第4讲 接触网计算基础
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4接触网基础知识演示课件解析
2、中心锚结的安设
第九节 中心锚结
二、中心锚结的结构及要求
1、半补偿链形悬挂中心锚结
（1）半补偿链形悬挂中心锚结的结构图 （2）半补偿中心锚结安装要求
第九节 中心锚结
二、中心锚结的结构及要求
2、全补偿链形悬挂的中心锚结 3、接触网防串中心锚结 4、简单悬挂中心锚结
•直线简单悬挂中心锚结 •曲线简单悬挂中心锚结
第八节 接触网补偿装置
③a、b值的计算及坠砣安 装曲线
a amin nL (tx tmin )
b bmin nL (tmax tx )
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（ ）。
第九节 中心锚结
三、中心锚结检调及故障分析
1、中心锚结检调
2、常见故障分析
第九节 中心锚结
作用： 张力补偿 缩小事故范围
防串动
返回
第九节 中心锚结
一般布置原则是使中心锚结固定点两侧线索的张力尽量相 等，并尽可能靠近锚段中部。缩小事故范围 当锚段全部在直线区段或在曲线半径相同的曲线区段时， 该锚段中心锚结应设在锚段的中间位置。 当锚段布置在既有直线又有曲线且曲线半径不等时，该锚 段的中心锚结应设在偏离锚段中间位置靠近曲线多、曲线半 径小的一侧。 在特殊情况下，锚段长度较短时（一般定为锚段长度以 下），可不设中心锚结，将锚段一端硬锚，另一端线索安装 补偿器，此时的硬锚就相当于中心锚结。
2、补偿器的安设与要求 、安设
接触网基础知识演示文稿
接触网基础知识演示文稿
《接触网基础知识》 第一节 接触网认识
❖ 一、电气化铁道的组成
❖ 1958年，我国开始修建电气化铁路， 1961年8月15日我国第一条干线电气化铁路 试验区段宝鸡至凤州段建成通车。1975年7 月1日宝成电气化铁路电气化铁路全线建成 通车。
❖ 电气化铁路的组成：电气化铁路是由电力机 车、牵引接触网、牵引变电所及轨道回路组 成。
验，在施工中，首次在正线上采用整体吊弦。 在吊弦线的材质上使用机械强度高、耐腐蚀性 强的铜合金绞线，增长使用寿命，同时线材与
线夹的连接改用压接工艺，具有连接可靠，同 时采用扼流圈，将吊弦与线索进行短接，整体 性好，在电气上没有环节的断点，避免了磨损 及电火花烧伤。确保了可靠的电气连接和防护 措施，吊弦的长度根据不同的跨距和悬挂点高 度利用专门的计算软件进行计算、预制的，使 接触网处于受控状态。施工安装一次到位，通 常不需再进行调整，因此可大大提高接触悬挂 的运行可靠性，为运营的少维修无维修创造条 件，可调与不可调整体吊弦示意图，如图7-5、 7-6、7-7所示。
混
凝
a
c
土 L1
横
腹 L2
L
杆
结 构 图
L3
b
dd
H38～93柱外型
图2-1
H170 柱外型
b 图2-2 d
4000
1600 3000
15500
100
c
a
混
凝
土
等
径
圆
杆
结
构
图2-5
图
在选择使用钢筋混凝土支柱时，要根据其使用 的场合而定。在选择时，由于腕臂支柱不具有 顺线路方向的容量，不能用来代替锚柱。腕臂 支柱分带预留孔的和不带预留孔的。选择时， 应根据所采用的腕臂、拉杆底座而定。选择什 么样的支柱，应充分考虑其使用场合，不能盲 目选择。
《接触网基础知识》 第一节 接触网认识
❖ 一、电气化铁道的组成
❖ 1958年，我国开始修建电气化铁路， 1961年8月15日我国第一条干线电气化铁路 试验区段宝鸡至凤州段建成通车。1975年7 月1日宝成电气化铁路电气化铁路全线建成 通车。
❖ 电气化铁路的组成：电气化铁路是由电力机 车、牵引接触网、牵引变电所及轨道回路组 成。
验，在施工中，首次在正线上采用整体吊弦。 在吊弦线的材质上使用机械强度高、耐腐蚀性 强的铜合金绞线，增长使用寿命，同时线材与
线夹的连接改用压接工艺，具有连接可靠，同 时采用扼流圈，将吊弦与线索进行短接，整体 性好，在电气上没有环节的断点，避免了磨损 及电火花烧伤。确保了可靠的电气连接和防护 措施，吊弦的长度根据不同的跨距和悬挂点高 度利用专门的计算软件进行计算、预制的，使 接触网处于受控状态。施工安装一次到位，通 常不需再进行调整，因此可大大提高接触悬挂 的运行可靠性，为运营的少维修无维修创造条 件，可调与不可调整体吊弦示意图，如图7-5、 7-6、7-7所示。
混
凝
a
c
土 L1
横
腹 L2
L
杆
结 构 图
L3
b
dd
H38～93柱外型
图2-1
H170 柱外型
b 图2-2 d
4000
1600 3000
15500
100
c
a
混
凝
土
等
径
圆
杆
结
构
图2-5
图
在选择使用钢筋混凝土支柱时，要根据其使用 的场合而定。在选择时，由于腕臂支柱不具有 顺线路方向的容量，不能用来代替锚柱。腕臂 支柱分带预留孔的和不带预留孔的。选择时， 应根据所采用的腕臂、拉杆底座而定。选择什 么样的支柱，应充分考虑其使用场合，不能盲 目选择。
第4讲 接触网计算基础..
