高速电气化铁路接触网第2章 接触网的设计计算
第二章 高速铁路牵引供电系统的供电方式
第二章高速铁路牵引供电系统供电方式第一节牵引供电系统供电方式交流牵引供电系统可采用的供电方式主要有4种：直接供电方式，BT（吸流变压器）供电方式，AT（自耦变压器）供电方式和CC（同轴电缆）供电方式。
交流电气化铁道对邻近通信线路的干扰主要是由接触网与地回路对通信线的不对称引起的。
如果能实现由对称回路向电力机车供电，就可以大大减轻对通信回路的干扰。
采用BT、AT、CC等供电方式就是为了提高供电回路的对称性，其中CC供电方式效率最高，但投资过大。
目前，电气化铁路对采用BT、AT供电方式。
下面逐一介绍。
一、直接供电方式这是一种最简单的供电方式。
在线路上，机车供电由接触网（1）和轨（2）-地直接构成回路，对通信干扰不加特殊防护措施，如图2-1所示。
电气化铁路最早大都采用这种供电方式。
这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗较小，能损也较低，供电距离一般为30—40km。
电气化铁路的单项负荷电流由接触网经钢轨流回牵引变电所。
由于钢轨和大地不是绝缘的，一部分回流由钢轨流入大地，因此对通信线路产生感应影响，这是直接供电方式的缺点。
它一般用在铁路沿线无架空通信线路或通信线路已改用地下屏蔽电缆区段，必要时也将通信线迁到更远处。
图2-1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，称为负馈线（NF），如图2—2所示。
利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能地由回流线流回牵引变电所，减少了电气空间，因而能部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰，但其防干扰效果不及BT供电方式。
这种供电方式可在对通信线路防干扰要求不高的区段采用，能进一步降低牵引网阻抗，供电性能要好一些，但造价稍高。
目前我国京广线、石太线均采用此种供电方式。
图2—2二、BT供电方式BT供电方式是在牵引网中架设有吸流变压器—回流线装臵的一种供电方式，目前在我国电气化铁路中应用较广。
吸流变压器的变比是1：1.它的一次绕组串接在接触网中（1）中，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）中，故称之为吸流变压器—回流线供电方式，如图2—3所示。
接触网课程设计 (2)
接触网工程课程设计评语：考勤（10）守纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100）专业：电气工程及其自动化班级：电气1001姓名：学号：指导教师：兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年7月18日目录1题目 (1)2高速铁路接触网悬挂方式 (1)2.1 简单链型悬挂 (1)2.2 弹性链形悬挂 (1)2.3 复链形悬挂 (2)2.4 三种悬挂类型的综合比较 (2)3接触线选型 (3)4 承力索 (3)5．张力自动补偿装置 (4)（1）滑动式张力自动补偿装置......................................................................... 错误！未定义书签。
6、张力计算 (4)11、题目.高速电气化铁路接触网悬挂模式设计设计内容：对各种悬挂模式进行分析比较，确定适合高速运行接触网的悬挂模式，选择接触线、承力索、吊弦、弹性辅助索等的型号，计算其张力，进行张力补偿的设计。
2、高速铁路接触网悬挂方式接触网的分类主要以接触网悬挂类型来区分,在一条接触网线路上,无论是在区间还是在站场,为满足供电和机械性能方面要求,总是将接触网分成若干长度且相互独立的分段(即为接触网锚段),接触网悬挂分类是针对架空接触网中每个锚段而言。
到目前为止,现实已经开通运营或正在建设的高速铁路接触网系统悬挂方式主要有三类:简单链型、弹性链型、复链型。
2.1、简单链型悬挂简单链形悬挂是一条接触线通过吊弦悬挂在一条承力索上,承力索通过钩头鞍子或悬吊滑轮悬挂在支持装置上。
此种悬挂方式稳定性的好坏主要取决于接触网系统的跨距、接触线和承力索的张力、吊弦长度、吊弦间距、支持装置及支柱稳定性等技术参数的好坏。
图1 简单链型悬挂2.2、弹性链形悬挂弹性链型悬挂是在简单链型悬挂基础上在每处悬挂点增加Y形弹性吊索,长度一般为8～16m,仍为单链形悬挂。
此悬挂方式稳定性好与坏,除受跨距、承力索和接触线的张力、吊弦、支持装置及支柱稳定性影响外,弹性吊索张力对其稳定性的影响也十分的大。
接触网常用计算公式参考资料
附件一、接触网常用计算公式：1.平均温度t p和链形悬挂无弛度温度t o的计算t max+t min①t p=2t max+t min②t o弹= －52t max+t min③t o简= －102式中t p—平均温度℃（即吊弦、定位处于无偏移状态的温度）；t o弹、t o简—分别表示弹性链形悬挂和简单链形悬挂的无弛度温度℃；t max—设计最高温度℃；t min—设计最低温度℃；2.当量跨距计算公式n∑L I3LD= i=1n∑L I√i=1式中L D—锚段当量跨距（m）；n∑L I3=（L13+ L23+……+ L n3）—锚段中各跨距立方之和；i=1n∑L I=（L1+ L2+……+ L n）—锚段中各跨距之和；i=13.定位肩架高度B的计算公式B≈H+e+I（h/d+1/10）h/2式中B—肩架高度（mm）；H—定位点处接触线高度（mm）；e—支持器有效高度（mm）；I—定位器有效长度（包括绝缘子）（mm）；d—定位点处轨距（mm）；h—定位点外轨超高（mm）；4.接触线拉出值a地的计算公式Ha地=a－hd式中a地—拉出值标准时，导线垂直投影与线路中心线的距离（mm）。
a地为正时导线的垂直投影应在线路的超高侧，a地为负时导线的垂直投影应在线路的低轨侧。
H—定位点接触线的高度（mm）；a—导线设计拉出值（mm）；h—外轨超高（mm）；d—轨距（mm）；5.接触线定位拉出值变化量Δa max的计算公式Δa max=I z－√I2z－E2max式中Δa max—定位点拉出值的最大变化量（mm）；I z—定位装置（受温度影响）偏转的有效长度（mm）；E max—极限温度时定位器的最大偏移值（mm）；由上式可知E=0时Δa=06.定位器无偏移时拉出值a15的确定：（取平均温度t p=15℃）a15=a±1/2Δa max式中a—导线设计拉出值（mm）；Δa max—定位点拉出值的最大变化量（mm）；a15—定位器无偏移时（即平均温度时）的拉出值（mm）。
电气化铁路接触网知识培训讲义
第一章电气化铁路第一节电气化铁路的优越性我国铁路运输的牵引动力，目前主要有蒸汽牵引、内燃牵引和电力牵引三种形式。
以电力牵引作为主要牵引方式的干线铁路称为电气化铁路.我国第一条电气化铁路始建于1958年，1961年8月15日宝鸡——风州段91km建成通车，采用了较先进的单相工频交流供电方式.到2005年底,我国已建成电气化铁路两万公里，成为继俄罗斯、德国之后世界第三电气化铁路大国。
