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1、接触网技术课程设计报告班 级： 电气083 学 号： 200809237姓 名： 指导教师： 评语：2012年2月24日1.基本题目1.1题目高速电气化铁路悬挂类型设计；参考高速电气化铁路接触网京沪高速铁路接触类型。1.2题目分析目前，世界各国为满足高速受流的要求，都根据自己国家高速铁路规划的动力装置(动力集中式或动力分散式)和受电弓的结构及性能的不同，而采用了不同的悬挂类型。高速接触网的悬挂类型就其现有情况而言，有弹性链型悬挂、简单链型悬挂、复式链型悬挂（或称双链型悬挂）。本设计依据所学高速电气化铁路接触网课程和参考国外高速接触网的发展状况、运营经验以及不同国家的弓网受流质量评价标准，对上述
2、三种链型悬挂进行了较为全面的技术经济比较，并对我国京沪高速宜采用简单链型悬挂方式的原因进行了简单的分析。2.题目高速：电气化铁路悬挂类型设计2.1目前国外高速接触网悬挂类型的发展状况国外高速接触网悬挂类型基本上可归为三类：即以德国为代表的弹性链型悬挂、以法国为代表的简单链型悬挂和以日本为代表的复链型悬挂。从国外高速接触网的发展情况来看,总的趋势是:首先尽可能地简化接触网的结构,以提高接触网的可靠性；其次在材质一定的条件下,尽可能地提高接触线的张力,以提高接触线的波动速度提高运营速度；而且积极研制和开发与接触网参数及运营速度相匹配高速受电弓。2.2分析弓网受流质量的评价标准对弓网受流质量的评价主
3、要从以下方面进行评估：弓网接触压力、离线率、受电弓滑板振幅、接触导线抬升量、硬点等几个方面。（1）弓网间动态接触压力弓网间的动态接触压力是指受电弓滑板与接触导线间的垂向接触力。此接触力包括所有接触点的垂向力总和。其标准参考表1。以下为弓网间动态接触压力评定标准中用到的术语和符号：Fmax分析区段内实际最小接触压力,单位：N；Fmin分析区段内实际最小接触压力,单位：N；分析区段内接触压力标准差，单位：N；Fm分析区段内接触压力的平均值，单位：N；Fmaxs分析区段内接触压力的统计最大值，Fmaxs=Fm+3,单位：NFmins分析区段内接触压力的统计最小值，Fmins=Fm-3,单位：N，其中
4、分析区段一般定义为一个跨距。表1弓网受流质量评定指标速度等级120160km/h160-200km/h200-250km/h250km/h 以上Fmax(N)100130130190175-210190-225Fmin(N)506040-6050-7530-55Fmaxs(N)110140120200190-210210-230Fmins(N)40-5030-4020-40-5-20Fm(N)90-100100-110110-120110-12015-2625-2826-3132-40（2）离线率离线率是指指受电弓滑板脱离接触导线的时间。其评定指标参考表2。以下是离线率评定标准中用到的术语和符
5、号：Tmax 分析区段内最大一次离线的时间，单位：ms待添加的隐藏文字内容1m 分析区段内的离线率。区段内离线之和与运行时间的比率，单位：表2 离线率评定指标速度等级120160km/h160-200km/h200-250km/h250km/h 以上Tmax(ms)100100100100m(%)3355（3）受电弓滑板振动幅度 所谓的受电弓滑板振动幅度是指受电弓滑板在一个跨距内的振动幅度，即上下振动的范围，一般用2倍振幅表示。其评定指标参考表3。以下为受电弓滑板振动幅度评定标准中用到的术语和符号：2A=Hmax-Hmin，跨距内滑板振动幅度Hmax跨距内受电弓滑板的最大高度Hmin跨距内受电
6、弓滑板的最低高度2A 受接触网的安装尺寸影响，2A越小，受电弓运动轨迹越平滑，受流质量越好。表3 受电弓滑板振动幅度评定指标速度等级120160km/h160-200km/h200-250km/h250km/h 以上2A(mm)CLOSE150150150150OPEN100100100100说明：对于单臂受电弓：CLOSE方向指受电弓拐臂与前进方向一致，OPEN方向指受电弓拐臂与前进方向相反。(4) 接触导线抬升量接触导线抬升量是指受电弓经过时，接触导线的最大抬升量，用DH表示。而其评定指标参考表4：表4接触导线抬升量评定指标速度等级(km/h)120160160-200200-250250
7、 以上DH(mm)607080100（5）硬点硬点是评定接触导线对受电弓滑板的冲击主要指标是受电弓滑板受到的垂直方向和线路方向上加速度的最大值。其评定指标参考表5。以下是硬点评定指标中用到的术语、符号和说明：AVmax受电弓滑板受到的垂直方向上的加速度最大值，单位：重力加速度g（9.8m/s2）。AHmax 受电弓滑板受到的线路方向上的加速度最大值，单位：重力加速度g（9.8m/s2）。AVmax和 AHmax 均取每次冲击加速度最大峰值的绝对值。表5 硬点评定指标：速度等级120160km/h160-200km/h200-250km/h250km/h 以上AVmax(g)50607070AH
8、max(g)303030302.3对复链型、简单链型和弹性链型悬挂的技术经济比较复链型悬挂、简但链型悬挂和弹性链型悬挂三种接触网悬挂型式有各自的特点,但对于300 km/ h 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。其技术经济比较如表6，通过对表6的比较得出以下结果：（1）复链型悬挂静态弹性不均匀度最小,受电弓的运行轨迹最平缓。但投资较高, 结构比较复杂,施工调整及事故抢修难度大。（2）简单链型悬挂静态弹性不均匀度较大,导致受电弓运行轨迹的平缓度稍差, 但当接触线设置适当的预留弛度时可得到明显改善。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
9、容易。（3）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。但接触网的平均抬升量大,稳定性较差,需专门的安装测试工具,施工调整及事故抢修难度大。同时在技术比较时需要注意以下几个方面的问题：首先关于静态弹性不均匀度在高速状态下,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,但如果其值较大(或者说接触线波动传播速度较小) ,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