地形与风速
风随着它在地表面的高度、地形等 种种因素而变化。 在地表面附近，由于地表面地形地 物不规则产生的摩擦作用，高度增加风 速也增加，反之，减小。它们之间有如 下关系：
设计院供电技术培训班
SWJTUDONG 2009.
第 4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
结构设计风速
结构设计风速用于接触网设 备和构件结构强度确定。 日本新干线和最新的欧洲标 准中，结构设计风速也规定一律 取50m/s。
（b）水平荷载
导线因覆冰使迎风面增大,因此,风吹覆冰导线所产生的水平荷载也随之增加。覆 冰期间的最大水平荷载将在"风速与冰量"的某种关系下发生。
设计院供电技术培训班
SWJTUDONG 2009.
第 4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
覆冰对架空导线的破坏作用 （c）纵向荷载
因为接触网跨距不一，悬挂高度不同，或相邻各跨之间安装质量不同，,使导线 在覆冰时引起纵向静力不平衡，产生纵向荷载。 当覆冰不均匀、自行脱落或被击落时,导线的悬挂点处会产生很大的冲击荷载,造 成导线脱落,线夹断裂；
（d）振动荷载
冰和雪花在导线表面的不同积聚形状会引起导线对风所引起的振动的敏感性,产
生振动荷载。当导线上凝聚霜淞时,其载面增大,形状仍保持为均匀圆形, 而霜层几乎
不改变导线阻尼,因此,一定的风力所引起的导线振动,其频率低于裸线时的频率,而振 幅比裸线时小,并且,频率下降可能低到防振装置的有效运行范围以下。
设计院供电技术培训班
SWJTUDONG 2009.
第 4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
覆冰对架空导线的破坏作用 (2) 不同期脱冰或不均匀覆冰事故
相邻跨距的导线覆冰不均或脱冰不同步，会产生张力差,使导线在线夹内滑动。不均匀 覆冰产生的张力差是静负荷,故线索断口有缩颈现象；不同期脱冰产生的张力差是动负荷,线 股断口无缩颈现象。脱冰会使导线跳跃,。
风随着它在地表面的高度、地形等 种种因素而变化。 在地表面附近，由于地表面地形地 物不规则产生的摩擦作用，高度增加风 速也增加，反之，减小。它们之间有如 下关系：
设计院供电技术培训班
SWJTUDONG 2009.
