电气化铁路接触网知识培训讲义

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1、1第一章 电气化铁路第一节 电气化铁路的优越性我国铁路运输的牵引动力，目前主要有蒸汽牵引、内燃牵引和电力牵引三种形式。以电力 牵引作为主要牵引方式的干线铁路称为电气化铁路。 我国第一条电气化铁路始建于 1958 年，1961 年 8 月 15 日宝鸡风州段 91km 建成通车， 采用了较先进的单相工频交流供电方式。 到 2005 年底，我国已建成电气化铁路两万公里，成为继俄罗斯、德国之后世界第三电气化 铁路大国。 目前，世界高速电气化铁路最高已达 330km/h（德国汉诺威柏林） ，最高试验速度已达 515km/h（法国巴黎勒芒图尔） 。我国于 1998 年已建成广深为 200km/h 的高速

2、电气化铁 路，秦沈试验为 321.5km/h。到 2020 年，我国将达到电气化铁路总里程 5 万公里，是铁路建设 的高潮。 电气化铁路的优越性，主要表现在以下几个方面： 一、能多拉快跑，提高运输能力。由于电力机车功率大、速度快，因而能多拉快跑，提高 牵引吨数，缩短在区间运行时间，从而可以大幅度提高运输能力。 二、能综合利用资源，降低燃料消耗。由于电力机车的能源可以来自多方面，因而可以综 合利用资源，即是在纯火力发电的情况下，电力机车总效率也可达 25%左右，为蒸汽机车的四 倍多。 三、能降低运输成本，提高劳动生产率。由于电力机车构造简单，牵引电动机和电气设备 工作稳定可靠，因而机车检修周期长

3、，维修量少，可以减少维修费用和维修人员。电力机车不 需要添煤、加水和加油，整备作业少，宜长交路行驶，因而可以少设机务段，乘务人员和运用 机车台数相应减少。这样就降低了运输成本，提高了劳动生产率。 四、能改善劳动条件，不污染环境。由于电力机车没有煤烟，使机车乘务员不受有害气体 侵害，同时也对沿线的环境不产生污染。第二节 电气化铁路的组成电气化铁路是由电力机车、牵引变电所和接触网组成的。一、电力机车电力机车由机械、电气和空气管路系统组成。 机械部分，主要包括车体和走行部分。 电气部分，主要包括受电弓、主断路器、牵引变压器、转换硅机组、调压开关、整流硅机 组、平波电抗器、牵引电动机和制动电阻柜等。

4、空气管路系统，主要包括空气制动、控制及辅助气路系统。 电力机力受电弓是将接触网的高压电源引入机车内部，与接触网滑动摩擦取流的。 受电弓对接触网的静压力为 68.69.8N。 受电弓滑板的最大工作范围为 1250 毫米，允许工作范围为 950 毫米。二、牵引变电所电气化铁路供电系统由发电厂、牵引变电所、接触网、电力机车和钢轨等构成。 牵引变电所的任务是把电力系统的三相高压电变成电力机车所需要的电能。 (一)牵引变电所的主要设备有：21牵引变压器 牵引变压器的作用是将高压 110kV(或 220kV)变成 27.5kV(或 55kV)的电能。 2高压开关设备 高压开关设备包括高压断路器、高压熔断器

5、和隔离开关等。在正常情况下操作高压开关切 断或接通电路；在短路情况下，继电保护装置作用于高压开关自动切除故障。 3互感器 利用互感器可以对高电压、大电流进行间接测量，从而保证测量仪表及人身的安全；互感 器还供给牵引变电所、保护装置的工作电压或电流。 4控制、监视与信号系统(二次回路) 包括测量仪表、监视装置、信号装置、控制装置、继电保护、自动装置和远动装置等。作 用是正确反映一次系统的工作状态，控制一次系统的运行操作。 5自用电系统 向牵引变电所内照明供电的系统称为自用电系统。由专门的自用变压器承担。 6回流接地和防雷装置 牵引变电所的保护接地和工作接地采用同一个环状接地网。主变压器牵引侧接地

