高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)

高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)2015.10.29手機(jī)移動(dòng))電信)辦公電話：028－87600738（市辦）;061-60738(路電)電子郵箱：dongzhaode@126.comQ

Q:

823135266董昭德西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院主研方向：接觸網(wǎng)基礎(chǔ)理論；接觸網(wǎng)運(yùn)營管理；接觸網(wǎng)檢測技術(shù)；主要科研成果：接觸網(wǎng)綜合檢測車（鐵道部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)）、接觸線探傷、接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化；主要學(xué)術(shù)著作：《電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)》，西南交大出版社，2005；

《接觸網(wǎng)課程設(shè)計(jì)》，西南交大出版社，

2006；鐵道部及四川省12.5規(guī)劃教材《接觸網(wǎng)》，中國鐵道出版社，2010；

大學(xué)本科及研究生教材《接觸網(wǎng)工程與設(shè)計(jì)》，中國科學(xué)出版社,2014；高鐵供電干部培訓(xùn)教材《高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)》，鐵道出版社，2014。

高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)一中國高速鐵路建設(shè)與一帶一路戰(zhàn)略二高速鐵路接觸網(wǎng)的理論體系和基本特性三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合四接觸線及影響接觸線性能的因素五高鐵接觸網(wǎng)目前面臨的主要運(yùn)營問題時(shí)間：1879年5月31日地點(diǎn)：德國柏林主創(chuàng)：西門子公司、哈爾斯克公司。系統(tǒng)：軌道：軌距1m，長度300m，橢圓；供電：鋪設(shè)于兩走行軌中間的供電軌，DC150V供電；機(jī)車：2.2kW直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的‘電力機(jī)車’；編組：三節(jié)敞開式‘客車車箱’，一次可容納18名乘客；速度：13km/h。中國高速鐵路的起源與發(fā)展高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)世界最早的電氣化軌道交通系統(tǒng)1949年在唐山交通大學(xué)成立電氣工程學(xué)院；

1953年11月開始設(shè)計(jì)；

1957年10月開始籌建；

1958年6月開始動(dòng)工；

1961年8月15日開通；中國第1條電氣化鐵路：寶成鐵路；中華人民共和國第一條鐵路：成渝鐵路

中國電氣化鐵路的起源與發(fā)展中電氣化鐵路領(lǐng)域3位院士！

曹建猷錢清泉丁榮軍曹建猷院士中國電氣化鐵路之父曹建猷院士

他敏銳認(rèn)識(shí)到鐵路電氣化對(duì)中國的重大意義，1956年參加國務(wù)院組織的制訂中國科技發(fā)展12年規(guī)劃工作時(shí)，他寫道：“加速器和自動(dòng)化方面幾次征求我對(duì)專業(yè)的意見，經(jīng)過考慮，最后仍決定繼續(xù)我已開始的鐵路電氣化專業(yè)。原因是這方面的人很少，國外也沒有從事這方面工作的人可以回國。如我改行，將對(duì)這個(gè)新生的專業(yè)起不小的影響”。西南交大電氣化鐵路的搖藍(lán)成都中國電氣化鐵路的起源與發(fā)展

到2012年年底，中國電氣化鐵路運(yùn)營里程達(dá)48000km，居世界第一；當(dāng)年俄羅斯43300公里、德國21013公里、印度18810公里、日本16965公里、法國15217公里。中國已全面掌握時(shí)速350~380高鐵設(shè)計(jì)、施工、檢測技術(shù)；全面掌握高鐵接觸網(wǎng)零配件、接觸網(wǎng)線、GIS開關(guān)、自動(dòng)過分相等高鐵關(guān)鍵產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)。中國是世界上高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、運(yùn)營里程最長、運(yùn)營速度最高、在建規(guī)模最大的國家。

牽引供電及弓網(wǎng)受流知識(shí)

中國高鐵的起源與發(fā)展

1995年國家動(dòng)議修高鐵；

1998年底，廣深準(zhǔn)高速鐵路通車；1999年秦沈客專動(dòng)工,2003年通車，最高試驗(yàn)速度325km/h。2004年制定《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，決策“四縱四橫”客運(yùn)專線，12000km。

2004~2005年，長客、唐客、青島四方分別與加拿大龐巴迪(CRH1)、日本川崎重工(CRH2)

、法國阿爾斯通(CRH5)和德國西門子(CRH3)完成高速動(dòng)車組技術(shù)轉(zhuǎn)讓和聯(lián)合生產(chǎn)?！耙M(jìn)消化吸收創(chuàng)新走出去”戰(zhàn)略完成第一步。

中國高鐵的起源與發(fā)展

2007年4月18日第六次大提速，中國干線鐵路時(shí)速達(dá)到200~250。2008年2月26日，鐵道部和科技部簽署共同研發(fā)380km/h新一代高速列車計(jì)劃(稱為中國國標(biāo)車，現(xiàn)正在線路試驗(yàn)運(yùn)行，至2017年底結(jié)束，定型)。2008年8月1日，中國第一條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、世界一流水平的高速鐵路京津城際鐵路通車運(yùn)營，運(yùn)行速度300~350km/h。2009年12月26日，世界上一次建成里程最長、工程類型最復(fù)雜的京港高鐵武廣段開通運(yùn)營,運(yùn)行速度300~350km/h。2010年2月6日，世界首條修建在濕陷性黃土地區(qū)，連接中國中部和西部的鄭西高鐵開通運(yùn)營,運(yùn)行速度300~350km/h。

2011年6月30日京滬高鐵開通,運(yùn)行速度300~350km/h。2012年12月1日，世界上第一條高寒地區(qū)高鐵——哈大高鐵開通運(yùn)營，921公里的高鐵將東北三省主要城市連為一線。運(yùn)行速度：冬天200~250km/h，夏天300~350km/h。

中國高鐵的起源與發(fā)展

至2014年12月底，中國高速鐵路運(yùn)營里程已經(jīng)超過16,000公里，“四縱四橫”干線基本成型。中國高鐵的起源與發(fā)展

中國目前正在興建和即將興建的高速鐵路總里程達(dá)到20,000km左右。至2015年國慶節(jié)止，中國總共開通客運(yùn)專線60條，總里程為19978公里。根據(jù)<<中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃>>，至2015年年底，基本建成以“四縱四橫”為骨架的全國快速客運(yùn)網(wǎng)，總里程將超過20,000公里；到2020年，中國高鐵將超過30,000公里。在2013年2月1日實(shí)行的《鐵路主要技術(shù)政策》中，既有線提速線路已從高速鐵路中移除，高速鐵路僅僅指新建設(shè)計(jì)開行250km/h（含預(yù)留）及以上動(dòng)車組列車，初期運(yùn)營速度不小于200km/h的客運(yùn)專線鐵路。2020年：——鐵路營業(yè)里程達(dá)到12萬km，建設(shè)客運(yùn)專線3萬km以上——電化率達(dá)到50%——主要技術(shù)裝備達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平

1四縱客專3四個(gè)城際客運(yùn)系統(tǒng)2四橫客專高速客專1環(huán)渤海地區(qū)3珠江三角地區(qū)2長江三角地區(qū)

國家“中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃”中國高速鐵路發(fā)展規(guī)劃④成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)城際鐵路擴(kuò)容“長三角”經(jīng)濟(jì)圈長三角城際軌道交通以滬寧干線、滬杭干線、寧杭干線和杭甬次干線組成一個(gè)三角旗狀的骨架網(wǎng)絡(luò)。還有眾多的次干線和支線。由此編織的長三角城際軌道交通遠(yuǎn)景網(wǎng)絡(luò)，總長將長達(dá)2000公里。城際客運(yùn)系統(tǒng)中國高速鐵路發(fā)展規(guī)劃軌道交通“無縫連接”京津京津冀城際軌道交通

構(gòu)造北京－保定－石家莊，北京－天津－唐山－秦皇島的城際軌道交通網(wǎng)絡(luò).

