高速列车概论(牵引供电).ppt

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1、中南大学信息院1高速列车牵引供电 第一节高速列车供电 第二节高速接触网 第三节高速受电弓中南大学信息院2023/5/29 2第一节 高速列车供电一、供电方式二、牵引变电所中南大学信息院2023/5/29 3高速列车牵引供电系统牵引变电所 接触网保证质量良好并不间断地向高速列车供电在高速列车运行中通过与受电弓良好的摩擦接触将电能传给高速列车高速列车牵引供电系统的组成中南大学信息院2023/5/29 4中南大学信息院2023/5/29 5一、供电方式 电气化铁路有五种供电方式，即：直接供电 吸流变压器供电 带回流线的直接供电 自耦变压器供电 同轴电力电缆供电中南大学信息院2023/5/29 61.

2、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：中南大学信息院2023/5/29 7 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30km左右，双线一般为25km 左右。中南大学信息院2023/5/29 82.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。

3、目 前，在我 国 电 气 化 铁 路 上 采 用 较 为 广 泛，如 图所示：中南大学信息院2023/5/29 9 吸 流 变 压 器 的 变 比 为1:1，它 的 一 次 绕 组 串 接 在接 触 网（T）上，二 次 绕 组 串 接 在 专 为 牵 引 电 流流 回 牵 引 变 电 所 而 特 设 的 回 流 线（NF）上，所以 也 称 吸 流 变 压 器 回 流 线 供 电 方 式（简 称 吸回方式）中南大学信息院2023/5/29 103.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，

4、如图所示：中南大学信息院2023/5/29 11 利 用 接 触 网 与 回 流 线 之 间 的 互 感 作 用，使 钢 轨 中的 电 流 尽 可 能 地 回 流 到 牵 引 变 电 所，因 而 能 部 分抵消接触网对邻近通信线路的干扰。中南大学信息院2023/5/29 124 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。中南大学信息院2023/5/29 13 自 耦 变 压 器 将 牵 引 网 的 供 电 电 压 提 高 一 倍，而 供 给 高 速 列车 的 电 压 仍 然 不 变。由 于 自

5、耦 变 压 器 的 作 用，经 钢 轨 流 回的 电 流，经 自 耦 变 压 器 绕 组 和 正 馈 线 流 回 变 电 所。当 自 耦变 压 器 的 一 个 绕 组 流 过 高 速 列 车 电 流 时，其 另 一 个 绕 组 感应出电流供给高速列车。中南大学信息院2023/5/29 14 因 此，当 高 速 列 车 负 荷 电 流 为I 时，由 接 触 网 和正 馈 线 供 给 的 电 流 为0.5I，另 外 的 负 荷 电 流 由 自耦变压器感应电流供给。这 种 供 电 方 式 的 牵 引 网 阻 抗 很 小，电 压 损 失 小，电 能 损 耗 低，供 电 能 力 大，供 电 距 离 长，

6、可 达4050km。由 于 牵 引 负 荷 电 流 在 接 触 网 和 正 馈 线 中 的 方 向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。中南大学信息院2023/5/29 155 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5 10km 作一个分段，如图所示:中南大学信息院2023/5/29 16中南大学信息院2023/5/29 17 由 于 馈 线 与 回 流 线

7、 在 同 一 电 缆 中，间 隔 很 小，而 且 同 轴 布 置，使 互 感 系 数 增 大，所 以 同 轴 电 力电 缆 的 阻 抗 比 接 触 网 和 钢 轨 的 阻 抗 小 得 多，牵 引电 流 和 回 流 几 乎 全 部 经 由 同 轴 电 力 电 缆 中 流 过。因 此 电 缆 芯 线 与 外 部 导 体 电 流 相 等，方 向 相 反，二 者 形 成 的 磁 场 相 互 抵 消，对 邻 近 的 通 信 线 路 几乎 无 干 扰。由 于 阻 抗 小，因 而 供 电 距 离 长。但 由于 同 轴 电 力 电 缆 造 价 高，投 资 大，现 仅 在 一 些 特别困难区段采用。中南大学信息