第 4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
结构设计风速
结构设计风速用于接触网设 备和构件结构强度确定。 日本新干线和最新的欧洲标 准中，结构设计风速也规定一律 取50m/s。
（b）水平荷载
导线因覆冰使迎风面增大,因此,风吹覆冰导线所产生的水平荷载也随之增加。覆 冰期间的最大水平荷载将在"风速与冰量"的某种关系下发生。
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第 4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
覆冰对架空导线的破坏作用 （c）纵向荷载
因为接触网跨距不一，悬挂高度不同，或相邻各跨之间安装质量不同，,使导线 在覆冰时引起纵向静力不平衡，产生纵向荷载。 当覆冰不均匀、自行脱落或被击落时,导线的悬挂点处会产生很大的冲击荷载,造 成导线脱落,线夹断裂；
（d）振动荷载
冰和雪花在导线表面的不同积聚形状会引起导线对风所引起的振动的敏感性,产
生振动荷载。当导线上凝聚霜淞时,其载面增大,形状仍保持为均匀圆形, 而霜层几乎
不改变导线阻尼,因此,一定的风力所引起的导线振动,其频率低于裸线时的频率,而振 幅比裸线时小,并且,频率下降可能低到防振装置的有效运行范围以下。
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第 4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
覆冰对架空导线的破坏作用 (2) 不同期脱冰或不均匀覆冰事故
相邻跨距的导线覆冰不均或脱冰不同步，会产生张力差,使导线在线夹内滑动。不均匀 覆冰产生的张力差是静负荷,故线索断口有缩颈现象；不同期脱冰产生的张力差是动负荷,线 股断口无缩颈现象。脱冰会使导线跳跃,。
接触网设计计算原理
第四章 接触网设计计算原理4.1 接触网设计计算气象条件的确定接触网设计中所用到的气象资料包括；最高温度、最低温度、最大风速及其出现时的温度、线索覆冰厚度、覆冰时的风速及温度、雷电日(或小时)、接触线无弛度时的温度、吊弦及定位器处于正常位置时的温度、，此外还有线路横跨河滩及山谷时的最大风速等。
4.1.1气象条件的确定1、最大风速采用距地面10m 高处（基本风速高度），15年一遇的10分钟最大值。
其计算方法有：平均法、变通法和数理统计法，其中常用数理统计法。
（1）平均法平均法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M 年气象资料，按每5年为一组，可分为n /5组(取整数，如遇小数可四舍五入)，然后在M /5组资料中取每组中的最大值，再取最大值的平均值可得/5max1max /5n i i vv n ==∑ （4-1）式中max i v ——第i 组中最大风速值；n ——占有资料的年份数；/5n ——占有资料的组数。
（2）变通法变通法即是将求得的各组最大风速的平均值作为最大计算风速。
计算中只是所占有风速资料年份的分组方法与平均法不同。
即/5max1max 4n i i vv n ==-∑ （4-2）式中max i v ——第i 组中最大风速值；n ——占有资料的年份数； 4n -——划分的组数。
（3）数理统计法设计上要求一定概率下的最大风速，即一定重现期的年极大风速值。
在重现期内不出现这种极大风速的保证率是1/(1)p p -（4-3）而出现大于此值的极大风速的概率为1/1(1)p p -- （4-4）各种各样的统计方法归纳起来不外乎两个方面：一是从统计理论上确定年极大风速应该服从的概率线型，然后从实际资料决定其参数；二是从经验概率上确定年极大风速分布线型，然后从实际资料决定其参数。
其计算公式为1m p n =+ （4-5）式中P ——风速出现的频率； n ——占有资料的年份数；m ——将统计年份内出现的全部风速值由大到小按递减次序排列的序号数。
接触网基础知识教程PPT课件
22.05.2020
.
8
承力索
接触网承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来。承力索还可承载一定 电流来减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。
承力索根据材质可分为铜承力索、钢承力索、铝包钢承力索。
承力索
吊弦
接触线
钢承力索图片
承力索
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9
吊弦
在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。按其使用位置是在跨 距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型，吊弦是链形悬挂中的重要组成 部件之一。
链形悬挂的接触线是通过吊弦悬挂在承力索上。承力索悬挂于支柱的支 持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦 长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。链形悬挂减小了接 触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性， 可以满足电力机车高速运行取流的要求。
链形悬挂比简单悬挂得到了较好 的性能，但也带来了结构复杂、造 价高、施工和维修任务量大等许多 问题。
22.05.2020
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4
H
京石客运专线设计
采用H型钢柱。路基区 段设计采用ZH140和 ZH160型钢柱。
型 钢 柱
京石客专接触网支
柱基础设计跨距约为
50m，支柱及拉线基础
中心距线路中心距离按
3150mm设置分为中间支柱、
转换支柱、
中心支
柱、
锚柱、
定位支柱道岔支柱、 软横跨支柱、 硬横跨支柱 及
22.05.202悬0 式绝缘子
.