目前，世界高速电气化铁路最高已达330km/h（德国汉诺威——柏林），最高试验速度已达515km/h(法国巴黎——勒芒—-图尔）。
我国于1998年已建成广深为200km/h的高速电气化铁路，秦沈试验为321。
5km/h。
到2020年,我国将达到电气化铁路总里程5万公里，是铁路建设的高潮。
电气化铁路的优越性,主要表现在以下几个方面：一、能多拉快跑，提高运输能力.由于电力机车功率大、速度快，因而能多拉快跑，提高牵引吨数，缩短在区间运行时间，从而可以大幅度提高运输能力.二、能综合利用资源,降低燃料消耗。
由于电力机车的能源可以来自多方面，因而可以综合利用资源，即是在纯火力发电的情况下，电力机车总效率也可达25％左右，为蒸汽机车的四倍多。
三、能降低运输成本，提高劳动生产率.由于电力机车构造简单，牵引电动机和电气设备工作稳定可靠,因而机车检修周期长，维修量少，可以减少维修费用和维修人员。
电力机车不需要添煤、加水和加油，整备作业少,宜长交路行驶,因而可以少设机务段，乘务人员和运用机车台数相应减少.这样就降低了运输成本，提高了劳动生产率。
四、能改善劳动条件，不污染环境。
由于电力机车没有煤烟，使机车乘务员不受有害气体侵害，同时也对沿线的环境不产生污染。
第二节电气化铁路的组成电气化铁路是由电力机车、牵引变电所和接触网组成的。
一、电力机车电力机车由机械、电气和空气管路系统组成。
机械部分，主要包括车体和走行部分.电气部分,主要包括受电弓、主断路器、牵引变压器、转换硅机组、调压开关、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等.空气管路系统，主要包括空气制动、控制及辅助气路系统。
接触网计算基础分析课件
推动技术创新
通过计算分析，为接触网 新材料、新结构和新工艺 的研发提供技术支持。
课件内容与安排
01
02
03
04
基础知识介绍
包括电气化铁路概述、接触网 基本组成与分类等内容。
接触网计算方法
详细讲解接触网计算的基本原 理、方法和步骤。
工程实例分析
结合具体工程实例，对接触网 计算过程进行实例分析和讨论
。
05 机械强度校核及 优化措施研究
机械强度校核标准和方法论述
强度校核标准
根据国家相关标准和行业规范， 对接触网各部件进行强度校核， 确保其满足安全运行要求。
校核方法
采用有限元分析、理论计算等方 法，对接触网各部件在不同工况 下的受力情况进行模拟分析，评 估其强度是否满足要求。
关键部件如吊弦、定位器等强度校核过程展示
定性与定量相结合原则
评估指标应包括定性和定量两类，以便更全 面地反映接触网的电气性能。
具体指标如载流量、电压损失等介绍及实例展示
载流量
接触网导线在正常运行条件下所能承载的最大电流值。载流 量的大小直接影响接触网的供电能力。例如，在某高铁项目 中，设计载流量为800A，实际运行中载流量达到了750A， 满足设计要求。
风速对接触网性能的影响
风速变化会引起接触悬挂的振动和摆动，导致弓网之间的动态接触压力不稳定， 影响弓网受流质量。同时，强风还可能吹落接触悬挂上的异物，对弓网造成损害 。
针对不同环境条件下防护措施设计思路分享
高温环境下的防护措施设计
采用耐高温性能优异的接触线和绝缘子，优化接触悬挂的 几何形状和结构，提高接触悬挂的稳定性和可靠性。
接触网计算基础分析课件
目录
• 引言 • 接触网基本构成及工作原理 • 接触网参数计算与分析方法 • 电气性能评估指标体系建立及应用实例分
接触网课程设计跨距计算
接触网技术课程设计报告班级：学号：姓名：指导教师：评语：2012 年 2 月24 日1.基本题目1.1 题目某地区跨距长度的计算1.2 题目分析跨距就是两相邻支柱间的距离，其长度的决定涉及到一系列经济、技术问题，是接触网设计中重要的问题之一。
跨距有经济跨距和技术跨距两个概念。
单从经济观点考虑问题所决定的跨距为经济跨距；而按技术要求决定的跨距称为技术跨距。
在一般情况下，经济跨距总是要大于技术跨距的。
技术跨距是根据接触线在受横向水平力(如风力)作用时，对受电弓中心线所产生的许克偏移而决定的，对于简单接触悬挂，弛度也是决定跨距的重要因素。
某地区的接触悬挂类型决定了这地区跨距长度的计算结果。
为了能够达到经济和技术的最优化，就需要对两种接触悬挂类型下的跨距长度进行比较。
要使接触线良好地工作，就要保证在受风作用下，接触线对受电弓中心线的受风偏移值不要超过其规定的最大许可值。
根据受电弓滑板的最大工作宽度，铁路工程技术规范规定，在最大计算风速条件下，接触线对受电弓中心的最大水平偏移值不应超过500mm 。
在接触网设计中，仍按此规定处理。
2.跨距长度的计算为了简化计算，假设跨距两端是死固定，即不考虑补偿器的补偿作用，同时认为在受风以后，导线内张力变大，而不考虑张力变大后的导线的弹性伸长。
此时，接触线的水平偏移值b j 如图1所示。
图中表示的是接触线在跨距内任意点的横断面，接触线在水平负载p j 的作用下位于斜面内。
由图中可知图 1接触线的水平受风偏移yj bj p j gv q由图可知vj j q p yb =即 vj j q p yb = (1)接触线在跨距内任意点的弛度y 值可由式 Tx l gx y 2)(-= 得 (2)jv T x l x q y 2)(-⋅=将y 值代入式(2)中得jj j T x l x p b 2)(max -⋅=(3)当x 为l 的中点时，具有最大水平风偏移，即jj j T l p b 82max ⋅=(4)在直线区段上，当接触线布置成之字形时，对其线路中心(也即是受电弓中心)线的偏移巨鼎与y1及y2，如图2所示。
高铁接触网计算方法、控制要点及现场资料收集整理
三、现场资料收集整理
2. 图纸变动记录
图纸变动的记录会对后期竣工图、竣工资料的整理有 很大帮助，尤其是支柱的增补，特殊材料、特殊处所安装 的位置等。
3. 外部因素资料的收集
接触网外部因素主要有上跨电力线、上跨桥、危树等。 不仅要收集支柱号、里程等数据，还需要收集照片。上海 路局要求交供电段的资料其中有一杆一档、一线一档、一 桥一档，所以每根支柱、每条上跨线、每座上垮桥都必须 有照片。
中铁十一局集团电务工程有限公司宁安铁路项目部
二、控制要点
⑤吊弦数据测量要注意在关节中需考虑双腕臂底座对 跨距的影响，测量中需记录好超高来复核设计与现场是否 相符，坠砣配重也应现场记录。测量中发现数据不符合要 求的应标注并整改后再测量。
（3）计算注意事项 ①计算腕臂最重要的是要有自己的数据输入的习惯， 有的数据错误能影响整个锚段的腕臂，比如锚段起点里程， 因为里程关系着曲线要素，里程输入时还应检查长短链， 计算软件没有考虑到长短链，我们在输入时应该考虑。 ②吊弦计算时要考虑到坠砣配重带来的影响，1Kg的差 异计算出的吊弦长度相差接近一个毫米，所以前期坠砣安 装时应严格配重，可为后续吊弦测量计算工作带来方便。
接触网联调联试检测包括静态几何参数检测和动态弓网 受流性能检测
中铁十一局集团电务工程有限公司宁安铁路项目部
一、高铁接触网计算方法
其中静态几何参数检测包括：拉出值、定位点处接触线 高度、吊弦处接触线高度、相邻两定位点高差和相邻吊弦高 差。
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一、高铁接触网计算方法
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三、现场资料收集整理