8、院2023/5/29 18二、牵引变电所1.牵引变电所的作用 我 国 电 气 化 铁 路 采 用 的 是 工 频 单 相25kV 交 流 制，而 电 力 系 统 是 一 个 三 相 交 流 系 统，需 要 经 过 变 换电 压 等 级 和 由 三 相 变 换 成 单 相 才 能 使 用。电 气 化铁 路 产 生 的 负 序 和 高 次 谐 波 对 电 力 系 统 会 造 成 多种 不 良 影 响，需 要 通 过 牵 引 变 电 所 来 解 决。因 此，牵引变电所应具有以下两个方面的作用:中南大学信息院2023/5/29 19（1）将 电 力 系 统 的 电 能 变 换 成 适 合 高 速 列

9、车 使用的电能。在 牵 引 变 电 所 内 装 设 有 牵 引 变 压 器（也 称 主 变压 器），将 电 力 系 统 的 高 压（一 般 为110kV 或220kV）降 为27.5kV 或227.5kV（自 耦 变 压 器供 电 方 式），以 单 相 电 馈 送 给 接 触 网，供 高 速 列车 使 用。国 外 有 些 国 家 的 电 气 化 铁 路 采 用 的 是 直流 制 式，或 是 低 频（162/3Hz）交 流 制 式，因 此，还 需 要 将 交 流 电 整 流 成 直 流 电，或 将 工 频 变 换 成162/3Hz，这些变换工作都由牵引变电所来完成。中南大学信息院2023/5/2

10、9 20（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。中南大学信息院2023/5/29 212 变电所保护装置 一 个 变 电 所 有 十 多 台 断 路 器，每 台 断 路 器 都 要有 专 门 的 保 护 装 置 来 控 制。如 果 没 有 符 合 要 求 的保 护

11、 装 置，那 么 断 路 故 障 就 不 能 迅 速 地 排 除，从而 造 成 严 重 的 危 害。保 护 装 置 除 了 用 来 切 断 断 路故 障 外，也 用 作 发 出 不 正 常 运 行 状 态 的 信 号，如变 压 器 过 负 荷 和 过 热、控 制 回 路 断 线、绝 缘 不 良等 不 正 常 状 态，运 行 人 员 发 现 不 正 常 信 号 后，可及 时 采 取 措 施 消 除 不 正 常 状 态，保 证 供 电 系 统 的安全、可靠运行。对保护装置的基本要求如下。中南大学信息院2023/5/29 22a.选 择 性。保 护 该 跳 闸 的 断 路 器 跳 闸，不 该 跳 闸

12、的不跳，以使停电限制在最小的范围；b.速 动 性。故 障 后 迅 速 动 作，可 减 小 设 备 的 损 坏程 度 及 对 非 故 障 区 段 的 影 响 时 间。但 速 动 性 不能影响选择性。c.灵 活 性。要 求 对 保 护 范 围 的 故 障 反 应 灵 敏，不产生拒动；d.可 靠 性。要 求 保 护 装 置 的 元 件 和 接 线 处 于 良 好状态，该动作时均能正常工作。中南大学信息院2023/5/29 23第二节 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、接触线及承力索中南大学信息院2023/5/29 24一、接触网的构成 接 触 网 是 电 气 化 铁

13、路 牵 引 供 电 系 统 中 的 主 要 供电 设 备，它 的 功 能 是 向 走 行 在 铁 路 线 上 的 高 速 列车 不 间 断 地 供 应 电 能。但 接 触 网 与 一 般 的 输 电 线路 不 同，它 必 须 架 设 在 铁 路 线 路 的 正 上 方，高 速列 车 利 用 顶 部 的 受 电 弓 与 接 触 网 接 触 而 获 得 电 能。因 此，在 电 力 高 速 列 车 走 行 的 线 路 都 必 须 架 设 接触网。中南大学信息院2023/5/29 25 由 于 接 触 网 是 露 天 设 置，受 着 各 种 恶 劣 气 象 条 件的 影 响，其 工 作 状 态 又 是

