接觸網(wǎng)基礎(chǔ)知識教程.ppt

1、2020/8/17,1,接 觸 網(wǎng) 基 礎(chǔ) 知 識 教 程,接觸網(wǎng)的組成 接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路。其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。 接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索以及連接零件。接觸懸掛通過支持裝置架設(shè)在支柱上，其功用是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機(jī)車。 支持裝置用以支持接觸懸掛，并將其負(fù)荷傳給支柱或其它建筑物。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間、站場和大型建筑物而有所不同。支持裝置包括腕臂、水平拉桿、懸式絕緣子串，棒式絕緣子及其它建筑物的特殊支持設(shè)備。 定位裝置包括定位管和定位器，其功用是固定接觸線的位置，使接觸線在受電弓滑板運(yùn)行軌跡范圍內(nèi)

2、，保證接觸線與受電弓不脫離，并將接觸線的水平負(fù)荷傳給支柱。 支柱與基礎(chǔ)用以承受接觸懸掛、支持和定位裝置的全部負(fù)荷，并將接觸懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上。我國接觸網(wǎng)中采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼柱，基礎(chǔ)是對鋼支柱而言的，即鋼支柱固定在下面的鋼筋混凝土制成的基礎(chǔ)上，由基礎(chǔ)承受支柱傳給的全部負(fù)荷，并保證支柱的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱與基礎(chǔ)制成一個整體，下端直接埋入地下。,接觸網(wǎng)的組成,2020/8/17,2,接觸網(wǎng)的電壓等級 接觸網(wǎng)的電壓等級：工頻單相交流制：25KV （工頻指工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率,即50Hz）,接觸懸掛的類型 接觸網(wǎng)的分類大多以接觸懸掛的類型來區(qū)分。我們所講的接觸懸掛的分類是對接觸網(wǎng)的

3、每個錨段而言的。接觸懸掛的種類較多，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同分成簡單接觸懸掛和鏈形接觸懸掛兩大類。 簡單接觸懸掛（以下簡稱簡單懸掛）系由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。國內(nèi)外對簡單懸掛做了不少研究和改進(jìn)。我國現(xiàn)采用的帶補(bǔ)償裝置的彈性簡單懸掛系在接觸線下錨處裝設(shè)了張力補(bǔ)償裝置，以調(diào)節(jié)張力和弛度的變化。在懸掛點(diǎn)上加裝816m長的彈性吊索，通過彈性吊索懸掛接觸線，這就減少了懸掛點(diǎn)處產(chǎn)生的硬點(diǎn)，改善了取流條件。另外跨距適當(dāng)縮小，增大接觸線的張力去改善弛度對取流的影響。 鏈形懸掛的接觸線是通過吊弦懸掛在承力索上。承力索懸掛于支柱的支持裝置上，使接觸線在不增加支柱的情況下增加了懸掛點(diǎn)，利用調(diào)整吊

4、弦長度，使接觸線在整個跨距內(nèi)對軌面的距離保持一致。鏈形懸掛減小了接觸線在跨距中間的弛度，改善了彈性，增加了懸掛重量，提高了穩(wěn)定性，可以滿足電力機(jī)車高速運(yùn)行取流的要求。,鏈形懸掛比簡單懸掛得到了較好的性能，但也帶來了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、施工和維修任務(wù)量大等許多問題。 鏈形懸掛分類方法較多，按懸掛鏈數(shù)的多少可分為單鏈形，雙鏈形和多鏈形（又稱三鏈形）。目前我國采用單鏈形懸掛。 鏈形懸掛根據(jù)線索的錨定方式（即線索兩端下錨的方式），可分為下列幾種方式未補(bǔ)償鏈形懸掛、半補(bǔ)償鏈形懸掛、全補(bǔ)償鏈形懸掛。,單鏈形懸掛,接觸網(wǎng)的電壓等級,接觸懸掛的類型,2020/8/17,3,接觸網(wǎng)供電方式 接觸網(wǎng)供電方式有單邊、

