接觸網(wǎng)計算基礎(chǔ)

會計學(xué)1接觸網(wǎng)計算基礎(chǔ)溫度：最高溫度、最低溫度、覆冰溫度、最大風(fēng)時的溫度風(fēng)速：基本運行風(fēng)速，基本結(jié)構(gòu)風(fēng)速：覆冰風(fēng)速覆冰：覆冰厚度、覆冰密度污染：最大風(fēng)速高溫時的地震：地震級別，地震烈度隧道里的溫度雷電：雷電日，雷電時隧道內(nèi)氣象條件氣象資料的主要內(nèi)容第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第1頁/共59頁氣象參數(shù)名稱影響接觸網(wǎng)參數(shù)最高溫度最低溫度

承力索弛度、接觸線的正負弛度、平均溫度、吊弦處于正常位的溫度、起始條件、支柱高度、支柱容量、接觸網(wǎng)載量、磨耗最大風(fēng)速最大風(fēng)速時的溫度

計算跨距，支柱容量、導(dǎo)線張力覆冰厚度

覆冰時的溫度覆冰時的風(fēng)速

最大附加負載、起始條件、支柱容量、導(dǎo)線張力、絕緣問題接觸線無弛度時的大氣溫度安裝曲線吊弦、定位器處于正常位置時之溫度錨段長度、最短吊弦長度雷電日、時數(shù)用以確定防雷措施

氣象參數(shù)所影響的接觸網(wǎng)參數(shù)第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第2頁/共59頁1選準(zhǔn)設(shè)計氣象條件的重要性

（1）氣象與技術(shù)參數(shù)的關(guān)系。（2）氣象與投資的關(guān)系。（3）氣象與接觸網(wǎng)壽命的關(guān)系。2設(shè)計氣象條件的確定方法

(1)參考電力系統(tǒng)的典型氣象分區(qū)。

(2)沿線調(diào)研，收集第一手數(shù)據(jù)。

(3)參考該地區(qū)既有線路設(shè)計條件。

(4)對收集數(shù)據(jù)進行計算處理。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第3頁/共59頁I區(qū)：南方沿海易受臺風(fēng)侵襲的浙江、福建東部、廣東、廣西等沿海地區(qū)；II區(qū)：安徽、山東、江蘇等大部分華東地區(qū)；

III區(qū)：西南部非重冰地區(qū)以及福建、廣東等受臺風(fēng)影響較弱地區(qū)IV區(qū)：西北大部分地區(qū)、華北及京、津、唐等地區(qū)；V區(qū)：華東、中南和西南三個地區(qū)的廣大山區(qū)；VI區(qū)：泛指湖北、湖南、河南以及華北平原的大部分地區(qū)；VII區(qū)：適用于寒潮風(fēng)較強烈的地帶，如東北大部分地區(qū)，河北的承德、張家口一帶；VIII區(qū)：適用于覆冰嚴重的地區(qū)，如山東、河南的大部分地區(qū)，湘中、粵北重冰地帶；IX區(qū)：云貴高原重冰地區(qū)。典型氣象分區(qū)應(yīng)用氣象分區(qū)表注意事項!第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第4頁/共59頁確定設(shè)計氣象條件根據(jù)線路通過地區(qū)氣象部門所記錄的不少于25年的氣象資料，提取出每年出現(xiàn)的實際最高（最低）溫度，求其算術(shù)平均值，以此作為計算最高（最低）溫度值。

最高計算溫度一般取為大氣最高氣溫的1.5倍。對于高速鐵路或重載鐵路接觸網(wǎng)，由于牽引電流的大幅度增加，電流產(chǎn)生的焦耳熱更加突出，按國外設(shè)計經(jīng)驗，接觸網(wǎng)系統(tǒng)可按最高工作溫度80℃設(shè)計，銅合金線可按80℃~100℃校驗設(shè)計。

最低計算溫度涉及到接觸網(wǎng)線索(特別是附加導(dǎo)線)在最低溫度時的張力安全，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件，以25年一遇選擇最低溫度。