14、 随 着 高 速 列 车 的 运 行 而 变化，而 且 没 有 备 用，因 而 使 得 接 触 网 的 工 作 条 件 非常复杂，对它的要求也非常严格。高 速 列 车 实 际 上 是 一 个 边 受 流 边 行 驶 的 移 动 负 荷。为 了 保 证 不 间 断 地 供 给 高 速 列 车 电 能，就 必 须 使 高速 列 车 的 受 电 弓 与 接 触 网 的 接 触 导 线 在 高 速 列 车 行驶 时 有 良 好 的 接 触，为 此，对 接 触 网 的 结 构 有 特 殊的要求。接触网的主要组成如下：中南大学信息院2023/5/29 261 接触悬挂部分 包 括 承 力 索、接 触 导

15、线、吊 弦、中 心 锚 结、补偿装置等。中南大学信息院2023/5/29 27补偿装置中南大学信息院2023/5/29 28 承 力 索 是 接 触 网 承 载 接 触 导 线，并 传 输 电 流 的线 材。承 力 索 的 选 择 应 符 合 的 条 件 是，承 力 索 的线 胀 系 数 与 接 触 导 线 相 匹 配；机 械 强 度 高；耐 疲劳性能好，耐温特性好；导电率高等。中南大学信息院2023/5/29 29 接 触 导 线 是 接 触 网 中 直 接 与 受 电 弓 作 摩 擦 运 动传 递 电 能 的 线 材。它 对 接 触 网 受 电 弓 系 统 的 受流 性 能 的 好 坏 产

16、 生 至 关 重 要 的 作 用，受 流 系 统 的许 多 性 能 指 标 直 接 由 接 触 导 线 决 定，如 波 动 传 播速 度、接 触 导 线 的 抬 升 量、接 触 导 线 的 磨 耗、安全 系 数 等。表4-1 给 出 了 国 外 高 速 接 触 导 线 的 比较。中南大学信息院2023/5/29 30中南大学信息院2023/5/29 312 支持装置 用 以 悬 吊 和 支 撑 接 触 悬 挂 并 将 其 各 种 载 荷 传 递给 支 柱 或 桥 隧 等 大 型 建 筑 物。支 持 装 置 还 应 将 承力 索、接 触 导 线 固 定 在 一 定 范 围 内，使 受 电 弓 滑

17、行 时 与 接 触 导 线 有 良 好 的 接 触。根 据 根 据 接 触 网所 在 的 位 置 及 作 用 不 同，支 持 装 置 的 结 构 又 可 分为 腕 臂 支 持 装 置、软 横 跨、硬 横 跨、桥 梁 支 持 装置和隧道支持装置等。中南大学信息院2023/5/29 32支持装置中南大学信息院2023/5/29 333 支柱与基础 用 以 安 装 支 持 装 置、悬 吊 接 触 悬 挂，并 承 受 其载荷。此 外，接 触 网 还 包 括 供 电 线，加 强 线，因 供 电方 式 不 同 而 设 置 的 回 流 线、正 馈 线（AF 线）、保 护 线（PW 线）等 附 加 导 线，以

18、 及 为 安 全 而 设置的保护设备和电气设备等。中南大学信息院2023/5/29 34二、接触悬挂形式 接 触 悬 挂 形 式 是 指 接 触 网 的 基 本 结 构 形 式，它反 映 了 接 触 网 的 空 间 结 构 和 几 何 尺 寸。不 同 的 悬挂 形 式，在 工 程 造 价、受 流 性 能、安 全 性 能 上 均有 差 别。另 外，对 接 触 网 的 设 计、施 工 和 运 营 维护也有不同的要求。对 高 速 接 触 网 悬 挂 形 式 的 要 求 是，受 流 性 能 满足 高 速 铁 路 的 运 营 要 求、结 构 简 单、安 全 可 靠、维修方便、工程造价低。中南大学信息院2

