3-第三章接触网基本知识
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第三章接触网基本知识接触网是电气化铁路牵引供电系统重要装置之一,是牵引网的主体,它的构造及工作状态对列车的运行安全和运行速度影响之大。
第一节接触网的组成接触网由接触悬挂、支持装置、支柱与基础,三部分组成,如图3-1-1所示。
图3-1-1 接触网组成示意图(a)接触悬挂; 1-承力索 2-吊弦 3-接触线(b)支持装置: 4-绝缘子 5-平腕臂 6-斜腕臂 7-定位管 8-定位器(c) 9-支柱 10-轨道一、支柱与基础支柱与基础用于承受支持装置和接触悬挂的全部负载,并将接触悬挂固定在规定的位置。
二、支持装置支持装置用于支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱。
支持装置由棒式绝缘子、腕臂、定位装置及连接零件构成。
要求它具有足够的机械强度、轻巧耐用,便于施工和维修。
三、接触悬挂接触悬挂是架设在铁路上空的输电线路,与机车受电弓摩擦接触,将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
接触悬挂由承力索、接触线、吊弦及连接零件构成。
要求接触悬挂弹性好,高度一致,机械强度高,耐磨、耐腐、耐热性能好,稳定性好,使用寿命长,结构简单,便于安装与维修。
第二节接触悬挂的分类由于列车运行速度不同,接触悬挂的结构形式也较为繁多,按有无承力索分为简单悬挂和链形悬挂。
简单悬挂由支持装置直接对接触线进行悬挂和定位。
它结构简单、施工维修方便、造价低,但接触线高度变化大、弹性差,不适应高速列车运行。
链形悬挂通过承力索悬吊接触线,它弹性均匀,接触线高度一致,稳定性好,适应高速列车运行,在我国电气化铁路中广泛采用。
这里只介绍链形悬挂的类型。
一按终端下锚方式分类链形悬挂按终端下锚的方式分为未补偿、半补偿、全补偿三种。
如图3-2-1所示。
未补偿和半补偿链形悬挂,线索张力和弛度变化大,不适于高速列车运行,故已不采用。
全补偿链形悬挂承力索和接触线都采用补偿装置下锚,当温度变化时,补偿装置能自动调整图3-2-1 线索下锚示意图线索张力,保持线索张力不变。
因此,全补偿链形悬挂具有弹性好、线索张力恒定、接触线高度一致、吊弦偏移小、结构高度低、支柱容量小、施工方便等优点,在我国电气化铁路中广泛应用。
1 接触网的定义电气化轨道交通所特有的、沿路轨架设的、为电力机车或电动车2 接触网的分类广义:接触轨和架空接触网英文 Contact Line狭义:架空接触网英文 Overhead Contact System接触轨分为:第三轨和第四轨按速度分常速120以下中速120~160准高速160~200高速200以上架空接触网包括:刚性悬挂和柔弹性悬挂特殊接触网:可移动,可上下升降,可在特殊情况下斩断3 接触轨特点:占用净空小,维修工作量小,出现意外时的安全性差,主要用于地铁中;刚性悬挂刚性架空接触网有:“接触轨式”、“汇流排+接触线”两类第四轨供电方式为防止车辆漏电造成人身事故,需采用屏蔽门4 T型汇流排接触网5 “II”型汇流排接触网刚性架空接触网由横担、绝缘支撑装置汇流排接触线架空地线等组成;6架空柔性接触网柔性悬挂由支柱与基础、支持装置、定位装置、接触悬挂及电气辅助设备组成;、刚性悬挂的结构与设备1 刚性悬挂的布置原则1汇流排和接触线无补偿张力,靠汇流排的刚度支撑;2锚段长度由自然温度,电流过热温度确定,一般为200~250m;3跨距由速度确定,对于120km/h的最高速度,取8m最佳;4拉出值S值在500m范围内约为±200mm;2 刚性悬挂的安装方式均应能满足水平和垂直方向的调节要求;3 刚性悬挂的断面组成由安装零部件、绝缘子、汇流排和接触线组成;汇流排是刚性悬挂的重要部件4 汇流排的连接每根汇流排长约10m左右,它们之间通过汇流排接头连接构成锚段;5 刚性悬挂的电分段分段绝缘器式用于渡线锚段关节式用于正线6 刚性悬挂的电连接7 刚性悬挂的中心锚结作用:防窜动8 刚性悬挂的补偿方式由于铝合金汇流排和接触线都存在热胀冷缩的物理现象,为了消除因温度变化引起的接触线和汇流排的热膨胀误差,在刚性悬挂的每一个锚段内需安装一个伸缩部件;补偿方式有两种锚段关节式热膨胀元件式9 刚性悬挂的线岔10 