高速列车牵引供电概论.pptx

会计学1高速列车牵引供电概论高速列车牵引供电概论第1页/共128页第二节第二节 电力牵引供电系统电力牵引供电系统 电电力力系系统统第2页/共128页电力牵引供电系统电力牵引供电系统 电电力力系系统统第3页/共128页电力牵引供电系统电力牵引供电系统 接触网接触网第4页/共128页电力牵引系统电力牵引系统 第5页/共128页电力牵引系统电力牵引系统 电力牵引系统的组成如图所示。发电厂500KV高压输电线区域变电所110KV输电线牵引变电所27.5KV输电线、接触网 第6页/共128页电力牵引系统电力牵引系统 国家公用电网来的三相110KV交流经过牵引变电所降压后，向电气化铁道牵引接触网输出25KV（27.5KV）单相交流供给电力机车。电力机车是通过受电弓从接触网上获取电能的，27.5KV单相交流供给电力机车后经过电力机车上的牵引变压器降压，再通过变流装置变流后输到牵引电动机驱动机车（列车）运行 第7页/共128页第二节第二节 高速列车供电高速列车供电一、供电方式二、牵引变电所第8页/共128页高速列车牵引供电系统高速列车牵引供电系统牵引变电所牵引变电所接触网接触网保证质量良好并不保证质量良好并不间断地向高速列车间断地向高速列车供电供电在高速列车运行中在高速列车运行中通过与受电弓良好通过与受电弓良好的摩擦接触将电能的摩擦接触将电能传给高速列车传给高速列车高速列车牵引供电系统的组成第9页/共128页第10页/共128页一、供电方式 电气化铁路有五种供电方式，即：n n直接供电直接供电n n吸流变压器供电吸流变压器供电n n带回流线的直接供电带回流线的直接供电n n自耦变压器供电自耦变压器供电n n同轴电力电缆供电同轴电力电缆供电第11页/共128页1.直接供电方式 直接供电方式是指在牵引网中不加特殊防护措施的一种供电方式，它以一根馈线接在接触网上，另一根馈线接在钢轨上,如图所示：第12页/共128页 这种供电方式最简单，投资最省，牵引这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗小，能耗也较低。供电距离单线一般为网阻抗小，能耗也较低。供电距离单线一般为30km30km左右，双线一般为左右，双线一般为25km25km左右。左右。第13页/共128页2.吸流变压器供电方式 吸流变压器的供电方式（简称BT供电方式）是在牵引网中架设有吸流变压器回流线装置的一种供电方式。目前，在我国电气化铁路上采用较为广泛，如图所示：第14页/共128页 吸吸流流变变压压器器的的变变比比为为1:11:1，它它的的一一次次绕绕组组串串接接在在接接触触网网（T T）上上，二二次次绕绕组组串串接接在在专专为为牵牵引引电电流流流流回回牵牵引引变变电电所所而而特特设设的的回回流流线线（NFNF）上上，所所以以也也称称吸吸流流变变压压器器回回流流线线供供电电方方式式（简简称称吸吸回方式）回方式）第15页/共128页3.带回流线的直接供电方式 带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，如图所示：第16页/共128页 利利用用接接触触网网与与回回流流线线之之间间的的互互感感作作用用，使使钢钢轨轨中中的的电电流流尽尽可可能能地地回回流流到到牵牵引引变变电电所所，因因而而能能部部分分抵消接触网对邻近通信线路的干扰。抵消接触网对邻近通信线路的干扰。第17页/共128页4自耦变压器供电方式（简称AT供电方式）自耦变压器供电方式是每隔10km左右在接触网与正馈线之间并联接入一台自耦变压器，其中性点与钢轨相连。第18页/共128页 自自耦耦变变压压器器将将牵牵引引网网的的供供电电电电压压提提高高一一倍倍，而而供供给给高高速速列列车车的的电电压压仍仍然然不不变变。由由于于自自耦耦变变压压器器的的作作用用，经经钢钢轨轨流流回回的的电电流流，经经自自耦耦变变压压器器绕绕组组和和正正馈馈线线流流回回变变电电所所。当当自自耦耦变变压压器器的的一一个个绕绕组组流流过过高高速速列列车车电电流流时时，其其另另一一个个绕绕组组感感应出电流供给高速列车。应出电流供给高速列车。第19页/共128页 因因此此，当当高高速速列列车车负负荷荷电电流流为为I I时时，由由接接触触网网和和正正馈馈线线供供给给的的电电流流为为0.5I0.5I，另另外外的的负负荷荷电电流流由由自自耦变压器感应电流供给。耦变压器感应电流供给。