19、023/5/29 35 世 界 上 发 展 高 速 铁 路 的 主 要 国 家 如 日 本、德 国、法 国 的 高 速 接 触 网 悬 挂 形 式 是 在 不 断 改 进 中 发 展起 来 的，主 要 有 三 种 悬 挂 形 式：简 单 链 形 悬 挂、弹性链形悬挂、复链形悬挂。1 简单链形悬挂 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。中南大学信息院2023/5/29 36 定 位 点 处 弹 性 小，跨 中 弹 性 大，造 成 受 电 弓 在跨 中 抬 升 量 大，跨 中 采 用 预 留 弛 度，受 电 弓 在 跨中 的 抬 升 量 可 降 低；定 位 点 处 易

20、 形 成 相 对 硬 点，磨 耗 大。如 果 选 择 结 构 形 式 合 理、性 能 优 良 的 定位器，则可消除这方面的不足。定位点中南大学信息院2023/5/29 372 弹性链形悬挂 在 结 构 上，相 对 于 简 单 链 形 悬 挂 在 定 位 点 处 装设 弹 性 吊 索，主 要 有 两 种 形 式：“丌”形 和“Y”形。弹 性 吊 索 的 材 质 一 般 与 承 力 索 相 同，其线胀系数与承力索相匹配。中南大学信息院2023/5/29 38 其 性 能 特 点 是，结 构 比 较 简 单，改 善 了 定 位 点处 的 弹 性，使 得 定 位 点 处 的 弹 性 与 跨 中 的 弹

21、 性 趋于 一 致，整 个 接 触 网 的 弹 性 均 匀，受 流 性 能 好。缺 点 是 弹 性 吊 索 调 整 维 修 比 较 复 杂，定 位 点 处 导线抬升量大，对定位器的安装坡度要求也较严格。中南大学信息院2023/5/29 393 复链形悬挂 在 结 构 上，承 力 索 和 接 触 导 线 之 间 加 了 一 根 辅助 承 力 索。其 性 能 特 点 是，接 触 网 的 张 力 大，弹性均匀，安装调整复杂、抗风能力强。中南大学信息院2023/5/29 40 各 国 对 以 上 三 种 悬 挂 形 式 有 不 同 的 认 识 和 侧 重，根据各自的国情发展自己的悬挂形式。日 本 的

22、高 速 线 路 如：东 海 道 新 干 线、山 阳 新 干线、东北新干线、上越新干线均采用复链形悬挂。中南大学信息院2023/5/29 41 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留弛度的简单链形悬挂。中南大学信息院2023/5/29 42 德 国 在 行 速 度 低 于160km h 的 线 路 采 用 简 单 链形 悬 挂，在160km/h 及 以 上 的 线 路 采 用 弹 性 链 形悬挂。中南大学信息院2023/5/29 43三、接触网的性能要求 高 速 列 车 运 行 时，受 电 弓 给 接 触 导 线 向 上 的 抬力，使 接 触 导 线 抬

23、 升。由 于 接 触 导 线 是 一 条 长 软线，而 受 电 弓 又 是 一 个 弹 性 装 置，因 此，这 种 压力 和 抬 力 是 变 化 的，而 且 变 化 迅 速。此 外，列 车在 以 空 气 为 介 质 的 空 间 运 行 时，还 会 对 受 电 弓 弓臂 和 弓 头 产 生 具 有 一 定 压 力 的 空 气 流，形 成 对 受电弓向上或向下的附加力。中南大学信息院2023/5/29 44 上 面 几 种 力 的 合 成 作 用 结 果，使 接 触 网 产 生 振荡，从 而 使 受 电 弓 滑 板 不 能 良 好 地 追 随 接 触 导 线的 轨 迹，导 致 脱 离 接 触 导

24、线。其 后 果 是 使 高 速 列车 受 流 时 通 时 断，造 成 高 速 列 车 行 驶 时 出 现 牵 引力 不 稳 定 的 状 态。恶 劣 的 气 象 条 件 还 会 直 接 影 响接 触 网 的 工 作 状 态。为 了 安 全 可 靠 的 供 电，接 触网设备应具备以下性能要求。中南大学信息院2023/5/29 451 有足够的强度，保证接触网具有稳定性；2 在 恶 劣 的 气 象 条 件 下 保 证 列 车 在 规 定 的 速 度 运行时能良好地受流；3 对 各 导 线 和 支 持 结 构、零 部 件 及 绝 缘 子 等 应 当采 取 有 效 的 防 腐 蚀 和 防 污 秽 技 术