锚段关节柔性架空接触网的结构与设备1支柱与基础;2支持装置;3定位装置;4接触悬挂;5供电辅助设备;2 支柱与基础承受接触网的全部负荷并将其传递给大地;根据制作材料分:钢支柱和钢筋混凝土支柱;根据支柱形状分:圆形支柱、方形支柱、H形钢支柱、桁架形钢支柱;根据支柱功能分:中间柱、转换柱、中心柱、下锚柱;软硬横跨柱、定位柱、道岔柱;2支柱基础基础应具备两个条件:有足够的机械强度和良好的稳定性;基础的材料主要是混凝土和钢筋;由于钢筋混凝土支柱下端直接埋入地下成为其基础,因此、基础是针对钢支柱而言的;金属支柱载荷较大,均单设基础;3金属支柱基础的种类与支柱类型及承受载荷大小、地质土壤特性、支柱所处位置有关;3 支持装置柔性架空接触网的支持装置有:腕臂式支持装置;硬横跨式支持装置;软横跨式支持装置;腕臂式支持装置由平腕臂原为水平拉杆和斜腕臂及其连接零件组成;1腕臂腕臂安装于支柱上方支持定位装置及接触悬挂,由于腕臂的主要作用是支撑和传递力负荷,要求其具备足够的机械强度且结构简单,易于安装;根据腕臂与支柱之间的绝缘情况,可分为绝缘腕臂和非绝缘腕臂;2绝缘腕臂和非绝缘腕臂绝缘腕臂具有结构简单、成本低、便于安装、便于带电作业、对支柱容量和高度的要求低等许多优点,在接触网中得到广泛运用;非绝缘腕臂一般由角钢、槽钢加工制成,承力索和接触线通过悬式绝缘子串悬挂于腕臂上;其特点是结构复杂、笨重、不能实施带电作业;它主要用于两股道或者三股道而又不便于设置软横跨的地方;3腕臂柱的装配4刚性支持与柔性支持刚性支持与柔性支持相比,具有结构简洁、零件数少、稳定性高,高速受流特性好,便于施工和维修的特点,在高速接触网中得到广泛应用;5接触网用绝缘子绝缘子的分类按制作材料分:钢化玻璃绝缘子、瓷质绝缘子、聚氟乙烯等高分子复合材料绝缘子等;按结构形式分:棒式绝缘子和悬式绝缘子;悬式绝缘子由钢帽、杵头、耳环、瓷体三部分组成,在接触网中用量最多,主要用于导线下锚、水平拉杆、软横跨、锚段关节及附加悬挂等处;棒式绝缘子分为区间、站场腕臂支撑含压管用绝缘子和隧道悬挂、定位用绝缘子;4 定位装置组成:由定位管、定位器、定位线夹及其连接零件组成;作用:将接触悬挂定位在设计的空间范围内,满足受电弓取流的几何要求;基本要求:能保证将接触线固定在设计要求的空间位置上;当温度发生变化时,不影响接触网线索沿线路方向的移动;定位处弹性良好,不影响受电弓高速通过;1定位管分类:普通定位管、套管T型定位管;普通型定位管是用镀锌钢管加工制成的,尾部焊有定位钩,以便和定位环配套使用;T型定位管与普通定位管相比,其尾部加装的是套管而不是定位钩,套管增强了其尾部的机械强度以便于和棒式绝缘子配套使用;T型定位管多用于隧道定位和多股道腕臂支柱装配;要求:安装完成后,定位管应呈水平状态;2定位器定位器是定位装置的关键部件;作用:通过定位线夹将接触线拉出并固定在设计要求的空间位置,它承受接触线的水平分力;组成:由镀锌钢管、套筒和定位销钉焊接加工制成;要求:为了避免定位器和运行中的受电弓相碰,要求定位器安装完成后应有一定坡度,其倾斜度在1∶6~1∶10之间;正定位硬定位用于直线区段或曲线半径R=4000~1200m区段的接触线定位;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;为了保证定位器与定位管之间有一定距离≥300mm,定位器通过长支持器与定位管连接,软定位一般用于曲线半径R≤1000m的曲线外侧支柱上;为了避免拉力过小定位器下落,规定其曲线拉力在抵消反方向的受力之后,须维持20kg以上,5 接触悬挂2接触悬挂的组成及作用:组成:由接触线、承力索、吊弦等线索和设备组成;作用:传输电能并承担一定的机械负荷;3基本要求:良好的导电性,足够的电气强度,能承受牵引电流、过负荷电流和短时短路电流所引起的过热;能承受补偿张力以及附加负载造成的机械负荷;具有较高的波动传播速度、均匀的弹性、稳定的几何空间结构,良好的摩擦学特性和热力学特性;接触线断面图定位点处接触线与轨平面的垂直距离叫接触线高度,简称导高;两相邻定位点的接触线的高度差与该跨距的比值称为接触线坡度;由于弓网间的相互作用,接触线的工作面会被磨损,这种磨损叫接触线的磨耗;4接触悬挂线索承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来以减少其弛度;载流承力索还要承载一部分牵引电流以减少牵引网阻抗,降低接触网电压损耗和能耗;承力索大多采用铜铰线和镀锌钢绞线制作,在直线区段承力索位于线路中心的正上方,允许误差150mm;在曲线区段承力索与接触线在水平面内的投影重合直链形悬挂,允许误差200mm;对承力索的要求是质量轻、导电性好、耐腐、机械强度高、柔韧性好;4接触悬挂线索作用:连接承力索和接触线并将接触线重量和弛度传递给承力索;分类:普通吊弦、弹性吊弦、滑动吊弦、整体吊弦;6 