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1、高速铁路接触网简介目 录一、国外高速接触网的发展状况二、关于弓网受流质量的评价标准三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究四、悬挂方式的技术经济比较五、我国高速宜采用的悬挂方式一、国外高速接触网的发展状况主要介绍以下三个国家：日本为代表的复链型悬挂法国为代表的简单链型悬挂德国为代表的弹性链型悬挂 日本高速铁路主要特征：运营里程：2237km 正在建设里程：464km 规划里程：349km 供电电压：25kV 最高运营速度：300km/h 接触网悬挂方式：复链/简链 接触网跨距：不大于50m，在 各条线上基本不变法国专家认为：法国专家认为： 弹性吊索对于速度超过弹性吊索对于速度超过250km/h250k
2、m/h的高速来说意义不是很大，反的高速来说意义不是很大，反 而成为影响行车安全的因素之一。高速接触网悬挂优先选用简而成为影响行车安全的因素之一。高速接触网悬挂优先选用简 链。链。法国法国法国高速铁路主要特征：运营里程：1541km 正在建设里程：320km 规划里程：937km 供电电压：25kV 最高运营速度：350km/h 接触网悬挂方式：简链 接触网跨距：不大于63m，在 各条线上基本不变三国高速铁路统计国家 项项目日 本法 国德 国 最高商业运营速度(km/h)300350300 200km/h0Fa-3*SDF40Fa-3*SDF0Fa-3*SDF0最大动态动态 接 触力(N)250
3、250性能完全满满足运要 求由于经济经济 或技 术术受限而提高 接触网或受电电 弓性能很困难难 情况下，可满满 足运营营要求在紧紧急，偶然 超速或试验试验 情 况下可临时临时 满满足运营营要求不能满满足运营营 要求我们推荐的标准模拟软件的功能：l展现受电弓与接触网间动态接触关系和每一时刻各部分的受力和 振动状况。l根据工程数据预测所要进行试验的结果及要注意的事项。l为设计方案的确定提供基础数据，并给予评价。l判断相同条件下不同弓网受流系统的优劣。l找出弓网关系恶化的边界条件，如共振速度、离线速度、接触线 应力、接触力标准偏差等。l选择与接触网相匹配的受电弓，根据特定的受电弓产品的数学模 型可评
4、价其性能。l模拟软件已成为世界各个国家电气化铁路的决策工具。三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究 模拟软件工具 CATMOS弓网模拟软件：能模拟简链和弹链，由德国 Balfour Beatty公司开发（前Adtranz公司） 架线道弓网模拟软件：能模拟简链和复链，由日本铁技 研开发 CPS弓网模拟软件：能模拟简链、弹链和复链，由我院 自己开发三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究仿真模拟软件lCATMOS软件l架线道软件lCPS软件德方已把该软件广泛的应用于德国高速铁路的研德方已把该软件广泛的应用于德国高速铁路的研 究、设计、试验预测及弓网受流评价等领域究、设计、试验
5、预测及弓网受流评价等领域三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究 仿真模拟界面三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究仿真模拟软件lCATMOS软件l架线道软件lCPS软件日方已把该软件广泛的应用于日本高速铁路的研日方已把该软件广泛的应用于日本高速铁路的研 究、设计、试验预测及弓网受流评价等领域究、设计、试验预测及弓网受流评价等领域三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究 仿真模拟界面三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究仿真模拟软件lCATMOS软件l架线道软件lCPS软件该软件已应用于我国电气化铁路的研究、设计、该软件已应用于我国电气化铁路的研究、设计、 试验预测及弓网受流评价等领域试验预测及弓网受流评价等领域
6、三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究 仿真模拟应用广州至深圳200km/h接触网的研究、设计现场录像资料(香港地铁机场线)接触网改造前后对比改造前 V=125km/h改造后 V=135km/h改造后受流质量明显改善三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究 仿真模拟界面三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究（一）接触网和受电弓的基本参数接触网基本参数悬悬挂类类型简链简链弹链弹链接触线类线类 型Rim120Rim120接触线线线线 密度（kg/m）1.071.07接触线额线额 定张张力（kN）20(25)20(25)承力索类类型THJ120THJ120承力索线线密度（kg/m）1.061.06承力索额额定张张
7、力（kN）2020弹弹性吊索类类型/长长度-THJ35/18m弹弹性吊索额额定张张力（kN）-3.5跨距（m）6060接触网结结构高度（mm）14001800接触线预线预 留弛度00.5-三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究（一）接触网和受电弓的基本参数三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究 （一）接触网和受电弓的基本参数7.51kg5.94kg5.43kgFaero=0.0011xV2NFsta=80N2496N/m10900N/m70Ns/m70Ns/m80N/m3.5Ns/m3.5Ns/m2Ns/m2Ns/m受电弓基本参数受电弓基本数学模型如下：三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究 模拟软件模拟