4. 与相关专业对接资料
接触网-参数设计
接触网工程课程设计专 业：电气工程及其自动化 班 级： 电气 1104 姓 名： 丁向前 学 号： 201109453 指导教师： 任丽苗兰州交通大学自动化与电气工程学院2014 年 7月 13 日指导教师评语平时（30）报告（30）修改（40）总成绩1设计原始题目1.1题目高速电气化铁路接触网的控制参数设计。
1.2 内容根据高速接触网的控制参数及理论分析，设计武—广高速电气化接触网控制参数。
1.3 设计方案高速接触网控制参数包括静态特性，动态特性，波动速度， 系数等。
本设计主要对接触线的波动传播速度，反射系数，多普勒因数，增强系数，链形悬挂的固有频率五个方面进行计算。
2 设计计算根据文献参考，可以查询得京沪高速电气化铁路的常用参数如表1所示。
表1 京沪高铁各种参数量的名称符号单位名称大小承力索张力C T kN 21接触线张力j T kN 30m kg/m 1.08承力索线密度Cm kg/m 1.08接触线线密度j列车实际速度V km/h 350l m 10近支撑点吊线间隔i跨距l m 652.1波动传播速度波动传播速度：受电弓抬升引起接触悬挂的振动，该点振动波会沿接触悬挂传播，传播的速度称为波动传播速度。
波动传播速度按式(2.1)计算：mTC ∑∑=(2.1)式中： T ∑——接触悬挂承力索（辅助承力索）和接触导线的张力之和(N)m ∑——接触悬挂承力索（辅助承力索）和接触导线的线密度之和(kg/m)C ——接触网的波动传播速度(km/h)将数据代入式2.1得：)km/h (15408.108.13000021000=++=C接触线的波动传播速度： mT C j p 6.3= (2.2)式中：jT ——接触线的张力(N)m ——接触线的密度(kg/m)将数据代入式2.2得)km/h (60008.1300006.3=⨯=p C 2.2反射系数高速运行的接触网的振动波在遇到非均质点（如吊弦、中锚、电连接线夹、定位线夹、分段绝缘器处）时冲击被反射，这种反射影响反射系数，即反射使振动波衰减或增强。
高速电气化铁路接触网参数计算研究-毕业设计论文[管理资料]
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摘要接触网是电气化铁道中供电系统的一个组成部分，保证接触网处在正常的、高效的工作状态，对于保障电气化铁路的正常运营起着十分重要的作用。
因此，设计也日趋精细。
本文在概述接触网基本原理的基础上，系统地阐述了高速电气化铁路接触网的结构特征、支持装置及接触网设备的选择方法，并着重介绍了接触网的设计标准、规范、内容，详细地进行了接触网跨距及风偏移值的校验、支柱容量的计算以及其它的设计计算和安装曲线的绘制。
特别完成了区间和隧道接触网CAD平面布置图。
它全面的总结了高速电气化铁路接触网的设计过程，即有技术性论述，又有理论性分析。
文中依据当地的气象、地质条件和线路资料结合接触网的设计原则完成了包头至惠农某区间的接触网平面设计。
关键词：电气化铁路接触网设计计算平面设计图目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)第一节电气化铁路的发展概况 (1)第二节本文的工作 (3)第二章接触网设计标准及规范 (4)第一节接触网组成 (4)第二节接触网设计程序 (6)一、初步设计 (6)二、技术设计 (6)三、施工设计 (6)第三节接触网设计内容 (6)一、设计计算 (6)二、平面设计 (7)三、设备选择 (7)四、技术校验 (7)第四节区间平面设计介绍 (7)第五节隧道内接触网的平面设计 (9)一、隧道内接触网的悬挂结构 (9)二、隧道内接触网平面设计的内容及技术原则 (9)第六节接触网的设计标准 (10)一、侧面限界 (10)二、拉出值 (10)三、锚段关节设置 (11)四、中心锚结 (11)五、悬挂模式 (12)六、无交叉线叉 (14)七、电分相装置 (14)八、结构高度 (15)九、接触线的高度 (15)十、接触网的接地与防雷 (15)第七节接触网计算机辅助设计的概述 (15)第三章接触网设备选择 (17)第一节接触线索 (17)一、接触线的主要技术要求 (17)二、CTHA120的主要性能参数 (19)三、承力索的选取 (21)四、吊弦 (22)第二节支柱及支持装置 (23)一、支柱 (23)二、基础 (23)三、支持装置 (24)四、腕臂及定位装置 (25)第四章接触网的设计计算 (27)第一节b值计算 (27)第二节接触线的受风偏移和跨距许可长度的计算 (28)一、直线区段 (28)二、曲线区段 (28)三、缓和曲线区段接触线最大偏移值及跨距值的确定 (29)第三节支柱负载计算 (31)一、垂直负载 (32)二、水平负载 (33)第五章包头至惠农（DK16---DK415）区间的接触网设计 (38)第一节接触网设计计算条件的确定 (38)一、气象资料 (38)二、地质资料 (38)第二节计算负载的确定 (39)一、自重负载 (39)二、冰负载 (40)三、风负载 (40)四、合成负载 (41)第三节设计校检 (41)一、安装曲线 (41)二、接触线的受风偏移和跨距许可计算 (43)三、区间锚段长度的划分 (43)四、支柱负载计算 (44)第四节设计说明 (44)一、线索实际长度的计算 (44)二、悬挂中心至线路中心距离 的计算 (46)三、设计小结 (48)总结 (49)致谢 (50)参考文献 (51)附图1：包头至惠农（DK16+641 --- DK415+974）区间CAD平面设计图附图2：接触网设计安装示意图第一章绪论第一节电气化铁路的发展概况铁道电气化是牵引动力现代化的重要标志，是国家铁路建设和改造的主要发展方向。
接触网的设计计算
第三节 自由悬挂导线的张力和弛度 计算
• 弛度的概念： 从接触线弧垂最低点，到连接两悬挂点的 垂直距离，称为弛度F。 -----等高悬挂 由导线弧线最低点分别到两悬挂点的垂直 距离称为悬挂点A、B的弛度，由F1和F2 表示。 -----不等高悬挂
等高悬挂
不等高悬挂
一、等高悬挂的弛度计算 • 力平衡原理 ：
g --无冰时单位长度导线自重负载（KN/m）
R –导线半径（mm）， b --冰密度。
第二节 计算负载的决定
计算负载：垂直负载、水平负载 一、线索自重负载： g Sg H 109 KN / m
二、冰负载（瞬时负载）
gb0 0.25109 b .g H [(d 2b) 2 d 2 ] b .b(b d ) g H 109
t x [t1
•
q12 l D 2 24T12
q x 2l D 2 Tx T1 ] 2 ES ES 24Tx
----计算线索的线胀系数（K 1 ） 2 E--计算线索的弹性系数（MPa） S--计算线索的计算横截面积（ m m ） q——负载；T——张力； 下标“x”指待求条件；下表“1”为起始条件。
2
[1 (
因为
dx
)2 ]
2 dx
y
4 F x(l x) l2
dy 4F (l 2 x) dx l2
所以得到
16F 2 (1 2 x) 2 12 dL [1 ] dx 4 l
(1 x) m 1 m m(m 1) 2 m(m 1)...(m n 1) n x x ... x ... 1! 2! n!
