接触网基本知识

接触网组成第一节接触网的组成接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路，它由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础等几部分组成，如下图所示。一、接触悬挂•接触悬挂包括接触线，吊弦，承力索和补偿器及连接零件，接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其作用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。电力机车运行时，受电弓顶部的滑板紧贴接触线摩擦取流。为了保证滑板的良好取流，接触悬挂应达到下列要求：•（1）接触悬挂的弹性应尽量均匀，即悬挂点间的导线，在受电弓抬升力作用下，接触线的升高应尽量相等，且接触线在悬挂点间应无硬点存在。•（2）接触线对轨面的高度应尽量相等，若受悬挂条件限制时，接触线高度变化应避免出现陡坡。•（3）接触悬挂在受电弓压力及风力作用下应有良好的稳定性，即电力机车运行取流时，接触线不发生剧烈的上、下振动。在风力作用下不发生过大的横向摆动，这就要求接触线有足够的张力，并能适应气候的变化。•（4）接触悬挂的结构及零部件应力求轻巧简单，做到标准化，以便检修和互换，缩短施工及运行维护时间。具有一定的抗腐蚀能力和耐磨性，以延长使用年限。•另外，要结合国情尽量节省有色金属及钢材，降低造价。二、支持装置•支持装置包括腕臂、水平拉杆（或压管）、悬式绝缘子串、棒式绝缘子及吊挂接触悬挂的全部设备。•我们管辖范围内没有使用水平拉杆安装，而是平腕臂。•有点：支撑装置稳定性好，抗风能力强。•支持装置作用：，并将接触悬挂负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。•支持装置结构应能适应各种场所，尽量轻巧耐用，有足够的机械强度，方便施工和检修。三、定位装置•定位装置包括定位管、定位器、支持器及其连接零件。•作用是固定接触线的位置，在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，使接触线磨耗均匀，同时将接触线的水平负荷传给支柱。•定位方式：正定位四、支柱与基础•支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。•我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，•基础是对钢柱而言的，即钢支柱固定在地下用钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。•反定位•软定位•软定位用于小半径曲线外侧支柱上，由弯管定位器通过两股Φ4.0mm镀锌铁线拧成的“软尾巴”固定在绝缘腕臂上的定位环里。软定位方式只能承受拉力，且承受拉力较大，但不能承受压力。为了防止拉力过小定位器下落，它一般用于曲线半径R≤1000m的曲线外侧支柱上。如下图•双定位•双定位用于锚段关节中的转换柱、中心柱、站场线岔处的道岔柱、站场线岔处的软横跨以及特殊支柱定位中的定位•简单定位•简单定位的定位器是直接与腕臂连接的，这种方式应用较少，多用于锚段关节中。另外还有一种简单定位称之为单拉手定位，在曲线半径R≤600m的曲线区段可采用。如下图所示。接触网计算•1、拉出值的计算；•2、定位偏移的计算；•3、拉出值“之”字力的计算；•4、补偿a、b值计算：计算•某线路曲线半径R=400m，接触线高度H=6000mm，外轨超高h=75mm，轨距L=1450mm，相邻两跨距长度均为45m，当中间一支柱折断后，将定位甩开。导线高度足够送电需要，相邻两支柱处拉出值保持400mm不变，问送电后电力机车是否需要降弓通过？•解：跨中导线对受电弓中心偏移值x：•因为跨中导线对受电弓中心偏移值为2130mm大于受电弓允许最大范围的一半625mm。所以送电后电力机车必须降弓通过。)(2130)(13.24.0400245222mmmaRLayx曲线处中间柱定位甩开，接触线偏离原定位点的距离计算RLy22计算“之”字值或拉出值（即接触线在定位点处距受电弓中心的距离）可用下列公式确定：a=m＋c•m—导线定位点到线路中心距离（mm）。