5、雙邊供電和越區(qū)供電。 單邊和雙邊供電為正常的供電方式。 單邊供電：供電臂只從一端的變電所取得電流的供電方式。 雙邊供電：供電臂從兩端相鄰的變電所取得電流的供電方式。 越區(qū)供電是一種非正常供電方式（也稱事故供電方式）。 越區(qū)供電是當(dāng)某一牽引變電所因故障不能正常供電時，故障變電所擔(dān)負(fù)的供電臂，經(jīng)開關(guān)設(shè)備成分區(qū)亭同相鄰的供電臂接通，由相鄰牽引變電所進(jìn)行臨時供電。 復(fù)線區(qū)段的供電情況與上述類同，但牽引變電所饋出線有四條，分別向兩側(cè)上、下行接觸網(wǎng)供電。牽引變電所同一側(cè)上、下行實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電，提高供電臂末端電壓。越區(qū)供電時，通過分區(qū)亭內(nèi)的開關(guān)設(shè)備（隔離開關(guān)）去實(shí)現(xiàn)。,接觸網(wǎng)的特點(diǎn)及要求 接觸網(wǎng)擔(dān)負(fù)著把從牽引

6、變電所獲得的電能直接輸送給電力機(jī)車使用的重要任務(wù)。因此接觸網(wǎng)的質(zhì)量和工作狀態(tài)將直接影響著電氣化鐵道的運(yùn)輸能力。 由于接觸網(wǎng)是露天設(shè)置，沒有備用，線路上的負(fù)荷又是隨著電力機(jī)車的運(yùn)行而沿接觸線移動和變化的，對接觸網(wǎng)提出以下要求： 1、在高速運(yùn)行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機(jī)車正常取流，要求接觸網(wǎng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性。 2、接觸網(wǎng)設(shè)備及零件要有互換性，應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量廷長設(shè)備的使用年限。 3、要求接觸網(wǎng)對地絕緣好，安全可靠。 4、設(shè)備結(jié)構(gòu)盡量簡單，便于施工，有利于運(yùn)營及維修。在事故情況下，便于搶修和迅速恢復(fù)送電。 5、盡可能地降低成本，特別要注意節(jié)約有色金屬及鋼材

7、。 總的來說，要求接觸網(wǎng)無論在任何條件下，都能保證良好地供給電力機(jī)車電能，保證電力機(jī)車在線路上安全，高速運(yùn)行，并在符合上述要求的情況下，盡可能地節(jié)省投資、結(jié)構(gòu)合理、維修簡便、便于新技術(shù)的應(yīng)用。,接觸網(wǎng)供電方式,接觸網(wǎng)的特點(diǎn)及要求,2020/8/17,4,支柱及基礎(chǔ) 支柱是接觸網(wǎng)中最基本、應(yīng)用最廣泛的支撐設(shè)備，用來承受接觸懸掛與支持設(shè)備的負(fù)荷。接觸網(wǎng)支柱，按其使用材質(zhì)分為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼支柱兩大類。 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱，簡稱為鋼筋混凝土支柱采用高強(qiáng)度的鋼筋，在制造時預(yù)先使鋼筋產(chǎn)生拉力，它比普通鋼筋混凝土支柱在同等容量情況下節(jié)省鋼材、強(qiáng)度大、支柱輕等優(yōu)點(diǎn)。鋼筋混凝土支柱本身是一個整體結(jié)構(gòu)

8、，不需另制基礎(chǔ)。,支柱及基礎(chǔ),鋼柱以角鋼焊成架結(jié)構(gòu)，具有支柱較輕、強(qiáng)度高、抗碰撞、安裝運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)安裝使用地點(diǎn)不同，鋼柱的型號規(guī)格及外形結(jié)構(gòu)也不同。,混凝土支柱,混凝土支柱基坑,2020/8/17,5,京石客運(yùn)專線設(shè)計采用H型鋼柱。路基區(qū)段設(shè)計采用ZH140和ZH160型鋼柱。 京石客專接觸網(wǎng)支柱基礎(chǔ)設(shè)計跨距約為50m，支柱及拉線基礎(chǔ)中心距線路中心距離按3150mm設(shè)置 更多關(guān)于鋼柱的介紹,支柱按其在接觸網(wǎng)中的作用可分為中間支柱、 轉(zhuǎn)換支柱、 中心支柱、 錨柱、 定位支柱道岔支柱、 軟橫跨支柱、 硬橫跨支柱 及 橋梁支柱等幾種。,H型鋼柱,2020/8/17,6,轉(zhuǎn) 換 柱,鄭西客專中