8、结果速度(km/h)V=250km/hV=300km/hV=350km/h 受电电弓型号DSA350DSA350DSA350 悬悬挂类类型简链简链弹链弹链简链简链弹链弹链简链简链弹链弹链 接触线张线张 力(N)200002000020000200002000020000 跨距(m)606060606060 吊弦间间距(m)6+37+6+37+65+510+56+37+6+37+65+510+56+37+6+37+65+510+5 预预留弛度()0.40.2 平均动态动态 接触力：Fa(N)144.5143.0173.7171.1206.0204.1 SDF(N)13.6821.8924.912
9、7.6937.2333.06 最大动态动态 接触力(N)173.5197.2230.5254.6280.1284.7 最小动态动态 接触力(N)11693.5130.7105.3143.4156.3 Fa-3*SDF(N)103.4677.3398.9788.0394.31104.92 Fa-6*SDF(N)62.4211.6624.244.96-17.385.74 SDF/Fa9.5%15.3%14.3%16.2%18.1%16.2% 受电电弓动态动态 最大抬高(mm)58.185.985.4109.3126.4150.9 受电电弓动态动态 最小抬高(mm)28.264.154.585.81
10、00.9133.2 受电电弓振动动最大变变化量(mm)29.921.830.922.525.517.7 受流评评价等级级AAAACC三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究 模拟软件模拟结果：受电弓最大抬高三、接触网悬挂方式的仿真模拟研 究模拟软件模拟结果：受电弓振幅四、悬挂方式的技术经济比较复链型悬挂结构复杂，投资高，国内无成 熟的设计、施工和运营经验。简链和弹链 有着各自的不同特点，但对于时速 300km/h及以上的速度来说，均能满足高 速受流要求，在国外都有成功的运营实践 。 其技术经济比较如下表： 四、悬挂方式的技术经济比较内容项项目简链简链弹链弹链技术术比较较静态弹态弹性不均匀度大较较小
11、接触线线的抬升量较较小大 受电电弓运行轨轨迹的平缓缓度稍差较较好 接触网的动态稳动态稳 定性较较好差 接触网的风稳风稳定性较较好差 环环境温度变变化对对网的稳稳定性影响小大 零部件数量少较较多 结结构的复杂杂程度简单简单较较复杂杂 施工的难难易程度容易较难较难 日常维维修的便利性便利不便利 事故抢抢修的难难易程度容易较难较难 因接触网的抬升引起弓网事故小大 因接触网的振动动引起螺栓松动动的可能 性小大经济经济比较较一次性投资资低较较高（仅弹仅弹性吊索需增加投资约资约1.65 万元/条公里）运营维护费营维护费低较较高四、悬挂方式的技术经济比较综合比较结果：l简单链型悬挂静态弹性不均匀度较大，导致
12、受电弓运 行轨迹的平缓度稍差，但简单链型悬挂的结构最为简 单，投资最省，施工调整、运营维护及事故抢修较容 易。我国施工、维修部门有丰富的经验。l弹性链型悬挂静态弹性不均匀度较小，受电弓的运行 轨迹也较平缓，但接触网的动态抬高量大，容易发生 打弓事故，且稳定性较差。弹性吊索的施工需要专门 的计算软件，专用工具，调整困难，不仅影响本跨， 同时影响相邻跨的导高，给维护和抢修带来难度。四、悬挂方式的技术经济比较综合比较结果：l弹性链型悬挂由于弹性吊索的存在，受环境 温度影响较大，接触网几何状态不如简单链 型悬挂稳定，接触线高度受环境温度影响较 大。四、悬挂方式的技术经济比较技术比较时需要注意的几个问题
13、:关于静态弹性不均匀度l在高速状态下，仅仅依靠静态指标来评价弓网受流质量是不完 善同时也是不科学的。静态弹性不均匀度不是影响高速受流质 量好坏的决定条件，动态接触力及其标准偏差才是弓网受流质 量好坏的最终评价指标。静态弹性即使100%的均匀，但如果接 触网波动传播速度较小，同样不能实现高速受流。另外，静态 弹性无论如何均匀，弓网间的动态接触力也是不均匀的，而是 在一定范围内变动，具有较大的分散性。l国外实际运营经验也表明：当车速超过250km/h时，受流质量 与接触网的弹性均匀与否关系不大，而更大程度上取决于接触 线的振动情况。这是因为在高速状态下，弓网间动态接触力的 大小主要取决于动态分量，
14、即空气动力和受电弓对接触线的惯 性力。四、悬挂方式的技术经济比较在相同条件下，简链简链 和弹链弹链 接触导线导线 使用寿命的 比较较分析：项项目简链简链弹链弹链动态动态 接触压压力动态动态 平均接触力和标标准偏差相当最大、最小接触压压力相当接触线线的材质质相同受电电弓滑板材质质相同接触网的振幅大小弯曲疲劳劳小大综综合评评价1.简链简链 由于接触网振幅较较大，导线导线 局部磨耗不均匀现现象比 弹链弹链 明显显，但因最大、最小、平均动态动态 接触力及标标准偏差 与弹链弹链 相当，导线导线 最大磨耗相当，因此导线导线 整体寿命相当 。 2.弹链弹链 的动态动态 抬升整体比简链简链 大，较简链较简链
15、容易产产生疲劳劳 断线线。五、我国高速宜采用的悬挂方式从悬挂方式对速度适应性的发展历程来看，四十 年前东海道新干线210km/h采用复链型悬挂，当 时人们认为200km/h速度应采用弹性均匀的复链 型悬挂。现在，我国广深、秦沈200km/h采用简 链就已经达到了令人满意的受流效果。再从法国 的经验来看，300km/h的简链接触网已经使用了 十几年，350km/h的简链接触网也已投入运行， 这说明简链不仅在200km/h速度段的受流性能得 到了确认，在300350km/h速度段同样能满足运 营要求。从德国的经验来看，从160330km/h速 度，弹链的使用已经有了成熟的经验，受流质量 同样满足要求。五、我国高速宜采用的悬挂方式复链型悬挂结构复杂，投资高，国内无成熟的设 计、施工和运营经验，不宜在我国高速中推荐采 用。弹链和简链在高速下均有出色的受流性能，主要 原因是两种悬挂都加大了接触线的张力，提高了 接触线的波动传播速度，并生产出了追随性能优 越的受电弓。对于高速而言，从受流质量要求来 看，弹链和简链均能满足要求，但弹链施工调整 麻烦，运营维护和事故抢修难度加大，同时弹链 的稳定性不如简链。这两种悬挂方式在国内都有 推荐采用。我院在京沪高速中推荐简单链型悬挂 。谢 谢