这这种种供供电电方方式式的的牵牵引引网网阻阻抗抗很很小小，电电压压损损失失小小，电电能能损损耗耗低低，供供电电能能力力大大，供供电电距距离离长长，可可达达404050km50km。由由于于牵牵引引负负荷荷电电流流在在接接触触网网和和正正馈馈线线中中的的方方向向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。第20页/共128页5同轴电力电缆供电 同轴电力电缆供电（简称CC供电方式），是一种新型的供电方式。同轴电力电缆沿铁路埋设，其内部芯线作为馈电线与接触网连接，外部导体作为回流与钢轨相接。每隔510km作一个分段，如图所示:第21页/共128页第22页/共128页 由由于于馈馈线线与与回回流流线线在在同同一一电电缆缆中中，间间隔隔很很小小，而而且且同同轴轴布布置置，使使互互感感系系数数增增大大，所所以以同同轴轴电电力力电电缆缆的的阻阻抗抗比比接接触触网网和和钢钢轨轨的的阻阻抗抗小小得得多多，牵牵引引电电流流和和回回流流几几乎乎全全部部经经由由同同轴轴电电力力电电缆缆中中流流过过。因因此此电电缆缆芯芯线线与与外外部部导导体体电电流流相相等等，方方向向相相反反，二二者者形形成成的的磁磁场场相相互互抵抵消消，对对邻邻近近的的通通信信线线路路几几乎乎无无干干扰扰。由由于于阻阻抗抗小小，因因而而供供电电距距离离长长。但但由由于于同同轴轴电电力力电电缆缆造造价价高高，投投资资大大，现现仅仅在在一一些些特特别困难区段采用。别困难区段采用。第23页/共128页二、牵引变电所 1.牵引变电所的作用 我我国国电电气气化化铁铁路路采采用用的的是是工工频频单单相相25kV25kV交交流流制制，而而电电力力系系统统是是一一个个三三相相交交流流系系统统，需需要要经经过过变变换换电电压压等等级级和和由由三三相相变变换换成成单单相相才才能能使使用用。电电气气化化铁铁路路产产生生的的负负序序和和高高次次谐谐波波对对电电力力系系统统会会造造成成多多种种不不良良影影响响，需需要要通通过过牵牵引引变变电电所所来来解解决决。因因此此，牵引变电所应具有以下两个方面的作用牵引变电所应具有以下两个方面的作用:第24页/共128页 （1 1）将将电电力力系系统统的的电电能能变变换换成成适适合合高高速速列列车车使使用的电能。用的电能。在在牵牵引引变变电电所所内内装装设设有有牵牵引引变变压压器器（也也称称主主变变压压器器），将将电电力力系系统统的的高高压压（一一般般为为110kV110kV或或220kV220kV）降降为为27.5kV27.5kV或或 227.5kV227.5kV（自自耦耦变变压压器器供供电电方方式式），以以单单相相电电馈馈送送给给接接触触网网，供供高高速速列列车车使使用用。国国外外有有些些国国家家的的电电气气化化铁铁路路采采用用的的是是直直流流制制式式，或或是是低低频频（16 16 2/3Hz2/3Hz）交交流流制制式式，因因此此，还还需需要要将将交交流流电电整整流流成成直直流流电电，或或将将工工频频变变换换成成16 2/3Hz16 2/3Hz，这些变换工作都由牵引变电所来完成。，这些变换工作都由牵引变电所来完成。第25页/共128页 （2）降低电气化铁路对电力系统的影响。电气化铁路的单相牵引负荷是一个不对称的负荷，对三相电力系统产生负序电流和负序电压。要减轻负序电流和负序电压对三相电力系统的影响，需要牵引变电所采用换相接线方式或不同接线型式的变压器。第26页/共128页2变电所保护装置 一一个个变变电电所所有有十十多多台台断断路路器器，每每台台断断路路器器都都要要有有专专门门的的保保护护装装置置来来控控制制。如如果果没没有有符符合合要要求求的的保保护护装装置置，那那么么断断路路故故障障就就不不能能迅迅速速地地排排除除，从从而而造造成成严严重重的的危危害害。保保护护装装置置除除了了用用来来切切断断断断路路故故障障外外，也也用用作作发发出出不不正正常常运运行行状状态态的的信信号号，如如变变压压器器过过负负荷荷和和过过热热、控控制制回回路路断断线线、绝绝缘缘不不良良等等不不正正常常状状态态，运运行行人人员员发发现现不不正正常常信信号号后后，可可及及时时采采取取措措施施消消除除不不正正常常状状态态，保保证证供供电电系系统统的的安全、可靠运行。对保护装置的基本要求如下。安全、可靠运行。对保护装置的基本要求如下。第27页/共128页a.a.选选择择性性。