第2讲 接触网的基本特性和结构形式

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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.2 接触网的特性
（3）电磁环境
对电子设备的危害 强电磁干扰：电子设备PN结快速升温，直接影响设备的正常工作，使信息失误，控 制失灵，引发各种事故。军事上：电子战、系统瘫痪、武器自爆；
电磁脉冲核爆： (50~100kV/m) 三无世界
对燃油、燃气的危害 频率 2MHz~13MHz ，100W 24MHz~32MHz 11~75m，爆炸； 场强达到37V/m，引起电弧和电火花放电引起燃油爆炸；
运输过程中燃油在车罐内晃动摩擦会造成电荷积累，发生静电放电，只要燃 油蒸气和空气的混合比例满足一定条件，就会引起爆炸。
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◇负荷随机性
◇学科交叉性
大气温度、湿度、冰雪、 大风、大雾、污染、雷电等。
气候三要素： 温度、风、 覆冰。
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
接触网的特性
（2）气候环境 大气温度、 湿度、冰雪、 大风、大雾、 污染、雷电等。 ◇气候三要素对接 触网的不良作用
接触网的特性
◇机电复合性
◇接触网的本质是高压电力 输电线，对载流容量、电气 强度、电压水平、绝缘安全 等有来格要求； ◇为消除温度变化对接触网 线索弛度和张力的影响提高 接触网动态性能(如波动传播 速度等)，对接触线和承力索 施加有较大的补偿张力； 接触网波动速度、列车运行速度 与接触线振动关系示意图 ◇接触网的线索和设备必须具备相当的机械性能，才能 满足拉、压、剪、扭等力学性能以及波动、振动、弹性、 疲劳等方面的动态性能；必须具备相当的电气性能才能 满足牵引供电需求，机电任何一方的缺陷或不足都会降 低弓网受流质量，甚至不能完成电能传输，因此，接触 网具有典型的机电复合特征。 ◇环境复杂性 ◇无备用性
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.1.2 接触网的分类 移动式接触网
II型汇流排结构 紧奏，它通过自身弹 性夹持接触线，零件 较少，应用较多；
刚性架空接触网
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◇气候三要素对接 触网的不良作用
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
接触网的特性
（2）气候环境 大气温度、 湿度、冰雪、 大风、大雾、 污染、雷电等。 ◇气候三要素对接 触网的不良作用
风对架空导线的破坏作用
（a）增加接触网的水平附加负载；
◇水平约束常发生在山峡，垭口地带。
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
接触网的特性
◇环境复杂性
（1）空间环境 （2）气候环境 （3）电磁环境 （3）电磁环境
接触网属于典型的非对称性高压输电线路，存在 不平衡的电磁场，会对处于其影响范围之内的电子设 备和人体会产生不良的电磁作用， 必须采取合理有效的技术措施，将接触网的电磁 影响控制在允许范围之内，确保在设计条件下不会对 人员和设备造成伤害。
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
接触网的特性
（2）气候环境 大气温度、 湿度、冰雪、 大风、大雾、 污染、雷电等。
覆冰对架空导线的破坏作用
（a）垂直荷载; （b）水平荷载; （c）纵向荷载; （d）振动荷载; （e）不同期脱冰或不均匀覆冰事故; （f）绝缘子串冰闪事故; （g）导线覆冰舞动事故.
广义：接触轨和架空接触网 接触轨分为：第三轨和第四轨 英文： Contact Line 狭义：架空接触网 英文： Overhead Contact System 架空接触网包括：刚性架空接触网和柔(弹)性架空接触网 特殊接触网：可移动，可上下升降，可在特殊情况下斩断
普 速： 准高速: 高 速:
160km/h以下； 160km/h~200km/h； 200km/h以上.