•m值有正、负之分，当接触线定位点位置投影在线路中心线与外轨间时，m值为正（在现场检调时，使接触线位置向外轨方向移动叫做“拉”）；当在线路中心线与内轨间时，m值为负值（在现场检调时，使接触线位置向内轨方向移动叫做“放”）•C–线路中心线与受电弓中心线的距离（mm)•h一线路曲线外轨超高值（mm）。•在曲线区段，为解决列车在圆周运动中产生的离心力，故将曲线外轨抬高，称为外轨超高。外轨超高值由线路上列车可以通过的最大速度和线路曲线半径而定。可按下式计算：。LHhCRVh2max6.7定位器偏移计算•E=L×α×（TX－Tp）•式中，E—定位器偏移值（m）。•L—定位器至中心锚结的距离（m）。•α—线胀系数（1／0C）。（如TCG—110、85的α值为17×10-6）•TX—调整时的温度（0C）。•Tp—平均温度（0C）直线定位“之”字力计算•式中，PZ—直线定位“之”字力（kN）。•Tj—接触线张力（kN）。•a—定位拉出值（m）。•L—跨距长度（m）。若支柱两侧跨距不等时，则L=（L1+L2）/2。LaTPjZ4曲线水平力（拉出值力）的计算•式中，PRC—承力索在曲线上产生的水平力（kN）。•PRj—接触线在曲线上产生的水平力（kN）。•Tj—接触线张力（kN）。•TC—承力索张力（kN）。•R—曲线半径（m）。•L—跨距长度（m）。若支柱两侧跨距不等时，则L=（L1+L2）/2。RLTPCRCRLTPjRj第二节接触悬挂的类型•一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。•一、简单接触悬挂•简单接触悬挂（简称简单悬挂）系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。它在发展中经历了未补偿简单悬挂、季节调整式简单悬挂、带补偿装置及弹性吊索式简单悬挂。•简单悬挂由于其导线的张力和弛度随气温的变化较大，导线的弹性不均匀，不利于电力机车高速运行时取流，所以我国只在部分线路上采用。•二、链形悬挂•链形悬挂是一种运行性能较好的悬挂形式。它的特点是接触线通过吊弦悬挂在承力索上，承力索通过钩头鞍子或悬吊滑轮悬挂在支持装置的腕臂上。使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，通过调整吊弦长度使接触线在整个跨距内对轨面的高度基本保持一致。减小了接触线在跨距中的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行时取流的要求。•链形悬挂根据线索的锚定方式，可分为下列几种形式•未补偿简单链形悬挂这种悬挂方式的承力索和接触线两端无补偿装置，均为硬锚。因此，在温度变化时，承力索和接触线的张力、弛度变化较大，一般不采用。•半补偿简单链形悬挂•在半补偿简单链形悬挂中，接触线两端设补偿装置，承力索两端为硬锚，如下图所示。•缺点：吊弦容易松弛、偏移，不能保证接触线高度一致，拉弧容易烧坏接触线，严重影响电力机车取流，因为气温变化造成，不利于高速运行。•全补偿链形悬挂，即承力索和接触线两端下锚处均装设补偿装置，如下图所示。•全补偿链形悬挂在温度变化时，由于补偿装置的作用，承力索和接触线的张力基本不发生变化，弹性比较均匀，有利于机车高速取流。因此，得到广泛使用。•全补偿链形悬挂也分为全补偿简单链形悬挂和全补偿弹性链形悬挂两种形式。区别这两种悬挂形式的方法同半补偿链形悬挂一样。行车速度较高的线路，多采用全补偿弹性链形悬挂。