保保护护该该跳跳闸闸的的断断路路器器跳跳闸闸，不不该该跳跳闸的不跳，以使停电限制在最小的范围；闸的不跳，以使停电限制在最小的范围；b.b.速速动动性性。故故障障后后迅迅速速动动作作，可可减减小小设设备备的的损损坏坏程程度度及及对对非非故故障障区区段段的的影影响响时时间间。但但速速动动性不能影响选择性。性不能影响选择性。c.c.灵灵活活性性。要要求求对对保保护护范范围围的的故故障障反反应应灵灵敏敏，不产生拒动；不产生拒动；d.d.可可靠靠性性。要要求求保保护护装装置置的的元元件件和和接接线线处处于于良良好状态，该动作时均能正常工作。好状态，该动作时均能正常工作。第28页/共128页第三节第三节 高速接触网高速接触网一、接触网的构成二、接触悬挂形式三、接触网的性能要求四、接触线及承力索第29页/共128页一、接触网的构成 接接触触网网是是电电气气化化铁铁路路牵牵引引供供电电系系统统中中的的主主要要供供电电设设备备，它它的的功功能能是是向向走走行行在在铁铁路路线线上上的的高高速速列列车车不不间间断断地地供供应应电电能能。但但接接触触网网与与一一般般的的输输电电线线路路不不同同，它它必必须须架架设设在在铁铁路路线线路路的的正正上上方方，高高速速列列车车利利用用顶顶部部的的受受电电弓弓与与接接触触网网接接触触而而获获得得电电能能。因因此此，在在电电力力高高速速列列车车走走行行的的线线路路都都必必须须架架设设接接触网。触网。第30页/共128页 由由于于接接触触网网是是露露天天设设置置，受受着着各各种种恶恶劣劣气气象象条条件件的的影影响响，其其工工作作状状态态又又是是随随着着高高速速列列车车的的运运行行而而变变化化，而而且且没没有有备备用用，因因而而使使得得接接触触网网的的工工作作条条件件非非常复杂，对它的要求也非常严格。常复杂，对它的要求也非常严格。高高速速列列车车实实际际上上是是一一个个边边受受流流边边行行驶驶的的移移动动负负荷荷。为为了了保保证证不不间间断断地地供供给给高高速速列列车车电电能能，就就必必须须使使高高速速列列车车的的受受电电弓弓与与接接触触网网的的接接触触导导线线在在高高速速列列车车行行驶驶时时有有良良好好的的接接触触，为为此此，对对接接触触网网的的结结构构有有特特殊殊的要求。接触网的主要组成如下：的要求。接触网的主要组成如下：第31页/共128页1接触悬挂部分 包包括括承承力力索索、接接触触导导线线、吊吊弦弦、中中心心锚锚结结、补补偿装置等。偿装置等。第32页/共128页补偿装置补偿装置第33页/共128页 承承力力索索是是接接触触网网承承载载接接触触导导线线，并并传传输输电电流流的的线线材材。承承力力索索的的选选择择应应符符合合的的条条件件是是，承承力力索索的的线线胀胀系系数数与与接接触触导导线线相相匹匹配配；机机械械强强度度高高；耐耐疲疲劳性能好，耐温特性好；导电率高等。劳性能好，耐温特性好；导电率高等。第34页/共128页 接接触触导导线线是是接接触触网网中中直直接接与与受受电电弓弓作作摩摩擦擦运运动动传传递递电电能能的的线线材材。它它对对接接触触网网受受电电弓弓系系统统的的受受流流性性能能的的好好坏坏产产生生至至关关重重要要的的作作用用，受受流流系系统统的的许许多多性性能能指指标标直直接接由由接接触触导导线线决决定定，如如波波动动传传播播速速度度、接接触触导导线线的的抬抬升升量量、接接触触导导线线的的磨磨耗耗、安安全全系系数数等等。表表4-14-1给给出出了了国国外外高高速速接接触触导导线线的的比比较。较。第35页/共128页第36页/共128页2支持装置 用用以以悬悬吊吊和和支支撑撑接接触触悬悬挂挂并并将将其其各各种种载载荷荷传传递递给给支支柱柱或或桥桥隧隧等等大大型型建建筑筑物物。支支持持装装置置还还应应将将承承力力索索、接接触触导导线线固固定定在在一一定定范范围围内内，使使受受电电弓弓滑滑行行时时与与接接触触导导线线有有良良好好的的接接触触。根根据据根根据据接接触触网网所所在在的的位位置置及及作作用用不不同同，支支持持装装置置的的结结构构又又可可分分为为腕腕臂臂支支持持装装置置、软软横横跨跨、硬硬横横跨跨、桥桥梁梁支支持持装装置和隧道支持装置等。置和隧道支持装置等。第37页/共128页支持装置支持装置第38页/共128页3支柱与基础 用用以以安安装装支支持持装装置置、悬悬吊吊接接触触悬悬挂挂，并并承承受受其其载荷。载荷。