我国适用的高速铁路接触网模式研究
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高速列车接触网优化设计研究随着高速列车的运营发展,高速铁路的建设和改造已经成为了现代交通的重要组成部分。
而高速列车的接触网作为其供电系统的核心部件,对高速铁路的安全稳定运行起着关键作用。
因此,针对高速列车接触网的优化设计研究显得尤为重要。
一、接触网的作用和现状接触网是高速列车供电系统的重要组成部分,通过铁道上的电力牵引,为列车提供所需的电能。
接触网的性能和设计决定了列车的运行速度、能耗和供电可靠性。
目前,全世界各国在高速铁路建设和运营中采用了不同的接触网类型和设计方案。
目前世界上主要采用的接触网类型有刚性接触网和柔性接触网两种。
在国内外高铁系统中,刚性接触网较为常见,它使用了铜合金接触线杆和钢丝扣的固定方式,保证了接触网的刚性。
柔性接触网则采用了碳纤维弹性杆和夹具进行固定,具有较好的抗风、抗震能力。
二、接触网优化设计的目标和方法1. 优化目标接触网的优化设计要求在满足高速列车安全顺畅运行的基础上,尽可能减少能耗、降低维护成本,并提高供电可靠性和系统整体性能。
因此,接触网优化设计的目标主要包括:(1)提高供电可靠性:确保高速列车能够稳定获得所需的电能,减少供电系统故障造成的列车晚点和事故风险。
(2)降低能耗:减少电能的损耗和浪费,提高供电效率,降低运营成本。
(3)减少维护成本:优化接触网的结构和材料选择,延长杆件和线缆的使用寿命,降低维修和更换成本。
2. 优化方法为了实现上述优化目标,接触网的设计需要考虑以下几个关键问题:(1)线路布置:合理规划接触网的线路布置,避免交叉和重叠,减少接触网覆盖的面积,降低电能的损耗。
(2)材料选择:考虑不同杆件和线缆的材料特性,选取合适的材料组合,使接触网具有较好的机械性能和耐久性。
(3)结构设计:优化接触网的结构设计,减小杆件和线缆的阻力和振动,提高运行稳定性和抗风性能。
(4)维护管理:建立完善的接触网维护管理体系,及时检修和更换老化和损坏的杆件和线缆,提高供电可靠性和使用寿命。
关于高速铁路接触网隔离开关远动控制技术的研究论文(推荐5篇)第一篇:关于高速铁路接触网隔离开关远动控制技术的研究论文引言随着高速铁路的快速发展,供电远动技术逐步成熟,可靠性明显提高,但接触网隔离开关远动控制依然不稳定,特别是供电运行中曾经出现误动、拒动、误显示等现象,成为供电远动系统中最为薄弱的环节。
接触网隔离开关远动现状目前高速铁路接触网隔离开关远动控制主要是光纤控制形式光纤控制形式主要是借鉴数字化变电所理念发展而来,其主要特点:一是减少了穿越户内户外控制电缆的数量,降低了外部原因如雷、电等对所内设备的危害;二是控制信号采用了光缆传输,减少了电磁干扰。
但是,该控制形式同时也带来了一些新问题,主要体现在如下方面:(1)RTU 等电子元件置于户外控制箱内,运行环境差,元器件损坏率增高。
(2)控制回路、逻辑判断等变得复杂,环节增多,导致误显示信号等不确定因素增多。
(3)RTU、操作机构控制板等工作电源与操作电源同路,在电源电压不稳定时,造成各个环节不稳定因素增多。
据不完全统计,自高铁开通以来,出现误动10 多次,拒动30 余次,开关位置误显示100 余次,虽经过多次专项整治,但治标不治本,问题和隐患依然存在,没有从根本上得到解决。
原因分析2.1 接触网隔离开关误动分析针对现场实际情况分析得出,接触网隔离开关误动原因有以下几方面:(1)RTU 与操作机构信号连线受到干扰,从而误触发操作机构自保持回路,导致开关误动作。
经运行发现,干扰信号确实存在,尤其在接触网故障时,干扰信号最强烈。
如:海南东环,发生接触网隔离开关误动后,接触网工区会同相关人员在现场进行测量,停掉外部220 V 电源后,依然在此连接线处测量到40~90 V 电压。
值得注意的是,隔离开关操作机构与 RTU 连线还存在另一隐患,如果220 V 电源火地线接反,RTU 出口继电器可能断的是零线,隐患更大,在恶劣天气下,如果连线绝缘降低或瞬间接地,将直接导致误发操作命令。
高速铁路接触网检测技术运用研究发布时间:2021-06-25T10:36:00.353Z 来源:《中国电业》2021年3月第7期作者:贾凡[导读] 高速铁路的崛起为居民的出行提供了极大的便利,高速行驶的同时会为行驶的过程增加危险的机率,因此其安全问题必须得到有效的保障贾凡中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特供电段内蒙古自治区呼和浩特市 010000摘要:高速铁路的崛起为居民的出行提供了极大的便利,高速行驶的同时会为行驶的过程增加危险的机率,因此其安全问题必须得到有效的保障。