锚段和锚段关节1锚段的定义为满足接触网在供电和机械两方面的需求,需将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段,每一个分段叫一个锚段;2划分锚段的目的:a便于接触网的机械分段和电分段;b便于安装张力补偿器和其它设备;c提高供电灵活性;d缩小事故范围;e保证吊弦及定位器的偏移不超出规定值;f改善悬挂弹性;3锚段关节及其发类定义:锚段与锚段之间的衔接部分称为锚段关节;分类:根据电气关系可分为“绝缘锚段关节”和“非绝缘锚段关节”;根据锚段关节所用跨距数,可将其分为“三跨”、“四跨”、“五跨”、“七跨”和“九跨”锚段关节;跨距是指两支柱间的距离锚段关节的形式:三跨非绝缘锚段关节;三跨绝缘锚段关节;四跨非绝缘锚段关节;四跨绝缘锚段关节;五跨绝缘锚段关节;七跨和九跨带中性段电分相绝缘锚段关节;转换柱之间的两条接触线在水平面上的投影平行,线间距为100mm;在铅垂面内的投影的交叉点应在跨距中心;转换柱处,非工作支不接触受电弓的接触线比工作支接触受电弓的接触线抬高压200到250mm;下锚柱处,非工作支比工作支抬高500mm;下锚支在转换柱处改变方向时,其水平角度不大于6o,困难时不大于12o;在转换柱与下锚柱间距转换柱10m处安设一组电连接线;技术要求转换柱之间两支接触线在水平面内的投影平行,线间距为500mm;转换柱处,两组悬挂的垂直距离应保持500mm悬式绝缘子分段时或400mm直径不大于150mm的绝缘杆件分段时非工作支接触线的分段绝缘子或绝缘杆的下裙边应高于工作支接触线100mm以上中心柱定位处两支接触线高度相等;下锚柱处,绝缘子串距定位滑轮中心的距离不得小于800mm;非工作支接触线和下锚支承力索在两转换柱内侧各加设一串悬式绝缘子一般为4片,并用电连接将锚段最后一跨的线索与相邻锚段线索与相邻锚段线索连接起来,电连接设在锚柱与转换柱间距转换柱10m处;接触线改变方向时,其偏角一般不大于6o,困难时不大于12o;两个锚段在电路上的连接,需经隔离开关进行控制,严禁隔离开关带负荷打开或闭合只能断开或闭合10km的空载线路电流;6 锚段和锚段关节五跨绝缘锚段关节两组悬挂间的有效绝缘距离须大于450mm;在靠近下锚侧的两转换柱内,两悬挂在水平面内的投影平行,且距离应保持450mm;在靠近下锚侧的转换柱处,两悬挂的垂直距离应在550mm以上;在中心跨的两转换柱处,两悬挂的垂直距离应保持在150mm;两工作支的等高点应位于中心跨的中间,等高点的接触线高度应高出标准导高40 mm;正线下锚支偏角不大于4°,困难情况下不大于6°;站线下锚支偏角不大于6°,困难情况下不大于8°;6 锚段和锚段关节七跨绝缘锚段关节七跨的技术要求同四跨绝缘锚段关节,其中性段长度在350~450m之间,无电区的长度大约在100~150m之间,机车靠惯性通过无电区;6 锚段和锚段关节九跨绝缘锚段关节九跨的技术要求同五跨绝缘锚段关节,其中性段长度在350~450m之间,无电区的长度大约在100~150m之间,机车靠惯性通过无电区;7 补偿装置定义:补偿装置是安装于锚段两端线索下锚处自动调节接触网线索张力的装置;作用:调节线索张力,改变线索松弛状态;改善接触悬挂的弹性;提高接触悬挂的波动速度;补偿装置有滑轮补偿、棘轮补偿、鼓轮补偿、弹性补偿和液压补偿等几种类型补偿器灵活,各种部件之间无卡滞现象;传动效率高,98%以上;能快速制动;8 电连接与电分段电连接由电连接线和电连接线夹组成,其作用是连接几组接触悬挂,减少网阻抗;电连接可分为横向和纵向两种,在锚段关节处的电连接为纵向电连接;将几股道接触悬挂并联起来的跨越股道间的电连接为横向电连接;各类电连接的安装位置结构A:安装于载流承力索区段的隧道入口处;结构B:安装于多股道站场机车停车起动位,馈线上网点;结构C:安装于线岔、锚段关节处;结构D:安装于绝缘锚段关节距转换柱内侧5m处;站场分段绝缘器距分段绝缘器外端处;结构E:安装于有避雷器的地点,其作用是连接接触网和避雷器;8 