高速列車(chē)牽引供電

1、高速鐵路牽引供電系統(tǒng)概述1高速鐵路牽引供電系統(tǒng)概述第一節(jié) 電力牽引供電系統(tǒng) 第二節(jié) 高速列車(chē)供電 第三節(jié) 高速接觸網(wǎng)第四節(jié) 高速受電弓2第二節(jié) 電力牽引供電系統(tǒng)電力系統(tǒng)3電力牽引供電系統(tǒng)電力系統(tǒng)4電力牽引供電系統(tǒng)接觸網(wǎng)5電力牽引系統(tǒng)6電力牽引系統(tǒng)電力牽引系統(tǒng)的組成如圖所示。發(fā)電廠500KV高壓輸電線區(qū)域變電所110KV輸電線牽引變電所27.5KV輸電線、接觸網(wǎng) 7電力牽引系統(tǒng) 國(guó)家公用電網(wǎng)來(lái)的三相110KV交流經(jīng)過(guò)牽引變電所降壓后，向電氣化鐵道牽引接觸網(wǎng)輸出25KV（27.5KV）單相交流供給電力機(jī)車(chē)。 電力機(jī)車(chē)是通過(guò)受電弓從接觸網(wǎng)上獲取電能的，27.5KV單相交流供給電力機(jī)車(chē)后經(jīng)過(guò)電力機(jī)車(chē)上

2、的牽引變壓器降壓，再通過(guò)變流裝置變流后輸?shù)綘恳妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車(chē)（列車(chē)）運(yùn)行 8第二節(jié) 高速列車(chē)供電一、供電方式二、牽引變電所9高速列車(chē)牽引供電系統(tǒng)牽引變電所接觸網(wǎng)保證質(zhì)量良好并不間斷地向高速列車(chē)供電在高速列車(chē)運(yùn)行中通過(guò)與受電弓良好的摩擦接觸將電能傳給高速列車(chē)高速列車(chē)牽引供電系統(tǒng)的組成1011一、供電方式 電氣化鐵路有五種供電方式，即：直接供電吸流變壓器供電帶回流線的直接供電自耦變壓器供電同軸電力電纜供電121. 直接供電方式 直接供電方式是指在牽引網(wǎng)中不加特殊防護(hù)措施的一種供電方式，它以一根饋線接在接觸網(wǎng)上，另一根饋線接在鋼軌上,如圖所示： 13 這種供電方式最簡(jiǎn)單，投資最省，牽引網(wǎng)阻抗小，能耗

3、也較低。供電距離單線一般為30km左右，雙線一般為25km左右。142. 吸流變壓器供電方式 吸流變壓器的供電方式（簡(jiǎn)稱BT供電方式）是在牽引網(wǎng)中架設(shè)有吸流變壓器回流線裝置的一種供電方式。目前，在我國(guó)電氣化鐵路上采用較為廣泛，如圖所示： 15 吸流變壓器的變比為1:1，它的一次繞組串接在接觸網(wǎng)（T）上，二次繞組串接在專為牽引電流流回牽引變電所而特設(shè)的回流線（NF）上，所以也稱吸流變壓器回流線供電方式（簡(jiǎn)稱吸回方式）163. 帶回流線的直接供電方式 帶回流線的直接供電方式是在接觸網(wǎng)支柱上架設(shè)一條與鋼軌并聯(lián)的回流線，如圖所示：17 利用接觸網(wǎng)與回流線之間的互感作用，使鋼軌中的電流盡可能地回流到牽引

4、變電所，因而能部分抵消接觸網(wǎng)對(duì)鄰近通信線路的干擾。184自耦變壓器供電方式（簡(jiǎn)稱AT供電方式） 自耦變壓器供電方式是每隔10km左右在接觸網(wǎng)與正饋線之間并聯(lián)接入一臺(tái)自耦變壓器，其中性點(diǎn)與鋼軌相連。19 自耦變壓器將牽引網(wǎng)的供電電壓提高一倍，而供給高速列車(chē)的電壓仍然不變。由于自耦變壓器的作用，經(jīng)鋼軌流回的電流，經(jīng)自耦變壓器繞組和正饋線流回變電所。當(dāng)自耦變壓器的一個(gè)繞組流過(guò)高速列車(chē)電流時(shí)，其另一個(gè)繞組感應(yīng)出電流供給高速列車(chē)。20 因此，當(dāng)高速列車(chē)負(fù)荷電流為I時(shí)，由接觸網(wǎng)和正饋線供給的電流為0.5I，另外的負(fù)荷電流由自耦變壓器感應(yīng)電流供給。 這種供電方式的牽引網(wǎng)阻抗很小，電壓損失小，電能損耗低，供電

