第1講接觸網(wǎng)概述

接觸網(wǎng)專題講座.接觸網(wǎng)專題講座.董昭德11講第1頁共6頁11.1接觸網(wǎng)的定義、特點、分類及組成接觸網(wǎng)的定義接觸網(wǎng)是電氣化軌道交通所特有的、沿路軌架設的、為電力機車或電動車組供給電能的特別供電線路，是電氣化軌道交通牽引供電系統(tǒng)的重要組成局部。接觸網(wǎng)的根本特性接觸網(wǎng)具有明顯的環(huán)境空間特性接觸網(wǎng)沿路軌架設，線路四周的各類建筑物、電力輸電設施、通訊信號線路與接觸網(wǎng)之間相互影響，接觸網(wǎng)的設計、施工、運營都須充分考慮這種影響，將其削減至最低程度。接觸網(wǎng)具有明顯的氣候特性接觸網(wǎng)是沿鐵道線架設的露天設備，大氣環(huán)境(溫度、濕度、氣候變化、環(huán)境污染)嚴峻影響其運營狀態(tài)。大氣溫度、濕度、冰雪、大風、大霧、污染、雷電等氣象條件對接觸網(wǎng)的作用格外明顯，接觸網(wǎng)的機電參數(shù)，如線索弛度、線索張力、懸掛彈性、零部件的機械松緊度及空間位置、設備的絕緣強度、線索的載流力量等都會隨氣象條件的變化而變化，突然的氣候變化還可能造成重大行車事故。。接觸網(wǎng)具有明顯的無備用特性接觸網(wǎng)沿鐵道線架設、分布區(qū)域廣、加之必需與受電弓滑動接觸才能將電能輸送給電力牽引機車，因此、從技術上無法實現(xiàn)接觸網(wǎng)的備用。無備用性打算了它的脆弱性和重要性，一旦消滅事故，必將影響列車運行，造成肯定的經(jīng)濟損失。解決這一問題的最好途徑有二：從技術上提高接觸網(wǎng)的牢靠性；從運營維護上加強現(xiàn)代化檢測手段，真正實現(xiàn)接觸網(wǎng)的狀態(tài)修。接觸網(wǎng)具有明顯的機電特性接觸網(wǎng)是一電力輸電線，它具有電力輸電線所具有的一切特性，但它又有一般電力輸電線所不具備的特別性，這種特別性是由弓網(wǎng)系統(tǒng)的特別性所打算的，弓網(wǎng)關系要求接觸網(wǎng)必需具有穩(wěn)定的空間構造，穩(wěn)定的動靜態(tài)特性、足夠高的波動速度，為此、這接觸網(wǎng)應具備良好的機械性能。因此、接觸網(wǎng)不僅要滿足電氣性能的要求，也應滿足機械性能的要求，它是一個浩大的機電系統(tǒng)，具有明顯的機電特性。接觸網(wǎng)具有明顯的負荷不確定性接觸網(wǎng)所擔當?shù)碾娏恳摵墒且苿拥?、不穩(wěn)定的和隨機的，負荷變化使接觸網(wǎng)常常承受較大沖擊，為保證接觸網(wǎng)正常運行，接觸網(wǎng)必需具備較強的過負荷力量。負荷不確定性對接觸網(wǎng)的壽命和安全造成較大的負面影響?！?〕接觸網(wǎng)具有明顯的多學科復合特性從理論爭論看，接觸網(wǎng)不僅涉及電氣工程和機械工程的相關學問，還涉及彈性力學、振動力學、計算機仿真學(弓網(wǎng)受流理論)；概率與數(shù)理統(tǒng)計和專家智能系統(tǒng)(弓網(wǎng)故障分析)；地質(zhì)學(接觸網(wǎng)下部工程)；理論力學、材料力學、構造力學、材料學(構造分析與優(yōu)化、材料應用)；電磁兼容技術、噪音防護技術、動物保護學問(環(huán)境保護)等多門學科的相關學問，因此、接觸網(wǎng)具有典型的多學科復合特性。