电连接与电分段分类:横向电分段和纵向电分段目的:增加接触网供电的灵活性接触网线路之间进行的电分段叫横向电分段,它用于复线上下行股道间,车站,车场各股道间的接触网电分段;接触网沿线路方向进行的电分段叫纵向电分段,纵向电分段用于沿线路方向接触网之间的电分段,如沿线路方向各供电臂之间的分段;横向电分段由分段绝缘器、悬式绝缘子用于软横跨实现;纵向电分段由分相绝缘器或绝缘锚段关节实现;电连接与电分段的主要电气设备隔离开关和分段绝缘器同相电源之间无交叉线岔有两个始触区和一个等高区;在两线路中心线线间距126mm至526mm之间为第一始触区,在此区内渡线接触线比正线接触线高H1;在两线路中心线线间距526mm至806mm之间为等高区,在此区内两接触线等高;在两线路中心线线间距806mm至1306mm之间为第二始触区,在此区内正线接触线比渡线接触线高H2;H1、H2的取值与道岔型号无交叉线岔的定位柱应位于两线路中心线相距666mm处;正线接触线拉出值为333mm,渡线导线距正线线路中心线为999mm,距渡线线路中心333mm,允许误差±20mm,渡线接触悬挂过岔后抬高下锚;正线接触线抬高1‰,渡线接触线降低3‰,在线岔另一侧渡线接触线抬高3‰下锚;始触区内不允许安装任何悬挂和定位设备,但等高区内可以安装;和行车速度有关;10 中心锚结作用:减少锚段张力差;缩小事故范围;中心锚结长度L应大于或等于跨距中心处接触线与承力索间距的20倍,最小不得小于15m;中心锚结辅助绳两侧长度应相等,每端用一正一反安装的两个钢线卡子与承力索紧固,两刚线卡子间距为150mm,端部绑扎100mm,外端留50~100mm;中心锚结的结构不得侵入弹性吊弦内,中心锚结辅助绳在承力索上的固定线夹距支柱处弹性吊弦不得小于1m;在中心锚结线夹处,接触线高度要比定位点处高出20~100mm,线夹两边的辅助绳张力应相等,但切不可造成明显的负弛度;中心锚结线夹不得偏斜,以免碰撞受电弓;中心锚结辅助绳到支柱锚固,其投影与钢轨外轨交叉处要比导线高300mm以上;中心锚结所在跨跨要比相邻跨距小10%;11 硬横跨各股道悬挂不相互影响,结构稳定,抗振动、抗风,改善弓网受流条件,互换性好,有利于机械作业,简洁美观;12 软横跨软横跨是接触网在车站常用的另一种支撑形式,它由一对软横跨支柱、横向承力索、上部固定绳、下部固定绳、直吊弦、斜吊弦、定位设备及其紧固件组成;12 软横跨的节点12 软横跨的基本技术要求横承力索双横承力索为其中心线和上、下部固定绳应在同一铅锤面内,横向承力索的弛度符合要求,双横承力索两条线的张力应相等;横承力索和上、下部固定绳受力部件状态良好,不得有接头,断股和补强,其机械强度安全系数不应小于,上、下部固定绳的斜吊线及各固定线夹状态良好,定位环线夹U形线夹无裂纹、烧伤、锈蚀;横承力索与上部固定绳的直吊弦应保持铅锤状态,在直线区段位于线路中心正上方;曲线区段与接触线连线应垂直于轨面;各吊线均采用两股Φ铁线钮制而成,上端作永久性固定,下段为可调性固定,回头长为200~300mm;上、下部固定绳应水平,允许有平缓的负弛度,但在100mm~200mm之间,下部固定绳距接触线的垂直距离不得小于250mm;横向承力索及上、下固定绳各零件要紧固、状态良好并涂油防腐;横承力索及上、下固定绳的绝缘子应在同一铅锤面内,位于站台上方的下部固定绳绝缘子应与站台边沿对齐,误差不得大于100mm;13 接触网零件1悬吊零件:悬吊线索及杆件的零件;2定位零件:用于接触线定位方面的零件;如定位线夹、支持器、定位器、软定位器、锚支定位卡子、定位齿座等;3连接零件:起连接作用的零件;4锚固零件:各种线索终端锚固用的零件;5补偿零件:张力张力补偿装置所用的零件;6支持装置用的零件:如旋转腕臂底座、底座槽钢、旋转腕臂拉杆底座、软横跨固定角钢、腕臂、符环杯及调节板等;1铸黄铜件ZHAL67-铸铝黄铜,用于铜线中的线夹连接;2马钢铸件KT33-8又称马铁或可锻铸铁,一般在外形复杂且用量较多的承力零件采用此材料,在接触网零件中所占数量最多;如定位环、支持器、接头线夹、鞍子、楔形线夹外壳等; 