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1、交流电气化铁道接触网,2014年5月,第一节 电气化铁道的组成,机车是铁路的牵引动力设备。目前我国铁路上采用的有蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种，因此铁路牵引方式也有蒸汽牵引、内燃牵引和电力牵引三种。采用电力牵引的铁路称为电气化铁道。 电气化铁道以电力机车作为牵引动力。电力机车是本身不带能源的动力设备，必须由外部供给电能。专门给电力机车供电的装置称牵引供电装置。因此，电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置两大部分组成。牵引供电装置主要包括接触网和牵引变电所两部分。,第二节 电力机车相关知识,目前我国电气化铁道接触网上采用的是工频单相25KV交流制。 电力机车通过受电弓从接触网上取得电能驱动机车前
2、进。 受电弓为电力机车的受流装置，可以由司机控制升降。受电弓升起时，与接触网接触，在弹簧作用下对接触线有68.69.8N（71KGf）的静态压力，并且在它与接触线相接触的工作高度范围内保持基本恒定。在机车运行过程中，滑板在上述压力下保持与接触线的稳定接触。 受电弓滑板的最大工作范围为1250mm，允许工作范围为950mm。,第三节 牵引供电装置,定义：将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电力化铁道的供电系统，又称牵引供电系统。 作用：将电力系统的电能传送给电力机车。,从牵引供电系统的组成可以看出，接触网是实现向电力机车供电的重要环节，直接影响着铁路运输的可靠程度。因此，应该使接触网
3、经常处于良好的工作状态，安全可靠地向电力机车供电，保证铁路运输畅通无阻。,第四节 接触网,定义：沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。 作用：把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用。 电力机车通过受电弓从接触网上取得电能，要求接触网与受电弓必须保持稳定、持久、良好的接触，以便不间断地取得电能，使机车平稳地运行，因此接触网的质量和工作状态决定着受电弓的取流状态，直接影响着电气化铁道的运输能力。 衡量接触网质量和工作状态的主要标准： 导电性（受电弓与接触线接触紧密可靠，保持有恒定的接触压力；良好的导电性能。） 弹性（单位受电弓压力下，接触悬挂各点的接触线升高量。） 稳定性（
4、在受电弓压力作用下接触线升高值比较小，避免在受电弓滑动过程中出现上下振动以及在横向风力作用下出现摆动。） 耐磨性及耐腐蚀能力（受电弓与接触线滑动磨擦，接触线应有较强的耐磨性；接触网为露天设备，应适应各种环境和自然条件，要具有耐腐蚀能力，延长使用寿命。） 电气化铁道对接触网的要求： 一、接触线距钢轨面的高度尽量相等，需要变化时不应出现陡坡。 二、有较均匀的弹性。在受电弓压力不变情况下，接触悬挂各点的接触线升高应当相同（抬高量应尽可能的小），力求消灭硬点。 三、接触悬挂应有良好的稳定性。避免在外力作用下出现上下振动或横向摆动。 四、适应气象条件的变化并能保持接触悬挂的上述三个特性不应有很大的变化。
5、 五、对地绝缘好，安全可靠。 六、设备结构及零部件尽量简单，做到标准化，有利于运营及维修，并且要求具有一定的抗腐蚀能力。接触线要有足够的耐磨性，以延长使用寿命。,第五节 接触网的供电方式,1、直接供电方式（简称TR供电方式） 直接供电方式指牵引变电所将电压从110kV或220kV降到27.5kV后，经馈电线送至接触网，电力机车升弓后从接触网上取得电能驱动机车前进，电流经机车降压后从钢轨或大地回到变电所。 由于单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰，于是在接触网供电方式上应采取一定的防护措施，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都加设一