5、能力大，供電距離長(zhǎng)，可達(dá)4050km。 由于牽引負(fù)荷電流在接觸網(wǎng)和正饋線中的方向相反，因而對(duì)鄰近的通信線路干擾很小。215同軸電力電纜供電 同軸電力電纜供電（簡(jiǎn)稱CC供電方式），是一種新型的供電方式。同軸電力電纜沿鐵路埋設(shè)，其內(nèi)部芯線作為饋電線與接觸網(wǎng)連接，外部導(dǎo)體作為回流與鋼軌相接。每隔510km作一個(gè)分段，如圖所示:2223 由于饋線與回流線在同一電纜中，間隔很小，而且同軸布置，使互感系數(shù)增大，所以同軸電力電纜的阻抗比接觸網(wǎng)和鋼軌的阻抗小得多，牽引電流和回流幾乎全部經(jīng)由同軸電力電纜中流過(guò)。因此電纜芯線與外部導(dǎo)體電流相等，方向相反，二者形成的磁場(chǎng)相互抵消，對(duì)鄰近的通信線路幾乎無(wú)干擾。由于阻抗

6、小，因而供電距離長(zhǎng)。但由于同軸電力電纜造價(jià)高，投資大，現(xiàn)僅在一些特別困難區(qū)段采用。24二、牽引變電所 1.牽引變電所的作用 我國(guó)電氣化鐵路采用的是工頻單相25kV交流制，而電力系統(tǒng)是一個(gè)三相交流系統(tǒng)，需要經(jīng)過(guò)變換電壓等級(jí)和由三相變換成單相才能使用。電氣化鐵路產(chǎn)生的負(fù)序和高次諧波對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)造成多種不良影響，需要通過(guò)牽引變電所來(lái)解決。因此，牽引變電所應(yīng)具有以下兩個(gè)方面的作用:25 （1）將電力系統(tǒng)的電能變換成適合高速列車(chē)使用的電能。 在牽引變電所內(nèi)裝設(shè)有牽引變壓器（也稱主變壓器），將電力系統(tǒng)的高壓（一般為110kV或220kV）降為27.5kV或 227.5kV（自耦變壓器供電方式），以單相電饋

7、送給接觸網(wǎng)，供高速列車(chē)使用。國(guó)外有些國(guó)家的電氣化鐵路采用的是直流制式，或是低頻（16 2/3Hz）交流制式，因此，還需要將交流電整流成直流電，或?qū)⒐ゎl變換成16 2/3Hz，這些變換工作都由牽引變電所來(lái)完成。26 （2）降低電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響。 電氣化鐵路的單相牽引負(fù)荷是一個(gè)不對(duì)稱的負(fù)荷，對(duì)三相電力系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)序電流和負(fù)序電壓。要減輕負(fù)序電流和負(fù)序電壓對(duì)三相電力系統(tǒng)的影響，需要牽引變電所采用換相接線方式或不同接線型式的變壓器。272變電所保護(hù)裝置 一個(gè)變電所有十多臺(tái)斷路器，每臺(tái)斷路器都要有專門(mén)的保護(hù)裝置來(lái)控制。如果沒(méi)有符合要求的保護(hù)裝置，那么斷路故障就不能迅速地排除，從而造成嚴(yán)重的危害。

8、保護(hù)裝置除了用來(lái)切斷斷路故障外，也用作發(fā)出不正常運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)，如變壓器過(guò)負(fù)荷和過(guò)熱、控制回路斷線、絕緣不良等不正常狀態(tài)，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)不正常信號(hào)后，可及時(shí)采取措施消除不正常狀態(tài)，保證供電系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。對(duì)保護(hù)裝置的基本要求如下。28a.選擇性。保護(hù)該跳閘的斷路器跳閘，不該跳閘的不跳，以使停電限制在最小的范圍；b.速動(dòng)性。故障后迅速動(dòng)作，可減小設(shè)備的損壞程度及對(duì)非故障區(qū)段的影響時(shí)間。但速動(dòng)性不能影響選擇性。c.靈活性。要求對(duì)保護(hù)范圍的故障反應(yīng)靈敏，不產(chǎn)生拒動(dòng)；d.可靠性。要求保護(hù)裝置的元件和接線處于良好狀態(tài)，該動(dòng)作時(shí)均能正常工作。29第三節(jié) 高速接觸網(wǎng)一、接觸網(wǎng)的構(gòu)成二、接觸懸掛形式三、接

9、觸網(wǎng)的性能要求四、接觸線及承力索30一、接觸網(wǎng)的構(gòu)成 接觸網(wǎng)是電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)中的主要供電設(shè)備，它的功能是向走行在鐵路線上的高速列車(chē)不間斷地供應(yīng)電能。但接觸網(wǎng)與一般的輸電線路不同，它必須架設(shè)在鐵路線路的正上方，高速列車(chē)?yán)庙敳康氖茈姽c接觸網(wǎng)接觸而獲得電能。因此，在電力高速列車(chē)走行的線路都必須架設(shè)接觸網(wǎng)。31 由于接觸網(wǎng)是露天設(shè)置，受著各種惡劣氣象條件的影響，其工作狀態(tài)又是隨著高速列車(chē)的運(yùn)行而變化，而且沒(méi)有備用，因而使得接觸網(wǎng)的工作條件非常復(fù)雜，對(duì)它的要求也非常嚴(yán)格。 高速列車(chē)實(shí)際上是一個(gè)邊受流邊行駛的移動(dòng)負(fù)荷。為了保證不間斷地供給高速列車(chē)電能，就必須使高速列車(chē)的受電弓與接觸網(wǎng)的接觸導(dǎo)線

