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1、简单链型悬挂AT方式接触网设计Design of Overhead Contact System in SingleCatenarySystem with AT Way摘要电气化铁路因其运输能力强、运营成本低、能源消耗少和环境污染小等优点，受到世界各国的普遍重视，成为了当今铁路的发展方向。而接触网作为电气化铁路的重要组成部分，其状态的优劣直接影响到电气化铁路的运行安全。因此，合理的接触网设计，能够提高接触网系统的可靠性，保证铁路生产的正常运行。接触网设计特别是高速接触网设计过程包含了大量的设计计算、绘图、校验等工作。为了减少接触网设计人员的工作负担，缩短设计周期，提高设计质量，保证电气化铁路运
2、行的安全性和可靠性，使用计算机辅助设计是非常必要的。本次设计就是采用AutoCAD为制图工具，依据相应的计算结果、设计手册和气象条件等对区间进行相关的跨距的选择，吊弦的设计，补偿装置的选取，锚段关节的选用，支柱布置和类型选取等。关键词：电气化铁路 接触网设计 简单链型悬挂 AT方式AbstractWith its advantages of stronger transport capacity, lower operating costs, less energy consumption, smaller environmental pollution and so on, the elec
3、trified railway is universally concerned and has became the railway development orientation. The overhead contact system, as one of the most important components in the electrified railway, its state has been taking great effects on the safe operating of the electrified railway. Therefore, reasonabl
4、e design can improve reliability of the system, to ensure that the electrified railway would operate safely.Design of catenary especially for high-speed consists of a lot of design calculations, drawings, checking and so on.To reduce the work of designers of catenary, shorten the time of design cycl
5、e, improve design quality,ensure safety and reliability ofthe electrified railway operation, using computer-aided design is very necessary. This design is the use of AutoCAD as a drawing tool, based on the corresponding calculations, design manual and meteorological conditions for the associated sec
6、tion design about the selection of the span, the dropper, the compensation device , the overlap span,the mast and so on.Key words: electrified railway design of the overhead contact system singlecatenarysystem autotransformer way目录第1章 绪论11.1 课题研究的目的意义11.2 国内外发展现状11.3 设计的目的及主要任务1第2章 牵引网简介32.1 牵引网供电方式
7、32.2 接触网简介32.2.1 接触悬挂及类型42.2.2 支持装置52.2.3 定位装置62.2.4 支柱与基础62.3 接触网的特点及要求6第3章 区间接触网设计73.1 气象条件的确定73.2 计算负载的确定73.2.1 线索自重负载73.2.2 覆冰负载83.2.3 风负载93.2.4 合成负载103.3 支柱负载的计算113.3.1 垂直负载113.3.2 水平负载123.4 设备选择133.4.1 线索的选取133.4.2 腕臂的选取143.4.3 定位装置的选用153.4.4 支柱及基础163.5 设计参数183.5.1 接触线高度和结构高度的选取183.5.2 跨距的选择18
8、3.5.3 拉出值选用193.5.4 侧面限界选用193.5.5 支柱类型193.6 参数校验203.6.1 最大允许跨距的确定203.6.2 锚段长度的校验计算203.6.3 支柱容量校验21第4章 吊弦计算244.1 基本条件分析244.2 参数说明244.3 计算内容25第5章 锚段及锚段关节275.1 锚段的划分275.2 锚段关节285.2.1 五跨绝缘锚段关节285.2.2 七跨电分相锚段关节29第6章 补偿装置的选取306.1 补偿装置方案的选择306.2 补偿装置的计算31第7章结论与展望337.1 结论337.2 展望33参考文献34致谢35附录A 外文资料翻译36A.1 英