第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定溫度的變化會使線索的張力和弛度發(fā)生變化。

溫度過低線索被拉緊，甚至出現(xiàn)負弛度不利于受電弓正常取流。第5頁/共59頁最大風(fēng)速的確定方法第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定最大風(fēng)速出現(xiàn)時的溫度

平均法變通法數(shù)理統(tǒng)計法(概率法)地區(qū)季節(jié)月份溫度地區(qū)季節(jié)月份溫度東北內(nèi)蒙冬、春3-5浙江福建秋冬11+15河北冬、春1-5

－10廣東廣西秋冬11+20山東山西冬、春15四川冬、春3+10河南江蘇湖北胡南冬、春3+10云南冬、春1+10

+15安徽冬、春10貴州4、5、8月3+10江西冬、春1+5西北西藏春夏3+5

O(青)P－風(fēng)速出現(xiàn)概率；

m-將統(tǒng)計年份內(nèi)出現(xiàn)的全部風(fēng)速值按從大到小順序排列的序號；

n－統(tǒng)計風(fēng)速的總計數(shù)（擁有資料的年份數(shù)）。第6頁/共59頁風(fēng)荷載對接觸網(wǎng)線索的作用

增加接觸網(wǎng)的附加負載，主要對象為線索和支柱，嚴重時會吹斷線和支柱，破壞接觸網(wǎng)系統(tǒng)的正常工作。

要準(zhǔn)確選定設(shè)計風(fēng)速是一件非常困難的事情，因為它因地而生、因地而變。接觸網(wǎng)中以10米高空自記錄10min的平均風(fēng)速作為基本設(shè)計風(fēng)速。最大瞬時風(fēng)速和最大平均風(fēng)速間有1.5倍（平均而言）的關(guān)系。插播風(fēng)錄相!第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第7頁/共59頁地形與風(fēng)速風(fēng)隨著它在地表面的高度、地形等種種因素而變化。在地表面附近，由于地表面地形地物不規(guī)則產(chǎn)生的摩擦作用，高度增加風(fēng)速也增加，反之，減小。它們之間有如下關(guān)系：第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定

在低氣層中，風(fēng)速會隨地面高度的增加而增加，當(dāng)高度達到一定值時，增長逐漸減慢。地表對風(fēng)的作用稱之為約束，這種約束有垂直和水平兩個方向，無論是垂直約束還是水平約束，風(fēng)速都將增大。根據(jù)伯努利定理，風(fēng)速最大可增大50%左右。注意事項

第8頁/共59頁

運行設(shè)計風(fēng)速運行設(shè)計風(fēng)速用于接觸網(wǎng)風(fēng)偏和跨距的確定。

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)的附錄D2.2規(guī)定:選取最大風(fēng)速時,一般應(yīng)有25年以上的資料。

日本新干線和最新的歐洲標(biāo)準(zhǔn)中,基本運行風(fēng)速均取35m/S。結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)速結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)速用于接觸網(wǎng)設(shè)備和構(gòu)件結(jié)構(gòu)強度確定。日本新干線和最新的歐洲標(biāo)準(zhǔn)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)速也規(guī)定一律取50m/s。

隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)速根據(jù)國外高速鐵路試驗和運營數(shù)據(jù),行車速度等于或大于140km/h的隧道中,機車通過時產(chǎn)生的氣動力影響不可忽略。因此，高客專隧道內(nèi)必須按最大結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)速對隧道內(nèi)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行氣動力的影響計算。高速接觸網(wǎng)氣象條件的選擇第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第9頁/共59頁