25、 措 施，以 保 持 整个接触网设备的良好状态；4 接 触 悬 挂 的 各 项 技 术 性 能 应 满 足 受 电 弓 与 接 触导 线 在 滑 动 接 触 摩 擦 时 可 靠 地 工 作 的 要 求，使 用寿命应尽可能的延长；中南大学信息院2023/5/29 465 各 类 支 持 结 构 和 零 部 件 应 力 求 轻 巧 耐 用，做 到标 准 化 并 具 有 互 换 性，便 于 施 工 和 维 修 保 养，发生事故时也便于抢修，为迅速恢复供电创造条件；6 接 触 导 线 和 安 装 在 接 触 导 线 上 的 有 关 设 备 要 有良 好 的 平 滑 度 和 耐 磨 性 能，接 触 导

26、线 不 应 有 不 平直 的 小 弯 及 悬 挂 零 件 等 形 成 的 硬 点，以 免 受 电 弓与 其 发 生 碰 撞，造 成 受 电 弓 和 接 触 导 线 的 机 械 损伤和电弧烧伤。中南大学信息院2023/5/29 47四、接触线及承力索1.对接触线及承力索的要求 接 触 线 是 接 触 悬 挂 中 与 受 电 弓 直 接 接 触 的 部 分，通 过 接 触 线 向 电 力 机 车 输 送 电 能，是 接 触 悬 挂 最为 重 要 的 导 线。接 触 线 如 果 发 生 断 线 等 故 障，将直 接 中 断 行 车，会 给 运 输 生 产 造 成 重 大 损 失，接触 线 与 其 他

27、 输 电 线 的 工 作 条 件 又 完 全 不 同，接 触线 是 在 受 拉 的 情 况 下 又 与 电 力 机 车 的 受 电 弓 直 接接 触 并 在 滑 动 摩 擦 的 状 态 下 工 作 的，所 以 必 须 具有良好的电气性能、足够的机械强度和耐磨性能。中南大学信息院2023/5/29 48 根 据 铁 路 全 面 提 速 和 向 高 速 方 向 发 展 的 要 求，接 触 线 还 应 具 有 线 密 度 小(波 动 传 播 速 度 高)和 高温 强 度 大(耐 软 化 性 能 好)的 特 征。我 国 目 前 规 定接 触 线 的 额 定 张 力 为 10kN(TCG-100)和8.

28、5kN(TCG-85)，其 中 考 虑 了 锚 段 内 可 能 出 现 额定 张 力15 的 张 力 增 量，以 及 接 触 线 磨 耗 后 截 面积 的 减 小 值，然 后 还 要 考 虑 不 小 于2.5 的 安 全 系数。接 触 线 中 部 位 置 有 两 个 沟 槽，用 以 固 定 吊 弦线 夹、定 位 线 夹 及 电 连 接 线 夹 等 零 部 件，沟 槽 的下部为与受电弓接触部分，其底面称为工作面。中南大学信息院2023/5/29 49 接 触 线 及 有 关 零 部 件 的 重 量 均 由 承 力 索 承 受，并通过支持装置传给支柱及有关结构物。因 此，要 求 承 力 索 要 有

29、 一 定 的 机 械 强 度。承 力索 架 设 后，既 能 减 小 接 触 线 的 弛 度，又 可 通 过 吊弦 调 整 接 触 线 的 高 度，改 善 接 触 悬 挂 的 弹 性。在电 气 方 面，必 要 时 与 接 触 线 并 联 供 电，共 同 担 负传 导 电 流 的 任 务，此 时 还 要 求 其 有 较 好 的 电 气 性能。中南大学信息院2023/5/29 50 承 力 索 的 额 定 张 力 当 采 用GJ-70(钢 绞 线 截 面 为70mm2)时 为15kN，当 采 用GJ-100(钢 绞 线 截 面为100mm2)时为20kN。中南大学信息院2023/5/29 512 接