10、在高速列車(chē)行駛時(shí)有良好的接觸，為此，對(duì)接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)有特殊的要求。接觸網(wǎng)的主要組成如下：321接觸懸掛部分 包括承力索、接觸導(dǎo)線、吊弦、中心錨結(jié)、補(bǔ)償裝置等。33補(bǔ)償裝置34 承力索是接觸網(wǎng)承載接觸導(dǎo)線，并傳輸電流的線材。承力索的選擇應(yīng)符合的條件是，承力索的線脹系數(shù)與接觸導(dǎo)線相匹配；機(jī)械強(qiáng)度高；耐疲勞性能好，耐溫特性好；導(dǎo)電率高等。35 接觸導(dǎo)線是接觸網(wǎng)中直接與受電弓作摩擦運(yùn)動(dòng)傳遞電能的線材。它對(duì)接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流性能的好壞產(chǎn)生至關(guān)重要的作用，受流系統(tǒng)的許多性能指標(biāo)直接由接觸導(dǎo)線決定，如波動(dòng)傳播速度、接觸導(dǎo)線的抬升量、接觸導(dǎo)線的磨耗、安全系數(shù)等。表4-1給出了國(guó)外高速接觸導(dǎo)線的比較。3637

11、2支持裝置 用以懸吊和支撐接觸懸掛并將其各種載荷傳遞給支柱或橋隧等大型建筑物。支持裝置還應(yīng)將承力索、接觸導(dǎo)線固定在一定范圍內(nèi)，使受電弓滑行時(shí)與接觸導(dǎo)線有良好的接觸。根據(jù)根據(jù)接觸網(wǎng)所在的位置及作用不同，支持裝置的結(jié)構(gòu)又可分為腕臂支持裝置、軟橫跨、硬橫跨、橋梁支持裝置和隧道支持裝置等。38支持裝置393支柱與基礎(chǔ) 用以安裝支持裝置、懸吊接觸懸掛，并承受其載荷。 此外，接觸網(wǎng)還包括供電線，加強(qiáng)線，因供電方式不同而設(shè)置的回流線、正饋線（AF線）、保護(hù)線（PW線）等附加導(dǎo)線，以及為安全而設(shè)置的保護(hù)設(shè)備和電氣設(shè)備等。40二、接觸懸掛形式 接觸懸掛形式是指接觸網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)形式，它反映了接觸網(wǎng)的空間結(jié)構(gòu)和幾何

12、尺寸。不同的懸掛形式，在工程造價(jià)、受流性能、安全性能上均有差別。另外，對(duì)接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)也有不同的要求。 對(duì)高速接觸網(wǎng)懸掛形式的要求是，受流性能滿足高速鐵路的運(yùn)營(yíng)要求、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、維修方便、工程造價(jià)低。41 世界上發(fā)展高速鐵路的主要國(guó)家如日本、德國(guó)、法國(guó)的高速接觸網(wǎng)懸掛形式是在不斷改進(jìn)中發(fā)展起來(lái)的，主要有三種懸掛形式：簡(jiǎn)單鏈形懸掛、彈性鏈形懸掛、復(fù)鏈形懸掛。 1簡(jiǎn)單鏈形懸掛 其性能特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、安裝調(diào)整維修方便，適應(yīng)于高速受流。42 定位點(diǎn)處彈性小，跨中彈性大，造成受電弓在跨中抬升量大，跨中采用預(yù)留弛度，受電弓在跨中的抬升量可降低；定位點(diǎn)處易形成相對(duì)硬點(diǎn)，磨耗

13、大。如果選擇結(jié)構(gòu)形式合理、性能優(yōu)良的定位器，則可消除這方面的不足。定位點(diǎn)432彈性鏈形懸掛 在結(jié)構(gòu)上，相對(duì)于簡(jiǎn)單鏈形懸掛在定位點(diǎn)處裝設(shè)彈性吊索，主要有兩種形式：“丌”形和“Y”形。彈性吊索的材質(zhì)一般與承力索相同，其線脹系數(shù)與承力索相匹配。44 其性能特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，改善了定位點(diǎn)處的彈性，使得定位點(diǎn)處的彈性與跨中的彈性趨于一致，整個(gè)接觸網(wǎng)的彈性均勻，受流性能好。缺點(diǎn)是彈性吊索調(diào)整維修比較復(fù)雜，定位點(diǎn)處導(dǎo)線抬升量大，對(duì)定位器的安裝坡度要求也較嚴(yán)格。453復(fù)鏈形懸掛 在結(jié)構(gòu)上，承力索和接觸導(dǎo)線之間加了一根輔助承力索。其性能特點(diǎn)是，接觸網(wǎng)的張力大，彈性均勻，安裝調(diào)整復(fù)雜、抗風(fēng)能力強(qiáng)。46 各國(guó)對(duì)