視電氣化線路所在地區(qū)的實際情況而定，根據(jù)研究，中國的覆冰重點地區(qū)在西南的云貴川和湖南湖北等省份。一般選取-5℃為線索覆冰溫度。線索覆冰厚度不得小于該地區(qū)實際觀測到每五年一遇的最大冰厚。覆冰考慮為圓筒形沿導(dǎo)線表面等厚度分布,不考慮導(dǎo)線截面的不規(guī)則形狀,設(shè)計資料中只給出承力索覆冰厚度。接觸網(wǎng)計算時一般不考慮吊弦及其線夾的覆冰載荷,考慮到受電弓滑板運行中的刮冰作用,計算接觸線冰厚時應(yīng)折算為承力索覆冰厚度的一半。線索覆冰的密度因地區(qū)和結(jié)冰情況不同而異,為統(tǒng)一起見,一般取為0.9g/cm3。冰對接觸網(wǎng)的影響：增加線索的機械負荷；影響正常供電。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定覆冰條件的選擇測水重法

測總重法

第10頁/共59頁覆冰的種類（1）雨淞：透明玻璃體、質(zhì)地堅硬、不易破碎，密度在0.6~0.9之間，又稱冰凌或明冰,與導(dǎo)線表面的附著力強大,不易脫落。（2）粒狀霧淞：乳白色不透明體,其間含有氣泡空隙,質(zhì)地疏松較脆,表面起伏,無定形狀,密度為0.1~0.3。（3）晶狀霧淞：白色結(jié)晶,冰體內(nèi)含空氣泡較多,質(zhì)地疏松而軟,與導(dǎo)線表面的附著力較弱,容易脫落,密度在0.01~0.08之間。（4）濕雪：呈乳白色或灰白色,一般質(zhì)地較軟,是處于熔化狀的雪花和水體粘附到導(dǎo)線表面而成的,密度一般在0.1~0.7之間,粘結(jié)在導(dǎo)線上的濕雪當(dāng)氣溫進一步降低時將變成堅硬的冰凍體。（5）混合淞:呈乳白色、體大、氣隙較多，是雨淞和霧淞在導(dǎo)線上交替凍結(jié)而成的，密度在0.2~0.6之間。插看接觸網(wǎng)覆冰圖片第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第11頁/共59頁覆冰的形成機理（1）降水覆冰空氣中的凍雨(過冷卻水滴)或雪花降落到溫度接近0℃或負幾度的導(dǎo)線表面形成的覆冰或覆雪。凍雨覆冰形成的雨淞因其密度大、附著力強,對架空線路危害最大。美國、加拿大、俄羅斯、中國等常出現(xiàn)凍雨,而日本及阿爾卑斯山地區(qū)覆雪較普遍。（2）云中覆冰空氣中過冷卻的云或者霧與導(dǎo)線相接觸凍結(jié)成的冰。特點：地面無降水量或降雪量，覆冰主要取決于濕度、風(fēng)速等氣象參數(shù)；只要有過冷卻水滴存在,就總能產(chǎn)生云中覆冰,；云中覆冰多產(chǎn)生霧淞。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第12頁/共59頁覆冰的形成機理（3）升華覆冰大氣中的水蒸氣直接凍結(jié)在物體表面所產(chǎn)生的一種霜,也稱為晶狀霧淞,因是經(jīng)過升華而產(chǎn)生的晶狀霧淞,所以叫升華覆冰。晶狀霧淞不會發(fā)展很大,其附著力較小,易脫落,故對架空線路基本上不產(chǎn)生多大危害。松花江畔十里長堤上的霧淞還是人們觀賞的奇景!

一般對導(dǎo)線覆冰的研究都側(cè)重于降水覆冰和云中覆冰兩類。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第13頁/共59頁覆冰在導(dǎo)線表面的增長過程