• 覆冰：在冬季，接触线及承力索上出现
接触网 (2)
1 设计原始题目1.1 设计内容及要求根据接触线磨耗与接触线张力配合：根据实际运行的接触网确定磨耗的计算方法，根据磨耗大小及列车运行时速确定接触线张力，通过张力计算绘制磨耗—张力曲线。
1.2 题目分析与设计思路列车运行中，受电弓与接触线之间必存在摩擦，使接触线产生磨耗，其效果可用磨耗面积及磨耗比来量度。
接触线磨耗通过改变接触线的质量，从而影响波动速度与接触线的张力，要使列车运行时速保持一定，则需要控制波动速度一定，而改变接触线的张力，这样，就得到了张力与磨耗的关系式，绘制出磨耗—张力曲线。
2 设计课题的计算与分析2.1计算的意义接触线张力对受流质量起着关键作用，改变接触线的张力可以改善接触网的受流特性参数，而接触线的磨耗又影响接触线的张力，通过研究接触线磨耗与张力之间的关系来保证较好的受流质量，同时保证接触线寿命。
2.2接触线磨耗2.2.1 磨耗在受流系统中，受电弓和接触线高速滑动接触，必然产生磨耗。
从成因上可分为电气磨耗、化学磨耗和机械磨耗。
电气磨耗是指电离子转移和电弧烧损。
化学磨耗是指在腐蚀环境下溶解、锈蚀。
机械磨耗又分为粘结磨耗和硬粒磨耗，粘结磨耗是导线凸现部分经滑板摩擦，其原子间相互结合造成的，硬粒磨耗是导线凸现部分在滑动接触过程中相互切削引起的。
其中，尤以电气磨耗影响最为主要。
2.2.2 磨耗比接触线通过万架弓次后，被磨去的横截面与总截面积之比称为磨耗比，磨耗比是直接反映运行状态的参数，磨耗比大，则直接表明了弓线间的接触情况不好，或者接触线与滑板的材质不匹配，使接触线磨损加剧；反之磨耗比小，则客观表现弓线间具有良好的匹配关系。
接触线的磨耗不能一直持续下去，磨耗比不能超过一定值，当其超过定值后，安全系数将不再满足要求，按照规定，局部磨耗达到15%时，则对该锚段检修周期缩短；达到25%时，对该磨耗点进行补强；达到30%时，进行截除重做接头。
2.2.3 磨耗的计算方法说明：以CTHB-120银铜合金接触线为例，如图1，线材直径为13.2mm，横截面积为2120mm。
高速铁路接触网悬挂形式及其主要技术参数(详细)
第二节高速铁路接触网一、接触悬挂形式及其主要技术参数自1964年日本开通世界上第一条高速铁路至今,世界发达国家已经致力于高速电气化铁路的 研究和发展.经过30多年的 运行、实验,使高速电气化铁路的 车速不断提高,运营速度 由220 千米／h 提高到270 千米／h,正向300 千米／h 进.法国是目前轮轨系列车时速的 世界记录保持者,它于 2007年 4月4日进行的 实验运行速度 达到574．8 千米／h,在激烈竞争的 市场经济条件下,各种交通工具之间为争夺市场运输份额,不断开发和引进高新技术,而提高铁路车速将给铁路参与市场竞争带来机遇.接触网结构在机车高速运行情况下,发生了 许多重大 变化,需要进行一系列的 改革,采取什么样的 悬挂类型来适应高速铁路,一直是各发达国家研究的 课题.根据国外高速电气化铁路运行经验,高速滑行的 受电弓,其抬升力在空气动力和自身惯性作用下,以列车速度 平方的 比例大 幅度 增加,因而使接触线产生较大 的 抬升量,当驶过等距支柱甚至在跨距中的 等距吊弦时,会周期性激发接触线振动,它会使接触线弯曲应力增加,容易引发疲劳断线事故,同时这种振动可沿导线以一定速度 传播,在遇到吊弦线夹和悬挂点时,会将波反射放大 引起导线振荡,这是引起受电弓离线的 主要原因,离线产生的 电弧会烧伤接触线使磨耗增加,即电磨耗.当导线弯曲刚度 小 而张力大 时,其波动速度 可由下式求出： ρTC =式中 T ——接触线张力(N);ρ——线密度 .为了 减少导线抬升量,可提高其张力,减少接触网弹性不均匀性,同时也提高了 接触线波动传播速度 ,不引起导线共振使受电弓取流状态更好.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、安全可靠、结构简单、维修方便、工程造价低.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.各国对这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 高速线路如：东海道新干线、山阳新干线、东北新于线、上越新干线均采用复链形悬挂,近几年来,日本高速铁路又采用了 简单链形悬挂;法国的 巴黎一里昂的 东南线采用弹性链形悬挂,巴黎一勒芒／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;德国在行车速度 低于160千米／h 的 线路采用简单链形悬挂,在160千米／h 及以上的 线路采用弹性链形悬挂.下面分别介绍简单链形悬挂、弹性链形悬挂和复链形悬挂三种形式的 结构和技术性能.1、简单链形悬挂以法国为代表的 高速铁路采用此种类型,在 1990年开通的 速度 为300 千米／h 的 大 西洋新干线上采用,而且认为该悬挂类型完全可以满足 330—350 千米／h,简单链形悬挂维修简单造价低,有多年成熟的 运行经验.结构形式如图2-1所示.图2-1 带预留驰度的简单链形悬挂性能特点：结构简单、安全可靠、安装调整维修方便,适应于高速受流.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.2、弹性链形悬挂德国开发的高速接触网普遍采用,并作为德国联邦铁路标准,其主要出发点是降低接触网弹性不均匀度 ,在80年代末修建的曼海姆到斯图加特高速铁路(250 千米／h)上采用,并计划在柏林至汉诺威、法兰克福至科隆间(300～400 千米／h)仍采用.弹性链形悬挂比简单链形悬挂弹性好,但造价较高.弹性链形悬挂的结构形式图如图2-2所示.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：“π”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.性能特点：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性趋于一致,图2-2 弹性链形悬挂整个接触网的弹性均匀,受流性能好.其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.3、复链形悬挂在 1964年 10月建成的日本东海道新干线上采用,时速为210 千米／h,它是用带弹簧的吊弦合成复链形悬挂.日本研究部门认为它适用于多弓受流情况,在今后300 千米／h高速线路上仍采用.复链形悬挂运行性能好,但造价高、设计复杂,施工和维修难度大 ,复链形悬挂结构形式如图2-3所示.图2-3 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.