针对这个问题我国有效的设置了高速铁路接触网检测技术,这是一项非常特殊的供电站线路设备,这种设备可以保障线路在高速运转的同时为其输送电源。
当供电设备无法及时为列车提供电源时,列车将会出现行驶故障,因此,为了更深入的了解接触网检测技术,本文将围绕其实际运用展开研究,研究这些关键技术是如何将行驶风险降到最低的。
关键词:高速铁路;接触网;检测;关键技术;应用要点引言:高速铁路之所以称为高速,是因为它与普通的铁路之间存在着一定的差异,高速铁路可以保证列车在行驶的过程中可以在较短的时间内走很远的路,但是,也正是因为高速铁路自身的优点致使人们对于出行安全问题充满了担忧。
人们对于这个问题的担忧也是正常的,在高速铁路运行的过程中所涉及的环节极为复杂,如果其中的某一个环节出现问题,将会造成大量乘客的惊恐,甚至会造成不可逆转的伤害。
因此,高速铁路的安全运行是离不开接触网检测这一关键环节的,当检测网技术出现问题时,在高速铁路运行的列车必须马上停靠,否则会造成不可逆转的伤害。
1.高速铁路接触网的构成要素1.1悬挂式的检测设备高速铁路的检测需要在一个有利的位置才能发挥出自身最大的作用,因此检测设备需要采用悬挂的一种形式。
想要检测设备得以悬挂空中不可缺少的构成要素分别包括承重索链、电弦、与接触检验线路。
之所以将检测设备进行悬挂是因为高速铁路自身的弹性分布的状态,只有悬挂式才可以促使接触线更好的工作,最大程度的防止了接触线出现缠绕,断线的情况。
高速铁路接触网的研究柴红旗【摘要】Rapid transit railway is the trend of world railway development. With the economic and technological development and the serious competition of communications and transportation, many countries take rapid transit railway as the objective of research and development. Contact networks of rapid transit railway and railway line for passenger traffic is the main body and key of rapid transit railway tractive power supply system and railway line for passenger traffic. Based on the discussion of relationship between pantograph and catenary, this article conducts a deep research, and summarizes the main factors of limiting general railway contact networks, expounds general contact networks and rapid railway contact networks comparatively, and makes a summarization and research with purpose.%高速铁路是当今世界铁路发展的潮流,随着经济技术的发展和交通运输的激烈竞争,高速铁路以其独特的优点被许多国家作为大力研制和重点发展的目标,高速铁路和客运专线接触网是高速铁路牵引供电系统和铁路客运专线的主体和关键.论文在以讨论和辨证高速铁路接触网的弓网关系上,进行了深入的研究,同时也总结了抑制普通铁路接触网发展的主要原因.对比性的将普通接触网与高速接触网进行了阐述,具有针对性的概括与研究.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2011(030)019【总页数】2页(P45-46)【关键词】高速铁路;接触网;牵引供电系统【作者】柴红旗【作者单位】中铁电气化局集团三公司,郑州450015【正文语种】中文【中图分类】U221 接触网简介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。
高铁接触网的综合性能研究与优化高速铁路是现代交通的重要组成部分,而接触网作为高速铁路供电系统的重要部件之一,其综合性能的研究和优化显得尤为重要。
