电气自动化专业毕业论文精伊霍线DK281～293区间接触网平面设计.doc

电气自动化专业毕业论文-精伊霍线DK281293区间接触网平面设计 摘 要电气化铁路因其运输能力强运营成本低能源消耗少和环境污染小等优点受到世界各国的普遍重视成为了当今铁路的发展方向而接触网作为电气化铁路的重要组成部分其状态的优劣直接影响到电气化铁路的运行安全因此合理的接触网设计能够提高接触网系统的可靠性保证铁路生产的正常运行本论文以接触网基本原理为核心首先介绍了接触网的基本组成阐述了接触网各个组成部分的作用和设备论述了高速接触网的技术特征和受流质量指标其次进行接触网的初步设计通过分析比较国内外高速铁路接触网采用的新技术新设备完成对接触网悬挂模式及设备材料的选型并进行相关的设计计算另外按照接触网平面设计程序依据区间接触网平面设计的技术原则完成精伊霍线DK281293区间接触网平面设计在设计过程中充分考虑了设计区间的气象资料和线路条件最后利用CAD软件绘制出接触网平面图并对特殊区段的跨距和支柱容量进行技术校验使设计更加完善合理本文从接触网设计的特点出发结合国内外高速电气化铁路的新技术新材料按照牵引供电设计规范完成了区间接触网的平面设计能够适应列车在高速运行时对接触悬挂的要求关键词电气化铁路接触网平面设计ABSTRACTWith its advantages of stronger transport capacity lower operating costs less energy consumption smaller environmental pollution and so on the electrified railway is universally concerned and has became the railway development orientation The overhead contact system as one of the most important components in the electrified railway its state has been taking great effects on the safe operating of the electrified railway Therefore reasonable design can improve reliability of the system to ensure that the electrified railway would operate safelyThe core of this thesis is contact system principle Firstly the thesis introduces the basic component of contact system expounds the function of each component of contact system and equipment and discusses the technique characteristics of high-speed contact system and flow quality indicators Secondly the article start preliminary design of the system Through the analysis and comparison of the high-speed railway contact system adopted new technology new equipment at home and abroad contact system hanging pattern equipment materials selection are done and related design calculation is completed In addition according to plane design program and the contact of graphic design based on principle