棒式绝缘子
14
中心锚结
在锚段的适当位置将接触悬挂固定。这种固定装置称为中心锚结。在两端装 有补偿器的锚段里，必须加设中心锚结，其布置原则是尽量使中心锚结两端 张力相等，直线曲段中心锚结设在锚段中部，曲线曲段、曲线半径相同的整 个锚段仍设在锚段中部，当锚段处于直线和曲线共有区段且曲线半径不等时， 应设在靠曲线多，半径小的一侧。
第4讲 接触网设计及机械计算基础
接触网设计概述
接触线无弛度时的温度
接触线无弛度时的温度低于平均温度，其目的 是减少接触线的负弛度。
简单链形悬挂：
弹性链形悬挂：
乌局供电班接触网技术讲座
SWJTUDONG
2006.6
4.1
接触网设计概述
吊弦及定位器处于正常位时的温度
该温度取全年保持时间最长的温度，设计时取最 高温度和最低温度的平均值。
安装曲线是指导接触网施工和调整维修的主要技术文件之一。
乌局供电班接触网技术讲座
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4.3
等高悬挂和不等高悬挂的弛度张力计算
2 弛度与张力计算的数学模型
（1）假设条件： （a）、线索两端固定、只受重力作用； （b）、线索十分柔软、无刚度； （c）、线索直径与其长度相比，可忽略不计； （d）、线索自重沿跨距均匀分布。
计算跨距，支柱容量、导线张力
最大附加负载、起始条件、支柱容量、 导线张力、绝缘问题 安装曲线 锚段长度、最短吊弦长度 用以确定防雷措施
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4.1
（2）线路资料
接触网设计概述
区间线路平面图、纵断面图； 车站平面图（含地下设施）； 标准横断面图、平剖面缩图； 正线轨道类型、轨道标准高度、线路超高及道床厚度； 复线区段线距表、既有线（单线）拨距表； 沿线电缆、管道埋设位置；
SWJTUDONG
2006.6
4.3
等高悬挂和不等高悬挂的弛度张力计算
（4）等高悬挂线索的张力变化
乌局供电班接触网技术讲座
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4.3
等高悬挂和不等高悬挂的弛度张力计算
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
接触网常用计算公式
接触网常用计算公式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① 2t t tp min max += ② 5-2t t t min max o +=弹 ③ 10-2t t t min max o +=简 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 —设计最低度℃；2. 当量跨距计算公式∑∑===n i In i I LLLD 113 式中L D —锚段当量跨距（m ）；).........(3323113n n i I L L L L+++=∑=—锚段中各跨距立方之和； ).........(211n n i I L L L L+++=∑=—锚段中各跨距之和；3. 定位肩架高度B 的计算公式2)101 +(hd h Ie H B ++≈ 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h dH a a -=地 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m ax a ∆的计算公式2max 2max E I I a z z --=∆式中 Δa max —定位点拉出值的最大变化量（mm ）；Z L —定位装置（受温度影响）偏转的有效长度（mm ）；max E —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a 15的确定：（取平均温度t p =15℃）max 2115a a a ∆±= 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 ）；15a —定位器无偏移时（即平均温度时）的拉出值（mm ）。
接触网基础知识课件
链型悬挂是指在接触线上方设有承力索，接 触线通过吊弦悬挂在承力索上的悬挂形式。 这是电气化铁路广泛采用的悬挂类型。 链型悬挂按悬挂点处的吊弦形式、下锚方式、 接触线和承力索的相对位置分为一下几种类 型： 1-1、按悬挂点处吊弦形式分为：
简单链型悬挂和弹性链型悬挂。
（a）图 简单链型悬挂
（b）图
弹性链型悬挂
铜承力索截面图
3、吊弦 吊弦是链型悬挂中承力索与接触线间的连接吊索。 吊弦的作用 在链形悬挂中，利用调节吊弦的长 短来保证接触悬挂的结构高度、接触线的弛度、接 触线距轨面的高度；以及线岔处的水平、抬高，改 善接触悬挂的弹性，调整接触线的弛度，保证接触 线与受电弓良好接触，提高电力机车受电弓取流质 量。吊弦是不应有电流通过的，如发现吊弦有温升、 发红或烧伤就说明该段接触网正常导流有问题。 二、吊弦分类 吊弦一般分为普通环节吊弦、弹性吊弦、整体吊 弦和滑动吊弦四种。
（一）预应力钢筋混凝土支柱 预应力钢筋混凝土支柱一般简称为钢筋
混凝土支柱，现场又称水泥支柱。预应力钢筋混 凝土支柱采用高强度的钢筋，在制造时预先使钢 筋产生拉力，具有节省钢材、强度大、成本低、 寿命长等优点。主要缺点是支柱较笨重，且经不 起碰撞，因此在运输和施工中应小心谨慎。钢筋 混凝土支柱从外形上可分为矩形横腹板支柱和等 径圆支柱两种。矩形横腹板支柱便于攀登，利于 维修和检查，但在安装时受方向性限制。等径圆 支柱安装时不受方向性限制，且受力均匀，但等 径圆支柱不利于攀登检查和维修。按使用场合又 有普通支柱、软横跨支柱和硬横梁支柱之分。普 通支柱结构见图2-1，软横跨支柱见图2-2。
（二）钢柱： （见图2-3、2-4） 钢柱是用工字形钢、槽钢或角钢制成，我
国一般用角钢、工字钢。
图2-3
接触网4-2-第四章腕臂支柱容量计算概要ppt课件
