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1、接触网讲义 卢奇伟广深铁路机辆事业部前言接触网是牵引供电系统的主动脉，其功能是通过与在运行中的受电弓的良好接触将电能传给电力机车（受电弓），因此，弓网间关系成为电气化高速铁路成败的关键所在。我们所追求弓网间的“良好接触”是指：弓网间震动小、相互间冲击小、离线次数及离线时间少、导线和滑板磨耗小。为使弓网间达到尽可能理想化的匹配，取得弓网间的“良好接触”，各国电气化专家花费大量的时间和精力研究接触网和受电弓的结构及各种技术参数。电气化高速铁路对供电系统的要求：1、由于高速动车组单列车的牵引电流及馈线电流很大，因此要求牵引供电系统有较强的供电能力。2、由于列车速度快，导致受电弓通过供电臂的时间短暂，
2、供电臂中列车数量少，馈线电流波动大。3、高速铁路采用交直交机车功率因数高谐波含量低。4、动态特性成为决定因素。5、弓网关系成为高速成败的关键，必须满足高速运行的弓网匹配。6、满足机车可靠稳定的供电要求。7、满足露天设备免维护、尽可能的少检修，同时能抵御自然环境侵害的要求。8、机车、动车组能自动过分相。9、供电能力适应高速度、高密度。10、具有综合一体化远程监控能力。根据上述要求，电气化高速铁路牵引供电系统需要解决的关键技术：1、弓网关系与检测技术：弓网关系是决定受流质量的主要因素。通过理论联系实践经验，确定最佳的悬挂形式、零部件材质，确定以硬点和弹性压力为主要检测对象的接触网受流状态评价标准与
3、体系。2、自动过电分相技术：牵引供电系统电分相环节是制约列车运行速度的瓶颈之一。其主要分为三大类：地面过电分相技术，机车上过电分相技术，地面与机车结合自动过电分相技术。3、电能质量与电磁兼容的问题：随着牵引负荷的增大，无功、负序、电压闪变和谐波问题更加突出，这需要有良好的平衡变压器及综合静止补偿装置。4、牵引供电自动化与信息化：牵引供电自动化与信息化是保障电气化铁路安全可靠的有效手段。其中，接触网在运营维护方面有待完善技术有：1、线与线间的衔接技术，主要表现在：锚段关节、线岔及下锚处。2、接触网的运营维护标准及检修工艺。3、检修器械、检测仪器及安全用具的试验周期、标准、规格及方法。4、运营维护
4、信息管理系统软件。第一部分 高速接触网与普速接触网间的区别1、基本结构间区别：区别项目普速接触网高速接触网悬挂类型半补偿和全补偿链形悬挂全补偿链形悬挂支持装置以柔性支撑为主以刚性结构为主定位装置普通定位器高强度轻型组合定位器锚段关节一般以3、4跨锚段关节为主以4、5跨锚段关节为主分相结构以器件式带中性区段锚段关节式线岔形式以小号道岔对应的交叉线岔为主，采用标准定位以大号道岔以应的交叉线岔和无交叉线岔为主，无标准定位最大跨距（m）6560结构高度1.1-1.71.3-1.62、基本参数及动态特性间区别：区别项目普速接触网高速接触网正线导线高度（m）5.8-6.55.3-5.6导线高度变化（m）不
5、大于0.5%不大于0.3%吊弦布置间距（m）5+5*10+5吊弦间距9米，弹性吊弦8米吊弦形式普通吊弦整体吊弦预留弛度（mm）无预留弛度060之间预留平均弹性约0.45约0.7弹性差异系数50%20%波动速度一般没考虑是决定要素，须充分考虑综合补偿张力（t）2.53.55.5动态抬高量不考虑充分考虑并须加以限制3、弓网关系线材间区别：区别项目普速接触网高速接触网接触压力只考虑接触力的静态值除考虑静态值外，还考虑最大偏差机械磨耗考虑并加以限制考虑并加以限制电气磨耗几乎不考虑确定滑板和接触线材料的重要因素动态包络线上下左右100mm上下左右200mm400mm承力索GJ-70，TJ-90TJ95/
6、127接触线钢铝线、黄铜以铜银线、铜镁线为主4、国内外代表性作品对比： 为保证接触线及承力索张力稳定，消除大气温度变化对线索张力的影响，世界上高速接触网均采用全补偿链形悬挂。法国TGV东南线采用全补偿弹性链形悬挂，接触网总张力为28kN，预留弛度L/1000，定位点处安装弹性吊弦。该结构的缺点是在运营中发现定位点处弹性较大、定位器的抬升量过高、经常发生打弓事故。所在，在TGV大西洋线中取消了弹性吊弦，采用了简单链形悬挂，张力为33kN,营运速度为300km/h。日本新干线采用重型（5.5t）全补偿复链形悬挂。德国Re200Re300系列均采用全补偿弹性链形悬挂。国别法国德国日本国中国（广深线）
7、建设年代80(初)9080（末）90609090（末）悬挂类型弹性链形简单链形弹性链形弹性链形复链形简单链形简单链形运营速度（km/h）270300250300400270270300160200波传动速度（km/h）412441426569414525约300接触线材CdCu120SnCu150AgCu120MgCu120Cu170Cs110Ris120接触线张力（kN）14201527152015国外的经验表明：简单链形悬挂、弹性链形悬挂、复链形悬挂均可用于高速接触网。在发展，各国因本身发展的原因，对悬挂线索的材质、补偿张力、承载流量和安全系数要求而不同。但在高速受流中对接触线的要求却有一