性能特点：接触网的张力大,弹性均匀,安装调整复杂、抗风能力强.表2-2-1 三种悬挂类型的定性比较我国高速铁路尚在试运行阶段,已提速的几条干线仍采用原来的接触悬挂类型,目前正在建设的广深高速铁路,采用全补偿简单链形悬挂,根据国外经验和我国铁路路轨现状,通过科技人员论证,普遍认为采用全补偿简单链形悬挂较为合适,特别是在车速不高的情况下,有利于投资少见效快,完全能够适应200 ㎞／h车速的要求.二、高速接触网的主要技术参数1．导线高度：指接触导线距钢轨面的高度.它的确定受多方面的因素制约,如：车辆限界、绝缘距离、车辆和线路振动、施工误差等.一般地,高速铁路接触导线的高度比常规电气化铁路的接触导线低,这主要因为：①高速铁路一般无超级超限列车通过,车辆限界为4 800nl米;②为了减少列车空气阻力及空气动态力对受电弓的影响,受电弓的底座沉于机车车顶顶面,受电弓的工作高度较小.所以,高速铁路接触导线的高度一般在5 300米米左右.2．结构高度：指定位点处承力索距接触导线的距离.它由所确定的最短吊弦长度决定的,吊弦长时,当承力索和导线材质不同时,因温度变化引起的吊弦斜度小,使锚段内的张力差小,有利于改善弓网受流特性;长吊弦的另一个优点是高速行车引起的导线振动时,吊弦弯度小,可以减少疲劳,延长使用寿命.表2-2-2为三种高速悬挂的结构高度.表2-2-2 三种高速接触网悬挂的结构高度法国TGV-A 德国Re330 日本HC 结构高度 1.4米 1.8米 1.5米我国接触网的结构高度为1.1~1.6米.3．跨距及拉出值：取决于线路曲线半径、最大风速和经济因素等.考虑安全因素及对受电弓滑板的磨耗,我国高速铁路一般在保证跨中导线及定位点在最大风速下均不超过距受电弓中心300米米的条件下,确定跨距长度和拉出值的大小 .4．锚段长度：它的确定主要考虑接触导线和承力索的张力增量不宜超过10％,且张力补偿器工作在有效工作范围内.高速铁路接触网的锚段长度与常规电气化铁路基本一样.5．绝缘距离：参照电气化铁路接触网的绝缘配合标准.6．吊弦分布和间距：吊弦间距指一跨内两相邻吊弦之间的距离,吊弦间距对接触网的受流性能有一定的影响,改变吊弦的间距可以调整接触网的弹性均匀度 ,但是,如果吊弦过密,将影响接触导线的波动速度 ,而对弹性改善效果不大 ,所以,确定吊弦间距时,既要考虑改善接触网的弹性,又要考虑经济因素.吊弦分布有等距分布、对数分布、正弦分布等几种形式,为了设计、施工和维护的方便,吊弦分布一般采用最简单的等距分布.7．接触导线预留弛度：指在接触导线安装时,使接触导线在跨内保持一定的弛度 ,以减少受电弓在跨中对接触导线的抬升量,改善弓网的振动.对高速接触网,简单链形悬挂设预留弛度 ,弹性链形悬挂一般不设预留弛度 .8．锚段关节：锚段关节是接触网的张力的机械转换关节,是接触网的薄弱环节,其设计和安装质量对受流影响较大 ,高速接触网一般采用两种形式的锚段关节：①非绝缘锚段关节采用三跨锚段关节;②绝缘锚段关节采用五跨锚段关节.安装处理上,尽量缩短接触导线工作支和非工作支同时接触受电弓滑板的长度 ,提高非工作支的坡度 .9．接触导线的张力：提高接触导线的张力,可以增大波形传播速度 ,改善受流性能,同时增加了接触网的稳定性.导线张力的确定受导线的拉断力,接触网的安全系数等因素影响.10．承力索的张力：受接触网的稳定性、载流容量、结构高度、支柱容量等因素影响,提高承力索的张力可以增加接触网的稳定性,但对弓网受流性能影响不大 .减少承力索的张力,有利于减少反射系数,承力索的张力受接触网的结构高度的限制,也就是在一定的结构高度上,要保持跨内最短吊弦的长度 .三、接触网的主要设备和零部件1、接触网的线材(1)．接触导线接触导线是接触网中直接与机车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.表2-2-3给出了国外高速接触导线的比较.高速铁路对接触导线的基本要求如下：○1机械强度高;○2)单位质量尽量小 ;○3导电性能好;○4良好的耐磨及耐腐蚀性能及高温软化特性,使用寿命长;○5摩擦性能与受电弓滑板相匹配.表2-2-3 国外高速接触导线的比较随着运行速度的提高,为了提高抗拉强度,增大波动传播速度、耐磨性,国外有关国家对高速铁路的接触导线都趋向于研制铜合金导线或复合导线.铜合金导线是在铜中加人其他金属元素,如镁、银,采用合金方法制成的.复合导线是用铜与另一种机械强度高的金属制成的.(2)．承力索承力索是接触网承载接触导线,并传输电流的线材.承力索的选用应符合下列条件：承力索的线胀系数与接触导线相匹配;机械强度高;耐疲劳、耐腐蚀性能好,耐温特性好;导电率高.国外高速铁路使用的承力索性能如表2-2-4所示.表2-2-4 国外高速铁路使用的承力索性能表我国电气化铁路接触网的承力索一般采用95米米2和70米米2的铜合金绞线,增加承力索的张力可以增强接触网的稳定性.(3)．弹性吊索对弹性链形悬挂,弹性吊索一般选用截面积为35米n2的青铜绞线,张力为2．8～3．5 kN.2、高速铁路接触网的支持装置(1)．支柱：由于高速铁路接触网的承力索和接触导线的张力增大,使作为接触网支撑的支柱受到较大的负荷,另外,还要考虑到接触网的稳定性问题.高速铁路接触网支柱的选择,区间一般采用环形等径预应力混凝土支柱;桥上支柱采用热浸镀锌钢柱;软横跨硬横跨支柱;跨度小时用环形等径预应力混凝土支柱,跨度大时选用热浸镀锌钢柱.(2)．硬横跨：是用于站场或两股以上线路的接触网支持钢结构,一般用型钢焊接成梁式结构横跨于线路上空,用于支持接触悬挂.这种刚性硬横跨的特点是,各股道上的接触网在机械上和电气上相互独立.接触悬挂在硬横跨上采用吊柱旋转腕臂的支持结构,其结构特性与区间中间柱基本相同,组合定位装置与区间的接触悬挂完全相同.硬横跨的优点是,机械上独立,结构稳定,抗风能力强,寿命长,在受流性能上与区间接触悬挂相同.法国、英国、日本等国家的高速铁路接触网几乎全部采用硬横跨.我国的高速铁路的接触网也趋向使用刚性硬横跨.(3)．腕臂支持结构：为了提高接触网的稳定性和安全性,高速铁路接触网采用刚性腕臂支持结构,由水平腕臂和斜腕臂组成的稳定三角形结构,提高了腕臂结构的整体稳定性和抗风能力.(4)．组合定位装置：组合定位装置包括：定位器、定位管、支持器,定位防风拉线和定位管防风支撑,这部分零部件对接触导线起定位和支持作用,影响弓网受流性能.在机械结构上它必须满足接触导线温度偏移,保证高速受电弓安全通过及接触导线抬高等要求.对定位器的要求：○1构造简单,安装方便,不形成接触悬挂硬点;○2材质上一般采用铝合金材料,重量轻,耐腐蚀;○3具有较高的强度;○4环路电阻小,不形成电损坏.3、高速接触网的终端锚固类零部件终端锚固类零部件包括：承力索终端锚固线夹、接触导线终端锚固线夹、张力补偿器、坠砣等.(1)张力补偿装置张力补偿装置是调整承力索、接触导线张力,使它们保持恒定的自动装置,是接触网的关键部件.