（1）干增長過程：第二個過冷卻水滴到達表面時,第一個過冷卻水滴已釋放出潛熱,全部凍結(jié)完畢。此時形成的覆冰一般空隙率較大,多為霧淞等。(2)濕增長過程：第二個過冷卻水滴到達表面時,第一個過冷卻水滴潛熱尚未完全釋放完畢,仍有部分水滴未被凍結(jié),可能形成連續(xù)液膜,此時形成的冰為雨淞，質(zhì)地較密,與導(dǎo)線表面的附著力很強。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第14頁/共59頁（1）圓形或橢圓形覆冰：風(fēng)與導(dǎo)線走向平行時,或由于導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn),形成導(dǎo)線周圍比較均勻的覆冰,此時導(dǎo)線完全被冰包覆。（2）翼型覆冰：風(fēng)與導(dǎo)線走向垂直時,冰在導(dǎo)線的迎風(fēng)面上逐漸堆積,形成翼型斷面形狀,迎風(fēng)面與背風(fēng)面的冰厚相差很大。（3）新月型：在無風(fēng)或小風(fēng)的情況下,冰雪在導(dǎo)線的上表面堆積而成新月型,或雪堆積成三角棱形。架空導(dǎo)線的覆冰形狀第15頁/共59頁(1)過荷載導(dǎo)致接觸網(wǎng)機械和電氣事故（a）垂直荷載覆冰條件下，冰的重量會增加支持結(jié)構(gòu)和線索的垂直負載,線索弛度加大，低壓線與高壓線間因風(fēng)吹擺動而引起短路事故；覆冰增加的導(dǎo)線張力將傳到支柱上，增加所有支柱及其基礎(chǔ)的扭矩,造成支柱變形、基礎(chǔ)下沉。（b）水平荷載導(dǎo)線因覆冰使迎風(fēng)面增大,因此,風(fēng)吹覆冰導(dǎo)線所產(chǎn)生的水平荷載也隨之增加。覆冰期間的最大水平荷載將在"風(fēng)速與冰量"的某種關(guān)系下發(fā)生。覆冰對架空導(dǎo)線的破壞作用第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第16頁/共59頁（c）縱向荷載因為接觸網(wǎng)跨距不一，懸掛高度不同，或相鄰各跨之間安裝質(zhì)量不同，,使導(dǎo)線在覆冰時引起縱向靜力不平衡，產(chǎn)生縱向荷載。當(dāng)覆冰不均勻、自行脫落或被擊落時,導(dǎo)線的懸掛點處會產(chǎn)生很大的沖擊荷載,造成導(dǎo)線脫落,線夾斷裂；（d）振動荷載冰和雪花在導(dǎo)線表面的不同積聚形狀會引起導(dǎo)線對風(fēng)所引起的振動的敏感性,產(chǎn)生振動荷載。當(dāng)導(dǎo)線上凝聚霜淞?xí)r,其載面增大,形狀仍保持為均勻圓形,而霜層幾乎不改變導(dǎo)線阻尼,因此,一定的風(fēng)力所引起的導(dǎo)線振動,其頻率低于裸線時的頻率,而振幅比裸線時小,并且,頻率下降可能低到防振裝置的有效運行范圍以下。覆冰對架空導(dǎo)線的破壞作用第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第17頁/共59頁(2)不同期脫冰或不均勻覆冰事故相鄰跨距的導(dǎo)線覆冰不均或脫冰不同步，會產(chǎn)生張力差,使導(dǎo)線在線夾內(nèi)滑動。不均勻覆冰產(chǎn)生的張力差是靜負荷,故線索斷口有縮頸現(xiàn)象；不同期脫冰產(chǎn)生的張力差是動負荷,線股斷口無縮頸現(xiàn)象。脫冰會使導(dǎo)線跳躍,。(3)絕緣子串冰閃事故絕緣子覆冰或被冰凌橋結(jié)后，絕緣強度下降,泄漏距離縮短,融冰時,絕緣子的局部表面電阻增加,形成閃絡(luò)事故,閃絡(luò)發(fā)展過程中持續(xù)電孤燒傷絕緣子,引起絕緣子絕緣強度降低。(4)導(dǎo)線覆冰舞動事故因?qū)Ь€不均勻覆冰,在風(fēng)的作用下產(chǎn)生舞動,覆冰導(dǎo)線的低頻高幅舞動會造成金具損壞,導(dǎo)線斷股,相間短路及桿塔傾斜或倒塌等嚴重事故。覆冰對架空導(dǎo)線的破壞作用第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第18頁/共59頁架空線路產(chǎn)生覆冰的基本條件:(1)具有足夠可以凍結(jié)水滴的氣溫及導(dǎo)線表面溫度0℃以下,一般為-20~-2℃,能使液滴在凍結(jié)時即時釋放出潛熱;(2)具有較高的濕度,因為空中過冷卻的液水含量是各種覆冰的水來源,空氣相對濕度一般要在85%以上;(3)具有可使空氣中的過冷卻水滴或過冷卻云粒產(chǎn)生運動的相應(yīng)風(fēng)速,以便水滴與導(dǎo)線發(fā)生碰撞,被導(dǎo)線捕獲,一般風(fēng)速為1~10m/s。觀察和研究表明,當(dāng)空氣相對濕度很小或無風(fēng)和風(fēng)速很低時,即使溫度很低,導(dǎo)線也基本上不發(fā)生覆冰現(xiàn)象。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第19頁/共59頁氣象因素影響導(dǎo)線覆冰的氣象因素主要包括氣溫、空氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、云中過冷卻水滴的直徑及凝結(jié)高度等參數(shù)。(1)空氣溫度氣溫對覆冰的影響極為重大。一般最易覆冰的溫度為0~-6℃,若氣溫太低,則過冷卻水滴都變成了雪花,形成不了導(dǎo)線覆冰,正因為如此,嚴寒的北方地區(qū)冰害事故反而比南方的云、貴、湘、鄂為輕。(2)空氣濕度空氣濕度的大小對導(dǎo)線覆冰影響甚大。濕度在85%以上,不僅較易引起導(dǎo)線覆冰,而且還易形成雨淞。湖南省每逢嚴冬和初春季節(jié),因陰雨連綿,空氣濕度很高(90%以上),故導(dǎo)線極易覆冰,且多為雨淞。