牽引供電對接觸網(wǎng)的根本要求接觸網(wǎng)的六大特性打算了它的重要性、簡單性和薄弱性，為使接觸網(wǎng)能正常牢靠地向電力牽引機車供給電能，接觸網(wǎng)在電氣、機械、環(huán)境等方面應滿足以下根本要求：能全天候不連續(xù)地正常牢靠地向電力牽引機車供給電能；能確保障人員和設備的安全，并高效、牢靠、穩(wěn)定地運行；有良好的機械特性，在設計條件下具有牢靠的穩(wěn)定性和良好的弓網(wǎng)特性；有良好的電氣特性，能滿足牽引頂峰時牽引負荷對牽引電能的需求和必要的過負荷力量；零部件和設備的空間位置不影響受電弓(取流靴)正常取流；網(wǎng)上零部件和設備的質(zhì)量輕且分布均，無硬點，懸掛彈性均勻；接觸網(wǎng)的零件、設備、線索具有良好的防腐性，使用壽命較長；接觸線質(zhì)量輕、抗拉強度高、電導率高、具有良好的波動特性；接觸線與受電弓滑板之間具有良好的互磨特性；構造簡潔、零部件型號統(tǒng)一，便于施工和修理；在最高運行速度下，弓網(wǎng)離線率應在可容許的范圍內(nèi)；對其四周環(huán)境的干擾(電磁干擾和噪音干擾)應在掌握范圍之內(nèi)。接觸網(wǎng)的類別接觸網(wǎng)有狹義和廣義之分，從狹義上講，接觸網(wǎng)主要指柔性架空接觸網(wǎng)，英文叫做“OverheadContactSysteContactLin從廣義上分，接觸網(wǎng)有地面接觸軌式和軌道上方架空式兩大類。地面接觸軌式接觸網(wǎng)有“第三軌供電+走行軌回流”和“第三軌供電+第四軌回流”兩種供電形式。架空式接觸網(wǎng)有柔(彈)性架空接觸網(wǎng)和剛性架空接觸網(wǎng)兩大類。剛性架空接觸網(wǎng)有“匯流排+接觸線”和“架空接觸軌”兩種形式。剛性架空接觸網(wǎng)和接觸軌具有構造緊湊、占用凈空小、維護便利，但彈性較差的特點，廣泛應用于運行速度較小的地鐵和輕軌交通中。柔(彈)性架空接觸網(wǎng)有簡潔懸掛和鏈形懸掛兩大類；柔性架空接觸網(wǎng)具有較好的彈性，適合高速受流對弓網(wǎng)彈性的要求，因而廣泛應用于干線電氣化鐵路。柔性架空接觸網(wǎng)在城市軌道交通中亦有廣泛應用，由于城軌交通承受DC1500或DC3000供電，供電電壓低、牽引電流大，因而其構造和技術要求與干線鐵路有肯定差異。鏈形懸掛架空接觸網(wǎng)可依據(jù)承力索的數(shù)目分為：單鏈形懸掛(1根承力索)，雙鏈鏈形懸掛(2根承力索)，復鏈形懸掛(3根及以上承力索)；可依據(jù)定位點處是否安裝彈性吊索分為簡潔鏈形和彈性鏈形；可依據(jù)承力索與接觸線在空中的相對位置分為：直鏈形、半斜鏈形和斜鏈形；可依據(jù)承力索和接觸線的補償狀況分為：全補償和半補償鏈形懸掛。為滿足裝卸大型集裝箱作業(yè)的需要，我國目前預備在一些大型貨場的貨物裝卸線上承受上部移動式架空式剛性接觸網(wǎng)。剛性架空接觸網(wǎng)的組成及典型構造柔性架空接觸網(wǎng)的組成及典型構造柔性架空接觸網(wǎng)一般包括支柱與根底〔隧道內(nèi)為倒立柱或埋入桿件、支持裝置、定位裝置、接觸懸掛以及供電關心設備五大局部。支柱與根底是接觸網(wǎng)的重要承力設備，它承受接觸網(wǎng)的全部機械負荷并將其傳遞給大地。因此、支柱及根底必需穩(wěn)定牢靠，不發(fā)生偏移和位移，強度能滿足安全要求。支持裝置承受定位裝置和接觸懸掛的全部機械負荷，并將該負荷傳遞給支柱。支持裝置有腕臂柱支持、軟橫跨支持、硬橫跨支持、隧道支持和鋼架式橋梁支持等幾種形式。