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载 (一)垂直负载
1、接触悬挂自重负载。 包括：接触线、承力索、吊弦的自重负载
在覆冰时，还应该包括覆冰负载，即：10源自8/2023腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载 (一)垂直负载
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
三、支柱负载计算及其容量选择
在设计中，腕臂柱负载计算一般考虑：中间 柱、中心柱、转换柱等。由于支柱所在位置和 悬挂数目的不同，受力条件也不同，应根据具 体情况精确计算，并经济合理的使用支柱。下 面介绍常用的中间柱、中心柱和转换柱的计算 方法。
10/16/2023
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载
(五)下锚支线索改变方向产生的水平力
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载
(五)下锚支线索改变方向产生的水平力
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
二、支柱负载计算法
计算接触网支柱负载确定支柱容量，采用校 验计算法。首先从标准支柱类型中选用一种， 计算该柱上各力的大小，找出诸力对支柱地面 中点处的力臂，求出力矩，合力矩之和即为所 计算的支柱负载。
表示。
10/8/2023
腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载 (二)水平负载
1、支柱风负载 支柱本身的风负载可由下式求出：
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载 (二)水平负载
腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载 (一)垂直负载
1、接触悬挂自重负载。 包括：接触线、承力索、吊弦的自重负载
在覆冰时，还应该包括覆冰负载，即：10源自8/2023腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载 (一)垂直负载
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
三、支柱负载计算及其容量选择
在设计中，腕臂柱负载计算一般考虑：中间 柱、中心柱、转换柱等。由于支柱所在位置和 悬挂数目的不同，受力条件也不同，应根据具 体情况精确计算，并经济合理的使用支柱。下 面介绍常用的中间柱、中心柱和转换柱的计算 方法。
10/16/2023
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载
(五)下锚支线索改变方向产生的水平力
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载
(五)下锚支线索改变方向产生的水平力
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
二、支柱负载计算法
计算接触网支柱负载确定支柱容量，采用校 验计算法。首先从标准支柱类型中选用一种， 计算该柱上各力的大小，找出诸力对支柱地面 中点处的力臂，求出力矩，合力矩之和即为所 计算的支柱负载。
表示。
10/8/2023
腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载 (二)水平负载
1、支柱风负载 支柱本身的风负载可由下式求出：
10/16/2023
腕臂支柱容量计算
一、支柱负载的确定 支柱承受的负载按其方向可分为垂直和水平负载 (二)水平负载
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部分水滴未被冻结, 可能形成连续液膜,此时形成的冰为雨淞，质地较密,与导线表面
的附着力很强。
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架空导线的覆冰形状
（1）圆形或椭圆形覆冰：风与导线走向平行时,或由于导线的扭转,形成导线周围 比较均匀的覆冰,此时导线完全被冰包覆。 （2）翼型覆冰：风与导线走向垂直时,冰在导线的迎风面上逐渐堆积,形成翼型断 面形状,迎风面与背风面的冰厚相差很大。 （3）新月型：在无风或小风的情况下,冰雪在导线的上表面堆积而成新月型,或雪 堆积成三角棱形。
最大风速 最大风速时的温度
覆冰厚度 覆冰时的温度 覆冰时的风速 接触线无弛度时的大气温度 吊弦、定位器处于正常位置时之温度 雷电日、时数
计算跨距，支柱容量、导线张力
最大附加负载、起始条件、支柱容量、 导线张力、绝缘问题 安装曲线 锚段长度、最短吊弦长度 用以确定防雷措施
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
覆冰的形成机理
（1）降水覆冰
空气中的冻雨(过冷却水滴)或雪花降落到温度接近0℃或负几度的导线表面形成 的覆冰或覆雪。 冻雨覆冰形成的雨淞因其密度大、附着力强,对架空线路危害最大。美国、加拿
大、俄罗斯、中国等常出现冻雨,而日本及阿尔卑斯山地区覆雪较普遍。
铁路接触网，由于牵引电流的大幅度增加，电流产生的焦耳热更加突出，
按国外设计经验，接触网系统可按最高工作温度80℃设计，铜合金线可按 80℃~100℃校验设计。 最低计算温度涉及到接触网线索(特别是附加导线)在最低温度时的张 力安全，应根据当地气象条件，以25年一遇选择最低温度。 温度的变化会使线索的张力和弛度发生变化。
河南江苏 湖北胡南
安 徽 江 西
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
插播风录相!