影響架空導(dǎo)線產(chǎn)生覆冰的主要因素第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第20頁/共59頁(3)風(fēng)速風(fēng)向由于風(fēng)起著對云和水滴的輸送作用,故對導(dǎo)線覆冰有重要影響。無風(fēng)和微風(fēng)時,有利于晶狀霧淞的形成;風(fēng)速較大時則有利于粒狀霧淞的形成。幾乎所有計算導(dǎo)線覆冰的模型都包含有“風(fēng)速”這一因素，一般而言,風(fēng)速越大(0~6m/s范圍內(nèi)),導(dǎo)線覆冰越快。而風(fēng)向主要會對覆冰形狀產(chǎn)生影響,當(dāng)風(fēng)向與導(dǎo)線垂直時,結(jié)冰會在迎風(fēng)面上首先生成,產(chǎn)生偏心覆冰,而當(dāng)風(fēng)向與導(dǎo)線平行時,則容易產(chǎn)生均勻覆冰。(4)過冷卻水滴大小過冷卻水滴的直徑大小與氣溫有關(guān),它主要影響導(dǎo)線覆冰的種類。雨淞覆冰時,過冷卻水滴直徑大,約在10~40μm之間,中值體積水滴直徑為25μm左右,是毛毛細雨;霧淤覆冰時,水滴直徑在1~20μm之間,中值體積水滴直徑為10μm左右;而對于混合淞，其水滴直徑在5~35μm之間,中值體積直徑為15~18μm。氣象因素第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定

影響架空導(dǎo)線產(chǎn)生覆冰的主要因素第21頁/共59頁(1)導(dǎo)線直徑導(dǎo)線直徑影響著過冷卻水滴能夠達到導(dǎo)線表面的有效空氣層的厚度。當(dāng)風(fēng)速小于8m/s時，對直徑不太大的導(dǎo)線(40mm直徑以下)，實驗數(shù)據(jù)表明,較粗的導(dǎo)線覆冰量重于較細的導(dǎo)線。當(dāng)導(dǎo)線直徑超過40mn時,隨著導(dǎo)線直徑的增加,覆冰量反而減小。當(dāng)風(fēng)速大于8m/s時,導(dǎo)線越粗則覆冰量越大。德國某些學(xué)者認為,導(dǎo)線覆冰量與其直徑無明顯的關(guān)系,只有當(dāng)空氣中的過冷卻水滴特別大(直徑超過25μm)、或風(fēng)速很高時,覆冰重量才隨導(dǎo)線直徑的增長而顯著增大,挪威等國的學(xué)者也基本上贊同這種觀點。(2)導(dǎo)線剛度