一、高铁接触网的结构和原理高铁接触网由两根平行的导线和连接导线组成,其作用是将电能输送到列车动力系统中,从而实现列车的动力驱动。
高铁接触网的供电原理是利用集电鞋与接触网之间的接触导电,从而实现电能传输。
二、高铁接触网的综合性能研究高铁接触网的综合性能研究主要包括以下方面:1. 高铁接触网的导线参数研究,包括导线的电阻、电感、带电量等参数。
2. 考虑导线上的电流分布、电磁场和电压分布等因素,研究高铁接触网的电气特性。
3. 结合高铁列车运行环境,考虑风速、气温、湿度等外部因素对高铁接触网性能的影响。
4. 研究高铁接触网的动态性能,包括对列车高速行驶过程中接触网的受力情况、振动特性和极端情况下的安全性能进行研究。
三、高铁接触网的优化研究高铁接触网的优化研究主要围绕以下方面展开:1. 优化高铁接触网的结构设计,包括导线的直径、间距、高度等参数的优化设计,以提高接触网的电气性能和安全性能。
2. 研究高铁接触网的供电系统,包括设备的升级改造、电压等级的提高等技术手段,以提高高铁供电系统的效率和可靠性。
3. 开展高铁接触网的仿真模拟研究,通过数值模拟的方法对高铁接触网的运行情况进行分析,为优化研究提供重要依据。
4. 开展高铁接触网的故障诊断研究,快速精确地定位故障点,并及时采取措施进行修复,以保证高铁接触网的正常运行。
四、高铁接触网未来发展趋势高铁接触网未来的发展趋势主要将集中在以下方面:1. 采用新的材料和技术,改进高铁接触网的导线结构,提高接触网的电气性能和安全性能。
2. 采用新型供电系统,包括利用能源存储技术等技术手段,改善高铁供电系统的能效和环保性能。
3. 引入自动化控制系统,实现高铁接触网的自主监测和智能调度,提高高铁接触网的运行效率和运行安全性。
综合而言,高铁接触网作为高速铁路供电系统的关键部分,其综合性能的研究和优化是高速铁路建设和运营的基础保障。
高速铁路接触网的研究学生姓名: xx 学号: xx专业班级:电气化铁道技术xxxxx 指导教师: xx西安铁路职业技术学院西安铁路职业技术学院毕业设计(论文)摘要高速铁路的发展不仅代表着一个国家的经济技术水平与综合国力,而且是当今世界铁路发展的趋势和潮流。
接触网是电气化中所提到的主要供电装置之一,其功用是通过它与受电弓的直接接触,而将电能传送给电力机车。
接触网最早出现的形式是利用钢轨供电。
随着电压的提高、运输量的增大、技术的不断改进以及对人身安全的严格要求等,使接触网的结构逐渐发展成为目前广泛采用的架空式接触网。
地下铁道由于受空间条件的限制,一般采用接触轨式接触网。
但是近年来,随着电压的升高,也在采用架空式的刚性悬挂或软索式悬挂。
论文主要介绍目前我国高速电气化铁路接触网以及国外高速电气化铁路接触网发展情况,从而为我国高速铁路接触网施工技术向国际先进水平看齐提供了参考。
得出结论、给出发展前景,最后又叙述高速铁路接触网的发展价值和今后的方向。
关键词:高速铁路;接触网;电气化铁路;铁路发展方向;弓网关系AbstractThe development of high-speed railway not only represents a country's economic and technological level and the comprehensive national strength, and it is the world's railway development trends and fashion.Catenary electrification is mentioned in one of the main power supply device, its function is through its direct contact with the pantograph, transmitting高速铁路接触网的研究electricity and electric locomotives. Catenary first appeared in the form of a power supply is the use of rail. With the improvement of the voltage, the increase of traffic volume, technology of continuous improvement, and strict requirements for safety, etc., the structure of the catenary is developed as the overhead contact line. Underground