9、間柱,2020/8/17,7,接觸網(wǎng)支柱的側(cè)面限界,接觸網(wǎng)支柱的側(cè)面限界是指支柱靠線路一側(cè)至線路中心線的距離。它是為了確保行車的安全。 支柱側(cè)面限界任何時候不得小于2440mm；機(jī)車走行線可降為2000mm；曲線區(qū)段適當(dāng)加寬；直線中間支柱一般取為2500mm；軟橫跨支柱一般取為3000mm；軟橫跨支柱位于站臺時，為便于旅客行走，一般取為3000mm。 京石客專側(cè)面限界為3000mm,接觸網(wǎng)支持及定位裝置,支柱裝置用以支持接觸懸掛，并將其負(fù)荷傳給支柱或其它建筑物。支持裝置包括腕臂、平腕臂、懸式絕緣子串，棒式絕緣子及其它建筑物的特殊支持設(shè)備。,平腕臂,接觸網(wǎng)支柱（中間柱）,腕臂,棒式絕緣子,定位管

10、,定位器,2020/8/17,8,定位裝置包括定位管和定位器。其功用是固定接觸線的位置，使接觸線在受電弓滑板運(yùn)行軌跡范圍內(nèi)，保證接觸線與受電弓不脫離，并將接觸線的水平負(fù)荷傳給支柱，定位器有直管定位器、彎管定位器。提速后采用帶減振阻尼裝置的多功能定位器，改善了受電弓的取流特性。,2020/8/17,9,承 力 索,接觸網(wǎng)承力索的作用是通過吊弦將接觸線懸掛起來。承力索還可承載一定電流來減小牽引網(wǎng)阻抗，降低電壓損耗和能耗。 承力索根據(jù)材質(zhì)可分為銅承力索、鋼承力索、鋁包鋼承力索。,承力索,接觸線,承力索,吊弦,鋼承力索圖片,2020/8/17,10,吊 弦,在鏈形懸掛中，接觸線通過吊弦懸掛在承力索上。

11、按其使用位置是在跨距中、軟橫跨上或隧道內(nèi)有不同的吊弦類型，吊弦是鏈形懸掛中的重要組成部件之一。 在鏈形懸掛中安設(shè)吊弦，使每個跨距中在不增加支柱的情況下，增加了對接觸線的懸掛點(diǎn)，這樣使接觸線的弛度和彈性均得到改善，提高了接觸線工作質(zhì)量。另外，通過調(diào)節(jié)吊弦的長度來調(diào)整，保證接觸線對軌面的高度，使其符合技術(shù)要求。 普通環(huán)節(jié)吊弦以直徑4mm（一般稱為8號鐵線）的鍍鋅鐵線制成。 提速后采用不銹鋼直吊弦，不銹鋼直吊弦是一個整體吊弦，減小了檢修工作量，提高了接觸懸掛的工作特性。,吊弦,導(dǎo)流環(huán),2020/8/17,11,接 觸 線,接觸線也是接觸網(wǎng)中重要的組成部分之一。電力機(jī)車運(yùn)行中其受電弓滑板直接與接觸摩擦