9、文36A.2 译文42附录B 图纸47附录C48第1章 绪论1.1 课题研究的目的意义随着京津城际、石太、京沪等客运专线的投入运营，我国电气化铁路已经有了很大的发展和长足的进步。人们常说,铁路是国民经济的动脉,而接触网则是电气化铁路的动脉。通过接触网才能将电能输送到电力机车上去,驱使电力机车运行。它直接架设在铁路线路的上方,工作环境恶劣,而且没有备用,一旦发生故障,电力机车就不能运行了，导致的运输中断会给国民经济造成重大损失。因此设计出工作可靠性高的接触网,是一项非常重要的任务。1.2 国内外发展现状自从1825年第一条铁路在英国建成以后，以其先进技术经济优势迅速风靡世界。随着科学技术和社会经
10、济发展，高速铁路应运而生并得到很大发展。1964年10月，日本建成了世界上第一条高速铁路东海道新干线，以210km时速令人瞻目，把世界铁路推向新的发展阶段。接着，德国建成时速为250km的高速铁路。法国建成时速为300km的高速铁路，不少欧洲国家铁路时速已达200km以上。在亚洲、美洲，有的国家正在积极筹建高速铁路。依靠科技进步发展起来的高速铁路，使传统的铁路获得崭新的生机，展示出光辉的前景。我国铁路系统瞄准世界铁路先进水平，运用后发优势，博采众家之长，坚持原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，用短短几年时间，推动我国高速铁路技术走在世界最前列。中长期路网规划提出，到2020年，全国铁路营业
11、里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，建设客运专线 1.2万公里以上。2008年，对规划进行了调整，确定到2020年，全国铁路营业里程达到12万公里以上，建设客运专线 1.6万公里以上。以上规划将提前到2015年完成。到2015年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上。其中，新建高速铁路将达到1.6 万公里以上；加上其他新建铁路和既有线提速线路，我国铁路快速客运网将达到5万公里以上，连接所有省会城市和 50 万人口以上城市，覆盖全国 90%以上人口，“人便其行、货畅其流”的目标将成为现实。高速铁路的发展在面向21世纪的中国可持续发展战略中，将产生深远的意义和影响。491.3 设计的目的
12、及主要任务通过对区间接触网设计，进一步熟悉和掌握电气化铁路接触网设计中的设计内容和技术规范，使在校所学的理论知识与实际相结合，建立对区间接触网设计的完整概念，加强对区间接触网设计中技术标准的理解，以至达到在将来的实际工作中能够熟练应用和指导。参考所查阅的资料，根据接触网设计程序，完成接触网初步设计，包括确定设计任务区间的气象资料，线路资料，选择合适的材料和设备，确定接触网悬挂模式，补偿形式及接触网的相关参数，锚段的划分及走向，拉出值的大小及方向，支柱的侧面限界，支柱的位置、类型等。第2章 牵引网简介最简单的牵引网是由馈电线、接触网、轨道和大地、回流线构成的供电网的总称。牵引电流从牵引变电所主变
13、压器流出，经由馈电线、接触网供给电力机车，然后沿轨道和大地、回流线流回牵引变电所主变压器1。2.1 牵引网供电方式牵引网供电方式主要有直接供电、BT供电、带回流线的直接供电和AT供电四种方式。(1)直接供电方式它以接触网为火线，以钢轨为回流导线。直接供电方式有牵引网阻抗小、电压质量好、能耗小、投资省等优点。但对邻近通信线路干扰大。(2)BT供电方式沿线路架设一条回流线，每隔一定距离在接触网和回流线内串联接入吸流变压器，使回流由回流线返回牵引变电所。BT供电方式减轻了对邻近通信线路的干扰。但牵引网阻抗大、能耗大、造价较高。(3)带回流线的直接供电方式这种供电方式就是保留供电方式中增加的回流线，而
14、把吸流变压器取消掉。回流电流一部分经回流线，一部分经钢轨和大地返回牵引变电所。这种供电方式阻抗低、供电性能好、造价低。但防干扰性能差。(4)AT供电方式沿线路架设一条正馈线，每隔一定距离在接触网与正馈线之间并联接入自耦变压器，其中性点与钢轨相接。这种供电方式阻抗小，供电距离长，防干扰效果好。但造价高，结构复杂。AT供电方式是一种适于高速、重载等大电流运行的牵引供电方式。一般AT间隔约10km。2.2 接触网简介接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路，它由接触网悬挂，支持装置，定位装置，支柱与基础等几部分组成。图2-1 接触网的组成示意图2.2.1 接触悬挂及类型接触悬挂包括接触线，吊弦，承力索和补偿器及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其作用是将牵引变电所的电能输送给电力机车。电力机车运行时，受电弓顶部的滑板紧贴接触线摩擦滑行得到电流。为了保证滑板的良好取流，接触悬挂应达到下列要求。(1)弹性均匀接触悬挂弹性是指接触悬挂在受电弓抬升力作用下所具有的抬高性能，用单位垂直力使接触线升高量表示。衡量弹性好坏的标准有：弹性的大小(取决于接触线索的张力)；弹性均匀程度(取决于悬挂结构、悬挂类型和某些负载接触上的集中负载的集中程度)。当接触线本身不平直或者在接触线的某一位置存在较大的集中负载，接触线将出现硬点，影