14、以上三種懸掛形式有不同的認(rèn)識(shí)和側(cè)重，根據(jù)各自的國(guó)情發(fā)展自己的懸掛形式。 日本的高速線路如：東海道新干線、山陽(yáng)新干線、東北新干線、上越新干線均采用復(fù)鏈形懸掛。47 法國(guó)的巴黎里昂的東南線采用彈性鏈形懸掛，巴黎勒芒圖爾的大西洋線采用接觸導(dǎo)線帶預(yù)留弛度的簡(jiǎn)單鏈形懸掛。48 德國(guó)在行速度低于160kmh的線路采用簡(jiǎn)單鏈形懸掛，在160km/h及以上的線路采用彈性鏈形懸掛。49三、接觸網(wǎng)的性能要求 高速列車(chē)運(yùn)行時(shí)，受電弓給接觸導(dǎo)線向上的抬力，使接觸導(dǎo)線抬升。由于接觸導(dǎo)線是一條長(zhǎng)軟線，而受電弓又是一個(gè)彈性裝置，因此，這種壓力和抬力是變化的，而且變化迅速。此外，列車(chē)在以空氣為介質(zhì)的空間運(yùn)行時(shí)，還會(huì)對(duì)受電弓弓

15、臂和弓頭產(chǎn)生具有一定壓力的空氣流，形成對(duì)受電弓向上或向下的附加力。50 上面幾種力的合成作用結(jié)果，使接觸網(wǎng)產(chǎn)生振蕩，從而使受電弓滑板不能良好地追隨接觸導(dǎo)線的軌跡，導(dǎo)致脫離接觸導(dǎo)線。其后果是使高速列車(chē)受流時(shí)通時(shí)斷，造成高速列車(chē)行駛時(shí)出現(xiàn)牽引力不穩(wěn)定的狀態(tài)。惡劣的氣象條件還會(huì)直接影響接觸網(wǎng)的工作狀態(tài)。為了安全可靠的供電，接觸網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具備以下性能要求。511有足夠的強(qiáng)度，保證接觸網(wǎng)具有穩(wěn)定性；2在惡劣的氣象條件下保證列車(chē)在規(guī)定的速度運(yùn)行時(shí)能良好地受流；3對(duì)各導(dǎo)線和支持結(jié)構(gòu)、零部件及絕緣子等應(yīng)當(dāng)采取有效的防腐蝕和防污穢技術(shù)措施，以保持整個(gè)接觸網(wǎng)設(shè)備的良好狀態(tài)；4接觸懸掛的各項(xiàng)技術(shù)性能應(yīng)滿足受電弓與接觸

16、導(dǎo)線在滑動(dòng)接觸摩擦?xí)r可靠地工作的要求，使用壽命應(yīng)盡可能的延長(zhǎng)；525各類支持結(jié)構(gòu)和零部件應(yīng)力求輕巧耐用，做到標(biāo)準(zhǔn)化并具有互換性，便于施工和維修保養(yǎng)，發(fā)生事故時(shí)也便于搶修，為迅速恢復(fù)供電創(chuàng)造條件；6接觸導(dǎo)線和安裝在接觸導(dǎo)線上的有關(guān)設(shè)備要有良好的平滑度和耐磨性能，接觸導(dǎo)線不應(yīng)有不平直的小彎及懸掛零件等形成的硬點(diǎn)，以免受電弓與其發(fā)生碰撞，造成受電弓和接觸導(dǎo)線的機(jī)械損傷和電弧燒傷。53四、接觸線及承力索1.對(duì)接觸線及承力索的要求 接觸線是接觸懸掛中與受電弓直接接觸的部分，通過(guò)接觸線向電力機(jī)車(chē)輸送電能，是接觸懸掛最為重要的導(dǎo)線。接觸線如果發(fā)生斷線等故障，將直接中斷行車(chē)，會(huì)給運(yùn)輸生產(chǎn)造成重大損失，接觸線與

17、其他輸電線的工作條件又完全不同，接觸線是在受拉的情況下又與電力機(jī)車(chē)的受電弓直接接觸并在滑動(dòng)摩擦的狀態(tài)下工作的，所以必須具有良好的電氣性能、足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能。54 根據(jù)鐵路全面提速和向高速方向發(fā)展的要求，接觸線還應(yīng)具有線密度小(波動(dòng)傳播速度高)和高溫強(qiáng)度大(耐軟化性能好)的特征。我國(guó)目前規(guī)定接觸線的額定張力為10kN(TCG-100)和8.5kN(TCG-85)，其中考慮了錨段內(nèi)可能出現(xiàn)額定張力15的張力增量，以及接觸線磨耗后截面積的減小值，然后還要考慮不小于2.5的安全系數(shù)。接觸線中部位置有兩個(gè)溝槽，用以固定吊弦線夾、定位線夾及電連接線夾等零部件，溝槽的下部為與受電弓接觸部分，其底面稱

18、為工作面。55 接觸線及有關(guān)零部件的重量均由承力索承受，并通過(guò)支持裝置傳給支柱及有關(guān)結(jié)構(gòu)物。 因此，要求承力索要有一定的機(jī)械強(qiáng)度。承力索架設(shè)后，既能減小接觸線的弛度，又可通過(guò)吊弦調(diào)整接觸線的高度，改善接觸懸掛的彈性。在電氣方面，必要時(shí)與接觸線并聯(lián)供電，共同擔(dān)負(fù)傳導(dǎo)電流的任務(wù)，此時(shí)還要求其有較好的電氣性能。56 承力索的額定張力當(dāng)采用GJ-70(鋼絞線截面為70 mm2)時(shí)為15kN，當(dāng)采用GJ-100(鋼絞線截面為100 mm2)時(shí)為20kN。 572接觸線的材質(zhì)和規(guī)格 我國(guó)電氣化鐵路建設(shè)初期，采用銅接觸線，規(guī)格有TCG-100和TCG-85兩種。其符號(hào)含義：T表示銅，C表示電車(chē)線，G表示溝形