6、端与接地 网相连，也与钢轨、回流线相连，从而形成牵引电流的回流通路。 为预防雷害，安装避雷针、避雷器等。 7电容补偿装置 电力牵引供电系统的功率因数较低，需进行功率补偿。目前常用的补偿方式有：串联电容 器补偿、并联电容器补偿和串并联电容器补偿。 (二)牵引变压器主接线 牵引变压器主接线常用三相 Y 接线、单相 VV 接线、斯科特接线、伍德布里奇接线及 三相 Y 组成 X 接线等。 (三)开闭所、分区亭和 AT 所 1开闭所 当枢纽内不设牵引变电所时，为缩小事故范围设开闭所，开闭所起电分段和扩大馈线数目 的作用。 2分区亭 在复线电气化线路中为改善供电臂末端电压水平和减少能耗，采用上、下行并联供

7、电，在 两相邻牵引变电所间设置分区亭。 3AT 所 仅在自耦变压器供电方式中设置，作用是改善电压水平和防干扰性能。三、接触网接触网是架设在铁路线路上空，向电力机车供给电能的特殊形式的输电线路。接触网额定 电压为 25kV，最低电压不低于 21kV，当行车速度为 140km/h 时低，应保持 23kV。 (一)接触网应具备的性能 接触网没有备用，长年暴露于铁路上方，经受污染、腐蚀和机车受电弓摩擦。对接触网的 要求如下： 1在各种恶劣环境条件下应能不间断供电，保证电力机车在最大运行速度时能正常取流。 2器材要有足够的机械强度和电气强度，要有相应的抗腐蚀能力，零件要尽量标准化、系 列化、扩大互换性。

8、 3结构合理，方便施工和运营。 4接触网发生事故后，通过抢修应能尽快恢复供电。3(二)接触网的组成 接触网由支柱与基础、支持装置和接触悬挂三部分组成。 1支柱与基础 由支柱、基础及下部附件组成。用于承受接触悬挂、支持装置的负荷，并把接触悬 挂固定在规定的位置上。 2支持装置 包括腕臂、拉杆(压管)、定位装置、软横跨、硬横跨等。它的作用是支持悬挂，并把悬挂 的负载传递给支柱与基础。 3接触悬挂 包括接触线、吊弦、承力索和连接它们的零件。它的作用是将电能传输给电力机车。第三节 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

9、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。 2BT 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“BT”供电方式中增加的回流线，而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。 4AT 供电方式 沿线路架设一条正馈线，每隔一定距离在接

10、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。第四节 接触悬挂类型接触悬挂分为简单悬挂和链形悬挂两类。一、简单悬挂将接触导线直接固定在支持装置上的悬挂称为简单悬挂。 这种悬挂方式较为简单，要求支柱高度和容量较小，施工、维修方便，造价低。但驰度较 大，弹性不均匀，稳定性差。 在悬挂点处加装弹性吊索，在两端下锚处加装张力补偿器的简单悬挂称为弹性简单悬挂。 弹性简单悬挂改善了悬挂点弹性，减小了接触线弛度，能适用于行车速度不大于 80km/h 的 线路上。二、链形悬挂链形悬挂是接触线通过吊弦(或辅助索)悬挂在承力索上的悬挂

11、方式。 链形悬挂具有弛度变化小、弹性均匀、稳定性好等优点。但也存在着结构复杂、投资大、4施工和维修量大的问题。 链形悬挂根据悬挂链数分为单链形和双链形悬挂；根据张力的补偿方式可分为无补偿、半 补偿和全补偿链形悬挂；根据悬挂点处吊弦形式可分为简单链形悬挂和弹性链形悬挂；根据承 力索和接触线的相对位置分为直链形、半斜链形和斜链形悬挂。 单链形悬挂：接触线通过吊弦挂在承力索上的悬挂。 双链形悬挂：接触线通过吊弦挂在辅助索上后再挂到承力索上的悬挂。 无补偿链形悬挂：承力索和接触线均为硬锚的悬挂。 半补偿链形悬挂：承力索为硬锚，接触线加设张力补偿装置的悬挂。 全补偿链形悬挂：承力索与接触线均加设张力补偿