12、，并從接觸線上獲得電能。性能、接觸線截面積的選擇應(yīng)滿足牽引供電計算的要求。 接觸線一般制成兩側(cè)帶溝槽的圓柱狀，其溝槽為便于安裝線夾并按技術(shù)要求懸吊固定接觸線位置而又不影響受電弓滑板的滑行取流。接觸線下面與受電弓滑板接觸的部分呈圓狐狀，稱為接觸線的工作面。,受電弓,接觸線,接觸線截面圖,受電弓在接觸線下滑行,2020/8/17,12,接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度,接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度是指懸掛定位點(diǎn)處接觸線距軌面的垂直高度，設(shè)計規(guī)范規(guī)定如下： 最高高度：不大于6500mm。 最低高度：（1）區(qū)間、站場：一般中間站和區(qū)間不小于5700mm。編組站、區(qū)段站及配有調(diào)車組的大型中間站，一般情況不小于6200mm。確有困難時可

13、不小于5700mm。（2）隧道內(nèi)（包括按規(guī)定降低高度的隧道口外及跨線建筑物范圍內(nèi)）：正常情況（帶電通過5300mm超限貨物）不小于5700mm。困難情況（帶電通過5300mm超限貨物）不小于5650mm。特殊情況不小于5250mm。接觸線高度的允許施工偏差為30mm。 兩個相鄰懸掛點(diǎn)接觸線高度施工偏差不得大于10mm，接觸線安裝應(yīng)平直，保證良好受流。上部安裝及懸掛調(diào)整時不得給接觸線施加外力，禁止踩踏接觸線。,接觸線架設(shè) 先進(jìn)工藝 及設(shè)備,2020/8/17,13,之字值和拉出值,定位器將接觸線固定在正確的位置上就叫定位，定位器定位線夾與接觸線固定處叫定位點(diǎn)。定位點(diǎn)至受電弓中心運(yùn)行軌跡的水平距離

14、，在直線區(qū)段叫之字值，在曲線區(qū)段叫拉出值，之字值和拉出值的作用是使受電弓滑板工作均勻，并防止發(fā)生脫弓和刮弓事故。 在直線區(qū)段受電弓中心與線路中心重和，接觸線之字值沿線路中心對稱不止，其標(biāo)準(zhǔn)為300mm。提速后為200250mm之間；拉出值350450mm之間。 在曲線區(qū)段，拉出值和曲線半徑大小有關(guān)。,2020/8/17,14,絕 緣 子,絕緣子用以懸掛并對接地體保持電氣絕緣。 接觸網(wǎng)上所用的絕緣子一般為瓷質(zhì)的，即在瓷土中加入石英和長石燒制而成表面涂有一層光滑的釉質(zhì)。 接觸網(wǎng)上使用的絕緣子按結(jié)構(gòu)分成 懸式 和 棒式 絕緣子兩類：按絕緣子表面長度（即泄漏距離）又可分成普通型和防污型兩種。近年來，大

15、量推廣采用了鋼化玻璃懸式絕緣子，這種絕緣子機(jī)械強(qiáng)度高（為瓷質(zhì)絕緣子的23倍）、電氣性能好（在沖擊波作用下其平均擊穿強(qiáng)度為瓷絕緣子的3.5倍）、使用壽命長、不易老化、維護(hù)方便，具有良好的自潔性，它的最大特點(diǎn)是“零值自破”，即當(dāng)絕緣子失去絕緣性能或機(jī)械過負(fù)荷時，傘裙就會自動破裂脫落，容易發(fā)現(xiàn)，可及時進(jìn)行更換。我國近年來研制并使用了E?1型環(huán)氧樹脂絕緣子，氟塑料和硅橡膠盤棒式絕緣子和半X?，5型、半TX-25型半導(dǎo)體釉絕緣子。半導(dǎo)體釉絕緣子大幅度延長了絕緣子清掃周期，提高了供電的可靠性 ，試用效果良好，但是存在泄漏電流較大等缺點(diǎn)。較為理想的新型絕緣子是復(fù)合式聚合絕緣子。這種絕緣子由兩種聚合材料結(jié)合制