未來京津冀之間將由27條城際鐵路線路聯(lián)通，總規(guī)模達(dá)到3796km。京張、京唐和京濱城際都于年底開工，計(jì)劃2016年底前開工廊涿城際、首都機(jī)場到北京新機(jī)場城際鐵路聯(lián)絡(luò)線。京津之間正在規(guī)劃第二高鐵，到2020年，三地將初步形成京津冀高速鐵路網(wǎng)。

城際客運(yùn)系統(tǒng)中國高速鐵路發(fā)展規(guī)劃軌道交通助推“泛珠三角合作”珠三角城際軌道交通以兩條主軸、三條放射線和兩條聯(lián)絡(luò)線構(gòu)筑主骨架：即廣州-深圳、廣州-珠海為二大主軸，還包括三條放射線和順德-番禺-東莞、中山-虎門兩條聯(lián)絡(luò)線，線網(wǎng)總規(guī)模約599.6公里。城際客運(yùn)系統(tǒng)中國高速鐵路發(fā)展規(guī)劃“成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)”力創(chuàng)中國經(jīng)濟(jì)第四增長極成渝間城際軌道交通成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)所有50萬人口以上的城市、三分之二的20萬至50萬之間城市都將通城際客運(yùn)專線，形成一小時(shí)城際高鐵網(wǎng)！擬建成12條客運(yùn)專線，預(yù)計(jì)2020年新增城際客專1000公里。城際客運(yùn)系統(tǒng)中國高速鐵路發(fā)展規(guī)劃未來5年，成渝地區(qū)將實(shí)施8個(gè)城際鐵路項(xiàng)目，總里程1008公里，總投資約969億元。

泛亞鐵路網(wǎng)

中國一帶一路發(fā)展規(guī)劃泛亞鐵路（Trans-AsianRailway）

亞洲18個(gè)國家于2006年11月10日在韓國釜山正式簽署《亞洲鐵路網(wǎng)政府間協(xié)定》。協(xié)定規(guī)劃的總長度為8．1萬公里的4條“鋼鐵絲綢之路”構(gòu)成的黃金走廊，把歐亞兩大洲連為一體。

——東南亞走廊：1.26萬公里，柬埔寨、老撾、馬來西亞，新加坡等國泛亞鐵路網(wǎng)

中國一帶一路發(fā)展規(guī)劃泛亞鐵路（Trans-AsianRailway）

亞洲18個(gè)國家于2006年11月10日在韓國釜山正式簽署《亞洲鐵路網(wǎng)政府間協(xié)定》。協(xié)定規(guī)劃的總長度為8．1萬公里的4條“鋼鐵絲綢之路”構(gòu)成的黃金走廊，把歐亞兩大洲連為一體。

——東北亞走廊：3.25萬公里，包括德國、波蘭、俄羅斯、哈薩克斯坦等國——中亞—高加索走廊：1.32萬公里，芬蘭、俄羅斯、阿塞拜疆、亞美尼亞、伊朗——南亞走廊：2.26萬公里，包括土耳其、伊朗、巴基斯坦、印度等國

中國高鐵與一帶一路2413重要性國家穩(wěn)定需要建立國家新體系的需要經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和世界競爭力需要

(1)社會(huì)發(fā)展和國家安全需要中國為什么要發(fā)展高鐵？(2)能源戰(zhàn)略和環(huán)保的需要國家領(lǐng)導(dǎo)人為什么充當(dāng)高鐵義務(wù)推銷員？改變時(shí)空格局，海權(quán)陸權(quán)并存，向東沿海外向型經(jīng)濟(jì)，向西內(nèi)陸經(jīng)濟(jì)國外高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀至2013年底，全世界擁有或正在建設(shè)高速鐵路的國家和地區(qū)已達(dá)到29個(gè)，已建成的高速鐵路運(yùn)營里程長達(dá)21472公里，在建13964公里，主要集中在日本、法國和德國。國內(nèi)高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀2015年9.6日，中國鐵路總公司總工何華武高鐵是典型的綠色交通方式，每人百公里耗電不到8度。能耗比航空少2~6倍。單位旅客周轉(zhuǎn)量占地少，尤其適合人口密集、人均土地資源少的國家和地區(qū)。依托高鐵車站，陸續(xù)形成新的城區(qū)或城市組團(tuán)，實(shí)現(xiàn)半小時(shí)、1小時(shí)左右交通圈、經(jīng)濟(jì)圈，“同城效應(yīng)”得以實(shí)現(xiàn)。

中國構(gòu)建了時(shí)速350公里高速鐵路成套技術(shù)和裝備，建設(shè)和運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)體系，所積累的試驗(yàn)、驗(yàn)證和運(yùn)行數(shù)據(jù)，勘察設(shè)計(jì)、工程建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)等技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，可供修建、運(yùn)營同類高速鐵路時(shí)借鑒。

高速鐵路接觸網(wǎng)概述國內(nèi)高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀2015年9.6日，中國鐵路總公司總工何華武目前世界上有幾個(gè)國家正在積極研發(fā)實(shí)現(xiàn)每小時(shí)350公里以上的運(yùn)營速度。但受輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、流固耦合關(guān)系、運(yùn)營環(huán)境等制約，輪軌式高速鐵路最高運(yùn)營速度是有限制的。合理的限制是每小時(shí)350公里、380公里或更高一些？這需要在技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性之間做出科學(xué)選擇。高速列車脫軌事故是不可承受的災(zāi)難。必須進(jìn)一步加強(qiáng)脫軌機(jī)理以及防脫軌技術(shù)的研究，杜絕災(zāi)難性脫軌事故發(fā)生。中國研制的最新型動(dòng)車組已投入試驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)車載地震緊急預(yù)警裝置，可接收地面地震信號(hào)，對(duì)信號(hào)信息進(jìn)行處理，對(duì)車輛的運(yùn)行進(jìn)行控制；設(shè)碰撞安全防護(hù)裝置，動(dòng)車組以相對(duì)速度每小時(shí)36公里碰撞時(shí)，司機(jī)室逃生空間及乘客區(qū)域保持完整。課間休息！

高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)

認(rèn)知（1）設(shè)備（2）結(jié)構(gòu)（3）線材及零部件

功能

分類

技術(shù)要求

特征

生產(chǎn)工藝

認(rèn)知

計(jì)算

設(shè)計(jì)

施工

運(yùn)營

檢測

計(jì)算

（1）機(jī)械計(jì)算（2）荷載計(jì)算（3）電氣計(jì)算(4)施工計(jì)算

施工與運(yùn)營（1）技術(shù)（2）管理

檢測（1）監(jiān)測（2）檢測（3）評(píng)估(4)設(shè)備

設(shè)計(jì)（1）外部環(huán)境（2）系統(tǒng)仿真（3）荷載計(jì)算（4）技術(shù)參數(shù)（5）設(shè)備選型（6）機(jī)械計(jì)算（7）平面布置（8）安裝圖（9）景觀設(shè)計(jì)（10）接口設(shè)計(jì)二高速接觸網(wǎng)的理論體系和基本特性2.1理論體系

環(huán)境復(fù)雜性（1）空間環(huán)境（2）氣候環(huán)境（3）電磁環(huán)境（4）運(yùn)營環(huán)境（1）空間環(huán)境內(nèi)空間環(huán)境：與受電弓及列車的幾何關(guān)系導(dǎo)高、拉出值、支柱側(cè)面限界

外空間環(huán)境：

架空電力線；通訊線；橋隧及涵洞；動(dòng)植物及文化古跡。二高速接觸網(wǎng)的基本特性走向和距離絕緣空間運(yùn)行安全和景觀協(xié)調(diào)

無備用性

機(jī)電復(fù)合性

負(fù)荷隨機(jī)性

系統(tǒng)性2.2基本特性

環(huán)境復(fù)雜性（1）空間環(huán)境（2）氣候環(huán)境（3）電磁環(huán)境（4）運(yùn)營環(huán)境

無備用性

機(jī)電復(fù)合性

負(fù)荷隨機(jī)性

系統(tǒng)性（1）空間環(huán)境

協(xié)調(diào)接觸網(wǎng)與其四周建筑物的空間關(guān)系時(shí)，必須處理好以下五個(gè)方面的問題：（a）接觸網(wǎng)與建筑物間的絕緣安全和電磁安全是否能夠得到充分保障；（b）接觸網(wǎng)的導(dǎo)電截面是否能夠得到足夠保障；（c）接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)高度是否受到影響，影響所造成的懸掛彈性變化是否在許可范圍內(nèi)；（d）因建筑物引起的跨距變化或懸掛點(diǎn)變化是否符合相應(yīng)規(guī)定；（e）導(dǎo)線高度變化以及由此引起的接觸線坡度變化是否在允許范圍內(nèi)。二接觸網(wǎng)的基本特性2.2基本特性（2）氣候環(huán)境