12、装置的悬挂。 简单链形悬挂：悬挂点处接触线通过环节吊弦挂到承力索上的悬挂。 弹性链形悬挂：悬挂点处接触线通过弹性吊弦悬挂到承力索上的悬挂。 直链形悬挂：接触线与承力索布置在同一垂直表面上的悬挂。 半斜链形悬挂：接触线呈“之”字形布置，承力索沿线路中心布置的悬挂。 斜链形悬挂：在直线上，接触线与承力索呈相反方向的“之”字形布置；在曲线上，承力 索相对于接触线有一定的外侧位移。5第二章 接触网零件、线索及绝缘子第一节 接触网零件接触网各导线之间、导线与支持结构之间、支持结构与支柱之间的所有连接器件，统称为 接触网零件。一、零件分类(一)接触网零件按用途可以分为： 1悬吊零件：悬吊线索和杆件的零件，

13、如钩头鞍子、吊弦线夹、单双横承力索线夹等。 2定位零件：固定承力索和接触线位置的零件，如定位线夹、支持器、定位器等。 3连接零件：起连接作用的零件，如双耳连接器、套管铰环、连接板、接头线夹等。 4锚固零件：各承力的线索终端锚固零件，如楔形线夹、终端锚固线夹、承锚及线锚角钢 等。 5补偿零件：下锚补偿张力调节零件，如补偿滑轮、定滑轮装置及坠砣杆等。 6支撑零件：支持装置用的零件，如旋转腕臂底座、旋转腕臂拉杆底座、腕臂等。 7电连接零件：起电气连接作用的零件，如电连接线夹等。 (二)按零件的制造材料分为 1铸黄铜件(ZHAC67-2.5)：用于铜线中的线夹连接。 2、可锻铸铁件(KT38-8)：用

14、于承力和外形复杂且用量较多的零件。 3、灰口铸铁件(HT15-33)：用于承受压力的垫块及非承力零件。 4、普通碳素钢件(A3)：用于圆钢、角钢、槽钢等型材锻制或焊接零件。二、零件的使用要求接触网零件在使用前，除了检查是否符合型号、规格之外，还应对零件进行外观检查，其 应符合下列要求： 1表面应光洁、无裂纹、毛刺、砂眼、气泡等缺陷。 2零件的活动部位应灵活，配套连接无障碍。 3凡经过热镀锌的零件，应锌层均匀，无脱落、锈蚀现象。 4焊接零件应连续焊实，无虚焊、假焊等现象。三、接触网零件图的主要内容接触网零件图是加工制造、检查使用零件的重要依据。接触网零件图的主要内容有以下几 个方面： 1零件代号

15、 将接触网零件按顺序编出的表示符号。如 JL16-89 为套管铰环的代号。其中：JL-接触网零件； 16-零件序号；89-设计年限。在同一类型的零件中，如有不同型号的零件，一般在代号内把其型号写在零件序号后面，并用括号括起来，如：型套管铰环，其代号写为：JL16（）-21121189；2 型套管铰环，其代号为：JL16(2)-89。 接触网零件的标准代号用 TB2075 表示。如套管铰环的标准代号为 TB2075.15-90。TB2075 为铁路标准接触网零件(2075 为接触网零件编号)；15 为零件序号；90 为批准年限。 2结构图：表达零件结构形状的图形。在结构图中，主要反映了零件形状、

16、结构及各部尺 寸。63材料：制造零件所用的钢材牌号。如 KT33-8，该零件制造材料为可锻铸铁。 4说明及技术要求：介绍零件的用途、使用方法、注意事项、外观质量要求及承受荷载的 能力等。第二节 线 索接触网线索主要有接触线、 承力索及附加导线。一、接触线接触线的功用是保证质量良好地向电力机车供电。接触线应具有良好的导电性，具备足够 的机械强度和耐磨性。 我国目前采用的接触线有铜接触线和钢铝接触线两种。 (一)铜接触线 铜接触线一般由电解铜硬拉制成。它具有良好的导电性能，有足够的机械强度，耐腐蚀， 施工安装及运营维修方便等优点。但耗费大量铜材，价格较高。 铜接触线可分为 TCG-110、TCG-100、TCG-85 等型号。TCG 表示铜接触线，后面的数字为标 称截面积，单位为 mm2。 （二)钢铝接触线 钢铝接触线的上部为铝，作为导电部分，下部为钢以保证有足够的机械强度和耐磨性，两 种金属采用压接的方法构成。 钢铝接触线具有机械强度高、稳定性好、耐磨耗、造价低等优