接觸網(wǎng)原理(接觸網(wǎng)工)

接觸網(wǎng)原理

哈供電教育科課程的內(nèi)容接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征接觸網(wǎng)設(shè)備與零部件接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算高速受流教學(xué)參考書1.于萬聚.電氣化鐵路接觸網(wǎng)，成都：西南交通大學(xué)出版社，20032.吉鵬霄.接觸網(wǎng)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20063.（德）KieBling等.電氣化鐵路接觸網(wǎng),

中國電力出版社，2004

電氣化鐵路的組成電力機(jī)車牽引變電所接觸網(wǎng)牽引供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)日本新干線法國TGV德國西門子ICE上海磁懸浮牽引供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng)牽引電能的產(chǎn)生、傳輸、受流牽引網(wǎng)接觸網(wǎng)、鋼軌回路、饋電線和回流線接觸網(wǎng)分類架空接觸網(wǎng)、第三軌、架空接觸軌牽引供電的種類直流

DC750V、DC1500V

主要用于地鐵等交流

AC25kV、50Hz

現(xiàn)在的主流供電系統(tǒng)

接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)受電弓接觸網(wǎng)的特點(diǎn)接觸網(wǎng)是一定距離的輸電線為各種條件下的集電器提供滑行接觸無備用,可靠性要求高經(jīng)濟(jì)方面的考慮,要求有較長的使用壽命接觸網(wǎng)的基本要求機(jī)械要求強(qiáng)度電氣要求載流量,短路載流量,電壓變化,電氣絕緣環(huán)境要求溫度,風(fēng)速,覆冰,污染運(yùn)行和維護(hù)要求部件可靠,使用壽命長,操作方便對接觸網(wǎng)的其他要求受電弓對接觸網(wǎng)的要求環(huán)境兼容性軌道線路對接觸網(wǎng)的要求限界(見圖)限界隧道的限界

接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖接觸網(wǎng)類型單鏈形懸掛雙鏈形和多鏈形懸掛

接觸網(wǎng)零部件線索定位和支持裝置支柱和基礎(chǔ)接觸網(wǎng)組成線和絞線受電弓沿其行走的預(yù)張力線稱為接觸線。它與承力索、吊弦和吊索一起形成縱向接觸網(wǎng)懸掛。接觸線接觸線－－兩側(cè)帶槽便于線夾夾持。接觸線截面積的選擇取決于電流、電壓和施加的張力。接觸線我國電氣化鐵路主型接觸線Ｐ１３４定位裝置定位裝置:定位管、支持器、定位器、定位線夾定位器:

作用:直線段、曲線段要求:靈活、輕、風(fēng)穩(wěn)定性定位形式:正定位、反定位、軟定位、組合定位、單拉定位形狀:直管式、彎管式、特型等曲線段安裝:傾斜度.一般在1:5~1:10之間定位器類型支持裝置支持裝置包括腕臂、軟橫跨、硬橫跨腕臂的分類按結(jié)構(gòu):拉桿水平腕臂、斜撐水平腕臂、拉桿斜腕臂按固定方式:固定、半固定、旋轉(zhuǎn)按絕緣方式:絕緣、非絕緣按跨越股道數(shù):單線路、多線路按導(dǎo)線定位方式:標(biāo)準(zhǔn)、反向腕臂的結(jié)構(gòu)類型腕臂支柱分類:

按材質(zhì):預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土柱、鋼柱按支柱上的支持裝置:

腕臂支柱、軟橫跨支柱、硬橫跨支柱和定位支柱按用途:中間支柱、轉(zhuǎn)換支柱和錨柱按結(jié)構(gòu):整體和分離基礎(chǔ)三個(gè)條件:

足夠的強(qiáng)度、良好的穩(wěn)定性、足夠的承載力形式:

擴(kuò)大基礎(chǔ)棱柱形基礎(chǔ)帶橫臥板的棱柱形基礎(chǔ)

