接触网课程设计(段嘉旭)

接触网技术课程设计报告

班级：电气083

学号：200809242

姓名：段嘉旭

指导教师：张廷荣

2012 年 2 月28 日

1.基本题目

1.1 题目

直线地区锚段长度的计算

1.2题目分析

在区间或站场上，为满足供电方面和机械方面的要求，将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段，这种独立的分段叫做锚段。划分锚段的目的主要是：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。划分锚段的主要依据是在气象条件发生变化时，使接触网内所产生的张力增量不超过规定值。锚段长度的决定和跨距长度一样，也必须进行相应的计算。高速电气化铁路，接触网基本上全部采用全补偿链形悬挂，对于全补偿链形悬挂，其锚段长度的计算方法及理论基础与半补偿链形悬挂的情况相同。

2.题目：直线地区锚段长度的计算

2.1 半补偿链形悬挂张力增量计算及其锚段长度的计算

2.1.1锚段长度的确定

直线区段锚段长度的确定仅按在极限温度下，中心锚结与补偿器之间接触线的张力差不大于其额定张力的±15%来要求。即不考虑承力索的张力差变化。曲线区段锚段长度的确定按在极限温度下，中心锚结与补偿器之间的张力差，接触线不大于其额定张力的±15%，承力索不大于其张力差的±10%来要求。

同时由于全补偿链形悬挂中，接触线弛度的变化很小，因温度变化而耗损于弛度变化方向的纵向位移更小，故在计算中可令ε为零。

2.1.2 已知条件

我国电气化铁路广泛采用承力索线胀系数

c

α=11.55×10-61/℃，承力索弹性系数Ec=18500Kg/mm2，承力索计算横截面积Sc=70mm2；

接触线胀系数

j

α=17×10-61/℃，接触线弹性系数E j=12600Kg/mm2，接触线计算横截面积S j=100mm2；

吊弦及定位器处于正常位置时的温度t d=

2min

max t

t+

=15℃，结构高度h=1.2m,计算中ε取零。

悬挂合成自重负载：

q=1.555Kg/m

2.1.3 张力增量计算过程及其锚段长度的确定 （1）直线区段接触线张力增量计算

1、接触线无弛度时相应跨距下承力索弛度： 通过查表3-2可得，00.5475F =

根据

023C h F =-

可得：吊弦的平均长度231.20.54750.835C m =-⨯=

2、计算温度差，确定计算条件：

0001max 401525d t t t ∆=-=-= 0002min 101525d t t t ∆=-=--=-

由于|1t ∆|=|2t ∆|，所以以2Δt 为计算条件。 3、接触线张力增量的计算

接触线的张力变化，在直线区段上因定位器正、反定位的影响，其张力差甚小，可以忽略不计，此时，仅考虑吊弦作用。若同时还考虑接触线的弹性伸长，其张力增量的计算公式为：

()()

22()3j j jdE j

L L l g t T C L L l g ES

εα+-⋅∆∆=

++

式中 L ——由中心锚结至补偿器之间的距离（m ）； l ——跨距，此处取当量跨距D l =60m ； j g ——接触线单位自重负载（Kg/m ）；

C ——吊弦的平均长度（m ），其值为032

F h C -=；

j α——接触线线胀系数（1/℃）； E ——接触线弹性系数（Kg/mm 2）； S ——接触线的截面积（mm 2）。 计算结果见表5-2。

⑵ 曲线区段接触线张力增量计算

其计算公式为：

213()

jd jw

j jd jw j T T T T T ES t αε∆+∆∆=∆+∆-⋅

∆-

式中 j T ∆——中心锚结和补偿器之间接触线的张力差（Kg ）； jd T ∆——仅考虑温度变化时吊弦作用所引起的张力差（Kg ）； jw T ∆——仅考虑温度变化时，定位器作用所引起的张力差（Kg ）； t ∆——极限温度与吊弦、定位器正常位置时温度的差值，取-25℃。

其中jd T ∆和jw T ∆由下面两式决定：

()[]

2j j jd L L l g t T C

εα+-∆∆=

式中 L ——由中心锚结至补偿器之间的距离（m ）； l ——跨距，不同曲线半径，取值不同；

j g ——接触线单位自重负载（Kg/m ）；

C ——吊弦的平均长度（m ），其值为032

F h C -=。

()()

2

()20.5()()3

j jw j jd y j L L l t T T T Rd L L l t εαεα--∆∆=

⋅+∆---∆

式中 R ——曲线半径（m ）；

y d ——相应曲线半径下定位器的计算长度（m ），这里为0.97m 。 吊弦平均长度C 的计算值见表5-1：

表5-1 吊弦平均长度的计算值

将025t C ∆=-代入上式,利用MATLAB 计算出j T ∆、jw T ∆和jd T ∆，其中j T

∆的

结果见表5-2。

表5-2

j

T 的计算结果

利用MATLAB 绘制曲线：

200

300400500

6007008009001000

0100

200

300

400

500

600

半补偿接触线张力差曲线(△t=-25℃）

L(m)

(△T j （k g ）

图5-1 半补偿接触线张力差