30、触线的材质和规格 我 国 电 气 化 铁 路 建 设 初 期，采 用 铜 接 触 线，规格 有TCG-100 和TCG-85 两 种。其 符 号 含 义：T表 示 铜，C 表 示 电 车 线，G 表 示 沟 形，数 字 表 示截 面 积(mm2)。TCG-100 用 于 区 间 及 站 场 正 线；TCG-85 用 于 站 场 站 线。铜 接 触 线 具 有 电 气 性 能好，耐 腐 蚀，使 用 寿 命 较 长 及 施 工 架 设 方 便 等 优点。中南大学信息院2023/5/29 52 因 钢 铝 的 导 电 性 能 比 铜 要 差，用 加 大 钢 铝 截 面积 的 办 法，使 其 达 到

31、铜 导 线 等 同 导 电 性 能 的 截 面积，通 常 称 为 当 量 截 面 积。钢 铝 线 上 部 为 铝 材，用 以 导 电，下 部 为 钢 材，是 工 作 部 分，用 以 承 受张 力 和 满 足 耐 磨 要 求(简 称 为 上、下 复 合 式 钢 铝接触线)。与 铜 线 比 较，具 有 强 度 较 高，不 易 拉 断 及 耐 磨等 优 点。但 存 在 耐 腐 蚀 性 能 较 差、出 现 硬 弯 后 不易 调 直、硬 点 不 易 消 除、受 电 弓 通 过 时 易 于 打 弓及钢铝结合部可能产生开裂等缺点。中南大学信息院2023/5/29 53接触线的截面形式及主要技术性能详见表：中

32、南大学信息院2023/5/29 54接触网定位装置一、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组成的。l 普通定位管l 特型(T 型）定位管中南大学信息院2023/5/29 55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。中南大学信息院2023/5/29 56接触网定位装置二、定位方式1、正定位2、反定位3、软定

33、位4、组合定位5、单拉定位中南大学信息院2023/5/29 57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 中南大学信息院2023/5/29 58接触网定位装置四、接 触 线“之”字 值（拉 出 值）的 确定 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 中南大学信息院2023/5/29 59接触网定位装置2、“之”字值（拉出值）的施工与检调

34、 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。中南大学信息院2023/5/29 60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

35、受电弓中心的偏斜值用符号“c”表示。曲线时拉出值确定：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.中南大学信息院2023/5/29 61接触网定位装置图241 普通定位管结构图中南大学信息院2023/5/29 62接触网定位装置图 2-41 普通定位器 中南大学信息院2023/5/29 63接触网定位装置 正定位安装图中南大学信息院2023/5/29 64接触网定位装置 反定位安装图中南大学信息院2023/5/29 65接触网定位装置软定位安装图中南大学信息院2023/5/29 66接触网定位装置组

36、合定位安装图中南大学信息院2023/5/29 67接触网定位装置 单拉定位示意图中南大学信息院2023/5/29 68接触网补偿装置 一、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 连接零件中南大学信息院2023/5/29 69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

37、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。中南大学信息院2023/5/29 70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。中南大学信息院202

38、3/5/29 71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（）。中南大学信息院2023/5/29 72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

39、，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、棘轮式补偿装置中南大学信息院2023/5/29 73三、横承力索张力补偿接触网补偿装置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。中南大学信息院2023/5/29 74接触网补偿装置 中南大学信息院2023/5/29 75接触网补偿装置 1：3传动比补偿滑轮组中南大学信息院2023/5/29 76接触网补偿装置 中南大学信息院2023/5/29 77接触网补偿装置 棘轮式补偿装置安装图中南大学信息院2023/5/2

40、9 78第三节 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、受电弓简介中南大学信息院2023/5/29 79一、高速受电的特点及要求1 高速受电特点 目 前 世 界 各 国 的 最 高 运 行 速 度 在200km/h 以 上的 高 速 列 车，几 乎 全 部 采 用 电 力 牵 引。与 常 速 列车 的 电 力 牵 引 相 比 较，高 速 列 车 电 力 牵 引 的 受 电的主要特点如下：中南大学信息院2023/5/29 80（1）接 触 网 与 受 电 弓 的 波 动 特 性。高 速 列 车 的行 驶 速 度 较 常 速 列 车 高 得 多，因 而 受 电 弓

