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1、 电气化铁道接触网信息工程系自动化教研室 李靖本课程总学时：56学时授课方式：课堂理论教学+现场教学考核方式：考试+平时成绩课程介绍本课程是电气自动化技术专业的一门专业课，主要内容：接触网的供电方式；电气化铁道接触网的设备、结构及其运用；接触网设计的基本内容、步骤及方法；接触网施工的基本程序及基本工艺和要求；有关接触网运营管理及日常检修维护的基本内容 。学完本课程后应达到以下要求： 、熟悉电气化铁道接触网结构的组成、作用及选用依据； 、了解接触网结构中各种负载的分析计算方法，了解接 触网的简单力学分析和计算； 、熟悉接触网设计的主要内容及一般程序，掌握接触网平 面图的识别； 、熟悉接触网运营、
2、检修和施工的基本标准及其基本工 艺要求和操作方法； 、了解接触网不同检修方式下的基本要求、标准化作业程 序、管理模式 。项目1:电气化铁道接触网基本知识 单元1 :电气化铁道基本知识一、电电气化铁铁道概述1、机车的发展采用电力机车为主要牵引动力的铁路称为电气化铁路。历史上，机车经历了蒸汽机车、内燃机车 、电力机车 、磁悬浮机车等几种。蒸汽机车 蒸汽机车是利用蒸汽机，把燃料(一般用煤) 的化学能变成热能，再变成机械能，而使 机车运行的一种火车机车。它主要由锅炉 、蒸汽机、车架走行部和煤水车四大部分 组成。 内燃机车 内燃机车以内燃机作为原动力，通过传动 装置驱动车轮的机车。根据机车上内燃机 的种
3、类，可分为柴油机车和燃气轮机车。 由于燃气轮机车的效率低于柴油机车以及 耐高温材料成本高、噪声大等原因，所以 其发展落后于柴油机车。在中国，内燃机 车的概念习惯上指的是柴油机。 电力机车 电力机车由牵引电动机驱动车轮的机车。电力机 车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网 供给，所以是一种非自带能源的机车。电力机车 具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、 整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于 实现多机牵引及节约能量等优点。使用电力机车 牵引列车，可以提高列车运行速度和承载重量， 从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力。和谐号动车组 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有 牵引
4、动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做 动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节 不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力 的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。磁悬浮列车 磁悬浮列车利用“同性相斥，异性相吸”的原理， 利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和 铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的排斥 力使车辆浮起来，使车体完全脱离轨道，悬浮在 距离轨道约1厘米处，腾空行驶。列车在铁轨上方 悬浮运行，铁轨与车辆不接触，不但运行速度快 ，而且运行平稳、舒适，易于实现自动控制；无 噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护；世界主要的高铁机车生产厂家 中国（南车、北车）CRH（China Rai
5、lway High-speed） 法国:阿尔斯通，TGV 德国：西门子，ICE 日本:川崎重工，新干线 加拿大:庞巴迪2、电气化铁路的出现 1879年，在柏林举办世界贸易博览会上，德国西门子公 司建造并展示了世界上第一条电气化铁路，这条铁路不 足600米长，采用两轨道间设置第三轨的供电方式，电 压采用DC100V，牵引功率3马力（735瓦特 ），时速只有 4英里/小时（1.609344公里），牵引三节车厢，最多可以 搭乘30名旅客。但是这开创了新的牵引方式-电气化 铁道诞生，也是铁路现代化的标志。世早期的电气化铁道多采用直流供电方式。后来，随着科技的进步，在日本、德国等国家相 继采用了低频单向
6、交流制的供电方式。直到20世 纪20年代，随着工频单相交流制供电方式在电气 化铁道干线上的应用，经过六十多年的实践，它 终于成为电力牵引供电的主要方式和发展方向。3、高速电气化铁路时代的到来1964年，世界上第一条高速电气化铁路-东京至大阪的 新干线建成通车，该段铁路采用60Hz，25KV交流供电制， 最高时速210KM/h，拉开了高速电气化铁路建设的新篇章 。4、我国电气化铁道的发展我国第一条电气化 铁路是宝（鸡）成 （都）线宝鸡- 凤州段，并于1961 年8月15日正式通 车并交付运营，从 此揭开了我国电气 化铁路建设的序幕 。2002年11月27日， “中华之星”在秦沈 客运专线综合实验
7、 中，成功创造了中 国铁路的最高时速 321.5Km/h，这也 标志着我国进入了 高速电气化铁路时 代。电气化铁道的优点：（1）能多拉快跑，提高运输能力。 （2）降低能源消耗，综合利用能源。 （3）机车运用效率高，大大降低运输成本。 （4）机车性能好，改善工作条件。 （5）减少污染，保护环境。 （6）有利于铁路沿线实现电气化。二、电电气化铁铁道的组组成电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置组成的， 牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网两部分，所 以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁 道的“三大元件”。 1、电力机车我国目前使用的电力机车主要是国产韶山型电力机车， 其牵引功率已达90
8、00KW，时速超过250KM/h。投入使 用的有ss1、ss4、ss7、ss8、ss9型及 最近推出的时速 超过300KM/h的和谐号动车组。电力机车靠其顶部升起的受 电弓，直接接触导线获取电 能。每台电力机车前后各有 一受电弓，由司机控制其升 降。变电弓升起工作时，以 68.69.8N的接触压力紧贴 接触线摩擦滑行，将电能引 入机车，机车主断路器将电 压加至变压器，经变压器降 压后给牵引电动机，通过齿 轮传动使列车运行 。工作原理：电力机车受电弓直接从接触线 滑行取流 ，受电弓的滑板紧贴 接触线，滑板固定在托架上。受电弓的最大工作范围1250mm， 允许工作范围950mm。单臂受电弓受电弓和
9、接触线运行中的情况三相牵引变电所 变压器原边绕组通常为星形连接，副边绕 组为三角形连接。三角形的一个连接点接 铁路行车轨道，另两个连接点分别接牵引 变电所左右两侧的供电分区接触网。这种 牵引变电所的优点是变压器副边保持三相 ，可供变电所本身和地方的三相用电；缺 点是变压器的容量未能充分利用。 单相牵引变电所有两种情况。用一台单相变压器时，副边绕组的一 端接轨道，另一端同时供给左右两侧的供电分区接 触网。为了检修方便，两供电分区采用相关分段加 以隔离。若用两台单相变压器时，其原边绕组分别 接到高压三相母线中两对不同的母线上，使三相负 载平衡；两个副边绕组按V形接线,公共点接轨道,其 余两端分别向
10、两侧的分区供电,并用相关分段。单相 变电所的优点是变压器容量利用较充分。但地区负 荷需专用变压器。 近年来，我国引进了AT（自耦变压器）供电方式，其 牵引变电所的变压器采用较特殊的接线方式斯科 特（scott）接线方式，或者结成另一种称为伍德桥（ woodbridge）的接线方式，采用这种接线方式的变电 所称为三相二相变电所。三相-两相牵引变电所 这种接线方式的优点：是变压器次边电压提高至55kv，在其供电臂上并接自 偶变压器AT，自偶变压器两边线圈匝数相等，通过接 线使供给接触网上的电压仍为27.5kv。三相二相 变电所是为了防止接触网对通信线路干扰而运用的一 种方式。本节小结：1、电气化铁道概述2、电气化铁道基本组成3、基本牵引回路