railway due to space limitations, generally USES the contact rail type catenary. But in recent years, with the increase of voltage, also in the use of overhead rigid suspension or soft cable suspension.Paper mainly introduces the current our country high speed electrified railway catenary and foreign high speed electrified railway catenary development situation, for the high-speed railway catenary construction technology in China provides reference to the international advanced level. Come to the conclusion, the development prospect is given, then describe the development of thehigh-speed railway catenary value and the direction in the future.Key words: high speed railway; Catenary; Electrified railway; Railway developmentdirection; Bow net relations西安铁路职业技术学院毕业设计(论文)目录摘要 (I)Abstract (I)引言 (1)1 高速铁路接触网的组成和结构 (2)1.1高速铁路接触网的发展与组成 (2)1.2高速铁路接触网的支持装置 (3)1.2.1高速铁路接触网的概述 (3)1.2.2高速铁路接触网的腕臂支持装置 (3)1.3高速铁路接触网的定位装置 (7)1.3.1高速铁路接触网的定位装置的作用 (7)1.3.2高速铁路接触网的定位器类型 (8)1.3.3高速铁路接触网的定位装置形式 (9)1.4高速铁路接触网的接触线与承力索 (10)1.4.1高速铁路接触网的接触线 (10)1.4.2高速铁路接触网的承力索 (12)2 国内高速铁路接触网的现状 (14)2.1 国内高速铁路接触网的研究背景和内容 (14)2.1.1国内高速铁路接触网的研究背景 (14)2.1.2 国内高速铁路接触网的研究内容 (15)2.2 我国高速铁路接触网的发展状况 (15)2.3高速接触网与普速接触网的区别 (17)3 国外高速铁路接触网的发展现状 (20)3.1国外高速铁路接触网动态监测管理 (20)3.2国外高速铁路接触网的悬挂方式 (20)3.3德国高速铁路接触网的先进技术 (20)4 高速铁路接触网故障判断的主要思路和方法以及相关建议 (22)4.1高铁接触网故障判断的主要思路和方法 (22)4.1.1根据天气情况判断 (22)4.1.2根据跳闸情况判断 (22)4.1.3根据跳闸报告内容判断(按照归算至一次侧数值进行判断) (22)4.1.4根据受电弓损伤位置判断 (23)高速铁路接触网的研究4.1.5外界反映情况 (23)4.1.6特殊故障 (23)4.2我国高速铁路接触网发展的相关建议 (24)4.2.1高速铁路设计需加强避雷防护 (24)4.2.2高速铁路选址避开重污区 (24)4.2.3 加强施工标准化 (24)4.2.4 注意供电线同杆合架现象 (24)4.2.5 严把接触网零部件的生产制造工艺关 (24)5 高速铁路接触网的研究价值和发展方向 (25)5.1 高速铁路接触网的发展前景 (25)5.2 研究价值 (25)5.3 发展趋势 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A 相关装配图 (30)西安铁路职业技术学院毕业设计(论文)引言高速铁路是当今世界铁路发展的潮流,随着经济技术的发展和交通运输的激烈竞争,高速铁路以其独特的优势被许多国家作为大力研制和重点发展的目标。
浅谈高速铁路接触网模式及比较作者:邢西沙曹兵迮继亮高健来源:《科技视界》2015年第02期【摘要】接触网是与高速电气化铁路运营最为直接相关的架空设备,其工作环境恶劣,沿线架设且无备用,是整个牵引供电系统最为薄弱的环节。
接触网性能的优劣直接决定着电力机车受电弓的受流质量,最终影响列车的运行速度与安全。