此此外外，接接触触网网还还包包括括供供电电线线，加加强强线线，因因供供电电方方式式不不同同而而设设置置的的回回流流线线、正正馈馈线线（AFAF线线）、保保护护线线（PWPW线线）等等附附加加导导线线，以以及及为为安安全全而而设设置的保护设备和电气设备等。置的保护设备和电气设备等。第39页/共128页二、接触悬挂形式 接接触触悬悬挂挂形形式式是是指指接接触触网网的的基基本本结结构构形形式式，它它反反映映了了接接触触网网的的空空间间结结构构和和几几何何尺尺寸寸。不不同同的的悬悬挂挂形形式式，在在工工程程造造价价、受受流流性性能能、安安全全性性能能上上均均有有差差别别。另另外外，对对接接触触网网的的设设计计、施施工工和和运运营营维维护也有不同的要求。护也有不同的要求。对对高高速速接接触触网网悬悬挂挂形形式式的的要要求求是是，受受流流性性能能满满足足高高速速铁铁路路的的运运营营要要求求、结结构构简简单单、安安全全可可靠靠、维修方便、工程造价低。维修方便、工程造价低。第40页/共128页 世世界界上上发发展展高高速速铁铁路路的的主主要要国国家家如如日日本本、德德国国、法法国国的的高高速速接接触触网网悬悬挂挂形形式式是是在在不不断断改改进进中中发发展展起起来来的的，主主要要有有三三种种悬悬挂挂形形式式：简简单单链链形形悬悬挂挂、弹性链形悬挂、复链形悬挂。弹性链形悬挂、复链形悬挂。1 1简单链形悬挂简单链形悬挂 其性能特点是，结构简单、安全可靠、安装调其性能特点是，结构简单、安全可靠、安装调整维修方便，适应于高速受流。整维修方便，适应于高速受流。第41页/共128页 定定位位点点处处弹弹性性小小，跨跨中中弹弹性性大大，造造成成受受电电弓弓在在跨跨中中抬抬升升量量大大，跨跨中中采采用用预预留留弛弛度度，受受电电弓弓在在跨跨中中的的抬抬升升量量可可降降低低；定定位位点点处处易易形形成成相相对对硬硬点点，磨磨耗耗大大。如如果果选选择择结结构构形形式式合合理理、性性能能优优良良的的定定位器，则可消除这方面的不足。位器，则可消除这方面的不足。定位点定位点第42页/共128页2弹性链形悬挂 在在结结构构上上，相相对对于于简简单单链链形形悬悬挂挂在在定定位位点点处处装装设设弹弹性性吊吊索索，主主要要有有两两种种形形式式：“丌丌”形形和和“Y”Y”形形。弹弹性性吊吊索索的的材材质质一一般般与与承承力力索索相相同同，其线胀系数与承力索相匹配。其线胀系数与承力索相匹配。第43页/共128页 其其性性能能特特点点是是，结结构构比比较较简简单单，改改善善了了定定位位点点处处的的弹弹性性，使使得得定定位位点点处处的的弹弹性性与与跨跨中中的的弹弹性性趋趋于于一一致致，整整个个接接触触网网的的弹弹性性均均匀匀，受受流流性性能能好好。缺缺点点是是弹弹性性吊吊索索调调整整维维修修比比较较复复杂杂，定定位位点点处处导导线抬升量大，对定位器的安装坡度要求也较严格。线抬升量大，对定位器的安装坡度要求也较严格。第44页/共128页3 3复链形悬挂复链形悬挂 在在结结构构上上，承承力力索索和和接接触触导导线线之之间间加加了了一一根根辅辅助助承承力力索索。其其性性能能特特点点是是，接接触触网网的的张张力力大大，弹弹性均匀，安装调整复杂、抗风能力强。性均匀，安装调整复杂、抗风能力强。第45页/共128页 各各国国对对以以上上三三种种悬悬挂挂形形式式有有不不同同的的认认识识和和侧侧重重，根据各自的国情发展自己的悬挂形式。根据各自的国情发展自己的悬挂形式。日日本本的的高高速速线线路路如如：东东海海道道新新干干线线、山山阳阳新新干干线、东北新干线、上越新干线均采用复链形悬挂。线、东北新干线、上越新干线均采用复链形悬挂。第46页/共128页 法国的巴黎里昂的东南线采用弹性链形悬挂，法国的巴黎里昂的东南线采用弹性链形悬挂，巴黎勒芒图尔的大西洋线采用接触导线带预巴黎勒芒图尔的大西洋线采用接触导线带预留弛度的简单链形悬挂。留弛度的简单链形悬挂。第47页/共128页 德德国国在在行行速速度度低低于于160km160kmh h的的线线路路采采用用简简单单链链形形悬悬挂挂，在在160km/h160km/h及及以以上上的的线线路路采采用用弹弹性性链链形形悬挂。悬挂。第48页/共128页三、接触网的性能要求 高高速速列列车车运运行行时时，受受电电弓弓给给接接触触导导线线向向上上的的抬抬力力，使使接接触触导导线线抬抬升升。由由于于接接触触导导线线是是一一条条长长软软线线，而而受受电电弓弓又又是是一一个个弹弹性性装装置置，因因此此，这这种种压压力力和和抬抬力力是是变变化化的的，而而且且变变化化迅迅速速。