41、沿 接 触导 线 移 动 的 速 度 大 大 加 快，这 就 使 接 触 网 与 受 电弓的波动特性发生变化，从而对受电产生影响；（2）高 速 列 车 在 高 速 运 行 时 所 受 的 空 气 阻 力 远较 常 速 列 车 大 得 多，空 气 动 态 力 也 是 高 速 受 电 的一个重要因素；中南大学信息院2023/5/29 81（3）受 电 弓 从 接 触 网 大 功 率 受 电 问 题。高 速 列车 所 需 的 牵 引 功 率 较 常 速 列 车 大 得 多，若 采 用 多弓 受 电 必 然 会 增 加 阻 力 和 加 大 噪 音，并 引 起 接 触网 的 波 动 干 扰，因 而 受

42、电 弓 的 数 量 不 能 太 多，这就需要解决受电弓从接触网大功率受电问题。高 速 列 车 的 受 电 是 通 过 受 电 弓 与 接 触 网 的 接 触导 线 紧 密 接 触 而 实 现 的，因 而 受 电 是 否 正 常 直 接取 决 于 接 触 网 受 电 弓 系 统 的 技 术 状 态。接 触 网 受 电 弓 系 统 工 作 可 靠 是 确 保 高 速 动 力 车 良 好 取流的根本条件。中南大学信息院2023/5/29 822 对高速受电的接触网的要求 由 于 接 触 网 的 接 触 导 线 是 一 根 具 有 弹 性 的 导 线，受 电 弓 也 是 一 个 弹 性 体，故 而 两

43、 者 构 成 的 是 一 个相 互 接 触 的 弹 性 系 统。对 高 速 受 电 用 的 接 触 网 应有更高的要求：（1）在 最 高 运 行 速 度 和 更 大 的 速 度 变 化 范 围 内应能保证正常供电；中南大学信息院2023/5/29 83（2）应 有 更 高 的 耐 磨 性 和 抗 腐 蚀（包 括 抗 电 蚀）能力；（3）对接触网的结构和布置应有更高的要求；（4）在 接 触 网 的 接 触 悬 挂 方 面，目 前 在 常 速 列车 供 电 中 采 用 的 弹 性 半 补 偿 链 形 悬 挂 和 弹 性 全 补偿 链 形 悬 挂 已 不 能 适 应 高 速 列 车 的 要 求，应

44、有 更为先进的接触悬挂装置。中南大学信息院2023/5/29 843 对高速高速列车受电弓的要求（1）受 电 弓 的 滑 板 与 接 触 导 线 之 间 要 保 持 恒 定的 接 触 压 力，以 实 现 比 常 速 受 电 弓 更 为 可 靠 的 连续电接触。其接触压力不能过大或过小。中南大学信息院2023/5/29 85（2）与 常 速 受 电 弓 相 比 要 尽 可 能 减 轻 受 电 弓 运动 部 分 的 重 量，以 保 证 与 接 触 网 有 可 靠 的 电 接 触。列 车 运 行 中，受 电 弓 将 随 着 接 触 导 线 高 度 变 化 而上 下 运 动。在 高 速 条 件 下，这

45、 种 运 动 更 为 频 繁，从 而 直 接 影 响 滑 板 与 接 触 导 线 之 间 接 触 压 力 的 恒定。中南大学信息院2023/5/29 86 由 于 接 触 压 力 除 与 接 触 网 结 构、性 能 有 关 外，还 与 受 电 弓 的 静 态 特 性（静 止 状 态 下 接 触 压 力 与受 电 弓 高 度 的 关 系）和 动 态 特 性（运 行 状 态 下 受电 弓 上 下 运 动 的 惯 性 力）有 关，因 此 对 于 高 速 受电 弓，除 必 须 保 证 机 械 强 度 和 刚 度 外，应 尽 可 能降 低 受 电 弓 运 动 部 分 的 重 量，从 而 减 小 运 动

