動車組概論04(牽引供電)1

1、1 1第四章 動車組牽引供電第一節(jié)第一節(jié) 動車組供電動車組供電 第二節(jié)第二節(jié) 高速接觸網(wǎng)高速接觸網(wǎng)第三節(jié)第三節(jié) 高速受電弓高速受電弓2 2第一節(jié)第一節(jié) 動車組供電動車組供電一、供電方式一、供電方式二、牽引變電所二、牽引變電所3 3動車組牽引供電系統(tǒng)動車組牽引供電系統(tǒng)牽引變電所牽引變電所接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)保證質(zhì)量良好并不保證質(zhì)量良好并不間斷地向動車組供間斷地向動車組供電電在動車組運行中通在動車組運行中通過與受電弓良好的過與受電弓良好的摩擦接觸將電能傳摩擦接觸將電能傳給動車組給動車組動車組牽引供電系統(tǒng)的組成動車組牽引供電系統(tǒng)的組成4 45 5一、供電方式一、供電方式 電氣化鐵路有五種供電方式，即：電氣化

2、鐵路有五種供電方式，即： 直接供電直接供電 吸流變壓器供電吸流變壓器供電 帶回流線的直接供電帶回流線的直接供電 自耦變壓器供電自耦變壓器供電 同軸電力電纜供電同軸電力電纜供電6 6直接供電方式直接供電方式 直接供電方式是指在牽引網(wǎng)中不直接供電方式是指在牽引網(wǎng)中不加特殊防護措施的一種供電方式，它以加特殊防護措施的一種供電方式，它以一根饋線接在接觸網(wǎng)上，另一根饋線接一根饋線接在接觸網(wǎng)上，另一根饋線接在鋼軌上在鋼軌上, ,如圖所示：如圖所示： 7 7 這種供電方式最簡單，投資最省，牽引這種供電方式最簡單，投資最省，牽引網(wǎng)阻抗小，能耗也較低。供電距離單線一般為網(wǎng)阻抗小，能耗也較低。供電距離單線一般為3

3、0km30km左右，雙線一般為左右，雙線一般為25km25km左右。左右。8 8吸流變壓器供電方式吸流變壓器供電方式 吸流變壓器的供電方式（簡稱吸流變壓器的供電方式（簡稱BTBT供電方式）是在牽引網(wǎng)中架設(shè)有吸流供電方式）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。變壓器回流線裝置的一種供電方式。目前，在我國電氣化鐵路上采用較為廣目前，在我國電氣化鐵路上采用較為廣泛，如圖所示：泛，如圖所示： 9 9 吸流變壓器的變比為吸流變壓器的變比為1:11:1，它的一次繞組，它的一次繞組串接在接觸網(wǎng)（串接在接觸網(wǎng)（T T）上，二次繞組串接在專為）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

4、回流線牽引電流流回牽引變電所而特設(shè)的回流線（NFNF）上，所以也稱吸流變壓器回流線供）上，所以也稱吸流變壓器回流線供電方式（簡稱吸回方式）電方式（簡稱吸回方式）10103.3.帶回流線的直接供電方式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，網(wǎng)支柱上架設(shè)一條與鋼軌并聯(lián)的回流線，如圖所示：如圖所示：1111 利用接觸網(wǎng)與回流線之間的互感作用，使利用接觸網(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變電所，因鋼軌中的電流盡可能地回流到牽引變電所，因而能部分抵消接觸網(wǎng)對鄰近通信線路的干擾。而能部分抵消接觸網(wǎng)對鄰近

5、通信線路的干擾。12124 4自耦變壓器供電方式（簡稱自耦變壓器供電方式（簡稱ATAT供電方式）供電方式） 自耦變壓器供電方式是每隔自耦變壓器供電方式是每隔10km10km左右左右在接觸網(wǎng)與正饋線之間并聯(lián)接入一臺自在接觸網(wǎng)與正饋線之間并聯(lián)接入一臺自耦變壓器，其耦變壓器，其中性點中性點與鋼軌相連。與鋼軌相連。1313 自耦變壓器將牽引網(wǎng)的供電電壓提高一倍，而供自耦變壓器將牽引網(wǎng)的供電電壓提高一倍，而供給動車組的電壓仍然不變。由于自耦變壓器的作用，給動車組的電壓仍然不變。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。當自耦