19、，數(shù)字表示截面積(mm2)。TCG-100用于區(qū)間及站場(chǎng)正線；TCG-85用于站場(chǎng)站線。銅接觸線具有電氣性能好，耐腐蝕，使用壽命較長(zhǎng)及施工架設(shè)方便等優(yōu)點(diǎn)。58 因鋼鋁的導(dǎo)電性能比銅要差，用加大鋼鋁截面積的辦法，使其達(dá)到銅導(dǎo)線等同導(dǎo)電性能的截面積，通常稱為當(dāng)量截面積。鋼鋁線上部為鋁材，用以導(dǎo)電，下部為鋼材，是工作部分，用以承受張力和滿足耐磨要求(簡(jiǎn)稱為上、下復(fù)合式鋼鋁接觸線)。 與銅線比較，具有強(qiáng)度較高，不易拉斷及耐磨等優(yōu)點(diǎn)。但存在耐腐蝕性能較差、出現(xiàn)硬彎后不易調(diào)直、硬點(diǎn)不易消除、受電弓通過(guò)時(shí)易于打弓及鋼鋁結(jié)合部可能產(chǎn)生開(kāi)裂等缺點(diǎn)。59接觸線的截面形式及主要技術(shù)性能詳見(jiàn)表：60接觸網(wǎng)定位裝置一、

20、定位裝置結(jié)構(gòu)1、定位管 定位裝置是支持結(jié)構(gòu)中的主要組成部分，它是在定位點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)接觸線相對(duì)于線路中心進(jìn)行橫向定位的裝置。 定位裝置是由定位管、定位器、定位線夾及連接零件組成的。 普通定位管特型(T型）定位管 61接觸網(wǎng)定位裝置2、定位器直管定位器彎管定位器等要求： 傾斜度要求為1：51：10之間。定位器在平均溫度時(shí)，應(yīng)該垂直于線路中心線，溫度變化時(shí)，沿接觸線縱向偏移在極限溫度下，不得超過(guò)定位器管長(zhǎng)的1/3。62接觸網(wǎng)定位裝置二、定位方式1、正定位2、反定位3、軟定位4、組合定位5、單拉定位63接觸網(wǎng)定位裝置三、高速接觸網(wǎng)定位裝置1、多功能定位器防過(guò)量抬高功能防離線功能2、限抬定位器 64接觸網(wǎng)定

21、位裝置四、接觸線“之”字值（拉出值）的確定 定位點(diǎn)處接觸線與電力機(jī)車(chē)受電弓滑板中心有一定距離，這個(gè)距離在直線區(qū)段叫做接觸線的“之”字值，在曲線區(qū)段稱拉出值，一般用符號(hào)“a”表示。1、“之”字值（拉出值）的大小直線區(qū)段，標(biāo)準(zhǔn)值為 線路行車(chē)速度大于 ，之”字值一般選定為 ，允許誤差范圍為 65接觸網(wǎng)定位裝置2、“之”字值（拉出值）的施工與檢調(diào) 在直線區(qū)段，由于線路中心線和受電弓中心重合，定位點(diǎn)處接觸線的垂直投影距線路中心線的距離也就是定位點(diǎn)處接觸線距受電弓中心的距離。故在直線區(qū)段接觸線的“之”字值就是定位點(diǎn)處接觸線距線路中心線的距離。 曲線上，由于線路外軌超高，使機(jī)車(chē)車(chē)身向曲線內(nèi)側(cè)方向傾斜，機(jī)車(chē)受

22、電弓隨之偏斜，受電弓中心線與線路中心線有一定偏斜距離。在確定曲線拉出值時(shí)，要通過(guò)定位處接觸線對(duì)線路中心線投影的位置（即值）間接確定對(duì)受電弓中心的位置。66接觸網(wǎng)定位裝置定位點(diǎn)處接觸線距受電弓中心的水平距離（拉出值）用符號(hào)“ a ”表示。定位點(diǎn)處接觸線距線路中心的距離用符號(hào)“m”表示。線路中心線距機(jī)車(chē)受電弓中心的偏斜值用符號(hào)“c ”表示。曲線時(shí)拉出值確定：三者的關(guān)系為： 公式中的 m值有正、負(fù)之分，當(dāng)接觸線定位點(diǎn)投影在線路中心線與外軌間時(shí),m值為正值;當(dāng)在線路中心線與內(nèi)軌間時(shí)，m值為負(fù)值.67接觸網(wǎng)定位裝置圖241 普通定位管結(jié)構(gòu)圖68接觸網(wǎng)定位裝置圖 2-41 普通定位器 69接觸網(wǎng)定位裝置