6、条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流理论上讲大小相等、方向相反，从而使两者产生的电磁相互抵消。 2、吸流变压器（BT）供电方式 在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器BT（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，将钢轨中的电流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防电磁干扰的效果。 由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸-回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。3、自耦变压器（AT）供电方式 牵引变电所主变输出电压为55kV
7、，经自耦变压器AT（变比2:1）向接触网供电，自耦变压器一端接接触网，另一端接正馈线（简称AF线），其中点抽头则与大地（钢轨）相连。AF线的作用同BT供电方式中的NF线一样，起到防干扰功能，但效果较前者为好。此外，在AF线下方还架有一条保护（PW）线，起到保护跳闸作用。 AT供电时牵引变电所馈出电压高，变电所间距可相应增大，并可提高末端网压。 4、直供+回流（DN）供电方式 带回流线的直接供电方式，回流线（NF线）每隔一定距离与钢轨相连，既起到防干扰作用，又兼有PW线特性。由于没有吸流变压器，接触网结构简单可靠，近年来得到广泛应用。 综上所述，就电磁防护效果来看，AT方式优于BT和DN方式。就
8、接触网的结构性能来讲，DN方式最为简单可靠。随着通信技术的快速发展，光缆的普遍应用，通信设施及无线电装置自身的防干扰性能大为增强，目前大多采用直供+回流DN供电方式。,第六节 牵引变电所向接触网的供电方式,牵引变电所向接触网供电有三种方式：单边供电、双边供电以及紧急故障下的越区供电。,接触网通常在相邻两牵引变电所间的中央断开，将两牵引变电所之间两个供电臂的接触网分成两个供电分区。如果在中央断处设置开关等设备可将两供电分区联通，此处称为分区亭。 每一供电分区的接触网只从一端的牵引变电所获得电流，称为单边供电。 将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供电分区均可同时从两个变电所获得电
9、流，此方式称为双边供电。 当某牵引变电所发生严重故障而全所停电的情况下，此变电所担负的供电臂，通过分区亭开关的闭合，由两侧相邻变电所实现“越区供电”，使这两相邻变电所担负的这一侧供电臂供电范围增大。,第七节 接触网的供电分段,为了保证接触网灵活的供电方式，使接触网在事故状态或正常检修时停电范围最小，在接触网上设置供电分段。 接触网的供电分段是通过电分相和电分段实现的。电分相是将同一个变电所馈出的不同相电或相邻变电所馈出的不同相电进行分隔，电分段是将同一相电进行分隔以方便分别停电。 牵引变电所供给的两个供电臂的接触网电压是不同相的。为了减少单相牵引负荷对三相电力系统的不平衡的影响，牵引变电所之间
10、相连的两供电臂的接触网电压，也可能是不同相的。在这些不同相的接触网相连接处要设置电分相。 接触网还有电分段，根据其设置位置又分为纵向电分段和横向电分段两种方式。纵向电分段是在同一个馈电臂中从电路上分成几段，如在区间和车站之间。横向电分段设在平行的众多股道（如装卸线、大站场内作用不同的股道等）处。在电分段处通常要设置隔离开关。 设置纵向电分段可达到灵活供电，把发生故障之供电分段两头隔离开关打开，运用不同供电方式，可不影响其它供电分段送电和机车运行，便于故障段停电检修和缩小事故范围。设置横向电分段方便装卸线等停电作业，但此处装置的隔离开关应是带接地刀闸的。,第八节 接触网的机械分段,为满足机械受力
11、方面的要求，将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段，每一分段叫锚段。两个相邻锚段衔接部分称为锚段关节。 一个锚段除了包含多个跨距和两端下锚之外，还包括有中心锚结和电连接。中心锚结一般设在锚段中部，用于固定整个锚段。电连接则是满足电路上的要求，一般用作锚段间并联或串联。 锚段关节必须保证机车受电弓能够平滑地从一个锚段过渡到另一个锚段。在锚段关节内承力索和接触线有重迭的两支，与机车受电弓工作接触的称为工作支，升高下锚脱离工作接触的称为非工作支。 两锚段转换时为实现电路上的联通，在锚段关节处需装设关节电连接。 根据锚段所起的作用可分为电不分段非绝缘锚段关节和电分段绝缘锚段关节。根据锚段关节所含跨距