the design complete about Jinghe-Yining-Huoerguosi DK281293 graphic design and in the design process it fully consider account of the design range of meteorological information and line conditions Finally the use of CAD software to map the contact system plans and technical calibration is done for special sections of the span and the capacity of the pillar which make a design more reasonable perfectThe thesis base on the characteristics of contact system design and it combine high-speed electrified railway at home and abroad of new technologies new materials in accordance with design specifications of traction power completed the design of contact system system which are able to adapt to high-speed trainKey words the electrified railwaygraphic design目 录1 绪论- 1 -11 电气化铁道接触网的基本概述- 1 -12 国内外高速铁路接触网的发展现状- 2 -13 接触网设计的程序- 3 -14 本设计完成的主要工作- 3 -2 接触网的设备与结构- 4 -21 接触网组成- 4 -22 支柱- 5 -com 支柱分类- 5 -com 钢筋混凝土支柱- 5 -com 钢柱- 6 -23 支持装置- 6 -com 概述- 7 -com 腕臂支持装置- 7 -24 定位装置- 9 -com 定位装置作用- 9 -com 定位装置的形式- 9 -25 接触网线索- 10 -com 接触线- 11 -com 承力索- 12 -26 锚段关节及中心锚结- 12 -com 锚段关节- 12 -com 中心锚结- 15 -3 高速铁路接触网的技术特征和受流质量指标- 17 -31 高速铁路接触网概述- 17 -32 高速接触网技术特征- 17 -33 高速受流技术的质量性能指标- 19 -com 动态标准- 20 -com 静态标准- 21 -4 精伊霍线DK281-293接触网平面设计- 22 -41 工程设计线路概况- 23 -42 气象资料的确定- 23 -com 概述- 23 -com 接触网设计计算气象条件的确定- 24 -com 我国气象区的划分- 25 -43 接触悬挂类型及相关参数的选择- 27 -com 悬挂形式的选择- 27 -com 补偿形式的选择- 28 -com 吊弦形式的选择- 28 -com 弹性吊弦的选择- 28 -com 导线和承力索张力的确定- 28 -com 悬挂断面尺寸的确定- 29 -com 锚段关节与中心锚结- 29 -44 设备选型- 29 -com 线索选型及参数- 29 -com 行车速度的校验- 30 -com 接触悬挂设备选型及参数- 30 -com 补偿装置的选择- 31 -45 设计计算- 31 -com 概述- 31 -com 计算负载- 32 -com 最大允许跨距的确定- 34 -com 锚段长度的确定- 35 -46 区间平面设计- 38 -com 高速接触网平面设计概述- 38 -com 接触网平面设计程序- 39 -com 放图- 40 -com 划分锚段- 41 -com 支柱布置- 41 -com 确定拉出值- 41 -47 平面图表格栏及相关说明- 41 -com 侧面限界- 41 -com 支柱类型- 41 -com 地质情况- 41 -com 基础类型- 41 -com 安装图号- 41 -com 工程数量统计表- 41 -5 技术校验- 41 -51 特殊区段风偏移校验- 41 -52 支柱容量的校验- 41 -com 中间柱容量校验- 41 -com 转换柱容量校验- 41 -com 锚柱容量的校验- 41 -结论- 41 -致谢- 41 -参考文献- 41 -附录A 精伊霍线DK281-293区间接触网平面图- 41 -附录B 接触网支柱的安装图- 41 -1 绪论11 电气化铁道接触网的基本概述在铁路运输中主要有三种牵引形式蒸汽牵引内燃牵引和电力牵引蒸汽牵引是铁路上最早采用的一种牵引形式它是以煤为能源因热效率低燃料消耗大污染环境重严重影响铁路技术经济效能和铁路运输能力的提高从20世纪60年代初开始已逐渐被淘汰内然牵引是在内燃机出现后开始使用的它是以柴油为能源随着电力工业的发展一种新的牵引方式电力牵引应运而生电力牵引是以电能为铁路运输动力能源我们把使用电力牵引的铁路叫电气化铁路这种牵引无论从经济效益运输能力及工作条件诸方面都比前两种优越因此电力牵引将成为今后很长一段时间内铁路牵引动力技术改造的发展方向电气化铁路的牵引动力是电力机车机车本身不带能源所需能源由电力牵引供电系统提供牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分变电所设在铁道附近它将从发电厂经高压输电线送来的电流送到铁路上空的接触网上接触网是向电力机车直接输送电能的设备沿着铁路线的两旁架设着一排支柱上面悬挂着金属线即为接触网它也可以被看作是电气化铁路的动脉电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电能牵引列车运行牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种直流制是将高压三相电力在牵引变电所降压和整流后向接触网供直流电这是发展最早的一种电流制到20世纪50年代以后已较少使用交流制是将高压三相电力在变电所降压和变成单相后向接触网供交流电交流制供电电压较高发展很快我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频25千伏交流制接触网是电气化铁路的主要供电装置之一是一种无备用的户外供电装置经常遭受雨雪风等恶劣天气的影响一旦损坏将中断行车给铁路生产带来损失所以在接触网设计方面提出了以下要求 1 接触悬挂应弹性均匀高度一致在高速行车和恶劣气象条件下能保证正常取流 2 结构应力求简单并保证在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活性 3 寿命应尽量长具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力12 国内外高速铁路接触网的发展现状自从1825年第一条铁路在英国建成以后以其先进技术经济优势迅速风靡世界至今170年已有117个国家和地区修建了130余万铁路随着科学技术和社会经济发展高速铁路应运而生并得到很大发展1964年10月日本建成了世界上第一条高速铁路东海道新干线以210km时速令人瞻目把世界铁路推向新的发展阶段接着德国建成时速为250km的高速铁路法国建成时速为300km的高速铁路不少欧洲国家铁路时速已达200km以上在亚洲美洲有的国家正在积极筹建高速铁路依靠科技进步发展起来的高速铁路使传统的铁路获得崭新的生机展示出光辉的前景我国铁路运输长期以来能力不足在新形势下人们对铁路提出了更高的要求因此提高列车速度是我们面临的紧迫任务是加快中国铁路发展的正确方向我国于1958年建成第一条宝成电气化铁路以来电气化铁路营业里程已超过10000km目前在国内主要干线上旅客列车速度已提高到时速140160km广深准高速铁路运行时速达到200km在秦沈客运专线时速已达到250300km十五期间国家加大了对铁路的投资力度国家修建新线6000公里复线3000公里地方铁路1000公里总投资3500亿将筹建京沪高速铁路将在全国建立八纵八横铁路网主骨架形成以北京上海广州为中心的提速客运网做到300500公里范围内实现朝发夕至12001500公里范围内实现夕发朝至20002500公里内实现一日到达高速列车的运行速度达到200300kmh试验速度将达到350kmh以上十一五期间国家将建9800公里高速客运专线13 