基礎(chǔ)軟橫跨作用:多股道構(gòu)成:橫向承力索、上部定位索、下部定位索類型:按絕緣類型分下部定位索絕緣上下部定位索均絕緣橫向承力索與定位索非絕緣橫向承力索與定位索均絕緣軟橫跨類型硬橫梁優(yōu)點(diǎn):1.機(jī)械上獨(dú)立,股道間不影響,事故范圍小.2.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,抗振動(dòng)、抗風(fēng)性能好

3.剛度好,穩(wěn)定性高,能改善弓網(wǎng)受流,具有磨耗小、離線率低的特點(diǎn)

4.跨越能力強(qiáng)、能有效降低支柱高度

5.形式單一、結(jié)構(gòu)簡單便于機(jī)械化施工

6.外觀一致、簡潔、勻稱、美觀接觸網(wǎng)的分段接觸網(wǎng)電分段有：橫向分段、縱向分段分段絕緣器電分相機(jī)械分段錨段及錨段關(guān)節(jié)錨段:在區(qū)間或站場上，為滿足供電面和機(jī)械方面的要求，將接觸網(wǎng)分成若干一定長度且相互獨(dú)立的分段，這種獨(dú)立的分段稱為錨段。目的：加補(bǔ)償器；縮小機(jī)械事故范圍；使吊弦的偏移不致超過許可值以及改善接觸線的受力情況。錨段長度主要由接觸線和承力索從中心錨結(jié)到補(bǔ)償器之間的張力差來決定的。(±15%)錨段關(guān)節(jié)錨段關(guān)節(jié):相鄰兩個(gè)錨段的銜接區(qū)段（重疊部分）稱為錨段關(guān)節(jié)。分類:

按用途:絕緣錨段關(guān)節(jié)和非絕緣錨段關(guān)節(jié).

按所含跨距數(shù):可分為二跨,三跨,四跨,五跨等.

三跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)五跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)錨段關(guān)節(jié)形式五跨關(guān)節(jié)立面示意圖a1a2a2aa四跨關(guān)節(jié)立面示意圖aa1a1a補(bǔ)償裝置種類：滑輪式，棘輪式，鼓輪式，液壓式，彈簧式等要求：１）靈活２）快速制動(dòng)滑輪式補(bǔ)償裝置滑輪式補(bǔ)償裝置(1:2)滑輪式補(bǔ)償裝置(1:3)滑輪式補(bǔ)償裝置(1:4)墜砣全補(bǔ)償下錨結(jié)構(gòu)圖棘輪式補(bǔ)償裝置棘輪式補(bǔ)償裝置京津城際：1:3+1:3棘輪棘輪式補(bǔ)償裝置彈性補(bǔ)償器中心錨結(jié)中心錨結(jié)兩跨式中心錨結(jié)兩跨式中心錨結(jié)吊弦支柱吊弦安設(shè)圖支柱吊弦安設(shè)圖整體吊弦線岔線岔：在站場內(nèi)的道岔處必有兩組接觸懸掛交叉，在兩組懸掛相交處設(shè)置的限制器或限制管叫線岔。結(jié)構(gòu)

線岔單開道岔線岔定位無交叉線岔無交叉線岔

分段,分相絕緣裝置電分段:為了縮小停電事故發(fā)生的范圍.分類:

橫向分段:線路之間,如站場各股道間縱向分段:沿線路方向進(jìn)行的分段.

隔離開關(guān)一般設(shè)在靠近車站的轉(zhuǎn)換支柱上.同相靠絕緣錨段關(guān)節(jié)或分段絕緣器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)分段的.不同相采用分相絕緣器.供電方式分段絕緣器使用處所:站場常見的有:

高鋁陶瓷分段絕緣器菱形分段絕緣器其他高鋁陶瓷分段絕緣器菱形分段絕緣器西門子西門子電分相電分相：在單相交流牽引供電系統(tǒng)中，電力機(jī)車是由單相供電的，為了平衡電力系統(tǒng)的A、B、C各項(xiàng)負(fù)荷，一般要實(shí)行A、B相輪流供電。所以A、B相之間要進(jìn)行分開，這稱為電分相。分相絕緣裝置根據(jù)其實(shí)現(xiàn)方法分為分相絕緣裝置和錨段關(guān)節(jié)式電分相.分相絕緣器分相絕緣裝置安裝示意圖AF滑道式分相絕緣裝置錨段關(guān)節(jié)式電分相P166電分相線路標(biāo)志錨段關(guān)節(jié)式電分相線路標(biāo)志自動(dòng)過分相地面自動(dòng)轉(zhuǎn)換電分相裝置柱上斷載自動(dòng)轉(zhuǎn)換電分相裝置車載斷電自動(dòng)轉(zhuǎn)換電分相裝置地面自動(dòng)轉(zhuǎn)換電分相裝置柱上斷載自動(dòng)轉(zhuǎn)換電分相裝置車載斷電自動(dòng)轉(zhuǎn)換電分相裝置隔離開關(guān)隔離開關(guān)安裝圖電連接股道電連接橋梁接觸網(wǎng)設(shè)備隧道內(nèi)接觸懸掛隧道內(nèi)接觸懸掛隧道內(nèi)接觸懸掛隧道內(nèi)接觸懸掛隧道內(nèi)接觸懸掛T形簡單懸掛安裝圖隧道內(nèi)全補(bǔ)償中心錨結(jié)隧道簡單懸掛中心錨結(jié)隧道內(nèi)三跨錨段關(guān)節(jié)示意圖隧道內(nèi)四跨錨段關(guān)節(jié)示意圖雙線隧道懸掛安裝圖接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)計(jì)算平面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)程序依據(jù):鐵路建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)管理辦法

發(fā)布文號(hào)：【中華人民共和國鐵道部令第26號(hào)】

頒布日期：2006-1-4

執(zhí)行日期：2006-3-1程序:

決策階段:預(yù)可行性研究和可行性研究

實(shí)施階段:初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)

接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算氣象條件和計(jì)算負(fù)載自由懸掛導(dǎo)線的張力與弛度計(jì)算簡單懸掛的狀態(tài)方程鏈形懸掛的張力與弛度接觸線受風(fēng)偏移和跨度許可長度的計(jì)算鏈形懸掛接觸線的受風(fēng)偏移和跨度長度鏈形懸掛錨段長度的計(jì)算氣象條件接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中所用到的主要?dú)庀髼l件:

最高溫度,最低溫度,最大風(fēng)速,覆冰厚度氣象區(qū)的劃分標(biāo)準(zhǔn)典型氣象區(qū):９個(gè)以華北地區(qū)為例:最高溫度：＋４０℃最低溫度：－２０℃最大風(fēng)速：２５ｍ／ｓ覆冰厚度：１０ｍｍ標(biāo)準(zhǔn)典型氣象區(qū)氣象條件的確定最大風(fēng)速:采用距地面10m高處,15年一遇的10min平均最大值.最高溫度與最低溫度:根據(jù)實(shí)際極限溫度并參考典型氣象區(qū)來確定.為了便于計(jì)算,在數(shù)值上宜取與極限溫度接近的5之整數(shù)倍.最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)的溫度:一般取風(fēng)速大而出現(xiàn)次數(shù)多的月份的溫度的平均值.覆冰厚度:可用單位長度導(dǎo)線覆冰后的重量換算出覆冰的平均厚度.覆冰時(shí)的風(fēng)速:一般10m/s,沿海及草原15m/s.覆冰時(shí)的溫度:一般-5℃,海拔1000m以上-10℃.氣象條件的確定接觸線無弛度時(shí)的溫度簡單鏈形懸掛時(shí)：彈性鏈形懸掛時(shí)：吊弦及定位器處于正常位置時(shí)的溫度:

計(jì)算負(fù)載的決定計(jì)算負(fù)載分為：垂直負(fù)載和水平負(fù)載垂直負(fù)載：簡單懸掛：自重和覆冰鏈形懸掛：承力索,接觸線,吊弦及定位器的自重和承力索及接觸線的覆冰水平負(fù)載：風(fēng)負(fù)荷．吊弦偏斜所造成的負(fù)荷；承力索和接觸線由于之字力和曲線力；下錨力對支柱和支持裝置所形成的水平分力．自重負(fù)載冰負(fù)載覆冰厚度應(yīng)不小于實(shí)際觀測到的5年至少出現(xiàn)一次的最大覆冰厚度.接觸線的覆冰厚度折算為承力索的一半.冰負(fù)載風(fēng)負(fù)載自由懸掛導(dǎo)線的弛度與張力計(jì)算等高懸掛的馳度和張力計(jì)算不等高懸掛的馳度和張力計(jì)算懸掛線索實(shí)際長度計(jì)算簡單懸掛的狀態(tài)方程自由懸掛導(dǎo)線兩懸掛點(diǎn)在同一水平位置時(shí)為等高懸掛.兩懸掛點(diǎn)不在同一水平位置時(shí)為不等高懸掛.弧垂懸掛點(diǎn)等高自由懸掛導(dǎo)線的馳度ABoyxC馳度F從接觸線弧垂最低點(diǎn),到連接兩懸掛點(diǎn)間的垂直距離,稱為馳度F.l跨距等高自由懸掛導(dǎo)線的張力ABoyxC張力Flgl張力TARAFARBFBTB自重荷載等高懸掛根據(jù)力的平衡原理

懸掛導(dǎo)線任意一點(diǎn)的水平張力是一個(gè)常數(shù)。懸掛點(diǎn)垂直反力的大小取決于單位自重負(fù)荷和跨距長度。自由懸掛導(dǎo)線的曲線方程ATARAFAxyglOTRθ任取懸掛導(dǎo)線上一點(diǎn)O，則：即：公式推導(dǎo)（一）將FA=gl/2,TA=T代入，得上式整理后，任意一點(diǎn)的馳度，可以用下式表示：公式推導(dǎo)（二）當(dāng)x=l/2時(shí)，y=ymax=F，既馳度張力公式推導(dǎo)（三）將前面的式2.1.4代入式2.1.2，得上式為自由懸掛導(dǎo)線的曲線方程。說明在水平均布負(fù)載下，導(dǎo)線成拋物線形狀。結(jié)論以上公式可以看出，馳度F和水平張力T之間存在著一定的關(guān)系。在每取一個(gè)數(shù)值T時(shí)，就能得到一個(gè)相應(yīng)的F值，從而可以得出特定條件下張力與馳度的關(guān)系曲線。懸掛導(dǎo)線的張力并不是常數(shù)，而是變化的，其張力的方向是沿懸掛線索的切線方向。在懸掛點(diǎn)上，張力具有最大值；在跨距中點(diǎn)，張力具有最小值。舉例以德國CuAC-100型接觸線為例當(dāng)跨距為40m,承受恒定張力10kN時(shí)：

最大馳度=0.175m

在吊弦間距為12m的鏈形架空接觸網(wǎng)中,兩吊弦間的同一接觸線的馳度約為16mm。BA不等高自由懸掛導(dǎo)線的馳度馳度B'A'F1F2ll1l2O不等高懸掛的馳度計(jì)算是以最低點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，找出兩個(gè)假想的等高懸掛，然后分別計(jì)算。h馳度上式表明了懸掛點(diǎn)不等高時(shí)，高、低兩懸掛點(diǎn)計(jì)算馳度與懸掛點(diǎn)等高懸掛馳度之間的關(guān)系。斜弛度BA斜馳度B'A'F1F2l1l2OF'不等高懸掛的斜弛度等于跨距相同時(shí),等高懸掛的弛度.不等高懸掛的張力計(jì)算是以最低點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，找出兩個(gè)假想的等高懸掛，然后分別計(jì)算。BA不等高自由懸掛導(dǎo)線的張力B'A'F1F2ll1l2OA張力TARAFA張力RBFBTBgl1gl2不等高懸掛的張力計(jì)算