3铸铁杆HTIS-33又称灰口铸铁,仅用来制作承受压力的垫块及非承力零件;如楔形线夹的楔子、滑轮、球形垫块、角形垫块等,但其用量不多;4普通碳素钢件A3,各种螺栓、螺母、压紧固件和腕臂、压管、件环杆、排头杆、坠航杆、定位器、支架等,都是用钢管、圆钢、角钢等型钢根据要求加工而成的;5铸铝合金ZL,与铝线接触部分的零件可采用铝合金铸件,如钢铝接触线用的定位线夹、电连接线夹等;基本要求1表面应光洁,无裂纹、毛刺、砂眼、气泡等缺陷;2楔型线夹、耐张线夹等零件的工作面应光滑、平整;3零件的活动部位应灵活,配套连接无障碍;4楔型线夹楔子的选用应与线截面规格相符;5各种螺栓的规格应符合国家现行制造标准,若无镀锌的应采取其防腐措施,螺母与螺杆应配套;6凡经过热镀锌的零件,应锌层均匀,并无脱落、锈蚀现象;7焊接的零件,其焊接应连续焊实,并无虚焊、假焊等现象;14 接触网的电分相为了从宏观上平衡单相电力牵引负荷对电力系统造成的不利影响,接触网各供电臂间需按一定规律实行分相和换相;供电臂是指从牵引变电所馈电线出口处到供电分区处的一段接触网;供电分区是指为了满足牵引变电所供电分相的要求,在两牵引变电所中间通过开关设备将接触网分成两段,这种分段叫供电分区;供电分区有利于提高接触网供电臂末端远离牵引变电所的接触网电压水平;电分相可通过七跨和九跨带中性段锚段关节实现高速接触网中采用,也可由分相绝缘器实现常速接触网采用;分相绝缘器安装于牵引变电所和分区亭出口或者供电臂未端等接触网需要分相供电的地方;分相绝缘器的主要作用是隔离两相电压,机械连接接触网;它要承受接触网两相相间电压和接触悬挂的全部张力;因此、对分相绝缘器的机电性能有较高的要求;为避免电力机车过分相时引起相间短路,分相绝缘区总长度不低于30m,而且列车通过分相绝缘器时必须降弓,因此要在上行和下行方向距分相绝缘器30m处设“合”、“断”字标志,75m处设“禁止双弓”标志;不能安置在大坡道的线路上;分相绝缘器的绝缘元件一般安装在距支柱米处,安设后其绝缘件有效长度不得低于是米,且器体平稳、底部应平滑,不能有硬点;电分相标志设置示意图15 自动过分相技术机车自动过分相技术的方式:有地面开关自动切换方式;网上开关自动断电方式;机车自动断电方式;。
第三章接触网基本知识接触网是电气化铁路牵引供电系统重要装置之一,是牵引网的主体,它的构造及工作状态对列车的运行安全和运行速度影响之大。
第一节接触网的组成接触网由接触悬挂、支持装置、支柱与基础,三部分组成,如图3-1—1所示。
图3-1—1 接触网组成示意图(a)接触悬挂; 1—承力索 2-吊弦 3—接触线(b)支持装置: 4-绝缘子 5—平腕臂 6—斜腕臂 7-定位管 8-定位器 (c)9—支柱 10—轨道一、支柱与基础支柱与基础用于承受支持装置和接触悬挂的全部负载,并将接触悬挂固定在规定的位置。
二、支持装置支持装置用于支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱。
支持装置由棒式绝缘子、腕臂、定位装置及连接零件构成。
要求它具有足够的机械强度、轻巧耐用,便于施工和维修。
三、接触悬挂接触悬挂是架设在铁路上空的输电线路,与机车受电弓摩擦接触,将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
接触悬挂由承力索、接触线、吊弦及连接零件构成。
要求接触悬挂弹性好,高度一致,机械强度高,耐磨、耐腐、耐热性能好,稳定性好,使用寿命长,结构简单,便于安装与维修.第二节接触悬挂的分类由于列车运行速度不同,接触悬挂的结构形式也较为繁多,按有无承力索分为简单悬挂和链形悬挂。
简单悬挂由支持装置直接对接触线进行悬挂和定位.它结构简单、施工维修方便、造价低,但接触线高度变化大、弹性差,不适应高速列车运行。
链形悬挂通过承力索悬吊接触线,它弹性均匀,接触线高度一致,稳定性好,适应高速列车运行,在我国电气化铁路中广泛采用.这里只介绍链形悬挂的类型。
一按终端下锚方式分类链形悬挂按终端下锚的方式分为未补偿、半补偿、全补偿三种。
如图3-2-1所示。
未补偿和半补偿链形悬挂,线索张力和弛度变化大,不适于高速列车运行,故已不采用.全补偿链形悬挂承力索和接触线都采用补偿装置下锚,当温度变化时,补偿装置能自动调整图3-2-1 线索下锚示意图线索张力,保持线索张力不变.因此,全补偿链形悬挂具有弹性好、线索张力恒定、接触线高度一致、吊弦偏移小、结构高度低、支柱容量小、施工方便等优点,在我国电气化铁路中广泛应用。