6、變壓器的一個繞組流過動車組電流時，變電所。當自耦變壓器的一個繞組流過動車組電流時，其另一個繞組感應(yīng)出電流供給動車組。其另一個繞組感應(yīng)出電流供給動車組。1414 因此，當動車組負荷電流為因此，當動車組負荷電流為I I時，由接觸網(wǎng)時，由接觸網(wǎng)和正饋線供給的電流為和正饋線供給的電流為0.5I0.5I，另外的負荷電流，另外的負荷電流由自耦變壓器感應(yīng)電流供給。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，供電能力大，供電距離長，失小，電能損耗低，供電能力大，供電距離長，可達可達404050km50km。 由于牽引負荷電流在接觸網(wǎng)和正

7、饋線中的由于牽引負荷電流在接觸網(wǎng)和正饋線中的方向相反，因而對鄰近的通信線路干擾很小。方向相反，因而對鄰近的通信線路干擾很小。15155 5同軸電力電纜供電同軸電力電纜供電 同軸電力電纜供電（簡稱同軸電力電纜供電（簡稱CCCC供電方供電方式），是一種新型的供電方式。同軸電式），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。每隔與鋼軌相接。每隔5 510km10km作一個分段，作一個分段，如圖所示如圖所示: :16161717 由于饋線與回流線在同一電纜中，間隔很由于饋

8、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)由同軸電力電多，牽引電流和回流幾乎全部經(jīng)由同軸電力電纜中流過。因此電纜芯線與外部導(dǎo)體電流相等，纜中流過。因此電纜芯線與外部導(dǎo)體電流相等，方向相反，二者形成的磁場相互抵消，對鄰近方向相反，二者形成的磁場相互抵消，對鄰近的通信線路幾乎無干擾。由于阻抗小，因而供的通信線路幾乎無干擾。由于阻抗小，因而供電距離長。但由于同軸電力電纜造價高，投資電距離長。但由于同軸電力電纜造價高，投資大，現(xiàn)

9、僅在一些特別困難區(qū)段采用。大，現(xiàn)僅在一些特別困難區(qū)段采用。1818二、牽引變電所二、牽引變電所 1.1.牽引變電所的作用牽引變電所的作用 我國電氣化鐵路采用的是工頻單相我國電氣化鐵路采用的是工頻單相25kV25kV交交流制，而電力系統(tǒng)是一個三相交流系統(tǒng)，需要流制，而電力系統(tǒng)是一個三相交流系統(tǒng)，需要經(jīng)過變換電壓等級和由三相變換成單相才能使經(jīng)過變換電壓等級和由三相變換成單相才能使用。電氣化鐵路產(chǎn)生的負序和高次諧波對電力用。電氣化鐵路產(chǎn)生的負序和高次諧波對電力系統(tǒng)會造成多種不良影響，需要通過牽引變電系統(tǒng)會造成多種不良影響，需要通過牽引變電所來解決。因此，牽引變電所應(yīng)具有以下兩個所來解決。因此，牽引變

10、電所應(yīng)具有以下兩個方面的作用方面的作用: :1919 （1 1）將電力系統(tǒng)的電能變換成適合動）將電力系統(tǒng)的電能變換成適合動車組使用的電能。包括車組使用的電能。包括: :將電力系統(tǒng)的高壓（將電力系統(tǒng)的高壓（110kV110kV或或220kV220kV）降為）降為27.5kV27.5kV或或 2 227.5kV27.5kV（自耦變壓器供電方（自耦變壓器供電方式），以單相電饋送給接觸網(wǎng)，供動車組使用式），以單相電饋送給接觸網(wǎng)，供動車組使用 將交流電整流成直流電將交流電整流成直流電 將工頻（將工頻（50Hz50Hz）變換成）變換成16 2/3Hz 16 2/3Hz 2020 （2 2）降低電氣化鐵路對