導(dǎo)線的剛度大小決定其抗扭轉(zhuǎn)的性能。導(dǎo)線剛度愈小,在扭矩作用下,導(dǎo)線的扭轉(zhuǎn)愈大,覆冰進一步增加。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定

影響架空導(dǎo)線產(chǎn)生覆冰的主要因素導(dǎo)線本身條件第22頁/共59頁導(dǎo)線本身條件(3)負荷電流與電場電場的存在會對移向?qū)Ь€的水滴粒子產(chǎn)生兩極和吸引力。電場對霧滴和毛毛細雨的吸引力會導(dǎo)致更多的水滴移向?qū)Ь€表面,因而能增加導(dǎo)線上的覆冰量。即帶電線路的覆冰厚度較大,而不帶電線路的覆冰厚度較小。負荷電流對導(dǎo)線覆冰的影響有兩個方面：當(dāng)電流不夠大，焦?fàn)枱岵荒苁箤?dǎo)線表面維持0℃以上溫度時,負荷電流反而會使導(dǎo)線覆冰增加,因為出現(xiàn)了電場的影響；當(dāng)電流足夠大,能使電線發(fā)熱并維持其表面溫度在0℃以上時,這時即使有過冷卻水滴碰撞導(dǎo)線,導(dǎo)線表面也不會覆冰,從而達到自然防冰的效果。這種維持導(dǎo)線表面溫度為0℃的電流稱為臨界負荷電流,其大小由氣溫、風(fēng)速及導(dǎo)線表面的輻射特性等因素決定。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定

影響架空導(dǎo)線產(chǎn)生覆冰的主要因素第23頁/共59頁隧道內(nèi)氣象條件整個錨段均在隧道內(nèi)時，隧道內(nèi)最高溫度比外部低10℃；部分錨段在隧道外時，按全部在隧道外的條件計算；不計冰、風(fēng)負載時，隧道內(nèi)最低溫度比外部高5℃。接觸線無弛度時的溫度低于平均溫度，其目的是減少接觸線的負弛度。簡單鏈形懸掛：彈性鏈形懸掛：吊弦及定位器處于正常位時的溫度該溫度取全年保持時間最長的溫度，設(shè)計時取最高溫度和最低溫度的平均值。為什么？第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定其它氣象條件的確定第24頁/共59頁課間休息！第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第25頁/共59頁

單位計算負載是指每米接觸懸掛的自重以及覆冰、風(fēng)在其上形成的附加負載。2單位負載的分類垂直負載，水平負載，合成負載。（從計算角度分）垂直負載包括：承力索和接觸線的單位自重、覆冰重量、吊弦均布重量；水平負載包括：覆冰時的風(fēng)負載、最大風(fēng)時的風(fēng)負載；合成負載包括：懸掛在無冰無風(fēng)時的單位合成負載、在覆冰時的單位合成負載、在最大風(fēng)時的單位合成負載。從負載的變化情況可分為：永久載荷和可變載荷，前者包括：接觸網(wǎng)線索、腕臂、絕緣子及其附件、結(jié)構(gòu)構(gòu)件等，線索張力引起的載荷，土壓力等。后者為冰、風(fēng)等載荷。1單位計算負載的定義與分類單位計算負載的計算是整個接觸網(wǎng)設(shè)計計算的基礎(chǔ)!接觸懸掛的單位負載及其計算第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第26頁/共59頁3各類計算負載的計算公式關(guān)于單位自重！