大氣溫度、濕度、冰雪、大風(fēng)、大霧、污染、雷電等。線索弛度；線索張力；懸掛彈性；空間位置；絕緣強(qiáng)度；載流能力；磨耗關(guān)系；支柱負(fù)載。氣候三要素：

溫度、風(fēng)、覆冰。二接觸網(wǎng)的基本特性

環(huán)境復(fù)雜性（1）空間環(huán)境（2）氣候環(huán)境（3）電磁環(huán)境（4）運(yùn)營環(huán)境

無備用性

機(jī)電復(fù)合性

負(fù)荷隨機(jī)性

系統(tǒng)性2.2基本特性（2）氣候環(huán)境溫度對(duì)接觸線抗拉強(qiáng)度的影響接觸網(wǎng)在隧道內(nèi)的計(jì)算溫度取值曲線

大氣溫度、濕度、冰雪、大風(fēng)、大霧、污染、雷電等。

氣候三要素對(duì)接觸網(wǎng)的不良作用二接觸網(wǎng)的基本特性2.2基本特性（2）氣候環(huán)境大氣溫度、濕度、冰雪、大風(fēng)、大霧、污染、雷電等。覆冰對(duì)架空導(dǎo)線的破壞作用（a）垂直荷載;（b）水平荷載;（c）縱向荷載;（d）振動(dòng)荷載;（e）不同期脫冰或不均勻覆冰事故;（f）絕緣子串冰閃事故;（g）導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)事故.

氣候三要素對(duì)接觸網(wǎng)的不良作用二接觸網(wǎng)的基本特性2.2基本特性（2）氣候環(huán)境

大氣溫度、濕度、冰雪、大風(fēng)、大霧、污染、雷電等。風(fēng)對(duì)架空導(dǎo)線的破壞作用（a）增加接觸網(wǎng)的水平附加負(fù)載；（b）造成接觸網(wǎng)的舞動(dòng)；（c）嚴(yán)重時(shí)會(huì)吹斷線和支柱，（d）造成高低壓線的電氣短路。

氣候三要素對(duì)接觸網(wǎng)的不良作用

風(fēng)無論在垂直方向還是水平方向受到約束，風(fēng)速都將增大。

垂直約束在風(fēng)超過山岳等時(shí)發(fā)生，此時(shí)風(fēng)速會(huì)增大50%左右。

根據(jù)日本風(fēng)洞試驗(yàn)，在路堤處同樣存在垂直約束，使風(fēng)速相對(duì)增大，在接觸網(wǎng)接觸懸掛高度附近，可達(dá)到平地處同樣高度風(fēng)速的一~1.5倍,其上吹角也從10度達(dá)到15度。

水平約束常發(fā)生在山峽，埡口地帶。二接觸網(wǎng)的基本特性2.2基本特性課間休息！

高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)（3）電磁環(huán)境—電磁非對(duì)稱性

接觸網(wǎng)電磁不平衡，對(duì)處于其影響范圍之內(nèi)的電子電氣設(shè)備及人員都存在電磁作用，必須采取合理有效的技術(shù)措施，

具體措施：采用AT供電或帶回流線的直接供電方式；采用綜合接地系統(tǒng)；優(yōu)化弓網(wǎng)系統(tǒng)，改善弓網(wǎng)接觸性能；二接觸網(wǎng)的基本特性（3）電磁環(huán)境—電磁非對(duì)稱性具體措施：采用AT供電或帶回流線的直接供電方式；采用綜合接地系統(tǒng)；優(yōu)化弓網(wǎng)系統(tǒng)，改善弓網(wǎng)接觸性能；二接觸網(wǎng)的基本特性（3）電磁環(huán)境—電磁非對(duì)稱性采用AT供電或帶回流線的直接供電方式；

二接觸網(wǎng)的基本特性（3）電磁環(huán)境—電磁非對(duì)稱性采用AT供電或帶回流線的直接供電方式；

二接觸網(wǎng)的基本特性（3）電磁環(huán)境—電磁非對(duì)稱性采用AT供電或帶回流線的直接供電方式；

二接觸網(wǎng)的基本特性

牽引電流經(jīng)鋼軌后,從正饋線返回牽引變電所(長回路？短回路是鋼軌及與鋼軌并聯(lián)的導(dǎo)線，如PW)。

AT供電原理示意圖采取不同的供電方式—AT供電供電電壓提高，功率輸送能力強(qiáng)，供電距離遠(yuǎn)，可減少牽引變電所數(shù)量，減少電分相數(shù)目；有效降低對(duì)通訊線路的干擾;但接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，供變電設(shè)施較多，運(yùn)營維護(hù)難度較大。AT供電模式

日本AT法國AT

中國AT

AT供電模式

日本AT日本AT的特點(diǎn)：在供電范圍內(nèi)的任何地點(diǎn)均是通過自耦變壓器電磁傳遞實(shí)現(xiàn)牽引電能輸送的；通過AT供電回路實(shí)現(xiàn)電流在AT所上的接觸網(wǎng)與負(fù)饋線之間的分配（按自耦變壓器變比分配，通常為1:1）電流分配僅取決于AT回路，與牽引變壓器的阻抗無關(guān)。AT供電模式

法國AT

法國AT的特點(diǎn)在第一個(gè)AT段內(nèi)，存在兩條能量傳遞途徑

直供回路和AT回路(由接觸懸掛、負(fù)饋線、鋼軌、牽引變壓器組成)電流分配取決于直供回路與AT回路兩個(gè)供電回路間的阻抗關(guān)系，受阻抗關(guān)系影響在某種極端情況下(如鋼軌電阻為0時(shí))就完全成為一個(gè)27.5kV的直接供電方式，負(fù)饋線不起作用。AT供電模式

中國AT

中國AT：牽引變壓器二次側(cè)輸出55kV單相電壓，牽引變壓器出口不設(shè)AT所，鄰近牽引變電所的軌道末端懸空，牽引變壓器無中間抽頭，無需布置牽引變電所出口的軌回流。電流基于AT變比分配，不受接觸網(wǎng)、軌道等阻抗影響，簡化牽引變壓器的制造難度，提高牽引變壓器容量利用率。

AF近端短路或開路會(huì)存在一些問題，地電流大!（3）電磁環(huán)境—電磁非對(duì)稱性二接觸網(wǎng)的基本特性綜合接地系統(tǒng)

將鐵路沿線的牽引回流系統(tǒng)、電力供電系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、通信及其他電子信息系統(tǒng)、建筑物、道床等需要接地的裝置通過貫通地線連成一體的接地系統(tǒng)。

◆工頻干擾(50Hz)，包括電力牽引系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)，波長在6000km左右；◆甚低頻干擾，頻譜在30kHz以下，波長大于10km；◆載頻干擾，頻譜在10~300kHz，波長大于1km；

高壓輸電諧波干擾、交流電氣鐵道的諧波干擾均在此范圍之內(nèi)◆射頻、視頻干擾，頻譜在300kHz~300MHz，波長在1~1000m之間；

電子醫(yī)療設(shè)備、輸電線電暈放電、高壓設(shè)備和電力牽引系統(tǒng)的火花放電、內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、家用電器、照明電器等產(chǎn)生的干擾均在此范圍之內(nèi)；◆微波干擾，頻譜在300MHz~300GHz，波長在1mm~1m之間；

包括特高頻、超高頻、極高頻干擾?！衾纂娂昂穗姶琶}沖干擾，由吉赫直至接近直流，范圍很寬。二接觸網(wǎng)的基本特性（3）電磁環(huán)境電磁干擾的頻譜分類◆電磁對(duì)生命體的影響