10、有较大的分散性。国外实际运营经验表明: 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,即空气动力和受电弓对接触线的惯性力。空气动力与列车速度和受电弓的外形尺寸有关,而与接触网的性能无关;受电弓对接触线的惯性力与列车速度、接触网的弹性大小及受电弓的参数有关, 而与弹性的均匀度并无直接关系。接触网和受电弓共同组成电能传输系统, 只有在接触网和受电弓的共同作用下才能评价其性能的优劣。因此, 要想取得满意的行驶效果, 性能优越的高速接触网如果无合适的受电弓与之匹配, 不会获得满意
11、的效果, 反之亦然。当接触网的有关参数确定之后, 接触线的使用寿命很大程度上取决于受电弓的性能。当接触网的平均弹性较小时, 接触线的使用寿命与弹性的不均匀性关系不大。表6复链、简链和弹链的技术经济比较内容项目复链简链弹链技术比较静态弹性不均匀度小大较小动态接触力的标准偏差小较大较小定位点接触线的抬升量小较小大受电弓运行轨迹的平缓度好稍差（接触线设置预弛度时可明显改善）较好网的动态稳定性好较好差接触网的风稳定性好较好差环境温度变化对网的稳定性影响小小大零部件数量多少较多结构的复杂程度复杂简单较复杂施工的难易程度难容易较难日常维修的便利性较便利便利不便利事故抢修的难易程度难容易较难因接触网的震动引
12、起螺栓松动的可能性小小大经济比较一次性投资高低较高运营维护费高低较高2.4京沪高速宜采用的悬挂方式鉴于复链型悬挂结构太复杂, 投资太高, 国内尚无成熟的设计、施工和运营经验, 故不宜在京沪高速中推荐采用。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210 km/ h 采用复链型悬挂, 当时人们认为200 km/ h 速度应采用弹性均匀的复链型悬挂。现在, 我国广深、秦沈200250 km/ h 运行速度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, 300 km/ h 的简链接触网已经使用了十几年, 350 km/ h 的简链接触网也已投入运行, 这说明简链不仅在
13、200250 km/ h 速度段的受流性能得到了确认, 在300350 km/ h 速度段同样能满足运营要求。从德国的经验来看, 从160330 km/ 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。弹链和简链在高速领域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, 并有追随性能优越的受电弓相匹配。对于京沪高速而言, 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。综合比较结果, 采用简单链型悬挂更适合我国的施工及维护环境。因此, 京沪高速推荐采用全补
14、偿简单链型悬挂，具体参数如表7和图1表示。表7京沪铁路接触悬挂的技术参数名 称量 值名 称量 值接触线 CuCa (mm2）150最大跨距（m）63接触线张力 （KN）15正线相邻跨距之比1.15:1承力索 Bz(mm2)65结构高度（mm）1400承力索张力（KN）15/8.5（出站）接触线高度（mm）5650/6000最短吊弦（mm）600/500/350补偿装置铝合金大滑轮装置 15/8.5KN 65mm Bzo1.4m4.59.09.0415KN 150mm 2Cu Co 63m图1 京沪高铁悬挂类型-简单链型悬挂3.结论与体会通过这一个星期的学习与设计，我发现了自己的很多不足，知识的
15、很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还亟需提高。在没有做接触网课程设计之前，觉得课程设计只是对该课程所学知识的单纯总结，但是通过这次课程设计，发现自己的观点有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检查，更是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我意识到自己知识的缺乏、片面，更加明白要学习的东西还有很多。以前觉得自己什么都会，什么都懂，有点眼高手低。现在我明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中应该不断的学习，努力提高自己的文化知识和综合素质。同时，课程设计过程中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，不懂得地方大家一起商量、一起探讨，听听不
16、同的看法对我们更好的理解知识有着非常大的帮助，所以在这里感谢帮助我的同学。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，但个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神，使我们的工作更加的出色。在课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每一个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作的失败。团结协作是我们成功的一项十分重要的保证。这次的课程设计也正好锻炼我们这一点，这是十分宝贵的。这次课程设计得到张廷荣老师的悉心指导，在此，谨向张老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考书目1 于万聚著.高速电气化铁路接触网. 成都:西南交通大学出版社,2002.2 李爱敏主编.接触网生产实习指导.北京:中国铁道出版社,2000.3 李伟主编.接触网.北京:中国铁道出版社,2000.4日财团法人.合技术研究所著.中铁电气化局集团有限公司译.北京:中国铁道出版社,2010.