23、正定位安裝圖70接觸網(wǎng)定位裝置 反定位安裝圖71接觸網(wǎng)定位裝置軟定位安裝圖72接觸網(wǎng)定位裝置組合定位安裝圖73接觸網(wǎng)定位裝置 單拉定位示意圖74接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置 一、滑輪式補(bǔ)償裝置 1、主要組成部分 接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置，又稱張力自動(dòng)補(bǔ)償器，它安裝在錨段的兩端，并且串接在接觸線承力索內(nèi)，它的作用是補(bǔ)償線索內(nèi)的張力變化，使張力保持恒定。 補(bǔ)償滑輪（滑輪組）補(bǔ)償繩杵環(huán)桿墜砣桿墜砣連接零件75接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置2、補(bǔ)償器的安設(shè)與要求 、安設(shè)補(bǔ)償器串接在錨段內(nèi)線索兩端與支柱固定處，根據(jù)接觸懸掛類型的不同有不同的補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)。、要求半補(bǔ)償時(shí)，接觸線帶補(bǔ)償器，多采用兩滑輪組結(jié)構(gòu)，滑輪組的傳動(dòng)比為1:2，即墜砣塊的重力為

24、接觸線標(biāo)稱張力的一半。全補(bǔ)償時(shí)，接觸線與承力索兩端均帶補(bǔ)償器，接觸線補(bǔ)償器的安設(shè)與半補(bǔ)償相同。承力索補(bǔ)償器則采用三滑輪組式，傳動(dòng)比為1:3。 76接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置3、補(bǔ)償器的a、b值a值：墜陀桿耳環(huán)孔中心至補(bǔ)償（定）滑輪下沿的距離為a值。b值：墜陀串最下一塊墜陀的底面至地面（或基礎(chǔ)面）的距離稱為補(bǔ)償器的b值。 概念 要求在最低溫度時(shí)，a值應(yīng)大于零。在最低溫度時(shí)，b值應(yīng)小于零?！敖佑|網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程”規(guī)定，補(bǔ)償器a、b值的最小值不小于200mm，在進(jìn)行接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，a、b值不小于300mm。77接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置 a、b值的計(jì)算及墜砣安裝曲線 式中： 設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的最小值（mm）； 設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的最小值（m

25、m）； 設(shè)計(jì)時(shí)采用的最低氣溫（ ）； 安裝或調(diào)整作業(yè)時(shí)的溫度（ ）； 設(shè)計(jì)時(shí)采用的最高氣溫（ ）； 補(bǔ)償滑輪傳動(dòng)系數(shù)（即傳動(dòng)比的倒數(shù)）； 錨段內(nèi)中心錨結(jié)至補(bǔ)償器間距離（mm）； 線索的線脹系數(shù)（ ）。78接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置 棘輪本體大輪直徑為566mm，小輪直徑為170mm，傳動(dòng)比為13，補(bǔ)償繩為柔性不銹鋼絲繩，比普通不銹鋼絲繩性能更好，工作荷重有30kN、36kN兩種.主要優(yōu)點(diǎn)是具有斷線制動(dòng)功能，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)線索斷裂后，棘輪和墜砣在重力作用下下落，棘齒卡在制動(dòng)卡塊上， 從而可以有效地縮小事故范圍、防止墜砣下落侵入限界。棘輪裝置的棘輪與其它工作輪共為一體，可以解決空間受限時(shí)的補(bǔ)償問(wèn)題。二、

26、棘輪式補(bǔ)償裝置79三、橫承力索張力補(bǔ)償接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置由于氣溫變化懸殊，對(duì)軟橫跨進(jìn)行補(bǔ)償，采用軟橫跨定位繩補(bǔ)償裝置，即彈性補(bǔ)償器。80接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置 81接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置 1：3傳動(dòng)比補(bǔ)償滑輪組82接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置 83接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置 棘輪式補(bǔ)償裝置安裝圖84第四節(jié) 高速受電弓一、高速受電的特點(diǎn)及要求二、接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流質(zhì)量評(píng)價(jià)三、受電弓簡(jiǎn)介 85一、高速受電的特點(diǎn)及要求 1高速受電特點(diǎn) 目前世界各國(guó)的最高運(yùn)行速度在200km/h以上的高速列車(chē)，幾乎全部采用電力牽引。與常速列車(chē)的電力牽引相比較，高速列車(chē)電力牽引的受電的主要特點(diǎn)如下：86 （1）接觸網(wǎng)與受電弓的波動(dòng)特性。高速列車(chē)的行駛速度較常速

27、列車(chē)高得多，因而受電弓沿接觸導(dǎo)線移動(dòng)的速度大大加快，這就使接觸網(wǎng)與受電弓的波動(dòng)特性發(fā)生變化，從而對(duì)受電產(chǎn)生影響； （2）高速列車(chē)在高速運(yùn)行時(shí)所受的空氣阻力遠(yuǎn)較常速列車(chē)大得多，空氣動(dòng)態(tài)力也是高速受電的一個(gè)重要因素；87 （3）受電弓從接觸網(wǎng)大功率受電問(wèn)題。高速列車(chē)所需的牽引功率較常速列車(chē)大得多，若采用多弓受電必然會(huì)增加阻力和加大噪音，并引起接觸網(wǎng)的波動(dòng)干擾，因而受電弓的數(shù)量不能太多，這就需要解決受電弓從接觸網(wǎng)大功率受電問(wèn)題。 高速列車(chē)的受電是通過(guò)受電弓與接觸網(wǎng)的接觸導(dǎo)線緊密接觸而實(shí)現(xiàn)的，因而受電是否正常直接取決于接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài)。接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)工作可靠是確保高速動(dòng)力車(chē)良好取流的根本條