•管内：采用全补偿简单直链形悬挂线索使用选表序号线索名称材料名称型号用途张力1承力索1×37／1×19铜合金JTM150／95／70正线／正线／侧线15KN2接触线铜银合金CTAH150／120／85正线／正线／侧线18／15／10KN3接触线铜锡合金CTS150／120／85正线／正线／侧线18／15／10KN4供电线F铝包钢铝绞线LBGLJ—240（300）接触网输入线15KN5正馈线AF铝包钢铝绞线LBGLJ—24015KN6回流线NF铝包钢铝绞线LBGLJ—185牵引电流回流变所12KN7架空地线GW铝包钢铝绞线LBGLJ—70支柱保护7KN8下锚拉线钢芯铝绞线LGJ-100、120、80、70下锚拉线，35KN9吸上线铝线单VLV185、双VLV185连接回流线／10软横跨绳铝包钢铝绞线LBGJ—70／50、GTJ软横跨根据股道数定11中心锚结1×19铜合金JTM95／70承力索／接触线15／10KN12接地跳线铝绞线LGT—70连接NF、AF线13保护线PW铝包钢铝绞线LBGLJ—120用于AT供电10KN14中性线N铝包钢铝绞线LBGLJ—300用于迂回山区15KN15捷接线钢芯铝绞线LGJ-120缩短电流流动路径•铜的名称及其主要成份？•①纯铜：也叫紫铜或者电解铜；②黄铜：只含锌的黄铜;③复杂铜：除锌外，还有铅、锡、铁、铝、硅、镍等；④青铜：主要指铜锡合金，锡属于稀缺金属；⑤白铜：主要以镍为主铜合金。•5、杂质及微量元素对铜性能的影响•①氧的影响:铜中的氧，可稍提高铜的强度，降低铜的塑性和疲劳极限，铜的电导率影响不大。空气中的氧，氧化铜的表面，形成铜绿；•②氢的影响：氢在铜的液态时有很大的溶解度，在铜凝固时会形成气孔，从而导致铜制品的脆性和表面起皮、产生裂纹；•③硫的影响：降低铜的电导率和热导率，极大降低铜的塑性，明显改善铜的可切削性；•④铁的影响：细化铜晶粒、延迟铜的再结晶过程、提高强度和硬度；不利:降低铜的电导率和塑性，使铜具有铁磁性；•⑤镁的影响：铜镁合金接触线的镁含量最高为０．６％，微量镁使铜的电导率略有下降，但能提高铜的高温氧化能力；•６、改进方法：•①加入0.1％的银所形成的银铜合金，可明显改善接触线的抗热性能，再结晶度比电解铜高，同时可减少线索蠕变，且电气性能相当；•②加入０.５％的镁所形成的镁铜合金，具有良好的热和机械性能，但其电气性能较差，可通过增大载流承力索的面积和架设加强线索弥补；接触网的冰害及其防护•1过荷载：接触悬挂的实际重量超过设计值,从而导致接触网机械和电气事故。•2不同期脱冰或不均匀覆冰事故•相邻跨距的导线覆冰不均或脱冰不同步，会产生张力差,使导线在线夹内滑动。不均匀覆冰产生的张力差是静负荷,故线索断口有缩颈现象；不同期脱冰产生的张力差是动负荷,线股断口无缩颈现象。脱冰会使导线跳跃,。•3绝缘子串冰闪事故•绝缘子覆冰或被冰凌桥结后，绝缘强度下降,泄漏距离缩短,融冰时,绝缘子的局部表面电阻增加,形成闪络事故,闪络发展过程中持续电孤烧伤绝缘子,引起绝缘子绝缘强度降低。•4导线覆冰舞动事故•因导线不均匀覆冰,在风的作用下产生舞动,覆冰导线的低频高幅舞动会造成金具损坏,导线断股,相间短路及杆塔倾斜或倒塌等严重事故。•电力输电线有舞动幅度达10m，接触线的舞幅可使悬挂侧翻到支柱一侧！第二章接触网设备与结构•第一节支柱•支柱：作用是承受接触悬挂及支持设备的负荷，并将接触悬挂固定在规定的高度上。•按材质分类：预应力钢筋混凝土支柱和钢柱两大类。•H—钢筋混凝土支柱；•8.7—支柱露出地面以上的高度（m）；•3—支柱埋入地下的深度（m）。•60—垂直于线路方向的支柱容量（kN·m）；•250—顺线路方向的支柱容量（kN·m）；37.825060H等径圆形支柱•有点：它又称为超高强度等径预应力钢筋混凝土支柱，这种支柱上、下等径。它与横腹杆式支柱相比，制造机械化程度较高、生产周期较短、运输方便、损耗率低、制造长度较灵活。•缺点:钢筋沿周边布置，支柱受力无方向性，材料消耗量稍多，攀登支柱较困难，维修也不便•等径圆形支柱有Φ400mm和Φ350mm两种，分为一般支柱、锚柱和超长支柱。•一般支柱，高度在11m，标准弯矩值为60~300kN·m、80kN·m和100kN·m三种。•锚柱，高度在11m，标准弯矩值为60~300kN·m、80~300kN·m两种。高度在13.5m，标准弯矩值为80~300kN·m一种。•超长支柱，高度在16.5m，由下段14m和上段2.5m两段组装而成。（二）支柱按用途分类•支柱按其在接触网中的作用可分：中间支柱、转换支柱、中心支柱、锚柱、定位支柱、道岔支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及桥梁支柱等几种。图为以上各种支柱安设位置图。一、电力机车