高速铁路接触网一般有两种方式的自动张力补偿装置：①滑轮组自动补偿装置;②棘轮补偿装置.对张力补偿装置的要求是,传动效率高,达到97％以上;安全可靠;耐腐蚀性能好,少维修,寿命长,有断线制动装置.坠砣采用铁坠砣.(2)承力索终端锚固线夹和接触导线终端锚固线夹这两种零件是接触网的主要受力部件,是保障接触网安全的关键零件.在结构上,有锥套式螺纹胀紧结构和楔形胀紧式结构两种.在材质上,整体铝青铜,紧固件采用不锈钢.其工作张力,应满足20～27 kN.4、高速接触网的电连接类零件电连接是保证接触网各导线之间及各股道之间电流畅通的部件.对它的要求是：电连接线夹与接触导线或承力索间的接触电阻小 ,整体电连接导电性能好.在结构上,连接可靠,重量轻,耐腐蚀.在材质上,用纯铜和铝青铜.5、吊弦及吊弦线夹它是接触网的悬吊类零件,在接触网中调节接触导线弛度,又可分流,属于面广量大的零件.正确选用悬吊类零件将有效地保证接触网的受流性能,又能减少其维修工作量.在高速接触网中,一般先经过现场测量,再计算出每跨中每根吊弦的长度.在工厂将吊弦线夹和吊弦制成一体后,到现场直接安装.对吊弦及吊弦线夹的要求为：重量轻,体积小,耐腐蚀,安全可靠.材质上,吊弦采用青铜绞线;吊弦线夹采用铝青铜.6、高速接触网的线岔线岔是两股道接触网交叉处的装置,是接触网上的重要设备,在常速下,一般采用有交叉线岔,运行经验表明它完全能满足要求,但也存在着问题,交叉线岔硬点不易消除,机车无论从正线进入侧线,还是从侧线进入正线,在始触点处受电弓都要接触两条接触线,接触瞬间由于受电弓抬升力的作用,将要接触的导线总是比正在滑行的导线低,如图2-4所示.造成低侧导线,会沿受电弓滑板圆弧导角向上移动到接触板上,这就难免发生钻弓和打弓事故,也给现场施工和维修带来困难.尤其是高速铁路,这种滑动接触对接触线和受电弓危害极大 ,它直接影响着高速受电弓的运行安全,是高速接触网设计和安装中需要特别解决好的环节.高速接触网的线岔应满足下列要求：(1)满足正线高速行车,避免钻弓、打弓.(2)正线进渡线或渡线进正线时,保证受电弓平稳过渡. 图2-4 始触点处导线示意图(3)保证正线高速行车的受流质量,做到离线率低、硬点小 ,导线抬高量满足要求.(4)安装简单,维修调整方便.高速接触网线岔一般有交叉式和无交叉式两种形式,根据两种线岔的工作原理,我国的高速接触网适合采用无交叉式线岔.无交叉线岔平面布置如图2-5所示.由于道岔处钢轨没有超高,所以各自线路中心线与驶入该线的受电弓中心轨迹相重合.从图上看出,接触网道岔柱位于导曲线两内轨轨距666 ㎜处,正线接触线拉出值为333㎜,波线拉出值为距正线线路中心999㎜,渡线导线过岔后抬高下锚,在无交叉线岔区两导线均有坡度 ,渡线向下锚方向抬高3‰,正线坡度与渡线坡度相反为1‰ (沿波线下锚方向降低).图2-5 无交叉线叉平面布置图无交叉线岔应达到以下两点要求：(1)机车受电弓沿正线高速行驶通过线岔时,不与渡线接触线接触,因而不受渡线接触悬挂的影响.(2)机车从正线驶入渡线时(或从渡线驶入正线),要使受电弓平稳过渡,不出现钻弓和打弓现象,且接触良好.无交叉线岔工作原理和技术要求当机车沿正线通过时,考虑受电弓最外端尺寸的半宽为673 ㎜,摆动200㎜,升高后的加宽为100㎜,所以机车受电弓靠渡线侧最外端距正线线路中心为：673十200十100＝973㎜而渡线导线距正线线路中心为999㎜,因此受电弓从正线导线上滑过时,不会触及渡线导线与波线接触网无关.当机车由正线驶入渡线时,经过计算和运行实践证明,在线间距126～526㎜之间受电弓与渡线接触线接触此段为始触区,在接触瞬间,因正线导线坡度与渡线坡度相反(即正线导线低,波线导线高),所以受电弓是逐渐的由低侧导线过渡到高侧导线,随着渡线导线坡度的降低使受电弓慢慢脱离正线,形成自然顺滑的平稳过渡.当机车从渡线驶入正线时,在线间距806～1306㎜之间时接触正线导线,而此时波线导线是逐渐升高,受电弓在上述适当位置处与正线导线自然接触,随着正线导线坡度影响,受电弓慢慢脱离渡线而进入正线.由于线岔区两导线有相反坡度的原因,使受电弓避免了在始触点处出现钻弓和打弓的危险,因此无交叉线岔工作状态明显优于交叉线岔.对无交叉线岔的技术要求是：(1)正线拉出值为333㎜,允许误差为±20 ㎜,渡线导线距正线线路中心为999㎜,误差为±20 ㎜.(2)在线间距 126～526 ㎜间,为正线进入渡线时的始触区.线间距 526～806㎜,是正线与渡线导线等高区.在 806～1306㎜为渡线进入正线始触区,如图 2—16—4所示.(3)在等高区内,铁路旁设立道岔柱,可安装定位装置及吊弦等设备,始触区内不允许安装任何悬挂和定位装置.(4)在线间距 126～526㎜间,渡线比正线高 H1,在线间距为 806～1306㎜间,渡线比正线低H2,H1、H2与道岔型号和机车通过速度有关,需另行确定.(5)为了限制道岔定位点处导线的抬高,在定位装置上增加了弹性支撑和限位装置,使定位器的抬升量为100㎜以内.7、高速接触网的分相装置我国既有120千米／h以下的电气化铁道的接触网分相装置均采用分相绝缘器来实现相间隔离.当列车速度超过160千米／h时,这种形式的分相绝缘器存在明显的硬点,对受电弓的滑板撞击很大 ,容易造成弓网事故.高速铁路接触网的分相装置一般采用绝缘锚段关节带中性段方式(锚段关节的跨数应根据中性段的设置长度来确定)来满足高速接触网一受电弓系统的性能要求.机车通过分相锚段关节的方式一般有三种：(1)地面开关切换方式,当机车受电弓在分相的中性段之前和刚进人中性段时,由一相供电,然后在中性段断电0.25～0.35 s后切换到另一相.其优点是列车无操作,停电时间短暂,冲击及失速小 ,但设备复杂,切换过程容易产生很高的过电压.其原理示意图如图2-6所示. 图2-6 地面开关自动过分相示意图(2)机车切换方式：当机车通过分相中性段时,机车接收地面上的信号,控制机车主断路器断开,断电不降弓通过中性段,机车通过中性区后,机车又接收到地面信号,控制机车主断路器合闸受电,完成了机车过分相的全过程.其原理示意图如图2-7所示.这种方式结构简单,地面设备非常简单,投资小 .(3)柱上自动切换方式图2-8 柱上自动切换过分相示意图图2-8为柱上自动切换过分相示意图.图上采用6个分断绝缘器(FD),将接触网分隔成五段,每两个为一组.当机车到达a之前,分断绝缘器a—c中间部分,通过电磁线圈3与a端处于同电位,机车从a点进入b点后,受电弓通过电磁线圈3取流,从而使A开关闭合,c—d区段带电,机车从c进入c—d端后,受电弓通过真空开关A取流,电磁线圈电流为零,使真空开关A断开,机车失电进入滑行阶段.当机车从g点进入分段g—h区段时,受电弓通过电磁线圈4取流,开关B闭合,f—g区段有电(对机车运行无意义).机车驶离i点后,电磁线圈4电流为零,开关B 打开完成一次自动过分相过程.中间一段机车要靠滑行通过,由于d—f间距较小 ,因此当机车时速为200 千米时,机车失压时间仅为0．15 s允许司机无操作满负荷通过分相装置.。