接触网设计的程序接触网设计程序和铁路电气化工程的设计阶段相一致1一般按照三个阶段设计有初步设计技术设计和施工设计具体步骤为研究任务书初步设计初步设计文件鉴定技术设计技术设计文件审批施工设计施工配合及处理参加交接验收接触网初步设计是根据国家下达的设计任务书确定接触网建设的技术原则和概算初步设计阶段完成的主要文件是说明书说明书中确定的主要技术原则有线路及车站概况气象条件接触网架设范围悬挂类型平面布置支柱设备及支撑装置附加导线的架设标准接触网维修组织防护措施及存在的问题等并且在初步说明书中应列上主要材料设备表技术设计的目的在于进一步补充完善和修改初步设计或者解决初步设计说明书中提出的各类问题它是对初步设计的深化和完善实际上它是接触网设计中的齐优新问题即设计的内容齐全选择的设备优良采用的技术先进技术设计应包括三个方面技术说明书附表和附图施工设计是根据已批准的初步设计文件进行应完成全部施工图纸经鉴定后作为接触网施工的依据施工设计完成的文件有接触网平面图支柱安装图锚段关节图隧道悬挂安装图附加导线安装图零件图安装曲线全部特殊设计安装图施工设计说明书等14 本设计完成的主要工作参考所查阅的资料根据接触网设计程序首先完成接触网初步设计包括确定设计任务区间的气象资料线路资料分析比较现行的国内外高速铁路接触网确定接触网悬挂模式补偿形式及接触网的相关参数根据设计时速选择合适的材料和设备进而完成相关的设计计算分析线路图进行区间锚段长度的划分和区间支柱的布置确定锚段关节的类型完成接触网平面设计依照接触网平面图图例绘制精伊霍线DK281293区间接触网的平面图完善设计内容对接触网设计区间的特殊跨距支柱容量进行技术校验2 接触网的设备与结构21 接触网组成接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路其由接触悬挂支持装置定位装置支柱与基础组成如图2-1所示图2-1接触网结构图 1 接触悬挂接触悬挂包括接触线吊弦承力索以及连接零件接触悬挂通过支持装置架设在支柱上其功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滑行得到电能简称取流 2 支持结构支持装置用以支持接触悬挂并将其负荷传给支柱或其它建筑物支持装置包括腕臂水平拉杆悬式绝缘子串棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备根据接触网所在区间站场和大型建筑物而有所不同 3 定位装置定位装置包括定位管和定位器其功用是固定接触线的位置使接触线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并将接触线的水平负荷传给支柱4 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在中国接触网主要采用预应力力钢筋混凝土支柱和钢柱其作用时用来承载支柱负荷即将支柱固定在用钢筋混凝土制成的地下基础上由基础承受支柱传送给全部负荷并保证支柱的稳定性22 支柱com 支柱分类接触悬挂是被支柱支持在铁路线上方的支柱有很多种支柱可按其材料支持装置形式用途以及负载条件进行分类目前采用的有预应力钢筋混泥土柱和钢柱我国电气化铁路广泛采用的是预应力钢筋混凝土支柱根据支柱上的支持装置的不同支柱可分为腕臂支柱硬横跨支柱和定位支柱定位支柱仅仅是为了对悬挂导线进行水平固定定位以保证与受电弓中心的距离按用途划分支柱可分为中间支柱转换支柱和锚柱支柱可以分为不带拉线的自承载支柱和带拉线的如果支柱地面的上下两部分是一个整体的话那么这就是整体式不能拆卸的支柱如果这两部分在生产和安装过程中都是分别进行的话那么这就是分离式可拆卸的支柱支柱可以设计成能承受某一固定方向负载的支柱即方向支柱也可以设计成能承受任何方向负载的支柱即等强度支柱com 