46、惯 性力。这 样 才 能 使 受 电 弓 滑 板 迅 速 跟 上 接 触 导 线 高度的变化，保证良好的电接触。中南大学信息院2023/5/29 87（3）由 于 高 速 运 行 时 空 气 阻 力 很 大，因 此 高 速受 电 弓 在 结 构 设 计 上 要 作 充 分 考 虑，力 求 使 作 用在 滑 板 上 的 空 气 制 动 力 有 别 的 零 件 承 担，从 而 使受 电 弓 滑 板 在 其 垂 直 工 作 范 围 内 始 终 保 持 水 平 位置，以 减 小 甚 至 消 除 空 气 制 动 力 对 滑 板 与 接 触 导线间接触压力的影响。（4）滑 板 的 材 料、形 状 和 尺

47、寸 应 适 应 高 速 的 要求，以保证良好的接触状态及更高的耐磨性能。中南大学信息院2023/5/29 88（5）要 求 受 电 弓 在 其 工 作 高 度 范 围 内 升 降 弓 时，初 始 动 作 迅 速，终 了 动 作 较 为 缓 慢，以 确 保 在 降弓 时 快 速 断 弧，并 防 止 升 降 弓 时 受 电 弓 对 接 触 网和底架有过大的冲击载荷。中南大学信息院2023/5/29 89二、接触网受电弓系统的受流质量评价 接 触 网 受 电 弓 系 统 的 受 流 质 量 与 接 触 网 和 受电 弓 的 匹 配 性 能 有 很 大 关 系，单 方 面 评 价 接 触 网的 受 流

48、 性 能 或 受 电 弓 的 性 能 都 是 不 全 面 的。在 某种 程 度 上 是 没 有 意 义 的。如 果 用 一 种 性 能 差 的 受电 弓 来 匹 配 再 好 的 接 触 网，其 受 流 性 能 也 不 可 能好。在 评 价 弓 网 受 流 质 量 方 面，我 国 还 没 有 一 个通 行 评 价 标 准。参 考 国 外 的 经 验 和 近 几 年 来 我 国提 速 和 高 速 试 验 的 结 果，评 价 弓 网 受 流 质 量 可 以从以下几个方面进行：中南大学信息院2023/5/29 901.弓 网 间 动 态 接 触 压 力。弓 网 间 的 动 态 接 触 压 力 直接 反

49、 映 了 受 电 弓 弓 头 与 接 触 导 线 的 接 触 状 态，弓网 间 接 触 力 的 大 小 受 受 电 弓 的 静 态 抬 升 力、空 气动 力 以 及 垂 直 方 向 上 的 质 量 惯 性 力 等 因 素 决 定。当 接 触 力 过 大 时，会 使 弓 网 磨 耗 加 剧，引 起 弓 网位 移 增 加。另 外，在 定 位 器 和 线 岔 处 可 能 造 成 受电 弓 损 坏；接 触 力 过 小，会 造 成 离 线 产 生 电 弧。动 态 接 触 力 主 要 从 接 触 力 的 最 大 值、最 小 值 及 标准 偏 差 这 几 个 方 面 来 评 价，在 不 同 速 度 下，上

50、述几个评价指标是不同的。中南大学信息院2023/5/29 912.接 触 导 线 最 大 垂 直 振 幅。接 触 导 线 最 大 垂 直 振 幅指 受 电 弓 滑 板 在 一 个 跨 距 内 的 振 动 幅 度，即 上 下振 动 的 范 围。一 般 用2 倍 振 幅2A 来 表 示。它 反 映了 受 电 弓 弓 头 垂 直 方 向 的 振 动 情 况，2 倍 振 幅 受接 触 网 的 安 装 尺 寸 影 响，2 倍 振 幅 越 小，受 电 弓运动轨迹越平滑，受流质量就越好。中南大学信息院2023/5/29 923.导 线 的 抬 升 量。接 触 导 线 的 抬 升 量 是 指 受 电 弓 经过