在高速接觸網(wǎng)中，應(yīng)足夠重視單位負載計算的準(zhǔn)確性，因為該數(shù)據(jù)是整個設(shè)計計算的最基本數(shù)據(jù)，它直接涉及接觸網(wǎng)工程參數(shù)的誤差控制。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定接觸懸掛的單位負載及其計算第27頁/共59頁3各類計算負載的計算公式關(guān)于0.615的來歷；關(guān)于風(fēng)速不均勻系數(shù)的取值；關(guān)于結(jié)構(gòu)體型系數(shù)。關(guān)于承力索和接觸線風(fēng)負載的計算直徑第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定接觸懸掛的單位負載及其計算第28頁/共59頁4關(guān)于風(fēng)壓計算的說明：風(fēng)負載是由風(fēng)的動能形成的，在計算接觸網(wǎng)線索風(fēng)壓時作了以下幾點假設(shè)：（1）假設(shè)風(fēng)速恒定；（2）假設(shè)風(fēng)向垂直于接觸網(wǎng)的縱向布置，且不發(fā)生改變；（3）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，單位體積的風(fēng)吹在單位面積上所形成的風(fēng)壓為風(fēng)壓計算系數(shù)；因此、當(dāng)實際條件不滿足以上假設(shè)時，需進行修正；用于修正的系數(shù)有：

(1)風(fēng)速不均勻系數(shù)［與風(fēng)速、風(fēng)向、地形地貌、跨距大小有關(guān)］；

(2)風(fēng)壓高度變化系數(shù)［與地面高度或海拔高度有關(guān)］；

(3)風(fēng)荷載體型系數(shù)［與受風(fēng)體的幾何形狀和受風(fēng)面面積有關(guān)］。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定接觸懸掛的單位負載及其計算第29頁/共59頁5關(guān)于“基本風(fēng)壓”的說明：基本風(fēng)壓：單位體積內(nèi)的空氣作用于單位面積上形成的空氣壓力，其理論計算公式在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度+15℃、空氣密度為1.23kg/m3時，單位空氣動力（稱為理論風(fēng)壓系數(shù)）注意：嚴格講來，各地的“理論風(fēng)壓”是不相同的，它主要取決于空氣實際密度。不同的海拔高度，其值不同，為此、05版《牽引供電設(shè)計規(guī)范》規(guī)定基本風(fēng)壓取為1/1600，而在計算風(fēng)壓公式中加入風(fēng)壓高度變化系數(shù)進行修正。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定接觸懸掛的單位負載及其計算第30頁/共59頁

98版《鐵路電力牽引供電設(shè)計規(guī)范》規(guī)定暫不考慮風(fēng)速不均勻系數(shù)，其原文如下：在線索風(fēng)載計算時，對于應(yīng)否考慮風(fēng)速不均勻系數(shù)的問題進行了探導(dǎo)，認為在計算接觸網(wǎng)線索的風(fēng)負載時，假定風(fēng)載是沿線索均勻分布的，而風(fēng)速的風(fēng)頭一般寬為20米，因此，其不均勻程度與跨距有關(guān)，跨距越大，沿跨距的風(fēng)壓分布就越不均勻。參考原蘇聯(lián)有關(guān)資料介紹，在架空電力線路計算跨距長度為100米以上的風(fēng)負載時，才應(yīng)采用風(fēng)速不均勻系數(shù)。另據(jù)原蘇聯(lián)電氣化設(shè)計規(guī)范有關(guān)導(dǎo)線的風(fēng)負載的計算條款中未規(guī)定需考慮風(fēng)速不均勻系數(shù)。鑒于我國接觸網(wǎng)的最大跨距不超過65米，按架空電力線路風(fēng)速不均勻系數(shù)取值顯然是不太合理的，從提高接觸網(wǎng)的安全可靠性考慮，風(fēng)速不均勻系數(shù)設(shè)為“1”。6關(guān)于“風(fēng)速不均勻系數(shù)”的說明：第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定接觸懸掛的單位負載及其計算第31頁/共59頁7關(guān)于風(fēng)壓高度變化系數(shù)說明：