12、数可分为三跨、四跨、五跨锚段关节。非绝缘锚段关节只起机械分段作用，绝缘锚段关节既起机械分段作用还起电分段作用。 半补偿链形悬挂时，锚段长度的确定依据中心锚结张力增量（即温度变化时吊弦和定位器偏移对接触线所产生的张力增量）来确定的。同时也要考虑在最高及最低气温时坠砣升降的位置不超出允许范围及吊弦和定位器偏移不超过规定值。 全补偿链形悬挂时，气温变化时承力索与接触线一起均有纵向位移。吊弦偏移等于接触线与承力索纵向位移之差，比半补偿悬挂小的多。但承力索的纵向位移会使腕臂产生偏移，从而在承力索上产生分力，在承力索上也存在着张力增量，设置和确定锚段长度时不应使这种张力增量超过承力索标准张力的10%。 只
13、有合理地进行机械分段，才使得张力补偿装置能起到应有的作用。有了机械分段，使各锚段在受力方面是独立的，当一锚段发生故障时，不会影响邻段的悬挂状况，借此可以缩小事故范围。,第九节 接触网的锚段关节,锚段关节是实现受电弓在两个锚段间平滑过渡的，常用的有三跨锚段关节、四跨锚段关节和五跨锚段关节。 在锚段关节内，最两侧的支柱为下锚柱，靠近下锚柱悬挂一支工作支和一支非工作支的支柱为转换柱，四跨或五跨关节时最中间的、悬挂的两支都为工作支的支柱为中心柱。 转换柱和中心柱通常采用双腕臂，以减少温度变化时的互相干扰。双腕臂底座的长度要根据承力索和导线的材质而选用不同型号。 验标中关于锚段关节的规定如下： 5.19
14、.5电分段锚段关节内两接触线间接触悬挂其他各带电部分的绝缘距离应符合设计要求，允许偏差50mm，四跨关节中心柱、五跨关节两中心转换柱跨中间两接触线应等高，并应符合设计要求。 检验数量：施工单位全部检查。监理单位抽检不少于10%。 检验方法：测杆测量检查。 5.19.6电不分段锚段关节转换支柱处，两接触线间垂直，水平距离应符合设计要求，允许偏差20mm，三跨关节两转换柱跨中间、四跨关节中心柱、五跨关节两中心转换柱跨中间两接触线应等高，并应符合设计要求。 检验数量：施工单位全部检查。监理单位抽检不少于10%。 检验方法：测杆测量检查。,第九.一节 三跨锚段关节,第九.二节 四跨锚段关节,第九.三节
15、 五跨锚段关节,第九.四节 关节式电分相,第十节 接触网的组成,第十四节 基础,第十五节 支柱,第十六节 支持装置,定义：用以支持接触悬挂，并将其负荷传递给支柱或其他建筑物的结构。 作用：支柱或其他建筑物在线路的一侧，与线路中心保持一定的距离，通过安装支持装置可以把接触悬挂固定在线路上方要求的位置上。 分类：支持装置包括腕臂、双（多）线路腕臂、软横跨、硬横跨、隧道内水平悬挂等主要方式。 适用场所：腕臂用于区间或站场单股道线路，双（多）线路腕臂用于站场地形受限不能在股道旁边安装支柱时跨股道悬挂，软横跨、硬横跨用于站场内三股道以上悬挂，隧道内水平悬挂用于隧道内悬挂。 一、腕臂 定义：安装在支柱上，
16、承受接触悬挂的垂直重量和水平分力，并将各种力传递给支柱，能够在安装高度平面内旋转的三角形结构。 作用：固定接触悬挂。 分类：按腕臂的安装位置和作用分为中间柱腕臂、转换柱腕臂、中心柱腕臂、道岔柱腕臂、定位柱腕臂，按线路条件分为直线柱腕臂、曲外柱腕臂、曲内柱腕臂，转换柱、中心柱腕臂根据关节是否实现电分段分为非绝缘转换柱、中心柱以及绝缘转换柱、中心柱。 中间柱：一般指区间内两个锚段关节之间的支柱。 转换柱：锚段关节内靠近下锚支柱，悬挂工作支和非工作支，并实现工作支和非工作支转换的支柱。 中心柱：锚段关节两转换柱中间的支柱，两支接触悬挂在此都为工作支。 道岔柱：安装在道岔处，使道岔上方两支接触悬挂按照道岔的走向进行布置并工作。 定位柱：不承受接触悬挂垂直重量，只对接触悬挂相对线路中心的位置进行固定。 直线柱：位于直线区段的支柱。 曲外柱：位于曲线外侧的支柱，由于曲线力的作用通常受拉力。 曲内柱：位于曲线内侧的支柱，由于曲线力的作用通常受压力。 起绝缘
