- 中文名
- 接触网
- 外文名
- Overhead lines
- 别 名
- 高架电缆或架空电缆
- 阐 述
- 铁路电气化工程的主构架
- 组 成
- 接触悬挂、支持装置等
简介
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组成
支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷,并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。中国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱,基础是对钢支柱而言的,即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上,由基础承受支柱传给的全部负荷,并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体,下端直接埋入地下。在一定的运动轨迹内,电气接触网的接触线也可以将其收到的压力传导给支撑装置,从而维持整个电气化铁路接触网系统的稳定 [3]。
电压等级
接触网的电压等级:25KV到30KV之间(对地而言)单相工频交流电,对电力机车电压均为:25KV。考虑电压损耗,牵引变电所输出电压为:27.5KV或55KV,其中55KV为AT供电方式,主要用于高速电气化铁路中。城市轨道交通的接触网电压一般为直流750V或1500V。
类型
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接触网的分类
简单接触悬挂
(以下简称简单悬挂)系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。国内外对简单悬挂做了不少研究和改进。中国现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置,以调节张力和弛度的变化。在悬挂点上加装8~16m长的弹性吊索,通过弹性吊索悬挂接触线,这就减少了悬挂点处产生的硬点,改善了取流条件。另外跨距适当缩小,增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。
链形悬挂的接触线
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。
技术要求
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接触网的特点及要求
接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。由于接触网是露天设置,没有备用,线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的,对接触网提出以下要求:
3.要求接触网对地绝缘好,安全可靠。
4.设备结构尽量简单,便于施工,有利于运营及维修。在事故情况下,便于抢修和迅速恢复送电。
总的来说,要求接触网无论在任何条件下,都能保证良好地供给电力机车电能,保证电力机车在线路上安全,高速运行,并在符合上述要求的情况下,尽可能地节省投资、结构合理、维修简便、便于新技术的应用。
支柱及基础
预应力钢筋混凝土支柱,简称为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,它比普通钢筋混凝土支柱在同等容量情况下节省钢材、强度大、支柱轻等优点。钢筋混凝土支柱本身是一个整体结构,不需另制基础。
钢柱以角钢焊成架结构,具有支柱较轻、强度高、抗碰撞、安装运输方便等优点。根据安装使用地点不同,钢柱的型号规格及外形结构也不同。
中间支柱
锚柱
它能承受两个方向的负荷,在垂直线路方向起中间支柱的作用,在顺线路方向,承受接触悬挂下锚的全部拉力。
转换支柱
转换支柱用于接触网锚段关节的两锚柱之间,它同时支撑两支接触悬挂,其中一支为工作支,另一支为下锚支(也称非工作支),电力机车受电弓在此两柱之间进行锚段转换。根据锚段关节是否起电分段的作用,转换柱分为绝缘转换柱和非绝缘转换柱。
转换支柱承受工作支、非工作支接触悬挂及其支持装置的重力、两支接触悬挂的风负荷和导线(接触悬挂)因改变方向而产生的水平分力。
中心支柱
中心支柱承受两工作支接触悬挂及其支持装置的重力、两支接触悬挂的风负荷和导线因改变方向而产生的水平分力。
定位支柱
定位支柱 是 指当接触线和承力索由于某种原因对线路中心偏移过大时,为了保证电力机车受电弓正常接触取流而专门设立的支柱。它不承受接触悬挂的垂直负荷,仅承受水平力其定位作用。一般设在车站靠近软横跨处及站场曲线处。
道岔支柱
道岔支柱位于道岔处,为保证接触悬挂在道岔区域内能满足受电弓工作要求而设。它同时承受两支接触悬挂及两支接触悬挂的风负荷和水平力。一般以中间柱代用。
软横跨支柱、硬横跨柱
用于软横跨上,多用于站场上,由于受力较大,多选用容量较大的支柱,跨越五股道及以下的用钢筋混凝土支柱,以上的用钢柱。
定位装置
定位装置包括定位管和定位器。其功用是固定接触线的位置,使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内,保证接触线与受电弓不脱离,并将接触线的水平负荷传给支柱,定位器有直管定位器、弯管定位器。提速后采用带减振阻尼装置的多功能定位器,改善了受电弓的取流特性。
承力索
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。