當(dāng)輻射功率密度超過10mW/cm2時(shí)以熱效應(yīng)為主，臨床癥狀主要表現(xiàn)為：頭昏腦脹、失眠多夢、疲勞無力、記憶力減退、心悸等；其次是：頭痛、四肢酸疼、食欲不振、脫發(fā)、體重下降、多汗；部分女工出現(xiàn)月經(jīng)周期紊亂；男性暫時(shí)性不育，過大則會(huì)引起永久性不育。少數(shù)人員出現(xiàn)指顫，易激動(dòng)，心動(dòng)過緩和血壓下降或心動(dòng)過速和血壓升高，白細(xì)胞數(shù)下降或增高。長時(shí)間在微波照射下將導(dǎo)致白內(nèi)障以致視力完全喪失。當(dāng)輻射功率密度小于1mW/cm2

時(shí)，對(duì)人體的危害以非熱效應(yīng)為主，長時(shí)間微波輻射可破壞腦組織細(xì)胞,使大腦皮質(zhì)細(xì)胞活動(dòng)能力減弱，已形成的條件反射受到抑制。反復(fù)經(jīng)微波輻射可能引起神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能紊亂。某些長時(shí)間在微波輻射強(qiáng)度較高的環(huán)境下工作的人員,曾出現(xiàn)過度疲勞、頭痛、手發(fā)抖、心電圖和腦電圖變化、甲狀腺活動(dòng)性增強(qiáng)、血清蛋白增加、脫發(fā)、嗅覺遲鈍、性功能衰退等癥狀，血液內(nèi)白細(xì)胞和紅細(xì)胞數(shù)目減少，血凝時(shí)間縮短。二接觸網(wǎng)的基本特性電磁的危害某大學(xué)所作現(xiàn)場血象變化調(diào)查結(jié)果職稱性別年齡高頻工作前白細(xì)胞總量從事高頻工作后的白細(xì)胞總量一個(gè)月三個(gè)月半年后一年后副教授男5855002700助教男2858004800460042004000助教男2862002700助教女2665002200實(shí)驗(yàn)員女3860002700

注：數(shù)據(jù)來源于高攸綱編著《電磁兼容總論》。二接觸網(wǎng)的基本特性（4）運(yùn)營環(huán)境二接觸網(wǎng)的基本特性

◆涉及電力牽引單元特性、受電弓形狀和幾何尺寸、運(yùn)營組織方式等。

◆接觸網(wǎng)是一種特殊的電力設(shè)備，有其特定的工作環(huán)境和條件?！舨煌碾娏恳龁卧?動(dòng)車組或電力機(jī)車)、不同的受電弓、不同的運(yùn)輸組織對(duì)接觸網(wǎng)的要求和影響是不同的，

◆單弓運(yùn)行和雙弓運(yùn)行對(duì)接觸網(wǎng)分相要求不同，

◆兩受電弓之間的電氣連接和距離不同，對(duì)接觸網(wǎng)的要求不同◆不同的運(yùn)輸速度對(duì)接觸網(wǎng)的要求和影響不同如，16輛編組的CRH3型動(dòng)車組時(shí)速300km時(shí)，電流約936A，所需牽引功率約23400kW；時(shí)速350km時(shí)，電流約l180A，所需牽引功率約29500kVA。速度增長率為16%，電流增大26%；時(shí)速380km與350km相比，速度增加約8.6%，電流增大約20%。（4）運(yùn)營環(huán)境二接觸網(wǎng)的基本特性◆電流的增加帶來的連鎖反應(yīng)：過熱、燒損、連接件變形或松脫等。

◆不同運(yùn)輸組織模式或特定時(shí)段(春節(jié)，國慶等)，對(duì)接觸網(wǎng)產(chǎn)生一定影響，給接觸網(wǎng)的運(yùn)營環(huán)境造成破壞。

◆對(duì)于特定的接觸網(wǎng)，一定要按照設(shè)定的工作條件和運(yùn)輸組織安排運(yùn)輸生產(chǎn)?！襞c普速鐵路接觸網(wǎng)相比較，高速鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)營環(huán)境發(fā)生了較大變化，最主要體現(xiàn)：◆運(yùn)行速度增大3倍；◆牽引功率是普速列車的3~4倍；

◆白天運(yùn)營、晚上停運(yùn)。（4）運(yùn)營環(huán)境二接觸網(wǎng)的基本特性◆運(yùn)營環(huán)境的變化對(duì)接觸網(wǎng)和弓網(wǎng)系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在：

◆弓網(wǎng)匹配特性發(fā)生了根本變化，由幾何關(guān)系上升到更重要的機(jī)電匹配；◆牽引功率成倍增長，電流熱效應(yīng)突顯，線索和零件的物理性能和工程壽命均受到一定影響，接觸線和滑板材質(zhì)的機(jī)電要求增加，網(wǎng)中高次諧波電流絕對(duì)值增大，對(duì)接觸網(wǎng)周圍的電磁環(huán)境和電子設(shè)備的影響加大；

◆受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線成為弓網(wǎng)幾何關(guān)系的重點(diǎn)?！魵饬鲗?duì)弓網(wǎng)接觸力的影響明顯；◆鋼軌及接觸線任何一點(diǎn)的不平順都極易造成接觸線一受電弓系統(tǒng)的振動(dòng)；

◆運(yùn)營環(huán)境的變化，對(duì)接觸網(wǎng)適應(yīng)氣候的性能要求更高，溫度、覆冰、風(fēng)對(duì)接觸網(wǎng)性能和安全的影響突顯。

設(shè)計(jì)條件

基本結(jié)構(gòu)

側(cè)重角度

運(yùn)營環(huán)境

維護(hù)方式

管理模式和檢修理念；

垂直天窗，綜合作業(yè)；

狀態(tài)檢修，重檢慎修

精細(xì)化、機(jī)械化、集約化。施工方面的要求

（1）打破專業(yè)分割;（2）施工精度要求高；（3）施工預(yù)配工廠化；（4）施工設(shè)備現(xiàn)代化；（5）施工人員知識(shí)化;運(yùn)營維護(hù)方面的要求（1）在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)，接觸網(wǎng)設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用應(yīng)盡可能低，基本達(dá)到免維護(hù)；（2）整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)采取合理防腐保護(hù)措施以達(dá)到較長的使用壽命，零件、絕緣子和部件應(yīng)便于安裝和更換；（3）電分段合理，便于開展各類接觸網(wǎng)作業(yè)，而影響線路最少，并將搶修所造成的線路停運(yùn)時(shí)間降到最低限度；（4）因溫度變化引起的接觸網(wǎng)狀態(tài)變化不應(yīng)對(duì)運(yùn)營有所損害；（5）運(yùn)營維護(hù)的工具和工藝現(xiàn)代化；（6）信息化管理。

運(yùn)營環(huán)境造成維護(hù)方式的改變

環(huán)境復(fù)雜性

無備用性

機(jī)電復(fù)合性

負(fù)荷隨機(jī)性

學(xué)科交叉性

由于弓與網(wǎng)間的特殊配合關(guān)系，接觸網(wǎng)無備用；

無備用特性決定了接觸網(wǎng)的唯一性、脆弱性；

唯一性：是牽引供電系統(tǒng)向電氣列車提供電能的唯一機(jī)電系統(tǒng)；

脆弱性：長期處于露天環(huán)境中，性能和壽命受到天氣因素的嚴(yán)重影響；

一旦出現(xiàn)故障就會(huì)影響整個(gè)鐵路運(yùn)營，影響電氣化鐵路運(yùn)輸組織和效率；影響乘客旅途生活和生命安全。

方法：應(yīng)盡可能地提高接觸網(wǎng)設(shè)備的可靠性，加強(qiáng)現(xiàn)代技術(shù)在接觸網(wǎng)運(yùn)營工作中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)智能化。

無備用性二接觸網(wǎng)的基本特性

接觸網(wǎng)的線索和設(shè)備必須具備相當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能，才能滿足拉、壓、剪、扭等力學(xué)性能以及波動(dòng)、振動(dòng)、彈性、疲勞等方面的動(dòng)態(tài)性能；必須具備相當(dāng)?shù)碾姎庑阅懿拍軡M足牽引供電需求，機(jī)電任何一方的缺陷或不足都會(huì)降低弓網(wǎng)受流質(zhì)量，甚至不能完成電能傳輸，因此，接觸網(wǎng)具有典型的機(jī)電復(fù)合特征。