因此,接触网历来被视为高速技术的主要难点。
本文主要对日本、法国,我国京沪高铁的接触网模式进行介绍和比较。
【关键词】高速铁路;接触网;模式;比较1 悬挂类型比较高速铁路接触网悬挂类型是接触网设计施工的最基本参数。
目前高速铁路接触网大体有三种悬挂类型:复链型悬挂,简单链型悬挂,弹性链型悬挂。
1.1 日本的高速铁路接触网悬挂类型日本于1964年开通的世界上第一条高速铁路—东京至新大阪的东海道新干线,采用的是复链型悬挂,90年代以前,日本的高速铁路接触网都采用复链型悬挂。
但是这种悬挂类型一次性投资太大,而且因为结构复杂、组成零部件太多,导致接触网运营的维修费用高昂,发生事故时抢修难度大、运输中断时间长。
再加上近年来日本的国民经济趋于衰退,所以1997年兴建的北陆新干线采用了简单链型悬挂,简单链型悬挂由于结构简单和易于维修保养,显示出较好的应用前景。
1.2 法国的高速铁路接触网悬挂类型90年代初,法国总结了新干线的经验教训,在大量的理论和试验研究的基础上认为:弹性吊索对于时速超过250km的高速来说意义不是很大,反而成为影响行车安全的因素之一。
因此,新建的巴黎~勒芒大西洋新干线采用了简单链型悬挂。
简单链型悬挂在弹性性能和稳定受流方面受到一定损失,但是其结构简单,节省了工程造价,维修容易,工作量小,大大节省了维修费用。
1.3 我国京沪高速铁路接触网悬挂类型京沪高速正线接触网的悬挂类型采用全补偿弹性链型悬挂。
全补偿弹性链型悬挂即在锚段中的承力索和接触线两端下锚均装设了张力自动补偿器,同时在支柱悬挂点处安装了弹性吊弦,可减少硬点的出现,使其弹性均匀,有利于机车受电弓取流,弓网极流的动态品质好于简单链型悬挂。
时速160km刚性悬挂接触网的可行性分析1. 引言1.1 引言随着高速铁路的不断发展,时速160km的高铁列车已成为我们生活中不可或缺的一部分。
而对于时速160km高铁列车的接触网悬挂系统来说,其稳定性和安全性显得尤为重要。
本文将对时速160km刚性悬挂接触网的可行性进行深入分析。
在高铁列车运行过程中,接触网承担着供电和牵引的重要功能。
而悬挂系统作为接触网的支撑和固定装置,直接影响列车的安全性和运行稳定性。
针对时速160km高铁列车的需求,采用刚性悬挂接触网系统可以有效提高列车的运行速度和稳定性,同时减少能耗和振动噪声,为乘客提供更加舒适的出行体验。
本文将从背景介绍、技术分析、风险评估、可行性分析和结构设计等方面对时速160km刚性悬挂接触网进行深入探讨,旨在为高铁列车悬挂系统的优化设计提供参考,进一步提升高铁列车的运行效率和安全性。
2. 正文2.1 背景介绍随着交通工具的发展和技术的进步,高速铁路已经成为人们出行的重要选择,而其中的接触网系统则是高速铁路运行中不可或缺的一部分。
目前,传统的接触网系统在时速160km以上的高速列车运行中存在着各种问题,尤其是对接触网系统的刚性要求更加严格。
针对时速160km刚性悬挂接触网的可行性分析,显得尤为重要。
在高速列车运行中,接触网系统需要承受列车通过时的巨大冲击力和振动,而传统的弹簧悬挂系统在这种情况下存在无法满足的问题。
研究和设计一种能够在时速160km以上的高速列车运行中稳定工作的刚性悬挂接触网系统,对于提高高速铁路的运行效率和安全性具有重要意义。
本文将通过对现有技术的分析和风险评估,结合对时速160km刚性悬挂接触网的可行性进行深入探讨,以期为高速铁路接触网系统的进一步优化提供参考。
2.2 技术分析技术分析是评估时速160km刚性悬挂接触网可行性的关键步骤之一。
这项技术分析将涉及对接触网的设计要求、材料选用、结构稳定性和工作性能等方面的详细讨论。
时速160km的列车在运行过程中会产生较大的载荷和振动,因此接触网的设计需要具备足够的强度和刚度,以确保其在列车通过时能够稳定地传递电力。
高铁列车接触网电气特性研究高速铁路是现代化交通运输的一种重要形式,具有运行速度快、效率高、舒适度好、安全性高等优点。
高速铁路的发展离不开接触网的支持,由于接触网的稳定性和安全性直接关系到高铁列车的运行,因此,对于高铁列车接触网电气特性的研究变得尤为重要。
本文将探讨高铁列车接触网电气特性研究的意义、发展现状和研究内容等方面。
一、高铁列车接触网电气特性研究的意义接触网作为高速铁路的输电和回流系统,直接关系到高铁列车的正常运行和安全。
接触网的设计和施工,需要考虑多种因素包括气候条件、线路长度和列车类型等等。
另外,新技术的不断发展,对于接触网的结构和材料提出了更高要求。
接触网与列车之间的电气特性是需要考虑的一个重要因素,在满足电气规范及相关法律法规的条件下,同时保证列车的稳定运行,这就需要对其进行研究和优化。