钢筋混凝土支柱钢筋混凝土支柱有普通钢筋混凝土支柱和预应力钢筋混凝土支柱预应力钢筋混凝土支柱采用高强度钢筋在制造支柱时预先进行预拉伸使其产生预应力它比普通钢筋混凝土支柱在同等支柱容量情况下具有用材少重量轻等特点接触网支柱应尽量采用预应力钢筋混凝土支柱这种支柱与钢支柱相比较其优点是节省钢材同时支柱的地面以下部分代替基础的效用故不需要另浇注基础因而又具有利于施工维护工作量小使用寿命长等诸多优点在我国已广泛推荐使用钢筋混凝土支柱钢筋混凝土支柱广泛使用的是矩形断面的横旗杆支柱目前几乎全部钢筋混凝土支柱都采用预应力钢筋混凝土支柱这种支柱在安装使用之前混凝土处于受压状态而钢筋则处于受拉状态当支柱承受权载以后混凝土里将出现拉应力它等于弯矩引起的拉应力与预压应力之差这样采用混凝土的负载能力就可使支柱的负载能力大大提高受拉层里的钢筋的总张力等于预拉应力和弯矩作用引起的拉应力之和但是这不会使支柱承受负载的能力受到什么限制因为此时钢筋还远没有达到满载钢筋混凝土支柱型号及规格表2-1表2-1 钢筋混凝土支柱型号及规格型号Lmammbmm支柱重量kg迎风面积SH1132675501330204H1082805501260204H1174137051730211H1124257051620211H1224007051840221H1174137051730211com 钢柱目前在接触网工程中特别是较大站场上大量利用钢拄它是由角钢焊接成的立体衍架结构支柱具有重量轻耐碰撞运输及安装方便钢柱型号参考表2-2表2-2 钢柱型号参考表型号Lmammbmm质量kNG92876002371G92876002688G92876003102G952706002470G952706003240G102506002560G102506002910G102506003420钢柱主要用于跨越股道多容量较大的软横跨柱其次用作桥梁墩台上安装3 支持装置com 概述支柱支持装置和定位装置是使接触悬挂导线相对干线路中心保持在所要求的位置上的设备支柱布置在线路的一侧与线路中心保持一定的距离因此为了把导线悬挂到支柱并固定在一定的位置上必须有一套中间装置这就是所谓的支持装置为了使导线在水平面上相对于受电弓中心保持在所要求的位置上需采用定位装置com 腕臂支持装置腕臂安装在支柱上部用以支持接触悬挂并起传递负荷的作用腕臂应配合拉杆或压管使用至于何种情况下采用拉杆或压管则应根据支柱装配情况视腕臂受拉还是受压而定在我国电气化铁路中广泛采用的是旋转绝缘腕臂表2-3 绝缘腕臂类型和规格表型号规格外径mm长度mm重量kg2754827501103048300012031548315012623060300015223156031501602355603550180选取腕臂时其长度与所跨越的线路股道的数目接触悬挂的结构高度支柱的侧面限界和支柱所在的位置直线还是曲线上等因素有关腕臂跨越股道数目越多接触悬挂结构高度越高支柱的侧面限界越大则腕臂就应长大些腕臂按其与支柱之间是否通过绝缘装置分为绝缘腕臂和非绝缘腕臂在我国电气化铁路中最广泛采用的是旋转绝缘腕臂绝缘腕臂类型和拉杆及压管型号的选用如表2-3和表2-4所示表2-4 拉杆及压管型号规格类别水平拉杆压管型号121416182126Y19Y23Y28长度mm120014001600180021002600198523852885质量g21624727931135843887103123绝缘腕臂根据它在线路中的作用和性质分为中间柱非绝缘转换柱绝缘转换柱中心柱锚柱和道岔柱等下面分别阐述 1 中间柱支持装置在中间支柱上只安装一个腕臂悬吊一支接触悬挂并把承力索和接触线定位在所要求的位置上这种支持装置称为中间柱支持装置区间中除锚段关节处的支柱外其余均为中间柱所以中间柱支持装置是用量最大的支持结构形式在线路的直线区段支柱一般立于线路的同一侧但是接触线需要按之字形布置其拉出值一般在支柱点处要变换方向所以定位为一正一反正定位是指拉出值拉向支柱一侧此时定位器受拉拉力产生的弯矩使定位器有向上的趋势当机车受电弓通过定位点时该点向上抬升这样的弹性较好反定位是指拉出值拉向支柱的对侧此时采用图中所示虚线部分的定位方式仍使定位器受拉以产生与上述正定位同样的效果在线路的曲线区段支柱应尽量设于曲线外侧使定位器处于受拉状态在较小曲线半径区段一般采用软定位器结构在大曲线半径区段全部采用正定位器形式 2 