腕臂柱支持有柔性支持和剛性支持兩種構造形式，如圖3.4-1〔a〕柔性支持 (b)剛性支持3.4-1柔性架空接觸網(wǎng)的根本組成接觸網(wǎng)專題講座.接觸網(wǎng)專題講座.董昭德11講第1頁共6頁射因數(shù)和增加因數(shù))好，便于施工和修理的特點，在高速接觸網(wǎng)中得到廣泛應用。定位裝置由定位管、定位器、支持器、定位線夾、定位環(huán)以及定位鉤等零部件組成，它將接觸線固定在弓網(wǎng)受流所必要的空間位置。對支持裝置和定位裝置的要求是構造簡潔、穩(wěn)定，絕緣安全牢靠，零部件少而輕、防腐性能好、便于裝配和調(diào)整。接觸懸掛由接觸線、承力索、吊弦等線索和設備組成，其作用是傳輸電能并擔當肯定的過負荷電流和短時短路電流所引起的過熱；機械上應能：承受重張力補償以及附加負載造成的機械負荷；另外、高速受流還要求接觸懸掛應具備較高的波動傳播速度、均勻的彈性、穩(wěn)定的幾何空間構造，良好的摩擦學特性〔主要指接觸線與受電弓滑板之〕供電關心設備包括分段絕緣器、分相絕緣器〔僅用于常速單相溝通供電接觸網(wǎng)，高速接觸網(wǎng)一般承受帶中性段的錨段關節(jié)式電分相構造、隔離開關、防雷設備、防電磁干擾設備、接地設備、附加導線等，其作用是提高接觸網(wǎng)供電的安全性和敏捷性。對供電關心設備的要求是性能穩(wěn)定，位置安裝正確，安裝處無硬點，操作敏捷。1、接觸網(wǎng)概述、電氣化軌道交通的起源、進展、供電制式、牽引網(wǎng)供電方式；、接觸網(wǎng)的組成、特點、主要設備、典型構造、供電方式、主要爭論內(nèi)容、進展方向；2、接觸網(wǎng)設計、設計的組成、步驟，氣象條件確實定，計算負載的計算。、自由懸掛線索的機械計算，包括：張力與弛度的關系；線索實際長度計算；狀態(tài)方程的建立；當量跨距、臨界跨距、臨界溫度的概念、意義、作用與計算；安裝曲線的繪制。、鏈形懸掛的機械計算臨界負載和構造系數(shù)的概念、意義、作用、計算；半補償鏈形懸掛狀態(tài)方程的建立；狀態(tài)方程起始條件確實定；安裝曲線計算與繪制。全補償鏈形懸掛的補償安裝曲線，導高變化曲線等。、跨距和錨段長度確實定跨距長度和錨段長度確實定依據(jù)；簡潔懸掛的受風偏移和最大許可跨距計算；鏈形懸掛的受風偏移和最大許可跨距計算；錨段張力差計算；錨段關節(jié)及中心錨結的設置。、支柱受力及支柱裝配計算支柱受力分析及負載計算；支柱容量計算及支柱選用；腕臂穩(wěn)定性校驗；支柱裝配計算。(6)、接觸網(wǎng)施工計算，包括：軟橫跨預制計算，整體吊弦預制計算，腕臂偏移值計算。(7)、根底穩(wěn)定性計算，主要把握棱柱形根底的受力分析及穩(wěn)定性校驗。(8)、平面圖設計，主要包括：平面設計的內(nèi)容、步驟，站場、區(qū)間、隧道接觸網(wǎng)平面布置的方法和技術原則，接觸網(wǎng)CAD3、高速弓網(wǎng)受流技術、高速接觸網(wǎng)的特點、爭論內(nèi)容、爭論方法、進展方向；、高速弓網(wǎng)系統(tǒng)的特性分析，包括：高速受電弓的動靜態(tài)特性，高速受電弓的質(zhì)量歸算方法，高速弓網(wǎng)系統(tǒng)的振動方程及其振動特性分析，弓網(wǎng)接觸壓力分析與計算、高速接觸網(wǎng)的動靜態(tài)特性(懸掛彈性計算、接觸線坡度計算、波動速度計算)等內(nèi)容。