要對(duì)剛性接觸網(wǎng)進(jìn)行分段，即俗稱的錨段。最大錨段長度取決于環(huán)境溫度的溫差t=t（max）-t（min）。其關(guān)系見表2。 鑒于一般地鐵隧道環(huán)境最大溫差不會(huì)大于50，所以我們可以考慮接受采用250m一個(gè)錨段的設(shè)計(jì)。,5、中心錨結(jié) 因?yàn)閯傂越佑|網(wǎng)采用了分段，這就有必要在每一分段的剛性接觸網(wǎng)中點(diǎn)處安裝中心錨結(jié)線夾，來防止每一分段剛性接觸網(wǎng)在熱脹冷縮過程中產(chǎn)生任何的偏離。具體做法是在中點(diǎn)處支撐裝置的兩側(cè)各安裝一套中心錨結(jié)線夾并通過拉線在隧道頂上下錨來實(shí)現(xiàn)。,6、之字值 和傳統(tǒng)柔性接觸網(wǎng)一樣,剛性接觸網(wǎng)也須按“之”字形布置安裝。剛性接觸網(wǎng)允許的之字形的尺寸范圍為500m長度上偏移220mm。偏移點(diǎn)應(yīng)該是逐漸過渡的，接觸線不應(yīng)呈現(xiàn)棱角狀。就剛性接觸網(wǎng)的運(yùn)用而言,其之字形更類似一正弦曲線。,7、膨脹元件 各錨段匯流排因溫度引起的長度變化，由錨段之間的補(bǔ)償元件，即膨脹元件予以解決。當(dāng)運(yùn)行速度100km/h時(shí),就是在兩段匯流排終端間設(shè)置平行段再加電連接完成過渡。其具體做法是兩根匯流排相距200250mm,每根匯流排固定有兩個(gè)支撐裝置,第一個(gè)支撐裝置離彎曲的一端有1500mm；另一個(gè)支撐裝置離同一端有2500mm,這樣受電弓在長度1000mm上與兩個(gè)平行匯流排都保持接觸以順利通過。在這種膨脹過渡段中兩段剛性接觸網(wǎng)之間的供電連續(xù)性是通過電聯(lián)接（柔性電纜）實(shí)現(xiàn)。其方式如示意圖3所示。,當(dāng)運(yùn)行速度100km/h時(shí),使用連續(xù)性膨脹接頭特殊裝置。對(duì)于這種接頭裝置，匯流排及導(dǎo)線都可在膨脹時(shí)進(jìn)行內(nèi)部滑動(dòng),這種接頭可以保持剛性接觸網(wǎng)的供電和機(jī)械性能的連續(xù)性。,1500,1000,1500,8、錨段關(guān)節(jié) 上述的膨脹過渡段實(shí)即我們所俗稱的錨段關(guān)節(jié)，其中有電聯(lián)接的就是無絕緣的；無電聯(lián)接的就是絕緣的。 中性區(qū)的分段，因當(dāng)電流大時(shí)可能引起的拉弧,故使用剛性接觸網(wǎng)特殊分段絕緣器,其原理則類似于柔性接觸網(wǎng)的分段絕緣器。,9、正線電分段 正線兩個(gè)供電區(qū)段間的電分段應(yīng)是一種絕緣分段。正線電分段的特點(diǎn)是保證受電弓滑動(dòng)的機(jī)械連續(xù)性,在電分段兩側(cè)各段正常供電情況下,保證受電弓從一段滑行到另一段時(shí)沒有電氣中斷。在發(fā)生事故時(shí),可以使一段絕緣,另一段有電,同時(shí)禁止電分段上的受電弓向絕緣區(qū)段產(chǎn)生誤送電。,圖4 正線電分段的原理圖 Dg左段供電斷路器;Dd右段供電斷路器;C保護(hù)段供電開關(guān)，與Dg和Dd兩個(gè)斷路器的位置連動(dòng)，當(dāng)有一個(gè)斷路器打開時(shí)，C也打開; d左段和右段兩個(gè)接觸網(wǎng)之間的距離。 電分段的原理是在正常供電的情況下，斷路器（Dg和Dd）是閉合的，保護(hù)段通過閉合開關(guān)C處于帶電狀態(tài)，從而保證了兩個(gè)段之間的電連續(xù)性。