根據(jù)力矩可以建立方程式，求解后可以得出線索上任意一點(diǎn)的張力：懸掛點(diǎn)A、B的張力

上拔力上拔力校驗(yàn)加大跨距,降低高差懸掛線索實(shí)際長度的計(jì)算

等高不等高：已知跨距、斜馳度、高差時(shí)不等高：已知最大馳度、水平距離簡單懸掛的狀態(tài)方程

溫度與張力的關(guān)系安裝曲線

決定起始條件臨界跨距當(dāng)量跨距

假如設(shè)定一個(gè)代表跨距,而這個(gè)跨距中的導(dǎo)線張力隨溫度變化的規(guī)律與該錨段內(nèi)的實(shí)際變化完全相同,這個(gè)假設(shè)的代表跨距就稱為該錨段的當(dāng)量跨距.臨界溫度馳度曲線鏈形懸掛的張力計(jì)算受力分析

結(jié)構(gòu)系數(shù)換算負(fù)載與換算張力鏈形懸掛的狀態(tài)方程臨界負(fù)載半補(bǔ)償鏈形懸掛的安裝曲線半補(bǔ)償鏈形懸掛承力索的弛度半補(bǔ)償鏈形懸掛的安裝曲線半補(bǔ)償鏈形懸掛的安裝曲線無載承力索的張力無載承力索的弛度最大風(fēng)速時(shí)承力索張力值的校驗(yàn)最大風(fēng)速時(shí)承力索張力值與承力索最大張力許可值比較方法:

將最大風(fēng)速時(shí)的條件代入狀態(tài)方程,求最大風(fēng)速時(shí)承力索張力值全補(bǔ)償鏈形懸掛承力索弛度全補(bǔ)償鏈形懸掛的安裝曲線鏈形懸掛錨段長度的計(jì)算半補(bǔ)償鏈形懸掛錨段長度的計(jì)算

1.吊弦

2.定位器全補(bǔ)償鏈形懸掛錨段長度的計(jì)算腕臂張力增量接觸網(wǎng)技術(shù)供電方式與干擾防雷接地雜散電流絕緣平面設(shè)計(jì)供電方式接觸網(wǎng)供電方式單邊供電,雙邊供電,越區(qū)供電,并聯(lián)供電牽引供電系統(tǒng)的供電方式直接供電方式,BT供電方式,AT供電方式,回流線供電方式,同軸電纜供電方式等供電系統(tǒng)圖越區(qū)供電示意圖復(fù)線區(qū)供電示意圖直接供電方式BT供電方式AT供電方式回流線供電方式接觸網(wǎng)附加懸掛接地接地的作用工作接地:為保證設(shè)備安全運(yùn)行而設(shè)置的接地稱為工作接地.如混凝土柱,鋼柱接地和匯流線的接地等.安全(保護(hù))接地:以防護(hù)為目的而設(shè)置的接地稱為安全接地.如:接觸網(wǎng)帶電體5m以內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)等.接地裝置:由接地線,接地體及接地部件組成的接地設(shè)備,稱為接地裝置.混凝土柱地線安裝鋼柱絕緣AT保護(hù)線方式接地極形式雜散電流雜散電流:從鋼軌流向大地的電流.雜散電流腐蝕:

對金屬管道和地下裝置的電化學(xué)腐蝕,稱為雜散電流腐蝕.措施:

縮短變電所之間的距離;安裝回流線;減小鋼軌和大地之間的漏泄電導(dǎo);減小回流系統(tǒng)的電阻等雜散電流絕緣絕緣:簡單的說,就是把不同的電壓隔離開來.絕緣部件:絕緣子懸式絕緣子和棒式絕緣子絕緣間隙懸式絕緣子棒式絕緣子空氣絕緣間隙表（25kV）平面設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)接觸網(wǎng)的平面布置步驟:1.放圖

2.布置支柱

3.劃分錨段

4.確定拉出值

5.確定電分段