线索弛度； 线索张力； 悬挂弹性； 空间位置； 绝缘强度； 载流能力； 磨耗关系； 支柱负载。
◇负荷随机性
◇学科交叉性
大气温度、湿度、冰雪、 大风、大雾、污染、雷电等。
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
接触网的特性
◇环境复杂性
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接触网的基本特性和横向结构
主讲人 董昭德
西南交通大学电气工程学院
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第2讲
接触网的基本特性与横向结构
2.1 2.2 2.3 接触网的基本存在形式 接触网的基本特性 电气化铁路接触网的横向结构
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.2 接触网的特性
◇环境复杂性
（1）空间环境 （2）气候环境 （1）空间环境
（3）电磁环境
◇无备用性 ◇机电复合性 （2）气候环境
内空间环境： 与受电弓及列车的几何关系 外空间环境： 架空电力线； 通讯线； 桥隧及涵洞； 动植物及文化古迹。
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.1.2 接触网的分类
重庆轻轨的“T”型汇流排接触 网
刚性架空接触网具有结 构紧凑、占用净空小、维 护方便的特点，广泛应用 于城市轨道交通的地下线 路，它有“T型汇流排+接 触线”和“II型汇流排＋ 接触线”两种形式。 T型汇流排需用汇流排 线夹夹持接触线，结构较 型汇流排复杂，零件多， 单位重量重。
◇重要性：一旦出现故障就会影响整个铁路运营，影响电气化铁路运输组织和效 率；影响乘客旅途生活和生命安全。 ◇方法：应尽可能地提高接触网设备的可靠性，加强现代技术在接触网运营工作
中的应用，实现接触网智能化。
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.1.2 接触网的分类
昆明移动式接触网
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.1.2 接触网的分类
柔性架空接触网具有较 好的弹性，广泛应用于干线 电气化铁路和城市轨道交通 中，由于电压等级和电流制 式不同，电气化铁路接触网 和城市轨道交通接触网的结
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.1.2 接触网的分类
1985年联合国欧洲经济委员会在日内瓦签署的 国际铁路干线协议规定： 新建客运专用型高速铁路时速为300公里； 新建客货运混用型高速铁路时速为250公里。 欧洲将新建时速250公里到300公里的铁路，旧 线改造时速200公里以上的铁路称为高速铁路。
所以柔性架空接触网一般采用
两根接触线、四根硬铜绞线 （载流承力索和辅助馈线）、 一根架空地线，结构比电气化 铁路接触网复杂一些。
城轨交通中的架空柔性接触网
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
课间休息！
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复线直供加Biblioteka Baidu流，距轨面1.2m时的理论值和实测值
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.2、接触网的特性 环境特性：
（1）空间环境 （2）气候环境 （3）电磁环境
AT供电仿真图 （3）电磁环境
复线直供加回流仿真图
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（b）造成接触网的舞动； （c）严重时会吹断线和支柱， （d）造成高低压线的电气短路。 ◇风无论在垂直方向还是水平方向受到约束，风速都将增大。 ◇垂直约束在风超过山岳等时发生，此时风速会增大50%左右。 ◇根据日本风洞试验，在路堤处同样存在垂直约束，使风速相对
增大，在接触网接触悬挂高度附近，可达到平地处同样高度风速 的1.2~1.5倍,其上吹角也从10度达到15度。
GB15707－1995，高压交 流架空输送电线无线电干扰限 制；
GB/T15708－95，交流电 气化铁道电力机车运行产生无 线电辐射干扰测量方法； GB/T15709－95，交流电 气化铁道接触网无线电辐射干 扰测量方法。
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构 2.1 接触网的定义与分类
2.1.1 定义 电气化轨道交通所 特有的、沿路轨架设的、 为电气列车提供牵引电 能的特殊供电线路，是 电气化轨道交通牵引供 电系统的重要组成部分。
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
电气化铁道对人体的影响
中国相关标准 与电气化铁道电磁兼容相 关的国家标准有： 德国、俄罗斯、西班牙、日本等国多 数文献均认为工频强电场对人体有明显 的不利影响，而欧美某些国家则认为工 频电站周围电磁污染严重，但线网附近 环境污染较轻。 俄罗斯卫生部还是规定： 在强电场工作下的工作人员所能承 受的容许标准为5000V/m。 根据德国DIN VDE0228标准，50Hz单 相交流电气化铁道的影响范围在城市为 500m,其他地区为2000m。一般而言， 25kV交流电气化铁路的最大电场在 2.7kV/m以下，对人体不会有影响；短时 间内形成的磁场强度最大在80A/m以下， 对人体不会有影响。
第2讲 接触网的基本特性和横向结构
接触网的特性
◇无备用性
◇环境复杂性 ◇无备用性 ◇机电复合性 ◇负荷随机性 ◇学科交叉性 ◇由于弓与网间的特殊配合关系，接触网无备用； ◇无备用特性决定了接触网的唯一性、脆弱性和重要性； ◇唯一性：是牵引供电系统向电气列车提供电能的唯一机电系统；
◇脆弱性：长期处于露天环境中，性能和寿命受到天气因素的严重影响；
（1）空间环境 （2）气候环境 （1）空间环境
（3）电磁环境
◇无备用性 ◇机电复合性 （2）气候环境
内空间环境： 与受电弓及列车的几何关系 外空间环境： 架空电力线； 通讯线； 桥隧及涵洞； 动植物及文化古迹。
线索弛度； 线索张力； 悬挂弹性； 空间位置； 绝缘强度； 载流能力； 磨耗关系； 支柱负载。
应用： 城轨交通接触网， 电气化铁路接触网
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.1.2 接触网的分类 接触轨
按安装位置分： 地面轨； 架空轨； 按与取流靴的位置分： 上磨式； 下磨式； 侧磨式； 按牵引回流路径分： 接触轨主要应用于城市轨道交通,具有: (1)占用净空少; (2)维修工作量少; 第三轨供电+走行轨回流 第三轨供电+第四轨回流。
构和要求不完全相同，由于
直流接触网电流很大，一般 采用双接触线和双承力索。
电气化铁路接触网
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
2.1.2 接触网的分类
由于城轨交通采用DC1500V或 DC3000V供电，网中流过的牵 引电流很大（3000A左右），
◇机电复合性
◇负荷随机性 ◇学科交叉性
◇接触网线索和支撑设备还 要承载冰雪和风产生的附加 负载，
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
接触网的特性
温度对接触网的影响
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第2讲 接触网的基本特性和横向结构
接触网的特性
（2）气候环境 大气温度、 湿度、冰雪、 大风、大雾、 污染、雷电等。
接触网在隧道内的计算温度取值曲线
◇气候三要素对接 触网的不良作用
温度对接触线抗拉强度的影响