當(dāng)一個(gè)段停電時(shí)，兩個(gè)斷路器中的一個(gè)打開，帶動(dòng)開關(guān)C打開使保護(hù)段停電。這樣受電弓不能再向停電區(qū)供電。每個(gè)氣隙分段裝置是由一段平行的兩根匯流排，其間距至少為200mm，氣隙分段裝置d的長度一般不超過5m。,10、線岔 為保證道岔區(qū)電氣和機(jī)械的連續(xù)性，剛性接觸網(wǎng)的安裝是用一些氣隙分段裝置來完成的，,如圖5所示。直線上剛性接觸網(wǎng)架設(shè)沒有中斷，岔道上的匯流排末端與直線上匯流排開成平行間隙,間隙至少是200mm,平行段2000mm,而端部向上彎曲,整體是一個(gè)很短的氣隙分段裝置。岔道上匯流排稍微抬起以避免當(dāng)直道上有列車行駛時(shí)產(chǎn)生碰撞（如果在兩段鋁排之間電是連接的，可以在兩個(gè)鋁排上部安裝電連接）。當(dāng)受電弓經(jīng)過線岔時(shí),是通過一分叉斜軌組成的線岔,它是一根預(yù)制的4m長的導(dǎo)桿,它的末端被垂直彎曲,這樣受電弓就可以逐漸地移到另一段剛性接觸網(wǎng)上.,11、剛?cè)徇^渡裝置 剛性接觸網(wǎng)和柔性接觸網(wǎng)過渡主要發(fā)生在隧道的出口處，如圖6所示，它是在剛性接觸網(wǎng)的鋁匯流排上作一些切口，這樣能減少鋁質(zhì)型材的垂直惰性（或者在接近過渡段和接觸共同區(qū)內(nèi)把柔性接觸網(wǎng)變硬）。它是一個(gè)5m長的匯流排, ,這樣從柔性接觸網(wǎng)過渡到剛性接觸網(wǎng)的過程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過渡,受電弓從其間通過時(shí)其受力慣性是逐漸減小。當(dāng)與過渡裝置連接的剛性接觸網(wǎng)的長度小于50m時(shí),由于傳統(tǒng)的柔性接觸網(wǎng)的牽引力作用,銅導(dǎo)線有可能會(huì)滑進(jìn)匯流排內(nèi)。為了減小這一危險(xiǎn),在匯流排內(nèi)有一專門配備的鉤套以固定，這時(shí)剛性接觸網(wǎng)受到很大的縱向作用力,需采用一重載固定裝置。當(dāng)剛性接觸網(wǎng)與柔性接觸連接在一起時(shí)，重載固定裝置抵消傳統(tǒng)柔性接觸網(wǎng)配重的牽力1500-2000kgf。重載固定系通過在隧道頂上設(shè)置下錨來實(shí)現(xiàn)。,12、銅鋁過渡 如眾所周知的，,當(dāng)鋁和銅相互接觸時(shí)會(huì)存在一個(gè)電腐蝕的問題。因此，在將銀銅接觸線安裝到鋁匯流排之前,使用一專用的真空泵上油裝置將銀銅線的雙溝凹槽中涂上一層油脂即導(dǎo)電脂。當(dāng)所需安裝的剛性接觸網(wǎng)的長度較短時(shí),該操作可以通過人工來完成。,13、剛性接觸網(wǎng)的安裝 剛性接觸網(wǎng)安裝比較簡(jiǎn)單、專用工具少、受土建影響因素及與其它專業(yè)干擾少，但剛性接觸網(wǎng)調(diào)整精度要求高，特別是施工時(shí)不應(yīng)產(chǎn)生任何硬點(diǎn)及較大的馳度，這確實(shí)是它的難點(diǎn)。安裝順序是第一步先裝上支撐固定裝置,然后再將匯流排及其它附件安裝定位, 最后是銀銅接觸線的放線安裝。 在進(jìn)行匯流排安裝前，應(yīng)對(duì)線路的曲線充分了解，當(dāng)曲線小于80m時(shí)，匯流排應(yīng)進(jìn)行工地預(yù)制。匯流排的安裝坡度應(yīng)不大于5mm/m。安裝時(shí)，通過連接板（魚尾板）將匯流排用螺栓相互聯(lián)接在一起的,上緊力距是2mdaN。 放線時(shí)使用特殊的放線小車。