28、件。882對(duì)高速受電的接觸網(wǎng)的要求 由于接觸網(wǎng)的接觸導(dǎo)線是一根具有彈性的導(dǎo)線，受電弓也是一個(gè)彈性體，故而兩者構(gòu)成的是一個(gè)相互接觸的彈性系統(tǒng)。對(duì)高速受電用的接觸網(wǎng)應(yīng)有更高的要求： （1）在最高運(yùn)行速度和更大的速度變化范圍內(nèi)應(yīng)能保證正常供電；89 （2）應(yīng)有更高的耐磨性和抗腐蝕（包括抗電蝕）能力； （3）對(duì)接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)有更高的要求； （4）在接觸網(wǎng)的接觸懸掛方面，目前在常速列車(chē)供電中采用的彈性半補(bǔ)償鏈形懸掛和彈性全補(bǔ)償鏈形懸掛已不能適應(yīng)高速列車(chē)的要求，應(yīng)有更為先進(jìn)的接觸懸掛裝置。903對(duì)高速高速列車(chē)受電弓的要求 （1）受電弓的滑板與接觸導(dǎo)線之間要保持恒定的接觸壓力，以實(shí)現(xiàn)比常速受電弓更為可

29、靠的連續(xù)電接觸。其接觸壓力不能過(guò)大或過(guò)小。91 （2）與常速受電弓相比要盡可能減輕受電弓運(yùn)動(dòng)部分的重量，以保證與接觸網(wǎng)有可靠的電接觸。列車(chē)運(yùn)行中，受電弓將隨著接觸導(dǎo)線高度變化而上下運(yùn)動(dòng)。在高速條件下，這種運(yùn)動(dòng)更為頻繁，從而直接影響滑板與接觸導(dǎo)線之間接觸壓力的恒定。92 由于接觸壓力除與接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)、性能有關(guān)外，還與受電弓的靜態(tài)特性（靜止?fàn)顟B(tài)下接觸壓力與受電弓高度的關(guān)系）和動(dòng)態(tài)特性（運(yùn)行狀態(tài)下受電弓上下運(yùn)動(dòng)的慣性力）有關(guān)，因此對(duì)于高速受電弓，除必須保證機(jī)械強(qiáng)度和剛度外，應(yīng)盡可能降低受電弓運(yùn)動(dòng)部分的重量，從而減小運(yùn)動(dòng)慣性力。這樣才能使受電弓滑板迅速跟上接觸導(dǎo)線高度的變化，保證良好的電接觸。93 （3

30、）由于高速運(yùn)行時(shí)空氣阻力很大，因此高速受電弓在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要作充分考慮，力求使作用在滑板上的空氣制動(dòng)力有別的零件承擔(dān)，從而使受電弓滑板在其垂直工作范圍內(nèi)始終保持水平位置，以減小甚至消除空氣制動(dòng)力對(duì)滑板與接觸導(dǎo)線間接觸壓力的影響。 （4）滑板的材料、形狀和尺寸應(yīng)適應(yīng)高速的要求，以保證良好的接觸狀態(tài)及更高的耐磨性能。94 （5）要求受電弓在其工作高度范圍內(nèi)升降弓時(shí)，初始動(dòng)作迅速，終了動(dòng)作較為緩慢，以確保在降弓時(shí)快速斷弧，并防止升降弓時(shí)受電弓對(duì)接觸網(wǎng)和底架有過(guò)大的沖擊載荷。95二、接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流質(zhì)量評(píng)價(jià) 接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流質(zhì)量與接觸網(wǎng)和受電弓的匹配性能有很大關(guān)系，單方面評(píng)價(jià)接觸網(wǎng)的受流性能

31、或受電弓的性能都是不全面的。在某種程度上是沒(méi)有意義的。如果用一種性能差的受電弓來(lái)匹配再好的接觸網(wǎng)，其受流性能也不可能好。在評(píng)價(jià)弓網(wǎng)受流質(zhì)量方面，我國(guó)還沒(méi)有一個(gè)通行評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。參考國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和近幾年來(lái)我國(guó)提速和高速試驗(yàn)的結(jié)果，評(píng)價(jià)弓網(wǎng)受流質(zhì)量可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：961.弓網(wǎng)間動(dòng)態(tài)接觸壓力。弓網(wǎng)間的動(dòng)態(tài)接觸壓力直接反映了受電弓弓頭與接觸導(dǎo)線的接觸狀態(tài)，弓網(wǎng)間接觸力的大小受受電弓的靜態(tài)抬升力、空氣動(dòng)力以及垂直方向上的質(zhì)量慣性力等因素決定。當(dāng)接觸力過(guò)大時(shí)，會(huì)使弓網(wǎng)磨耗加劇，引起弓網(wǎng)位移增加。另外，在定位器和線岔處可能造成受電弓損壞；接觸力過(guò)小，會(huì)造成離線產(chǎn)生電弧。動(dòng)態(tài)接觸力主要從接觸力的最大值、最小