风荷载对接触网线索的作用
增加接触网的附加负载，主要对象为线索和支柱，严
重时会吹断线和支柱，破坏接触网系统的正常工作。
要准确选定设计风速是一件非常困难的事情，因为它 因地而生、因地而变。
接触网中以10米高空自记录10min的平均风速作为基本
设计风速。 最大瞬时风速和最大平均风速间有1.5倍（平均而言） 的关系。
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第4讲
注意事项
接触网设计气象条件及单位负载的确定
在低气层中，风速会随地面高度的增加而增加，当 高度达到一定值时，增长逐渐减慢。地表对风的作用称 之为约束，这种约束有垂直和水平两个方向，无论是垂 直约束还是水平约束，风速都将增大。根据伯努利定理， 风速最大可增大50%左右。
（d）振动荷载
冰和雪花在导线表面的不同积聚形状会引起导线对风所引起的振动的敏感性,产
生振动荷载。当导线上凝聚霜淞时,其载面增大,形状仍保持为均匀圆形, 而霜层几乎
不改变导线阻尼,因此,一定的风力所引起的导线振动,其频率低于裸线时的频率,而振 幅比裸线时小,并且,频率下降可能低到防振装置的有效运行范围以下。
（3）升华覆冰 大气中的水蒸气直接冻结在物体表面所产生 的一种霜,也称为晶状雾淞,因是经过升华而产生 的晶状雾淞,所以叫升华覆冰。 晶状雾淞不会发展很大,其附着力较小,易脱 落,故对架空线路基本上不产生多大危害。 松花江畔十里长堤上的雾淞还是人们观赏 的奇景! 一般对导线覆冰的研究都侧重于降水覆冰和 云中覆冰两类。
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
I区：南方沿海易受台风侵袭的浙 江、福建东部、广东、广西等沿 海地区； II区：安徽、山东、江苏等大部 分华东地区 ； III区：西南部非重冰地区以及福 建、广东等受台风影响较弱地区 IV区：西北大部分地区、华北及 京、津、唐等地区； V区：华东、中南和西南三个地 区的广大山区； VI区： 泛指湖北、湖南、河南 以及华北平原的大部分地区； VII区： 适用于寒潮风较强烈的 地带，如东北大部分地区，河北 的承德、张家口一带； VIII区： 适用于覆冰严重的地区， 如山东、河南的大部分地区，湘 中、粤北重冰地带； IX区：云贵高原重冰地区。
冰对接触网的影响：增加线索的机械负荷；影响正常供电。
测水重法
测总重法
2
G b R 353.68( ) R L
gbc 103 b R R 0.9
2
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
插看接触网覆冰图片
覆冰的种类
（1）雨淞：透明玻璃体、质地坚硬、不易破碎，密度在 0.6~0.9之间，又称冰凌或明 冰,与导线表面的附着力强大, 不易脱落。 （2）粒状雾淞：乳白色不透明体,其间含有气泡空隙,质地疏松较脆,表面起伏,无定形 状,密度为0.1~0.3。 （3）晶状雾淞：白色结晶,冰体内含空气泡较多,质地疏松而软,与导线表面的附着力 较弱,容易脱落,密度在0.01~0.08之间。
温度过低线索被拉紧，甚至出现负弛度不利于受电弓正常取流。
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
最大风速的确定方法
平均法
Vmax
max
i 1
n/5
变通法
n/5
P－风速出现概率；
Vmax
V
i 1
n4
i max
n4
数理统计法 (概率法)
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
主讲人
董昭德
西南交通大学电气工程学院 2009.10.成都0503
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
气象资料的主要内容
温度：最高温度、最低温度、覆冰温度、最大风时的温度 风速：基本运行风速，基本结构风速：覆冰风速