二、高铁列车接触网电气特性研究的发展现状高铁列车接触网电气特性的研究在国内外都已经进行了多年,通过多项实验和研究,相关专家深入探讨了高铁列车接触网电气特性的复杂性,其中包括了接触网合适的高度、导线、跨距、保护装置等因素的研究。
此外,高速列车通常采用交流传输电能,高速列车接触网的阻抗对于电力传输的影响是不可忽略的因素。
直流配电系统的导线阻抗比交流配电系统小得多。
在接触网上线路下颠簸时,高速列车产生了类似于阻抗变化的电动势。
这些阻抗因素,不仅影响了高速列车接触网电气特性,如果不得当,还会对接触网的安全造成风险。
三、高铁列车接触网电气特性研究的主要内容高铁列车接触网电气特性的研究主要包括以下几个方面的内容:1、高铁列车接触网仿真模拟:在计算机模拟下对高铁列车接触网进行仿真,通过各种算法实现动态过程,以及对系统传输特性的模拟计算。
该方法能够预测和评估高速列车驰名过程所带来的动态电气特性,进而提出控制、优化和调整高铁列车接触网的措施。
2、高铁列车接触网电气特性实验研究:通过实验研究来验证仿真模拟中预测和评估的结果,达到优化和改善高铁列车接触网电气特性的目的。
技术装备2023/07CHINA RAILWAY 高速铁路接触网三级修检测分析模式研究与实践盛良1, 王小兵2, 杨志鹏1, 王婧2(1.中国国家铁路集团有限公司 铁路基础设施检测中心,北京 100081;2.中国铁道科学研究院集团有限公司 基础设施检测研究所,北京 100081)摘要:为了充分挖掘6C 系统检测监测数据价值,科学开展接触网状态诊断与质量评估,指导三级修维修工作精准实施,分析梳理高速铁路接触网三级修内涵,依据有关规章及标准要求探索提出高速铁路接触网三级修检测分析模式,明确检测项目及装备要求,确定检测分析方法及评价依据。
通过现场实践,验证该检测分析模式的有效性,为高质量开展三级修精测分析工作提供了有益借鉴。
关键词:高速铁路;接触网;三级修;精测;检测分析;质量评价;缺陷诊断中图分类号:U225 文献标识码:A 文章编号:1001-683X (2023)07-0045-08DOI :10.19549/j.issn.1001-683x.2023.04.19.0030 引言接触网是电气化铁路的重要行车设备,在保障铁路运输安全、提高运输效率、降低运输能耗等方面发挥着重要作用[1]。
自2008年我国第1条高速铁路开通以来,已有近40条共计1.8万km 线路开通运行时间达到7年以上。
为了充分挖掘高速铁路供电安全检测监测系统(6C 系统)检测监测数据价值,科学开展接触网状态诊断、质量评估,指导三级修维修工作精准实施,基于现场实际探索出科学、完善的接触网检测分析方法至关重要。
文献[2]基于接触网三级修动、静态检测数据,从动态缺陷诊断、动态性能评价、静态检测数据布置特征、动态检测数据变化特征等维度对接触网运行质量进行分析,对接触网三级修检测分析方法进行了探索研究。
文献[3-4]对接触网三级修精测、分析、方案、实施等全过程管理进行了系统探索实践,为接触网三级修高质量开展积累了宝贵经验。
在此,第一作者:盛良(1986—),男,副研究员。
第四章我国适用的高速铁路接触网模式研究4、1引言研究高速铁路接触网的最终目的,是为了提高我国高速铁路接触网的设计和施工水平,推动我国高速铁路技术发展。
本章在参考借鉴国外技术标准和实践经验的基础上,通过计算机仿真并结合我国的实际情况,对适合我国的高速铁路接触网模式进行研究。
4.2悬挂类型选择悬挂类型是高速铁路接触网设计和施工的最基本参数.高速铁路接触网对悬挂类型的要求,是能够提供良好的受流质量、寿命长、少维修、故障率低,同时应该有较高的性能价格比。
目前国外高速铁路接触网大体有三种悬挂类型:以日本为代表的复链型悬挂、以德国为代表的弹性链型悬挂和以法国为代表的简单链型悬挂。
在相同条件下对这三种悬挂类型进行计算机仿真,仿真结果表明它们均能满足高速要求。
简单链型悬挂和其他两种悬挂类型相比,受流质量相差不多,但是结构简单、施工维护都很方便,工程造价也低得多。
从我国己建成并投入运营的广深线、秦沈线实际情况来看,综合受流、成本、施工、运营和维护等各方面的因素,我国的高速铁路接触网宜选用简单链型悬挂。
简单链型悬挂技术参数为:接触网张力:15-20+20kN;跨距:不大于60m(隧内50m);预留弛度:0.5% 0^'1.0% 004.3悬挂主要参数选择4.3.1接触网结构高度从计算机仿真来看,高速接触网的结构高度对受流质量没有明显影响。
结构高度仍由最短吊弦长度及最大跨距来确定,而最短吊弦长度由结构上允许的最短长度及该处网的弹性两方面来确定.综合国内外的情况,最短吊弦一般为500-600mm,困难地段宜取250-400mm。
