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
2.2 全补偿链形悬挂张力增量计算及其锚段长度的确定
在直线区段上，承力索沿线路中心布置，在温度变化时，承力索虽有转动，仍可认为承力索不产生张力增量。

接触线的张力增量计算：
（1）直线区段张力增量计算，计算公式如下：
j
c j j jdE g l L L ES
C t g l L L T )(322]
)([)(++∆⋅--+=
∆ααε
计算结果，见表6-1。

（2）曲线区段的张力增量计算，计算公式如下：
213jd jw
j jd jw j T T T T T ES t αε∆+∆∆=
∆+∆-⋅⎡⎤-⎣⎦
()[()]
2j j c jd L L l g t T C
εαα+--∆∆=
()()
2
()20.5()()3j jw j jd y j L L l t T T T Rd L L l t εαεα--∆∆=
⋅+∆---∆
表6-1
j
T ∆的计算结果
利用MATLAB 绘制曲线：
200
300
400
500
600700
800
900
1000
050100150200250
300350
400450500
全补偿接触线张力差曲线
(△t=-25℃）
L(m)
(△T j （k g ）
图6-1 全补偿接触线张力差增量曲线
3.结论与体会
接触网是一种复杂的供电设备，为了列车的安全运行，必须保证列车受流平稳，在技术上在要求接触线具有恒张力。

然而接触网受温度和气象条件的影响很大，温度会使接触线和承力索的张力发生变化，不利于列车的安全运行。

为了解决线索能够保持恒张力，在实际中采用了各种形式的张力自动补偿装置。

我认为，在这次接触网课程设计中，在收获知识的同时，还收获了经验，收获了技能，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。

更重要的是，在课程设当中，我们学会了很多学习的方法。

而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。

要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。

我们才能做到更好更强更优异。

通过此次接触网的课程设计，体现了我们独立完成任务、发现问题并解决问题的能力，使自己在平时所学的知识在实际设计中得到应用和验证，通过讨论、计算、选材、整理的过程中，我更进一步了解了接触网设计中应注意的一些原则,
熟悉了短路算、材料选取等实际问题。

这次设计，使我对以往所学习的知识进行了一次系统的总结和复习,并且在本次设计中对以前不足的知识进行了再一次的巩固和学习。

通过这次课程设计,使我对接触网有了更全面的，更具体的理解和体会。

在设计过程中,通过相关的参考书目,我接触到了更多课本上未曾深入研究探讨的问题,并且接触了新的知识，了解了新的设计方法.相信这对于我今后的工作和学习是有必然的帮助的。

在完成设计的过程中也遇到了不少困难，感谢王老师的悉心指导和耐心讲解以及同学们的帮助，使我能够顺利完成接触网的课程设计。

参考书目
[1] 于万聚著.高速电气化铁路接触网. 成都:西南交通大学出版社,2003.
[2] 李爱敏主编.接触网生产实习指导.北京:中国铁道出版社,2000.
[3] 李伟主编.接触网.北京:中国铁道出版社,2000.
[4] 中国电气化局集团XXX.电气化铁道接触往.中国电力出版社,2002。

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