（4）湿雪：呈乳白色或灰白色,一般质地较软,是处于熔化状的雪花和水体粘附到导线
表面而成的,密度一般在0.1~0.7之间,粘结在导线上的湿雪当气温进一步降低时将变成 坚硬的冰冻体。 （5）混合淞:呈乳白色、体大、气隙较多，是雨淞和雾淞在导线上交替冻结而成的， 密度在0.2~0.6之间。
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高速接触网气象条件的选择
运行设计风速
运行设计风速用于接触网风偏和跨距 的确定。 根据《建筑结构荷载规范》(GB500092001)的附录D2.2 规定:选取最大风速时, 一般应有25年以上的资料。
隧道结构设计风速
根据国外高速铁路试验和运营数 据,行车速度等于或大于 140km/h的隧 道中,机车通过时产生的气动力影响不 可忽略。 因此，高客专隧道内必须按 最大结构设计风速对隧道内接触网结 构进行气动力的影响计算。
覆冰：覆冰厚度、覆冰密度
污染：最大风速高温时的 地震：地震级别，地震烈度隧道里的温度
雷电： 雷电日，雷电时
隧道内气象条件
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接触网设计气象条件及单位负载的确定
气象参数所影响的接触网参数
气象参数名称
最高温度 最低温度
影响接触网参数
承力索弛度、接触线的正负弛度、平均温 度、吊弦处于正常位的温度、起始条件、支柱 高度、支柱容量、接触网载量、磨耗
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
覆冰在导线表面的增长过程
（1）干增长过程：
第二个过冷却水滴到达表面时,第一个过冷却水滴已释放出潜热,全部冻结完毕。
此时形成的覆冰一般空隙率较大,多为雾淞等。 (2) 湿增长过程： 第二个过冷却水滴到达表面时,第一个过冷却水滴潜热尚未完全释放完毕,仍有
覆冰考虑为圆筒形沿导线表面等厚度分布,不考虑导线截面的不规则形状,设计资料
中只给出承力索覆冰厚度。接触网计算时一般不考虑吊弦及其线夹的覆冰载荷,考虑到 受电弓滑板运行中的刮冰作用,计算接触线冰厚时应折算为承力索覆冰厚度的一半。 线索覆冰的密度因地区和结冰情况不同而异,为统一起见,一般取为0.9g/cm3。
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第4讲
接触网设计气象条件及单位负载的确定
覆冰对架空导线的破坏作用 (2) 不同期脱冰或不均匀覆冰事故
相邻跨距的导线覆冰不均或脱冰不同步，会产生张力差,使导线在线夹内滑动。不均匀 覆冰产生的张力差是静负荷,故线索断口有缩颈现象；不同期脱冰产生的张力差是动负荷,线 股断口无缩颈现象。脱冰会使导线跳跃,。
典型气象分区
应用气象分区表注意事项!
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接触网设计气象条件及单位负载的确定
确定设计气象条件
根据线路通过地区气象部门所记录的不少于25年的气象资料，提取出 每年出现的实际最高（最低）温度，求其算术平均值，以此作为计算最高 （最低）温度值。 最高计算温度一般取为大气最高气温的1.5倍。对于高速铁路或重载
（b）水平荷载
导线因覆冰使迎风面增大,因此,风吹覆冰导线所产生的水平荷载也随之增加。覆 冰期间的最大水平荷载将在"风速与冰量"的某种关系下发生。
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接触网设计气象条件及单位负载的确定
覆冰对架空导线的破坏作用 （c）纵向荷载
因为接触网跨距不一，悬挂高度不同，或相邻各跨之间安装质量不同，,使导线 在覆冰时引起纵向静力不平衡，产生纵向荷载。 当覆冰不均匀、自行脱落或被击落时,导线的悬挂点处会产生很大的冲击荷载,造 成导线脱落,线夹断裂；