機(jī)電復(fù)合性接觸線波動(dòng)速度、列車運(yùn)行速度與接觸線抬升關(guān)系示意圖

接觸網(wǎng)的本質(zhì)是高壓電力輸電線，對(duì)載流容量、電氣強(qiáng)度、電壓水平、絕緣安全等有來格要求；

為消除溫度變化對(duì)接觸網(wǎng)線索弛度和張力的影響提高接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)性能(如波動(dòng)傳播速度等)，對(duì)接觸線和承力索施加有較大的補(bǔ)償張力；

接觸網(wǎng)線索和支撐設(shè)備還要承載冰雪和風(fēng)產(chǎn)生的附加負(fù)載，二接觸網(wǎng)的基本特性◆高速接觸網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性及評(píng)價(jià)指標(biāo)

多普勒因數(shù)、增強(qiáng)因數(shù)與運(yùn)行速度的關(guān)系反射系數(shù)多普勒系數(shù)增強(qiáng)系數(shù)波速利用系數(shù)波動(dòng)速度二接觸網(wǎng)的基本特性多普勒因數(shù)、增強(qiáng)因數(shù)與運(yùn)行速度的關(guān)系

振動(dòng)波在接觸懸掛上的傳播特性對(duì)受電弓的受流性能起著主導(dǎo)作用，以波的形式振動(dòng)著的接觸線與移動(dòng)著的受電弓相互作用，形成非常復(fù)雜的運(yùn)行狀態(tài)。

(1)多普勒效應(yīng)；

振動(dòng)與波動(dòng)特性

負(fù)荷隨機(jī)性

環(huán)境復(fù)雜性

無備用性

機(jī)電復(fù)合性

負(fù)荷隨機(jī)性

學(xué)科交叉性某饋線電流時(shí)間曲線

接觸網(wǎng)承擔(dān)的電力牽引負(fù)荷是高速移動(dòng)的、不穩(wěn)定的、隨機(jī)的，從下圖可知，對(duì)于某一特定區(qū)段的接觸網(wǎng)而言，負(fù)荷是隨機(jī)的、時(shí)有時(shí)無，網(wǎng)中電流可在0~1400A之間變化。二接觸網(wǎng)的基本特性

系統(tǒng)特性

整體性，接觸網(wǎng)的狀態(tài)受各種因素影響，這些因素相互交叉、相互影響

系統(tǒng)性，弓網(wǎng)受流系統(tǒng)是一個(gè)大耦合系統(tǒng)，涉及線路(橋、隧、軌道)、車輛、受電弓、接觸網(wǎng)、大氣環(huán)境等眾多因素，這些因素的綜合作用均集中到了弓網(wǎng)受流這一環(huán)節(jié)上。換句話說，弓、網(wǎng)和弓網(wǎng)系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)、制造(施工)和運(yùn)營維護(hù)必須綜合考慮線路、車輛、受電弓、接觸網(wǎng)、大氣環(huán)境等各種因素；

從工程角度講，弓網(wǎng)系統(tǒng)涉及土木工程（路基、橋梁、隧道、軌道）、機(jī)械工程(機(jī)車車輛)、牽引供電工程、材料工程四大工程專業(yè)；

從理論角度講，弓網(wǎng)系統(tǒng)涉及土壤力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、波動(dòng)學(xué)、彈性力學(xué)、高電壓技術(shù)、牽引供電技術(shù)、檢測技術(shù)(參數(shù)檢測)、信息工程、計(jì)算技術(shù)（弓網(wǎng)仿真、狀態(tài)評(píng)估、設(shè)計(jì)施工、運(yùn)營管理）等眾多理論知識(shí)，

弓網(wǎng)受流的理論研究和工程實(shí)踐沒有單一性，必然是復(fù)合的和交叉的，這就是接觸網(wǎng)的學(xué)科特性。二接觸網(wǎng)的基本特性課間休息！

高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)3.1弓網(wǎng)的系統(tǒng)性

弓和網(wǎng)是兩個(gè)獨(dú)立的機(jī)電系統(tǒng)，當(dāng)其耦合在一起形成電能傳輸系統(tǒng)時(shí)，是動(dòng)與靜，剛與柔的耦合。需考慮動(dòng)態(tài)特性、固固耦合特性和流固耦合特性。

弓網(wǎng)系統(tǒng)具有設(shè)備屬性和功能屬性相分離的特點(diǎn)，導(dǎo)致人們對(duì)其系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)不足。弓網(wǎng)耦合具有綜合特性，是大系統(tǒng)耦合問題，大系統(tǒng)耦合條件下的弓網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)試驗(yàn)性的科學(xué)技術(shù)綜合性系統(tǒng)。第一，輪軌關(guān)系既有獨(dú)特性，又有基礎(chǔ)性和一定的制約性；第二，弓網(wǎng)關(guān)系既有獨(dú)立性，又有綜合性和被動(dòng)性；第三，隨著電氣列車運(yùn)行速度的不斷提高，兩大關(guān)系的關(guān)系就會(huì)呈現(xiàn)出高次冪函數(shù)的變化規(guī)律，具有特殊復(fù)雜性；三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合接觸點(diǎn)固定設(shè)備移動(dòng)設(shè)備機(jī)械作用電氣作用電能傳輸！兩個(gè)振動(dòng)子系統(tǒng)小接觸面?zhèn)鬏敶箅娏髂Σ聊p（接觸力與接觸線抬升）（靜態(tài)溫升與熱侵蝕）（機(jī)械摩擦與電氣磨損）運(yùn)行可靠性接觸質(zhì)量運(yùn)行壽命動(dòng)態(tài)性能靜態(tài)電接觸＞＞接觸溫升＞＞接觸力、接觸材料、集流量；滑動(dòng)電接觸＞＞摩擦磨損、潤滑＞＞接觸力、接觸材料、集流量、速度；可分合電接觸＞＞電火花、燃弧＞＞接觸力、接觸材料、集流量、速度

三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合大系統(tǒng)耦合條件下的弓網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)試驗(yàn)性科學(xué)技術(shù)綜合性系統(tǒng)。

四象幾何電氣動(dòng)態(tài)材料八卦

兩儀弓網(wǎng)受電弓接觸網(wǎng)氣象電接觸地質(zhì)熱效應(yīng)振動(dòng)電磁兼容由周易引導(dǎo)出的弓網(wǎng)四象三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合3.1弓網(wǎng)的系統(tǒng)性3.2弓網(wǎng)幾何關(guān)系主要技術(shù)參數(shù)：接觸線拉出值；接觸線高度與坡度；接觸線各懸掛點(diǎn)高差；接觸線無線夾區(qū)；弓網(wǎng)始觸區(qū)；受電弓弓頭長度和寬度；受電弓有效工作長度；受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線；定位器坡度和允許抬升量。弓網(wǎng)在空間幾何尺寸的匹配關(guān)系安全運(yùn)行的基礎(chǔ)!以鋼軌頂面為基準(zhǔn)的接觸線高度

以軌道軸線為基準(zhǔn)的受電弓偏移接觸線的厚度接觸線的坡度比

與接觸力測量系統(tǒng)有關(guān)的彈性和抬升

在支撐點(diǎn)處測量到的導(dǎo)高差最大允許值為20mm。范例1

假設(shè)（支撐點(diǎn)1到支撐點(diǎn)2）的公差值為+20mm，下一個(gè)支撐點(diǎn)（支撐點(diǎn)3）處的導(dǎo)高則應(yīng)保持相同或抬高。不允許向下傾斜。支撐點(diǎn)1.FH=5300mm支撐點(diǎn)2FH=5320mm支撐點(diǎn)3Linea…FH=5330mmLineb…FH=5320mm?FH=+10mm?FH=+20mm?FH=0mm例2（a線）

假設(shè)（支撐點(diǎn)2）不采用最大誤差值，在另一方向接觸線的工作坡度則允許達(dá)到最大值。

支撐點(diǎn)1FH=5300mm

支撐點(diǎn)2FH=5295mm

支撐點(diǎn)3.FH=5310mm?FH=+15mm?FH=-5mm例2（b線）

假設(shè)（支撐點(diǎn)2）不采用最大誤差值，給定的導(dǎo)線（b線）坡度相同，（b線）則可采用20mm最大坡度值。支撐點(diǎn)1…FH=5300mm 支撐點(diǎn)2…FH=5295mm