非绝缘转换柱支持装置对于三个跨距的非绝缘锚段关节中间的两根支柱称为转换柱它悬吊两支接触悬挂其中一支为工作支另一支为非工作支工作支的接触线与受电弓接触非工作支的接触线抬高约200mm不与受电弓接触通过转换柱拉向锚柱下锚因此转换柱需要安装两组定位器两支接触悬挂的接触线在平面上平行水平距离保持100mm两支接触悬挂在电气上是连通的在靠近锚柱一侧用电连接线连接起来转换柱的悬挂形式有两种一种称为ZFl转换柱工作支靠近支柱侧非工作支远离支柱侧另一种称为ZF2转换柱工作支远离支柱侧非工作支靠近支柱侧 3 绝缘转换柱支持装置在四跨绝缘锚段关节处悬吊两支接触悬挂其中一支为工作支另一支为非工作支工作支的接触线与受电弓接触非工作支的接触线抬高约500mm不与受电弓接触通过转换柱拉向锚柱下锚两支悬挂的接触线在平面图上平行空气间隙为500mm电气上能互相分开转换柱上设有一台隔离开关以实现相衔接的两个锚段在电气上连接或断开绝缘转换支柱的装配应能满足被衔接的两个锚段在电气上应是互相绝缘的所以工作支和非工作支的接触线之间承力索之间在垂直方向和水平方向的投影都必须保持500mm的绝缘距离以保证在风力作用下以及导线振动摆动情况下均不得小于最小的绝缘空气间隙同样在直线区段和曲线区段其装配形式也是不相同的 4 中心柱的支持装置位于四跨绝缘锚段关节的两转换柱之间的支柱称为中心柱用ZJ2表示在中心柱上同样要安装两套支持装置悬吊的两支接触悬挂均为工作支两根接触线为等高当受电弓通过时同时接触两根接触线使之平稳地过渡两支悬挂的接触线在平面上平行空气间隙为500mm电气上能互相分开两支接触悬挂在中心往两侧均经转换支柱向锚支柱下锚中心支柱在直线区段和曲线区段的装配形式也不一样各用ZJ2及QJ2表示中心支柱位于两个绝缘转换支柱的中间中心支柱的装配特点除了具有绝缘转换支柱的电气方面的绝缘要求以外它在结构上保持两组悬挂的两支接触线等高以确保电力机车通过时其受电弓同时接触两根接触线并能从一个锚段平稳地过渡到另一个锚段在电力机车通过时受电弓将短接被绝缘的两个锚段24 定位装置com 定位装置作用定位装置是支持结构中的主要组成部分它是在定位点处对接触线实现相对于线路中心进行横向定位的装置也就是说定位装置的作用就是根据技术要求把接触线进行横向定位在直线区段相对于线路中心把接触线拉成之字形状在曲线区段相对于受电弓中心行迹则拉成切线或割线com 定位装置的形式 1 正定位在直线区段或曲线半径R12004000m区段就采用这种定位方式该定位装置由直管定位器和定位管组成定位器的一端利用定位线夹固定接触线另一端通过定位环与定位管衔接定位管又通过定位环固定在腕臂上 2 反定位反定位一般用于曲线内侧支柱或直线区段之字值方向与支柱位置相反的地方定位器附挂在较长的主定位管上呈水平工作状态主定位管受压力较大为了使定位管保持水平一般用两条斜拉线将定位管吊住固定在承力索上定位器通过长支持器与主定位管连接 3 软定位这种定位装置只能承受拉力而不能承受压力因而它用于曲线1000m的区段定位管及定位器的规格如表2-5和表2-6所示表2-5 普通定位管型号规格表型号适用范围mmmm重量kgJL685 -700正反定位2125700112JL685 -960正反定位2125960152JL685 -1350正反定位21251350202JL685 -960正反定位2675960181JL685 -1150正反定位26751150221表2-6 定位器型号规格表定位器型号焊接套筒形式套管外径mm安装倾斜度总长mm单件重量kg使用范围960有环2125110970151直线或R1000m曲线定位A-960无环2675110970188曲线内侧反定位R1000m定位B-1150无环2675161145220软横跨定位25 接触网线索com 接触线接触线是接触网中直接与受电弓滑板摩擦取流的部分电力机车从接触线上取的电能接触线的材质工艺及性能对接触网起着重要作用接触线制成上部带沟槽的圆柱状沟槽是为了便于安装接触线夹同时又不影响受电弓取流接触线底面与受电弓接触部分呈圆弧状高速接触网要求受流性能好稳定性能好抗张性能好导电性能好电流强度大的接触线因而要求具备下述主要技术性能 1 抗拉强度高为了提高接触线的波动速度因此需相应提高接触线的张力要求抗张强度在500Nmm2左右在考虑选择高强度材料以提高其应力的同时还要注意其线密度要低 