32、值及標(biāo)準(zhǔn)偏差這幾個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)，在不同速度下，上述幾個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)是不同的。972.接觸導(dǎo)線最大垂直振幅。接觸導(dǎo)線最大垂直振幅指受電弓滑板在一個(gè)跨距內(nèi)的振動(dòng)幅度，即上下振動(dòng)的范圍。一般用2倍振幅2A來(lái)表示。它反映了受電弓弓頭垂直方向的振動(dòng)情況，2倍振幅受接觸網(wǎng)的安裝尺寸影響，2倍振幅越小，受電弓運(yùn)動(dòng)軌跡越平滑，受流質(zhì)量就越好。983.導(dǎo)線的抬升量。接觸導(dǎo)線的抬升量是指受電弓經(jīng)過(guò)時(shí)，接觸導(dǎo)線的最大抬升量，用H表示。受流系統(tǒng)中，受電弓和接觸導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)幅度越小，受流質(zhì)量越好。一個(gè)好的受流系統(tǒng)，受電弓的振幅應(yīng)均勻。994.離線。高速列車(chē)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)受電弓與接觸網(wǎng)失去接觸就發(fā)生了離線。評(píng)價(jià)弓網(wǎng)離線參數(shù)有以下兩個(gè)

33、方面：每一次離線的最大離線時(shí)間小于100ms；離線率，用運(yùn)行時(shí)間內(nèi)各次離線時(shí)間總和與運(yùn)行時(shí)間的比率來(lái)表示。我國(guó)高速線路的離線率應(yīng)取5以下。1005.硬點(diǎn)。評(píng)定高速列車(chē)運(yùn)行時(shí)接觸導(dǎo)線對(duì)受電弓滑板的沖擊主要是受電弓滑板受到的垂直方向和線路方向上加速度的最大值。受電弓滑板所受的縱向和垂向加速度，根據(jù)高速列車(chē)受電弓使用的滑板類型來(lái)確定硬點(diǎn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。1016.接觸網(wǎng)的靜態(tài)彈性差異系數(shù)。用跨距內(nèi)最大彈性與最小彈性之差與跨距內(nèi)最大彈性與最小彈性之和的比率來(lái)表示。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：簡(jiǎn)單鏈形懸掛不大于30；彈性鏈形懸掛不大于10；復(fù)鏈鏈形懸掛不大于10。7.接觸導(dǎo)線彎曲應(yīng)力。彎曲應(yīng)力的允許值為500微應(yīng)變。102三、

34、受電弓簡(jiǎn)介 1.日本新干線列車(chē)受電弓 日本新干線列車(chē)基本上采用的是PS200系列受電弓。該系列受電弓與既有線所采用的受電弓區(qū)別較大?？v向（順線路方向）的框架折疊尺寸為850mm，而既有線的受電弓縱向的框架折疊尺寸（如PS16型、PS22型、PS101型受電弓）為2900mm。103 弓頭結(jié)構(gòu)也與既有線的受電弓有所不同，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，可滿足200km/h以上的受流需要。在500系列車(chē)上采用了翼形弓，700系列車(chē)上采用了單臂T形弓，進(jìn)一步減少了空氣阻力。下面將分別介紹日本新干線所采用的各系列受電弓。104（1）PS200A型受電弓（0系電高速列車(chē)）105（2）PS201型受電弓（200系列電高

35、速列車(chē)）106（3）PS202型受電弓（100系列電高速列車(chē)）107（4）TPS203型受電弓（300系電高速列車(chē)）108（5）新型翼形弓頭受電弓 為了更進(jìn)一步減少受電弓的空氣阻力，在500系電高速列車(chē)上采用了一種新型的翼行弓頭T型受電弓。這種受電弓看起來(lái)很簡(jiǎn)單，在一個(gè)橢圓形截面T形支架上支承一個(gè)翼行的弓頭，但它是根據(jù)仿生學(xué)的原理，仿效鷹的翅膀在空中飛翔，在受流性能方面取得了很好的效果，適應(yīng)300km/h的運(yùn)行速度。109 橢圓形截面的支承架里面有氣缸，采用電子裝置控制，保證弓頭與接觸網(wǎng)的接觸壓力保持在491kPa。弓頭截面通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)與走行試驗(yàn)，選定了扁平橢圓形斷面。受電弓的彈性懸掛系統(tǒng)有三系，第一系為氣缸減振，第二系由弓頭下面的螺旋彈簧產(chǎn)生，第三系由弓頭內(nèi)部的碳纖維增強(qiáng)塑料板和螺旋彈簧構(gòu)成。這種受電弓降噪效果很好。110 在700系電高速列車(chē)上，開(kāi)發(fā)了另一種形式的翼行弓頭V式受電弓，它是一種單臂受電弓，為了更有效地減輕噪聲，受電弓和接觸導(dǎo)線間的壓力更低，保證了平穩(wěn)受流，而且受電弓罩做成酒杯形截面的整體式結(jié)構(gòu)，保證了受電弓周?chē)臍饬髌椒€(wěn)。采用這種受電弓使700系列車(chē)進(jìn)一步減少了空氣阻力和氣動(dòng)噪聲。1112法國(guó)高速受電弓（1）法國(guó)高速受電弓的發(fā)展 法國(guó)國(guó)鐵（SNCF）采用的受電弓均為法國(guó)法維