支撐點(diǎn)3…FH=5275mm?FH=-5mmchangeofsign

?FH=-20mm定位點(diǎn)之間的導(dǎo)高差3.2弓網(wǎng)幾何關(guān)系

定位點(diǎn)在縱向上發(fā)生了的位移會(huì)在橫向上引起偏移，二者之間有如下關(guān)系縱移與橫偏拉出值增大或減小3.2弓網(wǎng)幾何關(guān)系無交叉線岔(廣深))--------線岔的問題3.2弓網(wǎng)幾何關(guān)系三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合無交叉線岔(合寧)---------線岔的問題三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合3.2弓網(wǎng)幾何關(guān)系三組懸掛無交叉線岔

渡線電分段采用了四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)形式（關(guān)節(jié)3），避免采用分段絕緣器產(chǎn)生集中質(zhì)量。關(guān)節(jié)1和關(guān)節(jié)5為四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)2和關(guān)節(jié)4為五跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)（相鄰兩支懸掛各形成一個(gè)錨段關(guān)節(jié)）。懸掛1為正線接觸懸掛，懸掛2為導(dǎo)向接觸懸掛（相對(duì)于另一正線而言又為側(cè)線支接觸懸掛），懸掛3為側(cè)線接觸懸掛（相對(duì)于另一正線而言又為導(dǎo)向支接觸懸掛），從B柱到C柱的區(qū)域?yàn)檎€和側(cè)線之間的轉(zhuǎn)換區(qū)域（五跨關(guān)節(jié)的中心跨）。上圖的布置形式基于側(cè)線（或渡線）有電分段要求，如果側(cè)線無電分段要求，導(dǎo)向支接觸懸掛2可在經(jīng)過C柱并在D柱過渡后下錨。三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線和無線夾區(qū)

對(duì)于1950mm受電弓，距受電弓中心600~1050mm的平面和受電弓最大動(dòng)態(tài)抬升高度（200mm）構(gòu)成的立體空間區(qū)域?yàn)槭加|區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)，一般不允許安裝任何零件和線夾（特殊需要時(shí)可安裝吊弦線夾）.始觸區(qū)無線夾區(qū)三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合列車通過時(shí)，定位點(diǎn)處的抬升課間休息！

高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)弓網(wǎng)安全運(yùn)行的核心!弓網(wǎng)電氣耦合是指接觸線與受電弓滑板間的電氣匹配關(guān)系。主要技術(shù)參數(shù)：接觸線和滑板的最大允許通過電流、電阻率、接觸電阻、散熱性能和電磨耗等。所有改善弓網(wǎng)性能的最終目的都是為了實(shí)現(xiàn)牽引電能的穩(wěn)定傳輸，保證弓網(wǎng)在動(dòng)和靜兩種工況下的電氣穩(wěn)定性和合理的電氣磨耗。

3.3弓網(wǎng)電氣耦合三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合

當(dāng)工作在可分合(從分離到接觸或從接觸到分離)的過程時(shí),在一定條件下會(huì)產(chǎn)生電弧或其它放電現(xiàn)象

滑板和接觸線在大氣中脫離接觸時(shí)，被斷開的電流超過0.25～1A，斷開瞬間加在滑板與接觸線上的電壓超過12～20V，在滑板與接觸線的間隙中通常會(huì)產(chǎn)生一團(tuán)溫度極高、發(fā)出強(qiáng)光和能夠?qū)щ姷慕茍A柱形的氣體——這就是電弧產(chǎn)生電弧的最小電流如果小于一定數(shù)值，則開斷時(shí)只能產(chǎn)生一為時(shí)極短的弧光放電——通常稱為電火花

滑板和接觸線間的三種工作方式:接觸,可分合,分離3.3弓網(wǎng)電氣耦合三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合弓網(wǎng)系統(tǒng)的電弧現(xiàn)象3.3弓網(wǎng)電氣耦合電弧和電火花的區(qū)別！從產(chǎn)生機(jī)理和作用后果上加以區(qū)別!過熱的表面毛刺飛濺或?qū)щ姲帱c(diǎn)形成的火花狀物體為電火花；滑板和接觸線脫離或接觸不良，使處于滑板和接觸線間的空氣分子游離擊穿，產(chǎn)生溫度極高(外焰可達(dá)6000℃)的耀眼光斑，稱為弓網(wǎng)電弧。

弓網(wǎng)電弧的五害：電氣磨損導(dǎo)線失效降低上級(jí)電網(wǎng)的電能質(zhì)量高頻電磁干擾噪音三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合弓網(wǎng)間的電流弓網(wǎng)間的電弧列車停車時(shí)的取流:熱效應(yīng),接觸電阻、接觸面積散熱電氣磨耗列車高速運(yùn)行時(shí)的取流:熱效應(yīng),接觸電阻、接觸面積散熱

表征弓網(wǎng)電氣耦合的基本參數(shù)有：載流量，最大允許電流，電磨耗等。核心問題：弓網(wǎng)間電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性接觸線與滑板在材料性能、電氣指標(biāo)上的匹配弓網(wǎng)在高速運(yùn)行或相對(duì)靜止兩種工況下的電氣穩(wěn)定性和合理的電氣磨耗；3.3弓網(wǎng)電氣耦合---載流量問題三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合滑板磨耗的速度特性滑板磨耗的電流特性210km/h技術(shù)要求：滿足動(dòng)車重聯(lián)運(yùn)行自動(dòng)過分相；正常行車可通過無電區(qū)，速度損失小，不影響行車能力；區(qū)間臨時(shí)停車后，列車可靠惰行通過電分相無電區(qū)?？紤]因素：列車運(yùn)行方式：列車最高運(yùn)行速度；前后受電弓間距及的電氣連方式；分相區(qū)的線路坡度；列車過電分相方式。3.3弓網(wǎng)電氣耦合---分相區(qū)設(shè)置以及過電壓三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合兩斷口三斷口幾個(gè)基本概念：中性段、無電區(qū)、列車無電區(qū)、受電弓無電區(qū)、越區(qū)供電國內(nèi)分相裝置基本放棄器械式，多采用7、9、11跨絕緣錨關(guān)電分相。6、7、9、11為兩斷口八跨為3斷口七跨過分相問題6、7、9、11跨絕緣錨關(guān)式電分相優(yōu)點(diǎn)：

單弓受流時(shí)可以隨意通過，雙弓受流時(shí)則兩弓間距與兩個(gè)斷口應(yīng)滿足一定的配合關(guān)系，接觸網(wǎng)布置相對(duì)容易、斷開點(diǎn)名確、標(biāo)志清楚，6、7、9三種形式均按中性段小于等于190m設(shè)計(jì)，否則可能通過動(dòng)車的雙弓連接導(dǎo)致相間短路。11跨可完全斷開，但無電時(shí)間過長!