高铁接触网计算方法、控制要点及现场资料收集整理
二、控制要点
⑤吊弦数据测量要注意在关节中需考虑双腕臂底座对 跨距的影响，测量中需记录好超高来复核设计与现场是否 相符，坠砣配重也应现场记录。测量中发现数据不符合要 求的应标注并整改后再测量。
（3）计算注意事项 ①计算腕臂最重要的是要有自己的数据输入的习惯， 有的数据错误能影响整个锚段的腕臂，比如锚段起点里程， 因为里程关系着曲线要素，里程输入时还应检查长短链， 计算软件没有考虑到长短链，我们在输入时应该考虑。 ②吊弦计算时要考虑到坠砣配重带来的影响，1Kg的差 异计算出的吊弦长度相差接近一个毫米，所以前期坠砣安 装时应严格配重，可为后续吊弦测量计算工作带来方便。
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二、控制要点
支柱上底座距支柱底部的距离记为D，超高记为E，我们只 需测量记录两个数据就可计算出上底座距低轨面的距离。
上底座距低轨面距离=支柱上底座距支柱底部距离-（测 量点距支柱底部距离-红线高度）+轨面距轨道板的距离+超高 上底座距低轨面距离 =D-(A-B)+C+E 注意：测量仪测量红 线的时候，是以靠近 支柱侧，也就是镜头 侧的钢轨面为基础的， 所以区内因把超高E 当做零。
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二、控制要点
3. 测量、计算
（1）测量前准备 测量前应准备好记录表格，表格内容应考虑到记录方 便，支柱号要与现场符合，建议以锚段建立表格，尤其是 吊弦测量数据。记录表格可在测量前按区间做好，必要时 还可装订成册，便于查询和保管。
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二、控制要点
③计算结果的检查，核对安装图、平面图，检查定位 形式、材料、尺寸等是否与安装图相符，检查曲线要素， 超高、曲线半径等是否正确。 ④制作标签、复核表格。
《高速电气化铁路接触网技术》教学课件—03接触网设计
自由悬挂的张力驰度计算
1 等高悬挂的张力弛度计算 2 不等高悬挂的弛度和张力计算 3 斜弛度计算 4 上拔力的验算 5 悬挂线索实际长度的计算
自由悬挂的张力驰度计算
在两个支柱间，悬挂一根固定截面的接触线、正馈线、供电线、回 流线或其他导线时，则此线在自重和附加负载的作用下，就自然形成一 个弛度。弛度的大小对运行质量将产生直接的影响。因此，正确地、合 理地确定弛度的量值是十分重要的。
2 冰负载
当天气发生变化，如气温突然下降、下雾或者下冷雨 之后，就会在接触网和架空线路的导线与构件上形成覆冰 。覆冰有三种主要形式覆冰、白霜和冰霜混合物，主要是 在风速小于10～15m/s 的条件下形成的，而很少可能在20 ～25m/s 的情况下形成。
计算冰负载时，冰的计算厚度 应不小于实际观测到 的5年至少出现一次的最大覆冰厚度b。
1自重负载
线索的自重负载可表示为
g sgH 109 式中 s ——线索的横截面面积（mm2）；
——所求线索的密度（kg/m3）；
g ——线索单位长度重力负载（kN/m）；
gH ——自由落体重力加速度 9.81（m/s2）。
在垂直负载中，应考虑吊弦及线夹的重力负载，通常把 它换算为单位长度重力负载，取为0.5×10-3（kN/m）。
2接触网设计计算气象条件的确定 2.1最大风速vmax 接触网设计用最大计算风速，应采用距地 面10m高处、15年一遇的10分钟平均最大值。
2接触网设计计算气象条件的确定
①平均法 平均法就是将占有的年份气象资料分成若干组，然后求
得各组最大风速值的平均值作为最大计算风速。例如，没有 n年气象资料，按每5年为一组，可分为n/5组,然后在n/5组 资料中取每组中的最大值，再取最大值的平均值可得
教材版始触区计算
2.2.2无交叉线岔的设计无交叉线岔的道岔柱位于正线和侧线的两线间距的660mm处，正线拉出值约为330mm，侧线相对于正线的线路中心999mm，距侧线线路中心333mm,侧线接触线在过线岔后抬高下锚。
图1为线岔的平面布置图，O点为道岔岔心，O 点为理论岔心，D点为道岔柱的位置，侧线距正线线路中心最近距离为999mm；图2为立面图，它表明不相交的正线和侧线两支接触线在线岔过渡区不在同一水平面上。
图中虚线为接触线正常高度水平线，正线接触新在理论岔心方向，比定位点处低，在撤岔方向以4/1000的坡度升高。
而侧线相反，在理论岔心方向抬高后去下锚，在其撤岔方向以-3/1000的坡度降低。
图1无交叉线岔的平面布置图正线4/1000侧线-3/1000图2 无交叉线岔的立面图2.2.3无交叉线岔的工作原理下图所示为机车通过无交叉线岔时的过渡状态示意图。
无交叉线岔的最大优点是保证机车能从正线高速通过，在平面布置时，应使侧线接触线位于正线线路中心以外999mm。
因为，机车受电弓一半宽度为673mm，考虑受电弓摆动200mm，富余量100mm，即运行机车受电弓在侧线侧最外端可触及到的尺寸限界为673+200+100=973(mm)，其值小于999mm，如果受电弓向侧线反向摆动200mm，则673-200=473(mm)，其值大于定位处拉出值333mm，因而机车从正线高速通过岔区时，与区间接触网一样正常受流，而与侧线接触悬挂无关系。
如图3（a）所示。
由于在悬挂布置时，已充分考虑了受电弓工作长度和摆动量，因此在正线通过时，可以保证侧线接触线与正线线路中心间的距离始终大于受电弓的工作宽度之半加上受电弓的横向摆动量，因而在正线高速行车时，受电弓滑板不可能接触到侧线接触线，从而保证了正线高速行车时的绝对安全性，并且在道岔处不存在相对硬点。
当机车从正线进入侧线时，在线间距126~526mm之间为受电弓与侧线接触线的始触区，如图3（b）。
接触网的工程设计与计算
导线选型
已知某线路设计列车最高运行速度Vmax=350km/h，经供电计算确 定的导线截面积为120mm2，试确定导线的张力。
（2）确定承力索的最小拉断力 Fw=FBmin×0.65×Ktemp×Kwind×Kice×Keff×Kclamp×Kload
取Ktemp =1.0，Kwind=0.95，Kice=1.00，Keff =1.00，Kclamp =1.0，Kload=0.8
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弓网关系技术范畴
横向参数 接触线相对弓头中心的偏移
（1）几何特性
垂向参数
接触线高度与坡度
受电弓数量和间距 多弓与中性区长度
绝缘距离
接触线残高
（2）动态相互作用
弓网接触力（或燃弧）、定位点抬升