此此外外，列列车车在在以以空空气气为为介介质质的的空空间间运运行行时时，还还会会对对受受电电弓弓弓弓臂臂和和弓弓头头产产生生具具有有一一定定压压力力的的空空气气流流，形形成成对对受受电弓向上或向下的附加力。电弓向上或向下的附加力。第49页/共128页 上上面面几几种种力力的的合合成成作作用用结结果果，使使接接触触网网产产生生振振荡荡，从从而而使使受受电电弓弓滑滑板板不不能能良良好好地地追追随随接接触触导导线线的的轨轨迹迹，导导致致脱脱离离接接触触导导线线。其其后后果果是是使使高高速速列列车车受受流流时时通通时时断断，造造成成高高速速列列车车行行驶驶时时出出现现牵牵引引力力不不稳稳定定的的状状态态。恶恶劣劣的的气气象象条条件件还还会会直直接接影影响响接接触触网网的的工工作作状状态态。为为了了安安全全可可靠靠的的供供电电，接接触触网设备应具备以下性能要求。网设备应具备以下性能要求。第50页/共128页1 1有足够的强度，保证接触网具有稳定性；有足够的强度，保证接触网具有稳定性；2 2在在恶恶劣劣的的气气象象条条件件下下保保证证列列车车在在规规定定的的速速度度运运行时能良好地受流；行时能良好地受流；3 3对对各各导导线线和和支支持持结结构构、零零部部件件及及绝绝缘缘子子等等应应当当采采取取有有效效的的防防腐腐蚀蚀和和防防污污秽秽技技术术措措施施，以以保保持持整整个接触网设备的良好状态；个接触网设备的良好状态；4 4接接触触悬悬挂挂的的各各项项技技术术性性能能应应满满足足受受电电弓弓与与接接触触导导线线在在滑滑动动接接触触摩摩擦擦时时可可靠靠地地工工作作的的要要求求，使使用用寿命应尽可能的延长；寿命应尽可能的延长；第51页/共128页5 5各各类类支支持持结结构构和和零零部部件件应应力力求求轻轻巧巧耐耐用用，做做到到标标准准化化并并具具有有互互换换性性，便便于于施施工工和和维维修修保保养养，发发生事故时也便于抢修，为迅速恢复供电创造条件；生事故时也便于抢修，为迅速恢复供电创造条件；6 6接接触触导导线线和和安安装装在在接接触触导导线线上上的的有有关关设设备备要要有有良良好好的的平平滑滑度度和和耐耐磨磨性性能能，接接触触导导线线不不应应有有不不平平直直的的小小弯弯及及悬悬挂挂零零件件等等形形成成的的硬硬点点，以以免免受受电电弓弓与与其其发发生生碰碰撞撞，造造成成受受电电弓弓和和接接触触导导线线的的机机械械损损伤和电弧烧伤。伤和电弧烧伤。第52页/共128页四、接触线及承力索四、接触线及承力索1.1.对接触线及承力索的要求对接触线及承力索的要求 接接触触线线是是接接触触悬悬挂挂中中与与受受电电弓弓直直接接接接触触的的部部分分，通通过过接接触触线线向向电电力力机机车车输输送送电电能能，是是接接触触悬悬挂挂最最为为重重要要的的导导线线。接接触触线线如如果果发发生生断断线线等等故故障障，将将直直接接中中断断行行车车，会会给给运运输输生生产产造造成成重重大大损损失失，接接触触线线与与其其他他输输电电线线的的工工作作条条件件又又完完全全不不同同，接接触触线线是是在在受受拉拉的的情情况况下下又又与与电电力力机机车车的的受受电电弓弓直直接接接接触触并并在在滑滑动动摩摩擦擦的的状状态态下下工工作作的的，所所以以必必须须具具有良好的电气性能、足够的机械强度和耐磨性能。有良好的电气性能、足够的机械强度和耐磨性能。第53页/共128页 根根据据铁铁路路全全面面提提速速和和向向高高速速方方向向发发展展的的要要求求，接接触触线线还还应应具具有有线线密密度度小小(波波动动传传播播速速度度高高)和和高高温温强强度度大大(耐耐软软化化性性能能好好)的的特特征征。我我国国目目前前规规定定接接 触触 线线 的的 额额 定定 张张 力力 为为 10kN(TCG-100)10kN(TCG-100)和和8.5kN(TCG-85)8.5kN(TCG-85)，其其中中考考虑虑了了锚锚段段内内可可能能出出现现额额定定张张力力1515的的张张力力增增量量，以以及及接接触触线线磨磨耗耗后后截截面面积积的的减减小小值值，然然后后还还要要考考虑虑不不小小于于2.52.5的的安安全全系系数数。接接触触线线中中部部位位置置有有两两个个沟沟槽槽，用用以以固固定定吊吊弦弦线线夹夹、定定位位线线夹夹及及电电连连接接线线夹夹等等零零部部件件，沟沟槽槽的的下部为与受电弓接触部分，其底面称为工作面。下部为与受电弓接触部分，其底面称为工作面。