過分相問題

若非工作支抬高500mm，跨距最小應(yīng)為43m，九跨式無法滿足要求，

七跨式跨距配置為39m＋39m＋34m＋39m＋39m，可勉強(qiáng)滿足要求；

六跨式跨距配置為46m+48m+48m+48m+46m，可滿足抬升量的要求，六跨跨距設(shè)置均勻，受流質(zhì)量優(yōu)于七跨，八跨3斷口三斷口電分相可以適應(yīng)任意受電弓間距的列車運(yùn)行。當(dāng)列車雙弓有高壓母線連接時(shí)，兩受電弓的間距應(yīng)小于兩外側(cè)斷口內(nèi)側(cè)絕緣間的距離。上下行最高速度過分相時(shí)各信號(hào)波形圖

三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合3.3弓網(wǎng)電氣耦合---分相區(qū)的過電壓1）過分相引起的操作過電壓操作過電壓可達(dá)90kV以上，可能引起部分機(jī)車的車頂放電間隙擊穿，導(dǎo)致變電所跳閘，影響列車絕緣；2）中性段上的諧振過電壓列車運(yùn)行在中性段時(shí)，中性段與電壓互感器可形成基頻鐵磁諧振或分頻鐵磁諧振。產(chǎn)生的過電流可能損害機(jī)車電壓互感器；產(chǎn)生的過電壓可能損害機(jī)車絕緣；諧振過電壓與過分相過電壓相互疊加，可產(chǎn)生更嚴(yán)重的操作過電壓。中性段感應(yīng)電壓、

由于中性段與帶電接觸線平行架設(shè)，間隔距離較小，中性段與的帶電接觸線的電磁耦合作用，在中性段上形成感應(yīng)電壓。列車中性段感應(yīng)電壓對(duì)列車過分過程中的過電壓具有重要影響，使得過分相暫態(tài)過程更加復(fù)雜。兩供電臂相角差0°90°120°180°感應(yīng)電壓有效值(kV)24.617.412.40中性段操作過電壓、

三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合中性段操作過電壓——影響因素、受電弓進(jìn)入時(shí)刻感應(yīng)電壓幅值感應(yīng)電壓相位列車等效參數(shù)（對(duì)地電容、對(duì)地電容、電感）Xc/Xm=0.01-0.07時(shí)：分頻諧振

Xc/Xm=0.07-0.55時(shí)：基頻諧振

Xc/Xm=0.55-2.80時(shí)：高頻諧振

中性段的諧振過電壓

動(dòng)車組易產(chǎn)生分頻諧振

電力機(jī)車易產(chǎn)生基頻諧振中性段的諧振過電壓5.諧振情況下的中性段操作過電壓

在不考慮諧振的情況下，列車離開中性段，與列車進(jìn)入中性段的過程相似，產(chǎn)生的操作過電壓也相同。在中性段上發(fā)生鐵磁諧振的情況下離開中性段時(shí)，其操作過電壓在諧振過電壓基礎(chǔ)上疊加，提高了操作過電壓水平。108kV85kV諧振未諧振列車過電壓全過程操作過電壓諧振過電壓諧振+操作過電壓

三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合列車過分相過電壓抑制措施

理論分析表明，操作過電壓由電感電容形成的二階震蕩造成；該操作過電壓與鐵磁諧振過電壓疊加，易形成更高水平的操作過電壓，可影響列車運(yùn)行安全。建議措施：

1）電壓互感器二次側(cè)安裝阻尼電阻——抑制諧振；

2）安裝氧化性避雷器于靠近受電弓側(cè)——抑制操作過電壓；

3）建議高壓系統(tǒng)及其高壓系統(tǒng)中的檢測設(shè)備的絕緣水平應(yīng)耐受90kV的操作過電壓；

4）不建議采用空氣放電間隙作為過電壓保護(hù)。

5)在中性段設(shè)置RC阻熔保護(hù)

三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合為防網(wǎng)側(cè)設(shè)備發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)，網(wǎng)側(cè)設(shè)有5個(gè)斷路器，斷路器由TCMS自動(dòng)控制，開/斷順序?yàn)椋?、2、3、4、5；如果運(yùn)行方向相反(MC2啟動(dòng))，開/斷順序?yàn)?、3、2、1、5；過分相區(qū)時(shí)，啟動(dòng)順序有所不同，根據(jù)不同的運(yùn)行方向，順序?yàn)椋?，4，5(2，3關(guān)閉)或4，1，5。關(guān)于過分相斷路器斷合與手柄位問題機(jī)車自動(dòng)過分相的方式：（1）地面開關(guān)站自動(dòng)切換方式；（2）網(wǎng)上開關(guān)自動(dòng)斷電方式；（3）機(jī)車自動(dòng)斷電方式；代表：日本：地面開關(guān)站自動(dòng)切換方式法國：車載自動(dòng)斷電方式西班牙：車載自動(dòng)斷電方式瑞士：網(wǎng)上開關(guān)自動(dòng)斷電方式自動(dòng)過電分相技術(shù)弓網(wǎng)間的電氣耦合---電分相地面開關(guān)自動(dòng)切換方式（a）系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理真空負(fù)荷開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)額定工作電壓：27.5kV;工頻耐壓：95kV，持續(xù)1分鐘；額定關(guān)合電流：20kA;額定工作電流：1000A;合閘時(shí)間：不大于70ms;分閘時(shí)間：不大于40ms;沖擊耐壓：185kV;電氣壽命：大于5萬次；機(jī)構(gòu)壽命：大于5萬次。弓網(wǎng)間的電氣耦合---電分相(2)網(wǎng)上開關(guān)方式L1,L2磁控線包；K1，K2真空滅弧室；ab、cd、ef、gh電分段器；Xy相間主絕緣；MDA過電壓吸收器。優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，截流過電壓和重然過電壓；瞬間失電，涌流很大，常引起變電所和機(jī)車主斷路器跳閘；適合100km/h.弓網(wǎng)間的電氣耦合---電分相(3)車載自動(dòng)過分相方式（a）車載自動(dòng)過分相系統(tǒng)的組成車載自動(dòng)斷電過分相系統(tǒng)由安裝于電分相區(qū)的四個(gè)地面磁性感應(yīng)器、安裝于機(jī)車底部的車載地面感應(yīng)信號(hào)接收器、安裝于機(jī)車室內(nèi)的控制系統(tǒng)和安裝于司機(jī)室的信號(hào)指示系統(tǒng)四個(gè)部分組成。四個(gè)地面感應(yīng)信號(hào)接收器，前后互為備用，其安裝位置在機(jī)車轉(zhuǎn)向架處，距線路中心距鋼軌軌面弓網(wǎng)間的電氣耦合---電分相(1)車載自動(dòng)過分相方式（b）地面設(shè)備安裝四個(gè)地面磁性感應(yīng)器；四個(gè)車載地面感應(yīng)信號(hào)接收器；控制系統(tǒng)；指示系統(tǒng)。1、2號(hào)地面感應(yīng)器間的距離＝列車設(shè)計(jì)最大運(yùn)行速度X主斷路器斷開前系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間3.3弓網(wǎng)電氣耦合---電分相高速正線地磁缸及斷、合標(biāo)安裝位置1、高速正線4個(gè)斷、合標(biāo)分設(shè)于4根支柱上，單面安裝。2、斷標(biāo)設(shè)于中性段起始端最外轉(zhuǎn)換柱以外第2根支柱上，距最外轉(zhuǎn)換柱81～120m。合標(biāo)設(shè)于中性段終止端最外轉(zhuǎn)換柱400m以外，距最外轉(zhuǎn)換柱401～450m。3、磁缸設(shè)置位置以電分相最外轉(zhuǎn)換柱為基準(zhǔn)。六跨關(guān)節(jié)式電分相地磁鋼及斷合標(biāo)聯(lián)絡(luò)線/動(dòng)車走行線磁缸及斷合標(biāo)位置布置圖聯(lián)絡(luò)線、動(dòng)車走行線地磁缸及斷、合標(biāo)安裝位置1、聯(lián)絡(luò)線/動(dòng)車走行線4個(gè)斷、合標(biāo)分設(shè)于2根支柱上，正反面安裝。2、斷標(biāo)設(shè)于中性段起始端最外轉(zhuǎn)換柱以外30～105m（速度80km/h以下宜取下限值，速度80km/h以上宜取上限值），合標(biāo)也設(shè)于中性段終止端最外轉(zhuǎn)換柱以外30～105m（速度80km/h以下宜取下限值，速度80km/h以上宜取上限值）。3、磁缸設(shè)置位置以電分相最外轉(zhuǎn)換柱為基準(zhǔn)?！?/p>