16、成，一種材料提高機(jī)械強(qiáng)度，另一種材料提高絕緣性能，使復(fù)合式聚合絕緣子可以滿足機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性能好、耐沖擊、耐電弧重量較輕等的要求，這也是未來絕緣子發(fā)展的方向。,懸式絕緣子,棒式絕緣子,2020/8/17,15,中 心 錨 結(jié),在錨段的適當(dāng)位置將接觸懸掛固定。這種固定裝置稱為中心錨結(jié)。在兩端裝有補(bǔ)償器的錨段里，必須加設(shè)中心錨結(jié)，其布置原則是盡量使中心錨結(jié)兩端張力相等，直線曲段中心錨結(jié)設(shè)在錨段中部，曲線曲段、曲線半徑相同的整個錨段仍設(shè)在錨段中部，當(dāng)錨段處于直線和曲線共有區(qū)段且曲線半徑不等時，應(yīng)設(shè)在靠曲線多，半徑小的一側(cè)。 中心錨結(jié)的作用與結(jié)構(gòu) 安設(shè)中心錨結(jié)后，由于接觸線和承力索在中心錨結(jié)處系死固

17、定（防串中心錨結(jié)除外），因此，當(dāng)溫度變化時，錨段兩端的補(bǔ)償器只能使線索由中心錨結(jié)處分別向兩端移動，不致向一端溫滑動。保證線索張力均勻，并使接觸線工作狀態(tài)良好，同時能縮小事故范圍。當(dāng)錨段一端的接觸線發(fā)生斷線時，不致影響錨段另一端接觸線，以利于搶修和縮短事故停時。 運(yùn)行實(shí)踐表明：接觸網(wǎng)發(fā)生斷線事故情況較少，即使發(fā)生事故，影響范圍也僅為34個跨距，而只要裝設(shè)中心錨結(jié)，就使接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是在站場內(nèi)，全補(bǔ)償中心錨結(jié)，在提出下錨時要穿過很多股道，使站場中心部分拉線縱橫交錯，影響站場工作人員的作業(yè)和行人安全，同時也影響站場的美觀，困此我國從京秦線開始，以后設(shè)的線路站內(nèi)都采用防止接觸懸掛串動而不考慮斷線

18、的中心錨結(jié)，即采用防止串動的中心錨結(jié)。 中心錨結(jié)按結(jié)構(gòu)可分為：半補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)，全補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)，站場防串中心錨結(jié)等。,2020/8/17,16,接 觸 網(wǎng) 線 岔,列車在運(yùn)行中，當(dāng)運(yùn)行到兩條鐵路交叉處，由一股道過渡到另一股道上運(yùn)行時，要經(jīng)過道岔設(shè)施達(dá)到轉(zhuǎn)換。在電氣化鐵路區(qū)段的站場內(nèi)兩個股道交叉處，為了使電力機(jī)車受電力由一股道順利過渡到另一股道，在兩條鐵路交叉的上空相應(yīng)有兩支匯交的接觸線，在兩支匯交接觸線的相交處用限制管連接并固定的裝置稱為線叉，又稱等空轉(zhuǎn)轍器或空中轉(zhuǎn)換器。線岔的作用是在轉(zhuǎn)轍的地方，當(dāng)一組接觸懸掛的接觸線被受電弓抬高時，另一組懸掛的接觸線也能同時被抬高，從而使它與另一接觸線產(chǎn)生高差h。高差隨著受電弓靠近始觸點(diǎn)而縮小，到達(dá)始觸點(diǎn)時，高差基本消除而使受電弓順利交接，以使接觸線不發(fā)生刮弓現(xiàn)象。使電力機(jī)車受電弓由一條股道上空的接觸線平滑、安全地過渡到另一條股道上空的接觸線上，從而使電力機(jī)車牽引的列車完成線路轉(zhuǎn)換運(yùn)行的目的。,接觸網(wǎng)線岔的結(jié)構(gòu) 接觸網(wǎng)線岔是由一根限制管、兩個定位線夾和固定限制管的螺栓組成，其結(jié)構(gòu)是用一根限制管將相交的兩支接觸線上下相互貼近，限制管的兩端用定位線夾和螺栓固定在下面那根接觸線上。如果是非正線相交，一般是交叉點(diǎn)距中心錨結(jié)或硬錨近者在下面；若是和正線相交，正線在下面。上面的接觸線應(yīng)能在限