第54页/共128页 接接触触线线及及有有关关零零部部件件的的重重量量均均由由承承力力索索承承受受，并通过支持装置传给支柱及有关结构物。并通过支持装置传给支柱及有关结构物。因因此此，要要求求承承力力索索要要有有一一定定的的机机械械强强度度。承承力力索索架架设设后后，既既能能减减小小接接触触线线的的弛弛度度，又又可可通通过过吊吊弦弦调调整整接接触触线线的的高高度度，改改善善接接触触悬悬挂挂的的弹弹性性。在在电电气气方方面面，必必要要时时与与接接触触线线并并联联供供电电，共共同同担担负负传传导导电电流流的的任任务务，此此时时还还要要求求其其有有较较好好的的电电气气性性能。能。第55页/共128页 承承力力索索的的额额定定张张力力当当采采用用GJ-70(GJ-70(钢钢绞绞线线截截面面为为70 70 mmmm2 2)时时为为15kN15kN，当当采采用用GJ-100(GJ-100(钢钢绞绞线线截截面面为为100 100 mmmm2 2)时为时为20kN20kN。第56页/共128页2 2接触线的材质和规格接触线的材质和规格 我我国国电电气气化化铁铁路路建建设设初初期期，采采用用铜铜接接触触线线，规规格格有有TCG-100TCG-100和和TCG-85TCG-85两两种种。其其符符号号含含义义：T T表表示示铜铜，C C表表示示电电车车线线，GG表表示示沟沟形形，数数字字表表示示截截面面积积(mm(mm2 2)。TCG-100TCG-100用用于于区区间间及及站站场场正正线线；TCG-85TCG-85用用于于站站场场站站线线。铜铜接接触触线线具具有有电电气气性性能能好好，耐耐腐腐蚀蚀，使使用用寿寿命命较较长长及及施施工工架架设设方方便便等等优优点。点。第57页/共128页 因因钢钢铝铝的的导导电电性性能能比比铜铜要要差差，用用加加大大钢钢铝铝截截面面积积的的办办法法，使使其其达达到到铜铜导导线线等等同同导导电电性性能能的的截截面面积积，通通常常称称为为当当量量截截面面积积。钢钢铝铝线线上上部部为为铝铝材材，用用以以导导电电，下下部部为为钢钢材材，是是工工作作部部分分，用用以以承承受受张张力力和和满满足足耐耐磨磨要要求求(简简称称为为上上、下下复复合合式式钢钢铝铝接触线接触线)。与与铜铜线线比比较较，具具有有强强度度较较高高，不不易易拉拉断断及及耐耐磨磨等等优优点点。但但存存在在耐耐腐腐蚀蚀性性能能较较差差、出出现现硬硬弯弯后后不不易易调调直直、硬硬点点不不易易消消除除、受受电电弓弓通通过过时时易易于于打打弓弓及钢铝结合部可能产生开裂等缺点。及钢铝结合部可能产生开裂等缺点。第58页/共128页接触线的截面形式及主要技术性能详见表：接触线的截面形式及主要技术性能详见表：第59页/共128页接触网定位装置接触网定位装置一、定位装置结构一、定位装置结构1、定位管 定位装置是支持结构中的主要组成部分，它是在定位点处实现接触线相对于线路中心进行横向定位的装置。定位装置是由定位管、定位器、定位线夹及连接零件定位装置是由定位管、定位器、定位线夹及连接零件组成的。组成的。l普通定位管l特型(T型）定位管 第60页/共128页接触网定位装置接触网定位装置2、定位器l直管定位器l弯管定位器等要求：倾斜度要求为1：51：10之间。定位器在平均温度时，应该垂直于线路中心线，温度变化时，沿接触线纵向偏移在极限温度下，不得超过定位器管长的1/3。第61页/共128页接触网定位装置接触网定位装置二、定位方式二、定位方式1、正定位2、反定位3、软定位4、组合定位5、单拉定位第62页/共128页接触网定位装置接触网定位装置三、高速接触网定位装置三、高速接触网定位装置1、多功能定位器l防过量抬高功能l防离线功能2、限抬定位器 第63页/共128页接触网定位装置接触网定位装置四四、接接触触线线“之之”字字值值（拉拉出出值值）的的确确定定 定位点处接触线与电力机车受电弓滑板中心有一定距离，这个距离在直线区段叫做接触线的“之”字值，在曲线区段称拉出值，一般用符号“a”表示。1、“之”字值（拉出值）的大小n直线区段，标准值为 n线路行车速度大于 ，之”字值一般选定为 ，允许误差范围为 第64页/共128页接触网定位装置接触网定位装置2、“之”字值（拉出值）的施工与检调 在直线区段，由于线路中心线和受电弓中心重合，定位点处接触线的垂直投影距线路中心线的距离也就是定位点处接触线距受电弓中心的距离。故在直线区段接触线的“之”字值就是定位点处接触线距线路中心线的距离。