該小車可以安裝在剛性接觸網(wǎng)的任何一點(diǎn)位置上,它包括兩套輪子,上面裝有一定大小的開口調(diào)節(jié)裝置,通過該裝置可以使匯流排的邊緣（兩導(dǎo)槽）分開,位于小車中心的一個(gè)輪子用來將導(dǎo)桿定位在剛性接觸網(wǎng)上,在小車通過之后,匯流排邊緣又合攏并且將銅線夾緊,使其位置得以最后的確定，放線小車的運(yùn)行速度可達(dá)2km/h。安裝小車用絞車來牽引。,14、剛性接觸網(wǎng)的維修 由于剛性接觸網(wǎng)無內(nèi)張力,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、簡(jiǎn)單，所以維修周期相對(duì)較長（目前由于沒有經(jīng)驗(yàn)，仍按柔性接觸網(wǎng)的周期進(jìn)行）、工作量較小(日常主要是進(jìn)行螺栓堅(jiān)固、絕緣子清潔、部件狀態(tài)檢查和測(cè)量等)。,15、剛性接觸網(wǎng)的特點(diǎn) 架空剛性接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,最大優(yōu)點(diǎn)是要求凈空低(剛性接觸網(wǎng)安裝通常利用凈空為300mm,極端230mm)、安全可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、運(yùn)營檢修周期長、成本低，其本身不需加重力補(bǔ)償,結(jié)構(gòu)內(nèi)無外加應(yīng)力,避免了斷線事故之慮。同時(shí)剛性接觸懸掛的鋁合金匯流排具有較大的載流截面（相當(dāng)于銅截面1300mm2），替代了柔性懸掛承力索和輔助導(dǎo)線，使結(jié)構(gòu)較柔性網(wǎng)緊湊，更能充分利用有限隧道空間。,16、剛性接觸網(wǎng)的造價(jià) 根據(jù)廣州地鐵的資料，2號(hào)線為95萬/km；3號(hào)線為120萬/km 。,17、剛性接觸網(wǎng)運(yùn)營中出現(xiàn)的問題 廣州地鐵2號(hào)線剛性接觸網(wǎng)運(yùn)行3年來出現(xiàn)了不少問題，而且隨著運(yùn)營時(shí)間的延長，行車間隔的縮短，這些問題會(huì)越來越突出，影響亦會(huì)更加明顯（文中原話）。 （1）接觸線的磨耗嚴(yán)重 2號(hào)線剛性接觸網(wǎng)與1號(hào)線柔性接觸網(wǎng)相比，其接觸線平均磨耗要大的多。測(cè)試表明，剛性接觸懸掛部分區(qū)段和部位（主要是加速區(qū)段、分段以及硬點(diǎn)處）磨耗較嚴(yán)重，個(gè)別處甚至受電弓已經(jīng)能夠接觸到匯流排。僅35年就磨耗到需要換線的地步，這是比較嚴(yán)重的。此外，由于弓網(wǎng)接觸取流的硬性，在有的區(qū)段接觸線燒痕較嚴(yán)重，形成了很多的疤痕。,（2）中間接頭螺紋滑牙 原因主要是剛性懸掛無抬升量，受電弓的接觸壓力和沖擊力無法緩解，造成整個(gè)懸掛不斷處于振動(dòng)狀態(tài)，其結(jié)果是最后所有的振動(dòng)能量逐漸“消化”在剛性懸掛系統(tǒng)中，造成整個(gè)懸掛系統(tǒng)另部件松動(dòng)，從而對(duì)行車安全造成很大威脅。 （3）T頭螺栓偏轉(zhuǎn) 剛性接觸懸掛的定位底座槽鋼通過T頭螺栓連接，當(dāng)T頭螺栓在振動(dòng)的累積作用下會(huì)慢慢偏轉(zhuǎn)，如果沒有及時(shí)予以糾正，將會(huì)造成T頭螺栓從定位槽鋼中脫落，其結(jié)果也是很嚴(yán)重的，甚至?xí)袛嘈熊嚒?（4）定位絕緣子與匯流排定位線夾及定位槽鋼之間脫落 定位絕緣