、高速弓網(wǎng)系統(tǒng)受流質(zhì)量評價體系及其相關參數(shù)計算，包括：平均接觸壓力，最高運行速度下接觸力最大標準偏差，最高運行速度下的燃弧率，定位器允許抬升量與最大抬升量之比值等內(nèi)容。、弓網(wǎng)相互作用動力學分析，計算機仿真，弓網(wǎng)參數(shù)協(xié)作，主要包括：弓網(wǎng)動力學模型的建立與仿真，弓網(wǎng)參數(shù)對受流的影響分析，弓網(wǎng)參數(shù)的協(xié)作關系分析。4、接觸網(wǎng)施工(1)、接觸網(wǎng)施工的組織治理和技術治理。(2)、接觸網(wǎng)施工的主要內(nèi)容和根本程序。(3)、接觸網(wǎng)主要施工工法，包括：立桿與整正，承力索和接觸線的架設，接觸懸掛的調(diào)整。5、安全運營、接觸網(wǎng)運營治理機構。、接觸網(wǎng)運營治理的主要內(nèi)容和規(guī)章制度。(3)、接觸網(wǎng)信息治理系統(tǒng)。6、接觸網(wǎng)檢測技術(1)、接觸網(wǎng)檢測概述，包括：檢測方法，檢測內(nèi)容。(2)、主要參數(shù)的檢測原理。(3)、檢測參數(shù)的評價與處理。(4)、接觸網(wǎng)檢測車。接觸網(wǎng)的進展方向高速、重載、大密度運輸是電氣化軌道交通進展的必定，為適應這種進展的需要，接觸網(wǎng)必需具備較高的電氣載流量和較低的電阻抗，均勻的懸掛彈性和較高的波動速度。因此、提高接觸網(wǎng)的電氣載流量、改善接觸懸掛的彈性、提高接觸網(wǎng)的波動速度是接觸網(wǎng)進展的方向。一、改善接觸懸掛的彈性接觸懸掛彈性是指接觸網(wǎng)在受電弓抬升力作用下所能抬升的高度，它是影響弓網(wǎng)受流質(zhì)量和接觸網(wǎng)壽命的一個重要參數(shù)。彈性勻均是削減弓網(wǎng)振動，保證受電弓平穩(wěn)取流的重要條為使接觸懸掛的彈性全都，就必需盡量消退接觸網(wǎng)上的集中負載〔硬點。集中負載主要集中在定位器、吊弦線夾、電連接線夾，分段絕緣器、分相絕緣器、接觸線接頭線夾等定位器件、緊固零件和關心設備處。硬點會引起離線、碰弓、打弓等故障。消退硬點的主要方法是承受重量輕，導電性好、機械強度高、耐腐蝕的型接觸網(wǎng)零部件。二、增加接觸網(wǎng)的電氣載流量隨著列車牽引功率的增大，流過接觸網(wǎng)線索中的牽引電流成倍增加，接觸網(wǎng)的網(wǎng)壓降和發(fā)熱成為影響接觸網(wǎng)運營和安全的一大問題。承受電導率高的型接觸線，增加接觸網(wǎng)的附加導線等方法可有效降低接觸網(wǎng)阻抗，提高能源利用率，降低接觸網(wǎng)發(fā)熱，延長接觸網(wǎng)壽命。三、綜合提高接觸網(wǎng)的波動傳播速度接觸網(wǎng)的波動傳播速度是指在瞬間產(chǎn)生的振動沿接觸線傳播的速度，它打算了接觸網(wǎng)的最大受流速度。列車運營速度〔受電弓取流速度〕在接觸網(wǎng)波動傳播速度的65%左右是較為合理的。接觸網(wǎng)波動傳播速度的大小與線索張力和密度比值的平方根成正比，為了提高接觸網(wǎng)波動傳播速度，需增加接觸網(wǎng)的補償張力，降低接觸網(wǎng)線索的密度。因此、承受小密度，高強度和高導電率的型接觸線材是接觸網(wǎng)進展的必定要求。四、加強接觸網(wǎng)的防腐力量由于接觸網(wǎng)的工作環(huán)境特別，接觸網(wǎng)零部件及其線索的防腐力量是必需考慮的，防腐力量強的接觸網(wǎng)不