由此,结构高度宜大于1.4m ,特殊区段可采用1.lm 。
4.3.2接触线高度接触线高度应尽可能低。
较低的接触线高度有利于改善受电弓的特性参数,减少隧道及跨线建筑物的净空高度,减小支柱容量和工程量,降低造价。
接触线高度应满足高速、中速跨线车辆的建筑限界及受电弓的工作范围。
由于高速线车辆限界仍采4800mm,综合考虑其他因素,接触线高度以5300-5500mm 为佳。
4.3.3跨距根据计算机仿真结果和国外情况,高速接触网的标准跨距为60mm,最小跨距不小于50mm。
4.3.4锚段长度锚段长度主要考虑:接触线张力的增量不宜超过10%,补偿应灵活;定位器偏移应在允许范围内;在温度变化范围内,导线高度变化应在允许范围内。
根据计算机仿真结果和国外情况,锚段长度不宜大于1200-1400m。
4.3.5 锚段关节型式根据计算机仿真结果和国外情况,非绝缘关节宜采用3-4跨式,绝缘关节宜采用4-5跨式,目前在实际工程中多采用奇数跨。
4.4主要线材选型4.4.1接触线线材接触线性能是制约受流质量的关键,接触线的张力和波动传播速度对受流质量有着重要的影响〔19.29,21].从受流角度来看,接触线必须使用线密度较小、抗拉强度较高的线材。
同时,由于列车速度的提高,当受电弓通过定位点、接头处和变化的接触线坡度时,容易形成离线而产生电弧。
电弧会使接触线温度升高、机械强度下降、电腐蚀与机械损耗加剧,因而要求提高接触线的平直度、耐高温性能和耐磨性能。
另外,电气化列车要具有高速和重载的能力,就必须提高接触线的载流能力,这可以通过提高接触线的电导率和增加其截面积来实现。
但是电导率和抗拉强度往往相互矛盾,只有复合金属才能在一定范围内同时调节电导率和抗拉强度。
所以,高速铁路的速度目标值为300km/h以上时,根据仿真研究并借鉴国外经验,对其接触线材提出以下倾向性意见:张力:25-30kN;线密度:1.1-1.2kg/m;机械强度:60-70N/mm2;拉断力:70-85kN(导线截面按120mm2);导电率:80%-85%IACS;高温下机械强度的降低率在10%以下;耐磨和耐腐蚀性能与铜电车线相当。
这样的接触线材所构成的接触网,当运行速度为300km/h时,导线的波动传播速度520-595km/h范围内,列车速度和接触线波动传播速度之比为0.59-0.67。
由于这类接触线在国内尚无正式运营的成熟产品,因此建议引进德国的MgCu120或者日本的GT-CSI10 接触线。
4.4.2承力索线材根据仿真研究,承力索对接触网的受流质量没有明显的影响。
对承力索线材的选取需综合考虑载流量、接触线影响和结构高度等因素。
1、承力索材料为减少由于承力索与接触线线胀系数不同而引起的吊弦顺线路偏斜、张力增量加大等,承力索的材料应该与接触线相同。
2、承力索张力从受流角度来讲,对于300km/h以上的铁路,为满足对隧道、跨线建筑物净空的要求,承力索的张力取20kN为佳。
3、承力索截面积牵引网的最大电流将达到1000A,考虑载流,承力索截面积不宜小于120mm2.4.5主要设备选型4.5.1电分相装置在机车高速行驶的情况下,通过降弓升弓的方式来实现电分相已经不再适用,必须采用先进的自动切换电分相装置。
自动切换电分相装置主要有地面自动切换方式、车上自动切换方式、柱上自动切换方式三种,它们在电分相时都不需要司机进行操作,机车能满负荷通过。
地面自动切换方式由地面开关站自动切换电分相.这种方式一次性投资较大,而且在切换过程中容易产生过电压,引起开关重燃及异相短路,造成重大事故。
柱上自动切换方式由借车的牵引电流直接控制切换电分相。
这种方式缺点是柱上开关无备用,且最高允许速度仅为200km/h。
经过综合比较,地面电磁传感车上自动切换方式结构简单,价格低廉,并且由于采用锚段关节方式,对高速铁路接触网更为适用。
4.5.2线岔线岔是关系行车安全的关键设备之一,根据国内外经验,弓网事故多发于此。
线岔可分为交叉线岔和无交叉线岔(开放式线岔)。
无交又线岔能够有效降低线岔处的硬点,无论机车从正线驶入站线。
还是从站线驶入正线,受电弓都可以平稳过渡。
另外,无交叉线岔可以适应多种形状的受电弓头,考虑京沪高速铁路属于混跑,其高速接触网宜采用无交叉线岔。
4,6支持装置选型高速铁路接触网的支持装置应具备以下基本条件:1.容量大;2.高可靠性和稳定性;3要尽可能无维修或少维修;4.便于机械化施工,便于安装和调整;5.可以满足高速铁路接触网的精度要求。
具体来讲,高速铁路接触网的支持装置主要包括以下几种。