2 电阻系数低高速接触网中电流强度较大为此必须要求接触线的电阻率要低一般在工作温度20时电阻率应在001768002范围内以适应流经大电流的需要 3 耐热性能好高速接触网一般都具有列车运行速度高密度大持续时间长的特点因而接触线内长时间流经大电流在持续流过较大的载流量以后自然引起导线发热在温升达到一定程度时导线的材质会软化强度会降低严重时接触线会产生因温度影响形成的蠕动性伸长从而破坏正常的受流因此选择的接触线材质应具有较好的耐热性能一般要求软化点在300以上以适应较高载流量 4 耐磨性能好接触线和受电弓是滑动接触的接触压力大速度高要求接触线具有良好的耐磨性能同时注意其抗腐蚀性能尽量延长接触线的使用寿命 5 制造长度长为了保证高速电气化区段的良好受流消除硬点及断线隐患一般要求在一个锚段内不允许有接头这就要求接触线的制造长度在18002000m以适应锚段长度的需要表2-7 接触线规格表接触线型号标称面积尺寸规格mm单位重量kgmABCD21516519684570925173167132805570744TCG-1101101230979TCG-858510811760760AgCu1201201291299756851082com 承力索承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来要求承力索能够承受较大的张力和具有抗腐能力并且在温度变化时驰度变化较小承力索根据材质一般分为铜承力索钢承力索铝包钢承力索三种规格按照设计时承力索是否通过牵引电流可以将承力索分为载流承力索和非载流承力索铜承力索导电性能好可做牵引电流的通道之一和接触线并联供电降低压损和能耗且抗腐蚀性能高但铜承力索消耗铜多造价高且机械强度低不能承受较大的张力温度变化时驰度变化也大其常用规格见表2-8表2-8 铜承力索规格型号表型号截面积股数与单股直径mm计算直径mm有效电阻km单位重量kgkm制造长度mmTJ-7070192141060286181500TJ-9595192491240208371200TJ-12012019280140015810581000TJ-150150193151580123138880026 锚段关节及中心锚结com 锚段关节接触悬挂中的承力索和接触线在延续到一定的长度后为了满足机械受力方面的要求及方便施工必须分成为一个个相互独立的线段这些相互独立的线段即为接触网的机械分段机械分段的作用是缩小事故范围即当某一个线段发生事故时不影响另一个线段的接触悬挂也便于在线段的两端设张力自动补偿装置必要时还可将其设置成电气上能相互分开的线段同时起电分段的作用接触网进行机械分段的线段称为锚段相邻两个锚段的衔接区段重叠部分称为锚段关节锚段关节的设置使接触网不间断地贯通于全线锚段关节分为三种 1 仅起机械分段作用的称为非绝缘锚段关节该处相邻的两个锚段在电气上是连通的 2 不仅起机械分段作用同时又起同相电分段作用的锚段关节称为绝缘锚段关节 3 带有中性嵌入段既起机械分段的作用又具有电分相功能的称为电分相锚段关节在锚段关节处两锚段的接触悬挂是并排架设的对它的基本要求是当机车通过时应保证受电弓能平滑地由一个锚段过渡到另一个锚段根据锚段关节所起的作用可分为非绝缘锚段关节绝缘锚段关节及电分相锚段关节根据所含跨距数可分为二跨三跨四跨五跨七跨锚段关节 1 三跨非绝缘锚段关节三跨非绝缘锚段关节仅用作接触悬挂在机械方面的分段电气方面仍然相联结此时用电连接线将工作支和非工作支连接起来保证电流通过在这种锚段关节内其承力索和接触线在两转换支柱之间的跨距中心处过渡过渡处两接触线等高且相距100mm非工作支在转换支柱处抬升200mm然后拉向锚支柱抬升500mm去下锚如图2-2所示图2-2三跨非绝缘锚段关节结构 2 四跨绝缘锚段关节四跨绝缘锚段关节除了进行机械分段以外主要用于电分段多用于站场和区间的衔接处这种锚段关节的持点是相邻两锚段的两组悬挂其承力索之间接触线之间在垂直方向和水平方向都彼此相距500mm以保证其电气方面的绝缘在中心支柱处两接触线等高并保证受电弓在由一个锚段过渡到另一个锚段时过渡较平稳其平面布置如图2-3所示图2-3四跨绝缘锚段关节 3 