接触网基础的知识点接触网基础知识一、接触网基础1、接触网事故抢修采取临时措施时,必须考虑哪些因素?答:⑴机械受力;⑵电气绝缘;⑶机车车辆限界;⑷越区或迂回供电能力;⑸机车降弓通过能力;⑹主导电回路的畅通。
2、为确保人身安全,哪些支柱应双接地?答:⑴隔离开关,避雷器及吸流变压器等;⑵站台上的钢柱及人员活动频繁的支柱。
3、曲线外侧中间柱,定位器的尾线调到最短时,拉出值仍不到位,是什么原因?如何解决?答:⑴原因是支柱装配不合格:A杵环杆底头;B腕臂底座安装偏低;C承力索偏向曲内;D定位环位置偏高。
⑵解决方法:调整支柱装配。
4、什么是接触网的保安装置?其作用是什么?答:①接触网所安装的火花间隙,避雷器,保安器等与地线形成的装置称为保安装置。
②其作用是当接触网发生大气过电压或绝缘子被击穿时,保安装置可将大气过电压或短路电流迅速引入大地,从而保证电气设备和人身安全。
5、对车梯工作台进行定期进行检验的标准是什么?答:⑴检验周期为6个月;⑵试验负荷为2950N;⑶持续时间为10min。
6、对各种紧线器进行外观检查时,有什么情况不能使用?答:外表有裂纹或变形者,夹口磨损严重者。
7、接触网检修计划有哪几种?答:⑴按检修范围分为大修计划和小修计划;⑵按检修时间分为年计划,月计划和日常计划;8、避雷器一般设置在什么地方?答:一般设置在电分相,电分段锚段关节,分区亭引入线,长隧道两端,开闭所和变电所馈线出口等处。
9、“BT”供电防干扰原理有哪些?答:将吸流变压器的原边和次边分别串接在接触网导线和回流线上,通过变压器的原边,次边互感耦合作用,迫使本来由钢轨——大地返回变电所的牵引电流,大部分改由回流线回归变电所(小部分还是由大地泄流走)从而实现对称供电,起到防护作用。
10、接触网施工应遵循哪些规程,规范和规则?答:⑴部颁铁路技术管理规程(有关章节);⑵部颁铁路电力牵引供电施工规范(网);⑶部颁铁路电力牵引供电质量检验评定标准(网);⑷部颁铁路电力牵引供电施工技术安全规则;⑸铁路局颁行车组织规则(有关章节);⑹与铁路局签定的有关协议。
第三章接触网基本知识接触网是电气化铁路牵引供电系统重要装置之一,是牵引网的主体,它的构造及工作状态对列车的运行安全和运行速度影响之大。
第一节接触网的组成接触网由接触悬挂、支持装置、支柱与基础,三部分组成,如图3-1-1所示。
图3-1-1 接触网组成示意图(a)接触悬挂; 1-承力索2-吊弦3-接触线(b)支持装置: 4-绝缘子5-平腕臂6-斜腕臂7-定位管8-定位器(c)9-支柱10-轨道一、支柱与基础支柱与基础用于承受支持装置和接触悬挂的全部负载,并将接触悬挂固定在规定的位置。
二、支持装置支持装置用于支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱。
支持装置由棒式绝缘子、腕臂、定位装置及连接零件构成。
要求它具有足够的机械强度、轻巧耐用,便于施工和维修。
三、接触悬挂接触悬挂是架设在铁路上空的输电线路,与机车受电弓摩擦接触,将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。
接触悬挂由承力索、接触线、吊弦及连接零件构成。
要求接触悬挂弹性好,高度一致,机械强度高,耐磨、耐腐、耐热性能好,稳定性好,使用寿命长,结构简单,便于安装与维修。
第二节接触悬挂的分类由于列车运行速度不同,接触悬挂的结构形式也较为繁多,按有无承力索分为简单悬挂和链形悬挂。
简单悬挂由支持装置直接对接触线进行悬挂和定位。
它结构简单、施工维修方便、造价低,但接触线高度变化大、弹性差,不适应高速列车运行。
链形悬挂通过承力索悬吊接触线,它弹性均匀,接触线高度一致,稳定性好,适应高速列车运行,在我国电气化铁路中广泛采用。
这里只介绍链形悬挂的类型。
一按终端下锚方式分类链形悬挂按终端下锚的方式分为未补偿、半补偿、全补偿三种。
如图3-2-1所示。
未补偿和半补偿链形悬挂,线索张力和弛度变化大,不适于高速列车运行,故已不采用。
全补偿链形悬挂承力索和接触线都采用补偿装置下锚,当温度变化时,补偿装置能自动调整图3-2-1 线索下锚示意图线索张力,保持线索张力不变。
因此,全补偿链形悬挂具有弹性好、线索张力恒定、接触线高度一致、吊弦偏移小、结构高度低、支柱容量小、施工方便等优点,在我国电气化铁路中广泛应用。
二按悬挂点处吊弦形式分类链形悬挂按悬挂点处吊弦形式分为简单链形悬挂和弹性链形悬挂。