曲线上，由于线路外轨超高，使机车车身向曲线内侧方向倾斜，机车受电弓随之偏斜，受电弓中心线与线路中心线有一定偏斜距离。在确定曲线拉出值时，要通过定位处接触线对线路中心线投影的位置（即值）间接确定对受电弓中心的位置。第65页/共128页接触网定位装置接触网定位装置a.定位点处接触线距受电弓中心的水平距离（拉出值）用符号“a”表示。b.定位点处接触线距线路中心的距离用符号“m”表示。c.线路中心线距机车受电弓中心的偏斜值用符号“c”表示。曲线时拉出值确定：曲线时拉出值确定：三者的关系为：三者的关系为：公式中的 m值有正、负之分，当接触线定位点投影在线路中心线与外轨间时,m值为正值;当在线路中心线与内轨间时，m值为负值.第66页/共128页接触网定位装置接触网定位装置图图241普通定位管结构图普通定位管结构图第67页/共128页接触网定位装置接触网定位装置图图 2-41 普通定位器普通定位器 第68页/共128页接触网定位装置接触网定位装置 正定位安装图第69页/共128页接触网定位装置接触网定位装置 反定位安装图第70页/共128页接触网定位装置接触网定位装置软定位安装图第71页/共128页接触网定位装置接触网定位装置组合定位安装图第72页/共128页接触网定位装置接触网定位装置 单拉定位示意图第73页/共128页接触网补偿装置 一、滑轮式补偿装置滑轮式补偿装置 1、主要组成部分 接触网补偿装置，又称张力自动补偿器，它安装在锚段的两端，并且串接在接触线承力索内，它的作用是补偿线索内的张力变化，使张力保持恒定。l补偿滑轮（滑轮组）l补偿绳l杵环杆l坠砣杆l坠砣l连接零件第74页/共128页接触网补偿装置接触网补偿装置2、补偿器的安设与要求 、安设l补偿器串接在锚段内线索两端与支柱固定处，根据接触悬挂类型的不同有不同的补偿器结构。、要求l半补偿时，接触线带补偿器，多采用两滑轮组结构，滑轮组的传动比为1:2，即坠砣块的重力为接触线标称张力的一半。l全补偿时，接触线与承力索两端均带补偿器，接触线补偿器的安设与半补偿相同。承力索补偿器则采用三滑轮组式，传动比为1:3。第75页/共128页接触网补偿装置接触网补偿装置3、补偿器的a、b值 la值：坠陀杆耳环孔中心至补偿（定）滑轮下沿的距离为a值。lb值：坠陀串最下一块坠陀的底面至地面（或基础面）的距离称为补偿器的b值。概念 要求l在最低温度时，a值应大于零。l在最低温度时，b值应小于零。l“接触网运行检修规程”规定，补偿器a、b值的最小值不小于200mm，在进行接触网设计时，a、b值不小于300mm。第76页/共128页接触网补偿装置接触网补偿装置 a、b值的计算及坠砣安装曲线 式中：设计时规定的最小值（mm）；设计时规定的最小值（mm）；设计时采用的最低气温（）；安装或调整作业时的温度（）；设计时采用的最高气温（）；补偿滑轮传动系数（即传动比的倒数）；锚段内中心锚结至补偿器间距离（mm）；线索的线胀系数（）。第77页/共128页接触网补偿装置接触网补偿装置 l棘轮本体大轮直径为566mm，小轮直径为170mm，传动比为13，补偿绳为柔性不锈钢丝绳，比普通不锈钢丝绳性能更好，工作荷重有30kN、36kN两种.l主要优点是具有断线制动功能，棘轮可以自由转动；当线索断裂后，棘轮和坠砣在重力作用下下落，棘齿卡在制动卡块上，从而可以有效地缩小事故范围、防止坠砣下落侵入限界。l棘轮装置的棘轮与其它工作轮共为一体，可以解决空间受限时的补偿问题。二、棘轮式补偿装置二、棘轮式补偿装置第78页/共128页三、横承力索张力补偿三、横承力索张力补偿接触网补偿装置接触网补偿装置l由于气温变化悬殊，对软横跨进行补偿，采用软横跨定位绳补偿装置，即弹性补偿器。第79页/共128页接触网补偿装置接触网补偿装置 第80页/共128页接触网补偿装置接触网补偿装置 1：3传动比补偿滑轮组第81页/共128页接触网补偿装置接触网补偿装置 第82页/共128页接触网补偿装置接触网补偿装置 棘轮式补偿装置安装图第83页/共128页第四节第四节 高速受电弓高速受电弓一、高速受电的特点及要求二、接触网受电弓系统的受流质量评价三、受电弓简介 第84页/共128页一、高速受电的特点及要求 1 1高速受电特点高速受电特点 目目前前世世界界各各国国的的最最高高运运行行速速度度在在200km/h200km/h以以上上的的高高速速列列车车，几几乎乎全全部部采采用用电电力力牵牵引引。