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1、第三章 接触网基本知识接触网是电气化铁路牵引供电系统重要装置之一，是牵引网的主体，它的构造及工作状态对列车的运行安全和运行速度影响之大。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和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
2、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，便于施工和维修。三、接触悬挂 接触悬挂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和链形悬挂。简单悬挂由支持装置直接对接触线进行悬挂和定位。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
3、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。未补偿和半补偿链形悬挂，线索张力和弛度变化大，不适于高速列车运行，故已不采用。全补偿链形悬挂承力索和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
4、分类链形悬挂按悬挂点处吊弦形式分为简单链形悬挂和弹性链形悬挂。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 按接触线和承力索相对位置分链型悬挂按接触线和承力索的相对位置分为直链形、半斜链形和斜链形三种。1、直链形悬挂直链形悬挂承力索和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
5、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-承力索和接触线 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
6、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
7、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：GJ70镀铝锌钢绞线：LXGJ70、LXGJ100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：TJ70、TJ95、TJ120、TJ127、TJ150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
8、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，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。TCG110，TCG100，TCG85型。其中，TCG 铜接触线；110、100、85 标称截面积，单位mm2。TCG110，TCG100型接触线
9、一般用于正线铁路接触悬挂中，TCJ85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 支柱支柱在接触网工程中用量大造价高，占有较大的投资比例，合理选用支柱意义重大。由于支柱位置、作用、承载情况不同，所需支柱的种类、高度和容量不同。支柱的选用应在满足支柱负载要求的
10、前提下，尽量选用小容量的支柱，以减少工程投资。设计部门根据支柱承受负荷的大小进行了合理选择。一、支柱按用途分类支柱按用途分为中间柱、转换柱、中心柱、锚柱、定位柱、道岔柱、软横跨支柱和硬横跨支柱等，如图3-4-1所示。图3-4-1 各类支柱布置图1-中间柱 2-锚柱 3-转换柱 4-中心柱 5-定位柱 6-软横跨支柱 7-道岔柱 8-硬横跨支柱1、中间柱中间柱位于区间和站场，对一组接触悬挂进行悬挂和定位，承受接触悬挂的垂直负荷及水平负荷，是接触网工程中用量最多的支柱。2、锚柱锚柱位于接触网锚段关节或其他需要接触网线索下锚处，承担线索下锚的全部张力。锚柱一般在垂直线路方向兼作中间柱，锚柱应具有两个
11、方向的支柱容量。3、转换柱转换柱位于锚段关节，对工作支悬挂和非工作支悬挂进行悬挂和定位，并承受悬挂的垂直负荷和水平负荷。4、中心柱中心柱位于锚段关节，对两工图3-4-2 混凝土橫腹杆支柱结构示意图（a）H-38MNM，（b）H-90MNM作支接触悬挂进行悬挂和定位，并承受它们的全部负荷。5、道岔柱道岔柱位于道岔处，为满足机车受电弓转线而设置，它对两工作支接触悬挂进行悬挂和定位。6定位柱定位柱为满足接触网线索偏移的要求而设置，只起线索定位作用，只承受线索的水平负荷。7、软横跨支柱软横跨支柱位于车站及多股道铁路线路处，对多组接触悬挂进行悬挂和定位，承受多组悬挂的负荷。软横跨支柱所需容量较大，一般采
12、钢柱。8、硬横跨支柱硬横跨支柱用于硬横梁的支持固定，对多组接触悬挂进行悬挂和定位，承受多组悬挂的负荷，一般采用较大容量的钢柱或钢筋混凝土支柱。二、支柱按材质分类接触网支柱按材质分为钢柱和钢筋混凝土支柱。1、钢筋混凝土支柱钢筋混凝土支柱采用预应力钢筋和高强度混凝土浇制而成。它具有节约钢材，造价低，整体性强，安装方便，维修工作量小，使用寿命长等优点，所以在我国接触网工程中应用广泛。钢筋混凝土支柱按截面形状分为横腹杆式和环形等径支柱两种。横腹杆式钢筋混凝土支柱,钢筋多分布在支柱受拉侧,钢筋利用率高,攀登方便，在我国区间腕臂柱及小站软横跨支柱多被采用如图3-4-2所示。横腹杆钢筋混凝土支柱，受冲击力易
13、裂纹，受压易变形，运输存放不便，制造工序复杂。所以在运输、存放、安装时要注意保护。图3-4-3 环形等径钢筋混凝土支柱横截面图环形等径钢筋混凝土支柱具有容量大，承受冲击力能力较强，制造工序简单，机械生产程度高等优点，目前我国的硬横跨支柱采用较多。环形等径钢筋混凝土支柱存在钢筋利用率低，笨重，攀登不便的缺点，所以目前只在部分线路的腕臂柱使用。环形等径支柱按直径分为400mm和350mm的两种。常用混凝土支柱分为下列规格，如表3-4-1、表3-4-2、表3-4-3所示。 横腹杆钢筋混凝土支柱型号规格 表3-4-1支柱型号支 柱容 量(KNm)柱 长柱底尺寸(mm)柱顶尺寸(mm)锥 度使用范围LL
14、1+L3L2bdaci1i23811.38.72.6550290267196腕臂支柱7811.78.73.07052914132139311.78.73.07052914132136012.29.23.07052914002103810.88.22.65502902802007811.28.23.07052914252179311.28.23.07052914252176011.78.73.07052914132139015.5123.5920403300300软横跨支柱13015.5123.592040330030015015.5123.592040330030017015.5123.5920403300300 400环形等径混凝土支柱型号规格 表3-4-2支柱型号容量(KNm)()长度(m)杆径(mm)参考重量(kN