4.6.1支柱和基础在支柱选型方面,应首选等径圆支柱,标准化各类支架底座及其安装位置,有利于提高安装效率和支架底座的大规模生产。
在车站上,为避免上、下行高速接触网的相互干扰,应尽可能用单腕臂柱的悬挂方式。
在特殊困难地段,也可采用硬横梁的方式。
随着支柱类型和容量的不同,可以采用桩基础、扩大基础、杯形基础、棱柱型基础等形式,以加强基础的抗倾覆力矩,增大与土壤的接触面积。
在高架桥上可采用预留杯形基础或法兰盘连接方式。
4.6.2横跨结构横跨结构分为软横跨和硬横跨。
软横跨承力索属无补偿的悬挂索,受温度影响其伸缩变化较大,直接导致承力索和接触网高度发生较大的变化。
当其中一支悬挂发生故障时,往往波及到其他的悬挂,使事故范围扩大。
基于上述原因,在高速铁路站场或多线并行区段宜选用硬横跨,特殊情况也可选用带弹簧补偿器的软横跨。
4.6.3腕臂结构及材料腕臂结构宜采用刚性水平腕臂、斜腕臂及防风支撑组成的可旋转腕臂,应具备防风能力,零件稳定不易滑动,杆件具备足够刚度。
在材质上,采用如高强度的铝合金的材料。
考虑高速受流对接触网稳定性及张力的要求,腕肴柱宜采用高强度棒式绝缘子。
4.7主要零件选型4.7.1吊弦吊弦承担着负载接触线的任务,因此必须具备一定的机械强度。
另外,吊弦上会通过一定的负载电流,考虑到受流方式有分散式受流(电动车组)和集中式受流(电力机车),要求吊弦能够满足不同的受流要求。
标准速度的接触网中常采用铁线环节式吊弦,当列车高速运行时,这种吊弦主要存在下列问题:(I)强度低;(2)耐腐蚀性差:(3)电火花烧伤及磨损严重;(4)精度低,需要经常调整;(5)容易使接触线发生振动,造成受电弓离线率增加。
因此,在高速铁路接触网中,宜采用具有防振功能的载流式整体吊弦。
通过整体弦的长度,来控制接触线对钢轨的高度并预留一定的弛度。
吊弦由合金材质绞线制造〔如青铜绞线),吊弦线夹采用铜镍硅或铝青铜合金材质制造,二者压接成一体以减少电磨耗。
4.7.2定位器定位器装设处容易形成硬点。
列车速度一旦提高,这些固定点处接触线的压力明显增大,同时不可避免地造成局部冲击。
使用时间越长,磨耗量越大,导致该位置的接触线难以保持恒定的张力。
为缓和硬点造成的影响,应该减轻定位器的重量。
在保证既定强度和耐久性的前提下,尽量采用强度高、韧性好、质量轻、耐腐蚀的铝合金材质定位器。
4.7.3张力补偿装置目前的张力自动补偿装置主要有日本的变比鼓轮补偿装置、德国的棘轮补偿装置和法国的滑轮组补偿装置。
张力自动补偿装置应具备如下技术性能:(1)机械传动变比1:3-1:5;(2)机械传动效率不低于0.97;(3)质量不大于30kg。
相比之下,法国的滑轮组补偿装置制造相对简单,传动比可调,适用范围较大,是高速铁路接触网首选的张力补偿装置。
4.7.4电连接线夹电连接线夹要求导电性能好,抗冲击振动性能强,耐腐蚀,少维修。
接触线电连接线夹本体可采用Tz纯铜,副板材质采用铸铝青铜,与电连接压接为一体。
并沟电连接线夹采用两夹板紧固式,夹板材质为铝黄铜。
4.7.5接触线接头线夹和终锚线夹接触线接头线夹宜采用夹板式螺栓紧固结构,夹板采用强度高的铜镍硅制造,夹板与接触线燕尾槽接触部分加工成锯齿形。
当6个直径M12不锈钢螺栓紧固时,两夹板锯齿就紧紧嵌在接触线燕尾槽中使之不能滑脱。
接触线终锚线夹可采用锥套式螺纹胀紧结构,本体采用铸铝青铜直径适当加大,锥楔采用铜镍硅制造。
锥楔内圆加工有螺纹,当承受张力时硬度很高的螺纹紧紧嵌在接触线外表面使之不能滑脱,也可以采用双耳楔型线夹下锚。
4.7.6承力索接头线夹和终锚线夹承力索接头线夹和终锚线夹应当适应承力索不同材质、直径的要求,并满足工作张力15-20kN机械性能的要求。
锥套式终锚线夹质量轻、安装简单,国外用于铜绞线或钢绞线承力索下锚取得很好的效果。
但是近年来,锥套式终锚线夹在我国一些线路上发生了铝包钢承力索抽脱情况。
因此,对于GLJC-120/35型铝包钢承力索,应采用NLD-4倒装式螺栓型耐张线夹,还可以选用U螺栓紧固型线夹;对于GLJE-30/50型铝包钢承力索,可以采用柞座楔形线夹。
在类似京沪高速铁路的重要千线上,如果采用锥套式终锚线夹,可以通过加长楔子、增加楔子齿数来提高锥套式终锚线夹的工作荷重和滑动荷重,保证下锚质量,另外,还可以采用双耳楔型线夹下锚。
4.8小结高速铁路接触网选型属于设计环节,是接触网施工的前提。
高速铁路能否安全高效地运营,最基本的就在于接触网的类型和参数是否合适。
速度是最终的目标,必须借助计算机仿真技术对影响受流质量的因素进行多方面的分析、比较及综合,在参考借鉴国外经验、标准过程中,深入了解各国标准的差异及产生原因,结合我国的实际情况,才能确定我国适用的接触网模式。