3第三章接触网基本知识

第三章接触网基本知识

接触网就是电气化铁路牵引供电系统重要装置之一,就是牵引网的主体,它的构造及工作状态对列车的运行安全与运行速度影响之大。

第一节接触网的组成

接触网由接触悬挂、支持装置、支柱与基础,三部分组成,如图3-1-1所示。

图3-1-1 接触网组成示意图

(a)接触悬挂; 1-承力索 2-吊弦 3-接触线 (b)支持装置: 4-绝缘子 5-平腕臂 6-斜腕臂 7-定位管 8-定位器 (c) 9-支柱 10-轨道

一、支柱与基础

支柱与基础用于承受支持装置与接触悬挂的全部负载,并将接触悬挂固定在规定的位置。

二、支持装置

支持装置用于支持接触悬挂,并将其负荷传给支柱。支持装置由棒式绝缘子、腕臂、定位装置及连接零件构成。要求它具有足够的机械强度、轻巧耐用,便于施工与维修。

三、接触悬挂

接触悬挂就是架设在铁路上空的输电线路,与机车受电弓摩擦接触,将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。接触悬挂由承力索、接触线、吊弦及连接零件构成。

要求接触悬挂弹性好,高度一致,机械强度高,耐磨、耐腐、耐热性能好,稳定性好,使用寿命长,结构简单,便于安装与维修。

第二节接触悬挂的分类

由于列车运行速度不同,接触悬挂的结构形式也较为繁多,按有无承力索分为简单悬挂与链形悬挂。

简单悬挂由支持装置直接对接触线进行悬挂与定位。它结构简单、施工维修方便、造价低,但接触线高度变化大、弹性差,不适应高速列车运行。

链形悬挂通过承力索悬吊接触线,它弹性均匀,接触线高度一致,稳定性好,适应高速列车运行,在我国电气化铁路中广泛采用。这里只介绍链形悬挂的类型。

一按终端下锚方式分类

链形悬挂按终端下锚的方式分为未补偿、半补偿、全补偿三种。如图3-2-1所示。未补偿与半补偿链形悬挂,线索张力与弛度变化大,不适于高速列车运行,故已不采用。全补偿链形悬挂承力索与接触线都采用补偿装置下锚,当温度变化时,补偿装置能自动调整

图3-2-1 线索下锚示意图

线索张力,保持线索张力不变。因此,全补偿链形悬挂具有弹性好、线索张力恒定、接触线高度一致、吊弦偏移小、结构高度低、支柱容量小、施工方便等优点,在我国电气化铁路中广泛应用。

二按悬挂点处吊弦形式分类

链形悬挂按悬挂点处吊弦形式分为简单链形悬挂与弹性链形悬挂。

简单链形悬挂在悬挂点处采用普通吊弦,如图3-2-2(a)所示。简单链形悬挂中,悬挂点弹性不如弹性链形悬挂好,但结构简单,施工方便。

弹性链形悬挂在悬挂点处采用弹性吊弦,如图3-2-2(b)所示,它改善了悬挂点弹性,使接触悬挂弹性均匀,适用于高速电气铁道接触网中。

图3-2-2 单链形接触悬挂示意图

三按接触线与承力索相对位置分

链型悬挂按接触线与承力索的相对位置分为直链形、半斜链形与斜链形三种。

1、直链形悬挂

直链形悬挂承力索与接触线布置在同一铅垂面内,它们的投影重合。在直线区段接触线与承力索均布置成“之”字形,使受电弓滑板均匀磨耗。在曲线区段,接触线承力索均布置成折线形,为了增大跨距,在悬挂点处向曲线外侧拉出,如图3-2-3所示。

图3-2-3 直链形悬挂示意图

1-承力索与接触线 2-受电弓中心运行轨迹 3-支柱

在直链形悬挂中,吊弦无横向偏移,计算简单,施工方便,但稳定性较差。目前在我国铁路的直线、曲线区段均采用。

2、半斜链形悬挂

半斜链形悬挂承力索沿线路中心布置,接触线呈“之”字布置,它们的投影有一较小的位移,如图3-2-4所示。半斜链形悬挂吊弦横向偏移小,施工方便,稳定性较好,在我国直线区段有所采用。

图3-2-4 半斜链形悬挂示意图

1-接触线 2-线路中心线级承力索 3-吊弦

3、斜链形悬挂

斜链形悬挂,承力索与接触线投影有较大位移,在直线上,两者呈反向“之”字值布置,在曲线上承力索较接触线向曲外拉出较多,如图3-2-5所示。

图3-2-5 直线区段链形悬挂示意图

1-接触线 2-承力索 3-线路中心线 4-吊弦

斜链形悬挂,吊弦横向偏移大、稳定性好、计算复杂、施工不便,适应于有强劲风力经常侵害的地区,目前我国尚未采用。

第三节接触网线索

一、承力索

承力索就是悬吊接触线的承力线索,与接触线实现并联供电,并将接触线、吊弦的重力负荷传给支持装置。为满足接触悬挂的要求,承力索应具有导电性能好,机械强度高,耐腐蚀能力好,制造成本低等特点。我国目前采用的承力索主要有下列种类。

1、钢承力索

钢承力索由多股钢材质线绕制而成,具有机械强度高,造价低,导电性能差、耐腐蚀能力差等特点。常用钢承力索型号如下:

镀锌钢绞线:GJ—70

镀铝锌钢绞线:LXGJ—70、LXGJ—100

其中:GJ —镀锌钢绞线。

LXGJ —镀铝锌钢绞线。

70、100 —标称截面积,单位mm2。

根据钢承力索特点,一般作为非载流承力索使用。

2、铜承力索

铜承力索由多股铜材质线绕制而成,具有导电性能好,耐腐蚀能力强,机械强度高,造价高等特点,一般作为载流承力索使用,常用型号如下:

铜绞线:TJ—70、TJ—95、TJ—120、TJ—127、TJ—150

其中:TJ—铜绞线; 70、95、120、127、150 —标称截面积,单位mm2。

二接触线

接触线与机车受电弓滑动接触,直接给电力机车输送电能。要求它导电性能好,机械强度高,耐磨、耐蚀、耐热性能好,柔性好,表面光滑,造价低。为了与受电弓良好接触,接触线底面呈圆弧状,上部呈燕尾槽形,以便安装定位,其截面结构如图3-3-1所示。我国目前多采用铜接触线或铜合金接触线,它们的技术指标达到了高速铁路接触线的要求。接触线主要有下列型号:

图3-3-1 铜接触线横截面

1、铜接触线

铜接触线导电性能好,弹性好,机械强度高,耐磨耐蚀性能好,便于架设,就是目前接触网的主型接触线。铜接触线根据载流量的不同,主要有下列型号。

TCG—110,TCG—100,TCG—85型。

其中,TCG —铜接触线;110、100、85 —标称截面积,单位mm2。

TCG—110,TCG—100型接触线一般用于正线铁路接触悬挂中,TCJ—85型接触线一般用于侧线铁路接触悬挂中。

2、银铜合金接触线

银铜合金接触线导电性能好,耐磨抗腐能力好,一般用于高速铁路接触网悬挂中,主要有下列型号:

CTHA120,TCHA110,TCHA85型

其中,CTHA—银铜合金接触线;120、110、85 —标称截面积,单位mm2。

随着电气化铁路的发展,还有新型接触线不断研制生产,如RIM120型镁铜合金接触线,CTS100型锡铜合金接触线等。

第四节支柱