05版《設(shè)計規(guī)范》前，我國均沒有考慮風(fēng)速隨高度的變化情況，將風(fēng)壓高度變化系數(shù)取為1，這對大部分線路是可以的，但當(dāng)線路位于高架橋、高路堤時，這樣考慮就偏于不安全。借鑒《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）并將其納入接觸網(wǎng)的設(shè)計中。其取值如下：離地面或海平面高度地面粗糙度ABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73A：海島、海岸、湖岸、近海和沙漠地區(qū)；B：鄉(xiāng)村、田野、叢林、丘陵以及房屋比較稀的鄉(xiāng)鎮(zhèn)或城市郊區(qū)；C：有密集建筑的城市市區(qū)；D：有密集建筑群且建筑較高的城市市區(qū)。另對接觸網(wǎng)還應(yīng)考慮具體地形的修正，如與風(fēng)向一致的谷口、山口，修正系數(shù)應(yīng)取1.2~1.5。第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定接觸懸掛的單位負載及其計算第32頁/共59頁8關(guān)于體型系數(shù)的說明：線索風(fēng)負載、支柱風(fēng)負載序號類別體型體型修正系數(shù)1混凝土支柱環(huán)形截面0.602矩形或工字形截面1.303實腹式鋼柱環(huán)形截面0.904H形截面1.305格構(gòu)式鋼柱由角鋼組成的矩形斷面鋼柱0.806由鋼管組成的矩形斷面鋼柱0.647格構(gòu)式橫梁由角鋼組成的矩形斷面橫梁0.808由角鋼組成的矩形斷面橫梁0.589線索簡單懸掛（附加導(dǎo)線）1.2010鏈形懸掛1.25第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定接觸懸掛的單位負載及其計算第33頁/共59頁9合成負載第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定接觸懸掛的單位負載及其計算第34頁/共59頁作業(yè)1覆冰對接觸網(wǎng)有哪些危害？

2請計算處于典型第II氣象區(qū)的“JT－95＋CTA120”接觸懸掛的各類單位負載。

銅承力索單位重量0.837kg/m；計算直徑：12.5mm接觸線單位重量1.070kg/m；計算A、B值為13mm；

3風(fēng)負載有何特點，計算風(fēng)負載時應(yīng)注意哪些問題？第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第35頁/共59頁課間休息！第4講接觸網(wǎng)設(shè)計氣象條件及單位負載的確定第36頁/共59頁第5講懸掛線索的弛度和張力主講人董昭德西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院2009.10.成都0503第37頁/共59頁（1）弛度處于兩端固定，且不會發(fā)生移動的狀態(tài)下的柔軟線索，其最低點至兩懸掛點間的垂直距離，稱為該線索的弛度。（2）張力柔軟線索在外力作用下其內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。1幾個重要的基本概念（3）等高懸掛對于同一參考水平面兩懸掛點高度相等的懸掛。（4）不等高懸掛對于同一參考水平面兩懸掛點高度不相等的懸掛。第5講懸掛線索的弛度和張力簡單懸掛的張力和弛度計算第38頁/共59頁假設(shè)條件：(1)、線索兩端固定、只受重力作用；(2)、線索十分柔軟、剛度不計；(3)、線索的直徑與其長度相比較忽略不計；(4)、線索的自重沿跨距均勻分布。2等高懸掛的弛度計算第5講懸掛線索的弛度和張力簡單懸掛的張力和弛度計算第39頁/共59頁3等高懸掛的張力變化第5講懸掛線索的弛度和張力簡單懸掛的張力和弛度計算第40頁/共59頁4等高懸掛的線索長度計算線索實長與跨距的長度差距很小，大致在0.05%~0.1%之間第5講懸掛線索的弛度和張力簡單懸掛的張力和弛度計算第41頁/共59頁5等高懸掛的張力、弛度計算式及導(dǎo)曲線方程第5講懸掛線索的弛度和張力簡單懸掛的張力和弛度計算第42頁/共59頁6不等高懸掛的弛度計算計算方法：分解法；斜弛度法分解法計算用圖（1）分解法第5講懸掛線索的弛度和張力簡單懸掛的張力和弛度計算第43頁/共59頁斜弛度法計算用圖6不等高懸掛的弛度計算（2）斜弛度法第5講懸掛線索的弛度和張力簡單懸掛的張力和弛度計算第44頁/共5