五跨绝缘锚段关节五跨绝缘锚段关节是锚段关节中含有五个跨距主要在高速电气化铁路中应用因为四跨锚段关节在受电弓由一个锚段过渡到另一个锚段时是在中心支柱处转换的在此处虽然可以控制并实现两支接触线等高但在定位点处由于有两个定位器其弹性性能明显变差在此不仅会加大接触线的磨损而且影响受流所以在时速为160kmh以上的电气化线路上绝缘锚段关节都用五跨绝缘锚段关节在技术要求上和四跨绝缘锚段关节相同两悬挂的接触线之间和承力索之间必须保持500mm的绝缘距离很明显其两组悬挂的转换点在中间跨距的中心从而保证过渡平稳如图2-4所示图2-4五跨绝缘锚段关节 4 七跨电分相锚段关节对于高速电气化线路其电分相已不能用常规带有绝缘滑条式的电分相装置因为常规式电分相装置动态特性差在实际应用中会在电分相处形成一连串的硬点不仅会造成接触线磨耗加剧而且严重时会形成火花甚至拉弧烧损接触线当然对高速运行的受电弓也会造成危害或烧伤因而对于160kmh以上的准高速及高速电气化铁路电分相都采用锚段关节的过渡形式以锚段关节的形式实现过电分相使在高速运行时受电弓平稳保证设备良好运行及受流质量com 中心锚结 1 中心锚结的作用及装设中心锚结设在锚段的中部其作用有其一在一个锚段实行两端补偿时可防止补偿器向一侧滑动特别是在具有坡度的线路上设置中心锚结更显得必要其作用和效果也愈加明显其二缩小事故范围当中心锚结的一侧接触线发生断线时不致影响另一侧的接触网且容易排除事故及易于恢复正常运行接触悬挂的每一个锚段它的导线都是独立的线段在正常情况下无论是硬锚还是补偿下锚一个锚段内的导线都是作为整体而工作的导线在温度变化时要伸长或缩短对于两端硬锚的导线纵向不会产生位移导线所产生的伸长都耗散在每一个跨距内两端补偿下锚的导线因导线上各种拉力和阻力不同两端会出现不平衡的拉力从而使导线向一端移动为了防止这种现象的产生以及当锚段内出现断线后能缩小事故范围可以在锚段的约一半长度的一个跨距内锚段中间部位设置中心锚结将该点的导线拉紧固定在任何情况下该点都不会出现偏移中心锚结的形式和结构根据接触网的悬挂类型及安装地点而有所不同设置中心锚节时在直线区段一般尽量设置在锚段的中间部位当含有曲线时中心锚节应靠向曲线较多的部位 2 半补偿中心锚结半补偿链形悬挂的中心锚结其承力索两端都是硬锚纵向不产生位移接触线两端为补偿下锚用锚结绳固定在承力索上使该点接触线也下产生位移中心锚结设在锚段中间部位的一个跨距中间锚结绳的长度L一般应为承力索与接触线间距离的20倍但不得小于15m 3 全补偿中心锚结全补偿链形悬挂的承力索和接触线两端都是补偿下锚均可能因两端张力不平衡而产生移动所以承力索和接触线都要设置中心锚结进行固定其固定形式相当于由半补偿链形悬挂中心锚结与承力索中心锚结两部分组成接触线的中心锚结绳在跨距中间与承力索固定而承力索的中心锚结是在接触线中心锚结所在的跨距内增加一根承力索中心锚结辅助绳在该跨距两端的腕臂上固定后再延长一个跨距拉向另一支柱锚固使该跨距的承力索不产生位移因此承力索中心锚结由三个跨距组成全补偿链形悬挂中心锚结形式如图2-5所示图2-5全补偿悬挂中心锚结3 高速铁路接触网的技术特征和受流质量指标31 高速铁路接触网概述在电气化铁路运行速度日益提高的情况下一般将时速达200kmh或高于200kmh的电气化铁路称为高速电气化铁路将使用于高速电气化铁路的接触网称为高速电气化铁路接触网或高速接触网1964年日本开通了从东京到大阪的时速达200kmh以上的高速列车以后很快引起各个铁路发达国家的重视进入20世纪70年代发展高速铁路的优势已明显地转移到欧洲在20世纪80年代是欧洲电气化铁路发展的年代如今德国法国等国家的高速客运列车最高运行速度已达到300kmh以上实验的最高速度德国ICE在1988年达到407kmh法国的TGV在1990年则创造了515kmh的最高纪录高速电气化铁路必须具有的三大要素 1 具有很高强度的铁路线路及轨道 2 具有能适应高速铁路性能的机车和车辆 3 具有能适应高速运行条件的接触网及与之相适应的受电弓由此可知高速接触网是构成高速电气化铁路的基本条件之一因此在高速运行时对接触悬挂的要求很高概括起来有如下几点 1 具有能够传递强大牵引电流的能力 2 沿跨距内接触线对轨面的高度相对保持一致受电弓沿接触线的运行轨迹基本呈水平状态 3 在受电弓的抬升力作用下甚至在双弓或冲击力作