简单链形悬挂在悬挂点处采用普通吊弦,如图3-2-2(a)所示。
简单链形悬挂中,悬挂点弹性不如弹性链形悬挂好,但结构简单,施工方便。
弹性链形悬挂在悬挂点处采用弹性吊弦,如图3-2-2(b)所示,它改善了悬挂点弹性,使接触悬挂弹性均匀,适用于高速电气铁道接触网中。
图3-2-2 单链形接触悬挂示意图三按接触线和承力索相对位置分链型悬挂按接触线和承力索的相对位置分为直链形、半斜链形和斜链形三种。
1、直链形悬挂直链形悬挂承力索和接触线布置在同一铅垂面内,它们的投影重合。
在直线区段接触线与承力索均布置成“之”字形,使受电弓滑板均匀磨耗。
在曲线区段,接触线承力索均布置成折线形,为了增大跨距,在悬挂点处向曲线外侧拉出,如图3-2-3所示。
图3-2-3 直链形悬挂示意图1-承力索和接触线2-受电弓中心运行轨迹3-支柱在直链形悬挂中,吊弦无横向偏移,计算简单,施工方便,但稳定性较差。
目前在我国铁路的直线、曲线区段均采用。
2、半斜链形悬挂半斜链形悬挂承力索沿线路中心布置,接触线呈“之”字布置,它们的投影有一较小的位移,如图3-2-4所示。
半斜链形悬挂吊弦横向偏移小,施工方便,稳定性较好,在我国直线区段有所采用。
图3-2-4 半斜链形悬挂示意图1-接触线2-线路中心线级承力索3-吊弦3、斜链形悬挂斜链形悬挂,承力索与接触线投影有较大位移,在直线上,两者呈反向“之”字值布置,在曲线上承力索较接触线向曲外拉出较多,如图3-2-5所示。
图3-2-5 直线区段链形悬挂示意图1-接触线2-承力索3-线路中心线4-吊弦斜链形悬挂,吊弦横向偏移大、稳定性好、计算复杂、施工不便,适应于有强劲风力经常侵害的地区,目前我国尚未采用。
第三节接触网线索一、承力索承力索是悬吊接触线的承力线索,与接触线实现并联供电,并将接触线、吊弦的重力负荷传给支持装置。
为满足接触悬挂的要求,承力索应具有导电性能好,机械强度高,耐腐蚀能力好,制造成本低等特点。
我国目前采用的承力索主要有下列种类。
1、钢承力索钢承力索由多股钢材质线绕制而成,具有机械强度高,造价低,导电性能差、耐腐蚀能力差等特点。
常用钢承力索型号如下:镀锌钢绞线:GJ—70镀铝锌钢绞线:LXGJ—70、LXGJ—100其中:GJ —镀锌钢绞线。
LXGJ —镀铝锌钢绞线。
70、100 —标称截面积,单位mm2。
根据钢承力索特点,一般作为非载流承力索使用。
2、铜承力索铜承力索由多股铜材质线绕制而成,具有导电性能好,耐腐蚀能力强,机械强度高,造价高等特点,一般作为载流承力索使用,常用型号如下:铜绞线:TJ—70、TJ—95、TJ—120、TJ—127、TJ—150其中:TJ—铜绞线;70、95、120、127、150 —标称截面积,单位mm2。
二接触线接触线与机车受电弓滑动接触,直接给电力机车输送电能。
要求它导电性能好,机械强度高,耐磨、耐蚀、耐热性能好,柔性好,表面光滑,造价低。
为了与受电弓良好接触,接触线底面呈圆弧状,上部呈燕尾槽形,以便安装定位,其截面结构如图3-3-1所示。
我国目前多采用铜接触线或铜合金接触线,它们的技术指标达到了高速铁路接触线的要求。
接触线主要有下列型号:图3-3-1 铜接触线横截面1、铜接触线铜接触线导电性能好,弹性好,机械强度高,耐磨耐蚀性能好,便于架设,是目前接触网的主型接触线。
铜接触线根据载流量的不同,主要有下列型号。
TCG—110,TCG—100,TCG—85型。
其中,TCG —铜接触线;110、100、85 —标称截面积,单位mm2。
TCG—110,TCG—100型接触线一般用于正线铁路接触悬挂中,TCJ—85型接触线一般用于侧线铁路接触悬挂中。
2、银铜合金接触线银铜合金接触线导电性能好,耐磨抗腐能力好,一般用于高速铁路接触网悬挂中,主要有下列型号:CTHA120,TCHA110,TCHA85型其中,CTHA—银铜合金接触线;120、110、85 —标称截面积,单位mm2。
随着电气化铁路的发展,还有新型接触线不断研制生产,如RIM120型镁铜合金接触线,CTS100型锡铜合金接触线等。
第四节支柱支柱在接触网工程中用量大造价高,占有较大的投资比例,合理选用支柱意义重大。
由于支柱位置、作用、承载情况不同,所需支柱的种类、高度和容量不同。
支柱的选用应在满足支柱负载要求的前提下,尽量选用小容量的支柱,以减少工程投资。
设计部门根据支柱承受负荷的大小进行了合理选择。