8、致性：1）、良好的导电性能，导电率最好能保持在90%以上。2）、良好的机械性能，能承受因提高波动速度而施加的张力并满足安全要求。3）、良好的耐磨性能，能满足设计所需的磨耗率和使用寿命。4）、良好的耐热性能，能防止过负荷电流或短路电流引起的热软化或熔断。5）、良好的疲劳特性，能防止接触线上下扰动形成的疲劳断裂。6）、良好的抗蠕变特性，在实际工作环境下所产生的导线表面波状变化应在可以控制的范围以内，不因此引起拉弧或离线。 从上表也可以看出，世界上多数国家接触网线材主要以铜及其合金为主，纯铜线材具有良好的电气特性和耐腐能力，但其机械强度却偏低，尤其在高温下的抗拉强度会大大一降，显然，这一特性不能满足
9、高速接触网重张力的要求，所以，高速接触网大多采用在纯铜中渗入少量的其它元素如银、镁、锡、碲等组成的铜合金接触线。虽然铜合金的机械强度明显高于纯铜，但其导电率只有纯铜的60%80%。弓网间在高速状态中完成能量传递时，有许多不同于低速弓网的特点，在这些特点中，接触网的波动特性、受电弓的动静特性、空气流对接触压力的影响、牵引电流及噪间等几个方面比较明显。在高速运行下，任何一点外部的不平顺，都会造成列车的振动，这种振动的级别与列车运行速度成正比。同样，振动将使弓网动态接触压力与静态接触压力产生较大的偏差，造成动态接触压力上下波动。同时，受电弓还受到一个在低速度时几乎可能忽略的外加空气动力。这些因素使受
10、流质量变差，甚至弓网离线，也加剧了受电弓滑板和接触网的电气磨耗和机械磨耗。高速受电弓沿接触导线高速滑行并正常取流的速度受接触网波动速度的影响和制约，当二者不匹配时，受流质量将严重恶化，甚至造成弓网解体。因此，在高速弓网系统中，接触网的波动速度成为制约列车高速运行的主要因此之一。5、小结：1、高速接触网在基本结构和技术参数上，充分考虑到了受电弓滑行时，接触网的弹性、稳定性、弓网间接触的平滑性，因此充分注重到了接触网锚段间的衔接点。同时，考虑到受电弓高速运行时的波动速度与抬升量，所以对其定位高度也进行了限制。2、高速接触网考虑机械磨耗的同时，更侧重于电气磨耗。在高速接触网中，弓网间的几何关系是安全
11、运行的基础，弓网系统在高速运行下的动态特性、电气稳定性、机械稳定性是核心，最终的目的是保证受流质量。3、外加的空气动力以及波动速度和产生，以上各个项目区别，高速接触网均比普通接触网要求严格。第二部分 寿命管理接触网的运行与维修, 坚持“预防为主、修养并重”的方针，按照“周期检测、状态维修、寿命管理”的原则。1、避雷器1.1 日常维护：周期：1年维护内容：检查避雷器的安装状态、电气连接状态，清扫避雷器套管绝缘，检查脱离器的通路情况，摇测避雷器绝缘电阻。注意事项：a) 此项工作一般安排在每年3月份进行；b) 检查脱离器的通路情况可用万用表检查，正常情况下为0；c) 摇测避雷器的绝缘电阻须使用用25
12、00V以上兆欧表，当摇测的结果与上次比较有显著降低时，应及时进行更换。1.2 寿命管理周期：年暂定更换周期为68年，到期后分批更换，先更换下来的避雷器交由检修车间按照说明书的有关要求进行电气试验，试验合格的发回接触网工区作为下一批更换的备品，试验不合格的淘汰。注意事项：工区在避雷器台账备注栏上注明是新购的或者试验日期（也可另建电子台账进行管理），以作为下次更换的参考，对有试验日期的，下次更换时即可以不作电气试验直接淘汰。2、分段绝缘器2.1日常清扫周期：3个月清扫内容：清扫主绝缘、桥绝缘子（国产）、承力索分段绝缘子串。注意事项：分段绝缘器的检修仍按照检规要求进行，清扫中发现主绝缘有烧伤、掉块、
13、裂纹等缺陷时，应及时更换。铁运200769号第113条 分段绝缘器的技术状态应符合下列要求：1.绝缘器的主绝缘应完好，其表面放电痕迹应不超过有效绝缘长度的20%。主绝缘严重磨损应及时更换。2.绝缘器应位于受电弓中心，一般情况下误差不超过100mm。3.滑道应平行于轨面，最大误差不超过10mm。4.绝缘器相对于两侧的吊弦点具有515mm的负弛度。5.绝缘器导线接头处过渡平滑。6.不应长时间处于对地耐压状态，尤其在雾、雨、雪等恶劣天气时，应尽量缩短其对地的耐压时间，即当作业结束后应尽快合上隔离开关，恢复正常运行。2.2 寿命管理周期：年暂定更换周期为56年，到期后分批更换，先更换下来的分段绝缘器交由检修车间按照说明书的有关要求进行电气试验，试验合格的发回接触网工区作为下一批更换的备品，试验不合格的淘汰。注