（3）材料接口
接触线材料（铜或铜合金）
磨耗
滑板材料（金属、浸金属碳、碳）
P（age46 ）接触点集流量
6、悬挂类型 Y/[m] 2.4 1.9 1.4
全补偿简单链形悬挂VS全补偿弹性链形悬挂 0.9 0.4 -0.1 780
2.4 Y/[m] 1.9 1.4 0.9 0.4 -0.1
780
X0= 0.00m 830
830
F/[N] 280
ASSEMBLY STATE
880
930
980
X/[m] 1030
与接触网相关的中国标准
设计方面
“关于印发《客运专线铁路牵引供电及电力供电系统集成若干问题 的指导意见》的通知”（铁集成[2010]258号） “200～250km/h电气化铁路接触网装备暂行技术条件（OCS-2）” “300～350km/h电气化铁路接触网装备暂行技术条件（OCS-3）” “关于客运专线铁路客运服务及四电集成施工图审核有关事宜的通知” （工管审[2010]301号）
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1. 等高悬挂的弛度计算
自由悬挂导线受力图
1. 等高悬挂的弛度计算
1. 等高悬挂的弛度计算
2.不等高悬挂的弛度和张力的计算
不等高悬挂的弛度
上式表明了在悬挂点不等高时，从高、低两个悬挂点计算的 弛度（在跨距相同条件下）与悬挂点等高弛度之间的关系。
2.不等高悬挂的弛度和张力的计算
斜弛度 重要结论：一个不 等高悬挂的弛度可 转换为等高悬挂进 行计算。
曲线区段上接触 线的受风偏移图
2.6 链形悬挂接触线的 受风偏移和跨距长度
风偏移值的平均值计算法
风偏移值的当量理论计算法 国外风偏移值的计算方法
1.风偏移值的平均值计算法
2.风偏移值的当量理论计算
2.风偏移值的当量理论计算
2.风偏移值的当量理论计算
3.国外风偏移值的计算方法
1）俄罗斯的计算方法；
第二章 接触网的设计计算
自由悬挂导线的张力与弛度计算 简单悬挂的状态方程 半补偿链形悬挂的张力与弛度 全补偿链形悬挂的安装曲线 接触线受风偏移和跨距许可长度的计算 链形悬挂接触线的受风偏移和跨距长度 链形悬挂锚段长度的计算
2.1 自由悬挂导线的张力与弛度计算
等高悬挂的弛度计算
2）德国的计算方法；
3）日本的计算方法。
2.7 链形悬挂锚段长度的计算
半补偿链形悬挂锚段长度的计算
全补偿链形悬挂锚段长度的计算 隧道内锚段长度的计算
1. 半补偿链形悬挂锚段长度的计算
锚段：将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段。 划分锚段的目的：加补偿器；缩小机械事故范围；使吊弦的 偏移不致超过许可值以及改善接触线的受力情况等。
2.5 接触线受风偏移和跨距 许可长度的计算
经济跨距和技术跨距 简单接触悬挂的受风偏移和最大跨距
1.经济跨距和技术跨距
单从经济角度考虑问题所决定的跨距为经济跨距； 按技术要求决定的跨距为技术跨距。 一般情况下，经济跨距总是大于技术跨距，因此技术跨距总 是研究的中心。 技术跨距是根据接触线在受横向水平力（如风力）作用时， 对受电弓中心线所产生的许可偏移而决定的。对于简单悬挂， 弛度也是决定跨距的重要因素。
曲线区段
接触线的最低高度：在各种运行情况下，为了避 免一根或多根接触线与车辆之间产生电弧，一个 跨距内的接触线最小高度值。
2.简单接触悬挂的受风偏移和最大跨距
接触线的水平受风偏移
2.简单接触悬挂的受风偏移和最大跨距
1.在直线区段，接触线 以等之字布置时： 直线区段上接触线的受风偏移
2.简单接触悬挂的受风偏移和最大跨距
1.有载承力索的张力曲线
2.有载承力索的弛度计算
有载承力索张力 及弛度曲线
3.接触线的弛度及在悬挂点处的 高度变化曲线
接触线的安装曲线
4.无载承力索的张力及弛度曲线
2.4 全补偿链形悬挂的安装曲线
2.4 全补偿链形悬挂的安装曲线
全补偿链形悬挂坠砣安装高度曲线如下图：
全补偿链形悬挂的安装曲线
曲线区段承力索 形成的水平分力
3. 隧道内锚段长度的计算
不等高悬挂的弛度和张力计算 悬挂线索实际长度的计算
2.1 自由悬挂导线的张力与弛度计算
等高悬挂的弛度计算
不等高悬挂的弛度和张力计算 悬挂线索实际长度的计算
1. 等高悬挂的弛度计算
定义：自由悬挂线索是指两端固定且只受重力作用的柔软线索。 特征： 1.最基本、最简单的悬挂形式； 2.线索两端固定、只受重力的作用； 3.线索十分柔软，刚度不计； 4.线索的直径与其直径相比可以忽略； 5.线索的自重沿线路均匀分布。
2.简单接触悬挂的受风偏移和最大跨距
a
m
直线区段
拉出值：在 定位点处， 接触线相对 于受电弓中 心的距离。
接触线的设计最高 高度：设计时考虑 了各种偏差和接触 线抬升量以后，受 电弓肯定还能接触 到的接触线高度的 理论计算值。
c
线路中心线
接触线 a
接触线高度：接触线底面到轨面垂直距离
受电弓中心
h
S
1. 简单悬挂的状态方程
1. 简单悬挂的状态方程
• 简单悬挂的状态方程
2.决定起始条件
2.决定起始条件
2.决定起始条件
2.决定起始条件
3. 决定当量跨距
• 当量跨距的计算
4.求弛度曲线
2.3 半补偿链形悬挂的张力与弛度
有载承力索的张力曲线 承力索的弛度计算 接触线的弛度及在悬挂点处的高 度变化曲线 无再承力索的张力及弛度曲线
2.不等高悬挂的弛度和张力的计算
不等高悬挂的张力
2.不等高悬挂的弛度和张力的计算
上拔力计算图
3.悬挂线索实际长度的计算
悬挂线索长度微分段
3.悬挂线索实际长度的计算
2.2 简单悬挂的状态方程
简单悬挂的状态方程 决定起始条件 决定当量跨距 求弛度曲线
1. 简单悬挂的状态方程
Relationship?
目的：接触网的简单悬挂、供电线、回流线、负馈线、加强导线 等线索都处于类自由悬挂状态，通过分析自由悬挂线索的特性可 避开具体问题的某些次要元素，找出它们的共性。
1. 等高悬挂的弛度计算
【1】弛度 【2】等高悬挂 【3】张力 【4】跨距 【5】安装曲线 跨距:自由悬挂线索两悬挂点的水平距离。跨距有三个概念： 实际跨距、当量跨距和临界跨距。 实际跨距（简称跨距） 当量跨距（假设跨距） 临界跨距（计算跨距） 架空导线的张力、弛度、长度都是随外界温度按一定规律 变化的，根据这一变化规律在最低计算温度至最高计算温 度范围内绘出相应的关系曲线。
划分锚段的依据：在气象条件发生变化时，使接触线内所产 生的张力增量不超过规定值。
1. 半补偿链形悬挂锚段长度的计算
适用条件为直线区段，只考虑吊弦所造成的张力变化和只考虑 温度引起的伸长。
1. 半补偿链形悬挂锚段长度的计算
2. 全补偿链形悬挂锚段长度的计算
对于全补偿链形悬挂，除了考虑接触线的张力增量，还要考虑承 力索引起的张力增量。 在直线区段可以认为承力索不产生张力增量，在曲线区段，承力 索产生张力增量。