一、支柱按用途分类支柱按用途分为中间柱、转换柱、中心柱、锚柱、定位柱、道岔柱、软横跨支柱和硬横跨支柱等,如图3-4-1所示。
图3-4-1 各类支柱布置图1-中间柱2-锚柱3-转换柱4-中心柱5-定位柱6-软横跨支柱7-道岔柱8-硬横跨支柱1、中间柱中间柱位于区间和站场,对一组接触悬挂进行悬挂和定位,承受接触悬挂的垂直负荷及水平负荷,是接触网工程中用量最多的支柱。
2、锚柱锚柱位于接触网锚段关节或其他需要接触网线索下锚处,承担线索下锚的全部张力。
锚柱一般在垂直线路方向兼作中间柱,锚柱应具有两个方向的支柱容量。
3、转换柱转换柱位于锚段关节,对工作支悬挂和非工作支悬挂进行悬挂和定位,并承受悬挂的垂直负荷和水平负荷。
4、中心柱中心柱位于锚段关节,对两工图3-4-2 混凝土橫腹杆支柱结构示意图(a)H-38MNM,(b)H-90MNM 作支接触悬挂进行悬挂和定位,并承受它们的全部负荷。
5、道岔柱道岔柱位于道岔处,为满足机车受电弓转线而设置,它对两工作支接触悬挂进行悬挂和定位。
6定位柱定位柱为满足接触网线索偏移的要求而设置,只起线索定位作用,只承受线索的水平负荷。
7、软横跨支柱软横跨支柱位于车站及多股道铁路线路处,对多组接触悬挂进行悬挂和定位,承受多组悬挂的负荷。
软横跨支柱所需容量较大,一般采钢柱。
8、硬横跨支柱硬横跨支柱用于硬横梁的支持固定,对多组接触悬挂进行悬挂和定位,承受多组悬挂的负荷,一般采用较大容量的钢柱或钢筋混凝土支柱。
二、支柱按材质分类接触网支柱按材质分为钢柱和钢筋混凝土支柱。
1、钢筋混凝土支柱钢筋混凝土支柱采用预应力钢筋和高强度混凝土浇制而成。
它具有节约钢材,造价低,整体性强,安装方便,维修工作量小,使用寿命长等优点,所以在我国接触网工程中应用广泛。
钢筋混凝土支柱按截面形状分为横腹杆式和环形等径支柱两种。
横腹杆式钢筋混凝土支柱,钢筋多分布在支柱受拉侧,钢筋利用率高,攀登方便,在我国区间腕臂柱及小站软横跨支柱多被采用如图3-4-2所示。
横腹杆钢筋混凝土支柱,受冲击力易裂纹,受压易变形,运输存放不便,制造工序复杂。
所以在运输、存放、安装时要注意保护。
环形等径钢筋混凝土支柱具有容量大,承受冲击力能力较强,制造工序简单,机械生产程度高等优点,目前我国的硬横跨支柱采用较多。
环形等径钢筋混凝土支柱存在钢筋利用率低,笨重,攀登不便的缺点,所以目前只在部图3-4-3 环形等径钢筋混凝土支柱横截面图分线路的腕臂柱使用。
环形等径支柱按直径分为φ400mm和φ350mm的两种。
常用混凝土支柱分为下列规格,如表3-4-1、表3-4-2、表3-4-3所示。
φ400环形等径混凝土支柱型号规格表φ350环形等径混凝土支柱型号规格表支柱型号意义如下:H-钢筋混凝土支柱;GQ-高强等径钢筋混凝土支柱;分子数字-支柱容量,单位KNM;分母数字-支柱地面上高度和规定埋深,单位米;φ400mm和φ350mm表示支柱的直径。
2、钢柱钢柱按构造分为桁架式、管形和GH型三种,它们具有重量轻,容量大、运输方便、美观等优点;但是存在钢材用量大、造价高、耐腐性能差、维修工作量大、安装需另设基础等缺点。
所以,一般用于车站软横跨支柱、硬横跨支柱、桥支柱,双线路腕臂柱及其他需要较大支柱容量的地方。
软横跨钢柱为桁架式结构,按高度主要分为13m、15m、20m、25m几种,其构造如图3-4-4、3-4-5所示。
桥支柱分为9m、、10m三种,为桁架式结构。
常用软横跨和桥钢柱规格和型号如表3-4-4所示。
图3-4-4 13m 钢柱构造图 图3-4-5 15m 钢柱构造图a (mm)b (mm)c (mm)d (mm) l (mm) 支柱重量 (kN) 使用范围950G 287 600 220 400 9 桥支柱或区间中间柱 970G 287 600 220 400 9 9100G 287 600 220 400 9 5.950G270 600 210 400 5.970G 270 600 210 400 5.9100G 270 600 210 400 1050G 250 600 200 400 10 1070G250 600 200 400 10 10100G25060020040010尺 寸型号G-钢锚柱;分子数字第一项表示支柱垂直线路方向的钢柱型号的意义为:G-钢柱;m容量,单位KNM;第二项顺线路方向的支柱容量;分母数字—支柱高度,单位米。