在链形悬挂中安设吊弦,使每个跨距中在不增加支柱的情况下,增加了对接触线的悬挂点,这样使接触线的弛度和弹性均得到改善,提高了接触线工作质量。另外,通过调节吊弦的长度来调整,保证接触线对轨面的高度,使其符合技术要求。
吊弦有普通吊弦和整体吊弦,普通环节吊弦以直径4mm(一般称为8号铁线)的镀锌铁线制成。整体吊弦种类也比较多,老的整体吊弦采用不锈钢直吊弦,一般由两段构成,中间增加调节螺扣,方便长度调节,现在普遍采用软铜铰线载流整体吊弦,有可调节和一次压死两种形式,吊弦两端均有载流环。高速普遍采用压死不可调整体吊弦,这样可增加系统的稳定性。
导线
中国研制和使用了钢铝接触线。钢铝接触线以铝和钢两种金属压接制成。以铝面作为导电部分,与受电弓滑板接触磨擦的是钢面,既保证了导电性能又提高了工作面的耐磨性,中国采用的钢铝接触线有GLCA100/215和GLCB80/173两种型号。字母GLC表示钢铝电车线,A、B表示线型,后面分式中,分母表示该型钢铝接触线的截面积,分子表示该型钢铝接触线的载流量当量于铜接触线的截面积。
供电方式
单边和双边供电为正常的供电方式。
双边供电:供电臂从两端相邻的变电所取得电流的供电方式。
越区供电是一种非正常供电方式(也称事故供电方式)。
支柱的侧面限界
支柱侧面限界任何时候不得小于2440mm;机车走行线可降为2000mm;曲线区段适当加宽;直线中间支柱一般取为2500mm;软横跨支柱一般取为3000mm;软横跨支柱位于站台时,为便于旅客行走,一般取为3000mm。
导线高度
最高高度:不大于6500mm。
最低高度:
(1)区间、站场:
(2)隧道内(包括按规定降低高度的隧道口外及跨线建筑物范围内):
②困难情况(带电通过5300mm超限货物)不小于5650mm。
③特殊情况不小于5150mm。接触线高度的允许施工偏差为±30mm。
其他知识
沿电气化铁路、城市交通电动车辆运行线路架设的特殊形式的供电线路。来自牵引变电所的电能通过接触网和装在车上的受流器向电力机车或电动车辆供电。通常要求接触网在任何气象因素(冰、风、雨、雪等)和最大运行速度下能保证安全供电,并有良好的耐磨、抗腐蚀、电损耗小等性能。
分类 根据供电对象不同,接触网分为架空悬挂和接触轨(第三轨)两种基本形式。架空悬挂式接触网又可按其纵向索线的数目和特点,分为简单悬挂和链形悬挂两种。前者弛度大、悬挂弹性不均匀,主要用在电车或工矿机车专用线上;后者接触导线纵向有张力调节装置,并使用承力索、吊弦和弹性吊弦,使接触导线在不同温度下都处于无弛度状态 [1]。
铁道干线常用的架空链形悬挂式接触网如图1所示。图1中1和2是立于路侧的接触网支柱及其基础,通常由金属和预应力钢筋混凝土做成,用来悬挂接触网。为了维修方便、缩短断线故障范围并进行不同温度下悬挂的张力补偿,接触网悬挂分成独立的锚段(即区段),每个锚段的中部设有中心锚结,使悬挂不能纵向移动,而两端则有重力式张力调节装置(图1中未绘出),在不同温度下,可保持接触网的张力一定。图1中3和4是腕臂式支持装置和绝缘子,它们和定位肩架9、棒式绝缘子10、定位管11一起,使接触导线稳定地悬挂于线路的上方。图1中5、6、7、8分别为承力索、吊弦、弹性吊弦和接触导线,12为受流器,又称受电弓。为了避免接触导线对受流器滑板的集中磨耗,以提高滑板的使用寿命,并使滑板的受磨部位较为均匀,接触导线在直线区段均布置成之字形,即使在最强烈的风力下,导线的偏移也不超出受电弓滑板的工作范围。为了减小故障范围、便于检修以及使各相负荷较为平衡,接触网还设有分段装置,即所谓电分段装置和电分相装置。早期采用的电分段装置用四跨锚段关节;相分段装置用六跨和八跨式绝缘锚段关节。这些装置比较复杂,无电区长且投资大。70年代以来中国利用玻璃钢等材料,造出多种形式的分段绝缘器和分相绝缘器,使两区段间的过渡区缩短到只需十几米。
地下铁道由于净空限制,一般采用第三轨,即在行车轨道的一侧,用绝缘支架架设一条离地约400毫米高的第三轨。第三轨由高导电率的特殊软钢制成,地铁电动车辆通过安装在它侧面的受流器(接触靴),与第三轨摩擦接触而获得电能。中国北京的地铁和世界一些国家的地铁都采用第三轨受电。70年代前后,有些国家建设的地铁以及80年代开始筹建的中国上海地铁,由于地下和地面联运以及接触网电压上升到1500伏等原因,均采用较为安全并可充分利用隧道圆形截面顶部空间的架空接触网,再通过装在动车顶上的受电弓获得电能。
施工要求
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1 修筑于路基上的接触网支柱基础应与路基同步修建,不得因其施工而损坏、影响路基的稳固与安全。
2 接触网支柱基础施工应符合下列要求:
(3) 接触网拉线基础与下锚支柱基础平面位置应符合设计要求。
(4) 线路两侧同里程两基础中心连线应垂直于线路正线。
4 接触网支柱基础的基坑全部用混凝土灌注密实后,支柱基础表面应与路基表面衔接平顺。
5 接触网支柱基础混凝土强度应符合规定。
6 预埋件数量、位置、型号和综合接地应符合设计要求。
表接触网支柱距线路中心线位置、沿线路纵向位置、截面尺寸、
埋置深度的允许偏差、检验数量及检验方法
序号 | 检验项目 | 允许偏差 | 施工单位检验数量 | 检验方法 |
1 | 距线路中心线位置 | 0,+20mm | 按接触网支柱数量的10%抽样检验 | 尺量 |
2 | 沿线路纵向位置 | ±10mm | 仪器测量 | |
3 | 形状尺寸(截面尺寸) | 0,+50mm | 尺量 | |
4 | 埋置深度 | 不小于设计值值 | 仪器测量 |
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