与与常常速速列列车车的的电电力力牵牵引引相相比比较较，高高速速列列车车电电力力牵牵引引的的受受电电的的主要特点如下：主要特点如下：第85页/共128页 （1 1）接接触触网网与与受受电电弓弓的的波波动动特特性性。高高速速列列车车的的行行驶驶速速度度较较常常速速列列车车高高得得多多，因因而而受受电电弓弓沿沿接接触触导导线线移移动动的的速速度度大大大大加加快快，这这就就使使接接触触网网与与受受电电弓的波动特性发生变化，从而对受电产生影响；弓的波动特性发生变化，从而对受电产生影响；（2 2）高高速速列列车车在在高高速速运运行行时时所所受受的的空空气气阻阻力力远远较较常常速速列列车车大大得得多多，空空气气动动态态力力也也是是高高速速受受电电的的一个重要因素；一个重要因素；第86页/共128页 （3 3）受受电电弓弓从从接接触触网网大大功功率率受受电电问问题题。高高速速列列车车所所需需的的牵牵引引功功率率较较常常速速列列车车大大得得多多，若若采采用用多多弓弓受受电电必必然然会会增增加加阻阻力力和和加加大大噪噪音音，并并引引起起接接触触网网的的波波动动干干扰扰，因因而而受受电电弓弓的的数数量量不不能能太太多多，这这就需要解决受电弓从接触网大功率受电问题。就需要解决受电弓从接触网大功率受电问题。高高速速列列车车的的受受电电是是通通过过受受电电弓弓与与接接触触网网的的接接触触导导线线紧紧密密接接触触而而实实现现的的，因因而而受受电电是是否否正正常常直直接接取取决决于于接接触触网网受受电电弓弓系系统统的的技技术术状状态态。接接触触网网受受电电弓弓系系统统工工作作可可靠靠是是确确保保高高速速动动力力车车良良好好取取流的根本条件。流的根本条件。第87页/共128页2 2对高速受电的接触网的要求对高速受电的接触网的要求 由由于于接接触触网网的的接接触触导导线线是是一一根根具具有有弹弹性性的的导导线线，受受电电弓弓也也是是一一个个弹弹性性体体，故故而而两两者者构构成成的的是是一一个个相相互互接接触触的的弹弹性性系系统统。对对高高速速受受电电用用的的接接触触网网应应有更高的要求：有更高的要求：（1 1）在在最最高高运运行行速速度度和和更更大大的的速速度度变变化化范范围围内内应能保证正常供电；应能保证正常供电；第88页/共128页 （2 2）应应有有更更高高的的耐耐磨磨性性和和抗抗腐腐蚀蚀（包包括括抗抗电电蚀蚀）能力；能力；（3 3）对接触网的结构和布置应有更高的要求；）对接触网的结构和布置应有更高的要求；（4 4）在在接接触触网网的的接接触触悬悬挂挂方方面面，目目前前在在常常速速列列车车供供电电中中采采用用的的弹弹性性半半补补偿偿链链形形悬悬挂挂和和弹弹性性全全补补偿偿链链形形悬悬挂挂已已不不能能适适应应高高速速列列车车的的要要求求，应应有有更更为先进的接触悬挂装置。为先进的接触悬挂装置。第89页/共128页3 3对高速高速列车受电弓的要求对高速高速列车受电弓的要求 （1 1）受受电电弓弓的的滑滑板板与与接接触触导导线线之之间间要要保保持持恒恒定定的的接接触触压压力力，以以实实现现比比常常速速受受电电弓弓更更为为可可靠靠的的连连续电接触。其接触压力不能过大或过小。续电接触。其接触压力不能过大或过小。第90页/共128页 （2 2）与与常常速速受受电电弓弓相相比比要要尽尽可可能能减减轻轻受受电电弓弓运运动动部部分分的的重重量量，以以保保证证与与接接触触网网有有可可靠靠的的电电接接触触。列列车车运运行行中中，受受电电弓弓将将随随着着接接触触导导线线高高度度变变化化而而上上下下运运动动。在在高高速速条条件件下下，这这种种运运动动更更为为频频繁繁，从从而而直直接接影影响响滑滑板板与与接接触触导导线线之之间间接接触触压压力力的的恒恒定。定。第91页/共128页 由由于于接接触触压压力力除除与与接接触触网网结结构构、性性能能有有关关外外，还还与与受受电电弓弓的的静静态态特特性性（静静止止状状态态下下接接触触压压力力与与受受电电弓弓高高度度的的关关系系）和和动动态态特特性性（运运行行状状态态下下受受电电弓弓上上下下运运动动的的惯惯性性力力）有有关关，因因此此对对于于高高速速受受电电弓弓，除除必必须须保保证证机机械械强强度度和和刚刚度度外外，应应尽尽可可能能降降低低受受电电弓弓运运动动部部分分的的重重量量，从从而而减减小小运运动动惯惯性性力力。这这样样才才能能使使受受电电弓弓滑滑板板迅迅速速跟跟上上接接触触导导线线高高度的变化，保证良好的电接触。度的变化，保证良好的电接触。第92页/共128页 （3 3）由由于于高高速速运运行行时时空空