列車停在無電區(qū)的處理

1.立即采取斷電、降弓、停車措施，司機(jī)向列車調(diào)度員報(bào)告停車原因和停車地點(diǎn)，通知隨車機(jī)械師、列車長。由列車調(diào)度員報(bào)告高鐵電調(diào)，由高鐵電調(diào)確定是否可利用網(wǎng)上遠(yuǎn)動(dòng)開關(guān)實(shí)施救援。2.下車確認(rèn)換弓能繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，則換弓操作。（1）CRH2系列動(dòng)車組將制動(dòng)手柄置于拔取位3～5秒后，重新投入制動(dòng)手柄，進(jìn)行升最前弓操作后，按RS復(fù)位，合“VCB”。如若前弓取流成功，在啟動(dòng)試驗(yàn)完成后，可按信號(hào)的顯示繼續(xù)運(yùn)行。（2）CRH1系列動(dòng)車組切除GFX-3。（3）CRH3系列先按下“手動(dòng)過分相”按鈕，待“手動(dòng)過分相”按鈕燈滅，主斷標(biāo)識(shí)變藍(lán)后，再合主斷。3.利用線路坡度退行時(shí)，應(yīng)得到列車調(diào)度員確認(rèn)后方區(qū)間空閑并準(zhǔn)許，具備列車退行條件后方可進(jìn)行。列車退行距離須滿足動(dòng)力加速過分相的需求，防止帶電闖分相。4.采取“向無電區(qū)供電”方式，應(yīng)嚴(yán)格按列車調(diào)度員的指示辦理。在得到分相區(qū)已送電的通知后，升單弓驗(yàn)電后開車。駛出分相區(qū)后報(bào)告列車調(diào)度員。課間休息！

高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)3.4弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)耦合-----弓網(wǎng)接觸力

弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性是指列車高速運(yùn)行時(shí)受電弓和接觸線之間所表現(xiàn)的而在低速階段表現(xiàn)不出來的異常特殊現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在接觸線彎曲應(yīng)力、弓網(wǎng)接觸力、弓網(wǎng)抬升量等值。弓網(wǎng)接觸力Ｐ=Ｐ0+ＰAER±ＰR±ＰDYN

靜態(tài)接觸壓力Ｐ0、空氣動(dòng)力分力ＰAER、摩擦力ＰR動(dòng)態(tài)接觸壓力分力ＰDYN

氣流主要作用在滑板上（75～80%），其余部分（25～20%）作用在受電弓框架上。弓網(wǎng)接觸壓力P——受電弓與接觸網(wǎng)之間的接觸力靜態(tài)接觸壓力P0—驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使滑板與接觸線間產(chǎn)生的壓力阻尼力PR——受電弓各關(guān)節(jié)間的磨擦力，與弓頭運(yùn)動(dòng)方向相反空氣動(dòng)力分力PAER——?dú)饬鲗?duì)受電弓產(chǎn)生的上下方向的作用力慣性力PDYN——弓網(wǎng)在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的垂直振動(dòng)引起的慣性力三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合平均接觸壓力目標(biāo)值3.4弓網(wǎng)的動(dòng)態(tài)耦合－－弓網(wǎng)接觸力大量測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、積累和分析表明：受流質(zhì)量良好的弓網(wǎng)系統(tǒng)，其接觸力的統(tǒng)計(jì)規(guī)律均符合正態(tài)分布曲線68.30%95.50%99.70%S－標(biāo)準(zhǔn)壓力偏差三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合接觸網(wǎng)頻譜特性接觸網(wǎng)是一個(gè)有大量的自由振蕩和無數(shù)個(gè)固有頻率的機(jī)械系統(tǒng)。對(duì)稱振蕩：相對(duì)于參考點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)點(diǎn)是同相位振蕩；非對(duì)稱振蕩：相對(duì)于參考點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)點(diǎn)是同相位振蕩；離支持點(diǎn)最近的兩吊弦之間的距離

結(jié)構(gòu)系數(shù)

典型懸掛的彈性曲線

接觸懸掛彈性3.4弓網(wǎng)的動(dòng)態(tài)耦合－－彈性及其均勻性三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合接觸懸掛彈性◆接觸懸掛彈性簡單鏈形懸掛的彈性彈性鏈形懸掛的彈性兩吊弦間的懸掛彈性復(fù)鏈形懸掛的彈性定義抬升量

高速鐵路接觸網(wǎng)的基本特性和基本理論(1)滑板與接觸線的材質(zhì)及其匹配；(2)列車運(yùn)行速度與電流(3)接觸壓力(4)懸掛類型與接觸線的平滑性(5)線路(主要是鋼軌)的平順性(6)環(huán)境條件(1)機(jī)械作用下的磨損；(2)強(qiáng)電流作用下的磨損；(3)機(jī)械和強(qiáng)電流綜合作用下的磨損；3.5弓網(wǎng)的材料耦合影響接觸線與滑板磨耗的各種因素粘著磨損疲勞磨損腐蝕磨損實(shí)施弓網(wǎng)聯(lián)控制度過程3.6弓網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程與原則設(shè)計(jì)施工竣工驗(yàn)收接觸力（燃弧）、抬升與彈性及其均勻程度有關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(弓網(wǎng)仿真)系統(tǒng)設(shè)備和零部件選擇施工設(shè)計(jì)(平面布置)測量、預(yù)配、組裝、調(diào)整靜態(tài)驗(yàn)收：驗(yàn)收接觸網(wǎng)施工質(zhì)量，驗(yàn)收依據(jù)：設(shè)計(jì)圖紙動(dòng)態(tài)驗(yàn)收：驗(yàn)收弓與網(wǎng)匹配用弓網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，驗(yàn)收依據(jù)：靜動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)。接觸網(wǎng)運(yùn)營診斷拉出值、高度、線岔、關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)值應(yīng)符合要求

三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合

必須堅(jiān)持系統(tǒng)性和整體性思想，通盤考慮弓網(wǎng)在幾何、電氣、動(dòng)態(tài)特性、材料特性上的完全適應(yīng)性；

由于接觸網(wǎng)特性具有較大的離散性，不可能為某一接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)專門的受電弓，而受電弓特性具有相對(duì)的穩(wěn)定性，因此，弓網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)以受電弓為中心，接觸網(wǎng)的參數(shù)和特性設(shè)計(jì)是在給定受電弓后進(jìn)行的；

由于不同的弓網(wǎng)配合會(huì)表現(xiàn)出不同的相互作用特性，因此，依據(jù)某種型號(hào)受電弓所設(shè)計(jì)的接觸網(wǎng)，施工完成之后必須用相應(yīng)特性的受電弓來運(yùn)行；

弓網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須借助弓網(wǎng)仿真系統(tǒng)，以確定和驗(yàn)證弓網(wǎng)核心參數(shù)的取值和合理性。3.6弓網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程與原則

三弓網(wǎng)系統(tǒng)及弓網(wǎng)耦合4.1與接觸線相關(guān)的主要概念

拉出值；

導(dǎo)高；◆坡度；

弛度；◆

磨耗；◆

載流量；◆

波動(dòng)速度；◆

疲勞。接觸線四影響接觸線性能的因素與載流量計(jì)算(1)良好導(dǎo)電性能；

導(dǎo)電性能與機(jī)械強(qiáng)度是一對(duì)矛盾；(2)機(jī)械強(qiáng)度高；考慮波動(dòng)速度、抗拉強(qiáng)度、安全系數(shù)、溫度影響；(3)單位質(zhì)量輕；降低線密度(4)高溫軟化特性優(yōu)良；(見溫度對(duì)接觸線性能的影響)(5)耐磨磨耗的計(jì)算方法：(6)防腐氧化、氫化、不同金屬間的腐蝕等4.2高速受流對(duì)接觸線的要求

世界各國經(jīng)過多年的探索和實(shí)踐，接觸線材料除銅及其合金材料外，似無更多選擇。影響銅接觸線性能的因素較多，主要可分為以下三類：1雜質(zhì)和微量元素類2加工工藝類3工作環(huán)境類四影響接觸線性能的因素與載流量計(jì)算4.3銅的名稱及其主要成分

純銅：也叫紫銅或者電解銅；黃銅：簡單黃銅(只含鋅的黃銅，簡稱黃銅)；復(fù)雜黃銅(除鋅外、還有鉛、錫、鐵、鋁、硅、鎳等)，又稱鉛黃銅、鋁黃銅等，統(tǒng)稱復(fù)雜黃銅。青銅：主要指銅錫合金，由于錫屬稀缺金屬，目前的青銅還指不含錫的無錫青銅，如鋁青銅、鈹青銅、錳青銅、硅青銅。白銅：主要指以鎳為主的要合金元素的銅合金，若有第三元素如：鋅、鋁、錳等，則稱為鋅白銅、鋁白銅、錳白銅等。四影響接觸線性能的因素與載流量計(jì)算4.4