11、電力系統(tǒng)的）降低電氣化鐵路對電力系統(tǒng)的影響。影響。 電氣化鐵路的單相牽引負荷是一個不對稱電氣化鐵路的單相牽引負荷是一個不對稱的負荷，對三相電力系統(tǒng)產(chǎn)生負序電流和負序的負荷，對三相電力系統(tǒng)產(chǎn)生負序電流和負序電壓。要減輕負序電流和負序電壓對三相電力電壓。要減輕負序電流和負序電壓對三相電力系統(tǒng)的影響，需要牽引變電所采用換相接線方系統(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。式或不同接線型式的變壓器。21212 2變電所保護裝置變電所保護裝置 保護裝置的作用保護裝置的作用a.a.用來切斷斷路故障。一個變電所有十多臺用來切斷斷路故障。一個變電所有十多臺斷路器，每臺斷路器都要有專門的保

12、護裝置斷路器，每臺斷路器都要有專門的保護裝置來控制。如果沒有符合要求的保護裝置，那來控制。如果沒有符合要求的保護裝置，那么斷路故障就不能迅速地排除，從而造成嚴么斷路故障就不能迅速地排除，從而造成嚴重的危害。重的危害。b.b.用作發(fā)出不正常運行狀態(tài)的信號。如變壓用作發(fā)出不正常運行狀態(tài)的信號。如變壓器過負荷和過熱、控制回路斷線、絕緣不良器過負荷和過熱、控制回路斷線、絕緣不良等不正常狀態(tài)等。從而保證供電系統(tǒng)的安全、等不正常狀態(tài)等。從而保證供電系統(tǒng)的安全、可靠運行?？煽窟\行。2222 對保護裝置的基本要求對保護裝置的基本要求 a.a.選擇性。保護該跳閘的斷路器跳閘，不該選擇性。保護該跳閘的斷路器跳閘，

13、不該跳閘的不跳，以使停電限制在最小的范圍；跳閘的不跳，以使停電限制在最小的范圍；b.b.速動性。故障后迅速動作，可減小設(shè)備的速動性。故障后迅速動作，可減小設(shè)備的損壞程度及對非故障區(qū)段的影響時間。但速損壞程度及對非故障區(qū)段的影響時間。但速動性不能影響選擇性。動性不能影響選擇性。c.c.靈活性。要求對保護范圍的故障反應(yīng)靈敏，靈活性。要求對保護范圍的故障反應(yīng)靈敏，不產(chǎn)生拒動；不產(chǎn)生拒動；d.d.可靠性。要求保護裝置的元件和接線處于可靠性。要求保護裝置的元件和接線處于良好狀態(tài)，該動作時均能正常工作。良好狀態(tài)，該動作時均能正常工作。2323第二節(jié) 高速接觸網(wǎng)一、接觸網(wǎng)的構(gòu)成一、接觸網(wǎng)的構(gòu)成二、接觸懸掛形

14、式二、接觸懸掛形式三、接觸網(wǎng)的性能要求三、接觸網(wǎng)的性能要求四、接觸線及承力索四、接觸線及承力索2424一、接觸網(wǎng)的構(gòu)成一、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要供電設(shè)備，它的功能是向走行在鐵路線上的動車組不間斷地供應(yīng)電能。但接觸網(wǎng)與一般的動車組不間斷地供應(yīng)電能。但接觸網(wǎng)與一般的輸電線路不同，它必須架設(shè)在鐵路線路的正上輸電線路不同，它必須架設(shè)在鐵路線路的正上方，動車組利用頂部的受電弓與接觸網(wǎng)接觸而方，動車組利用頂部的受電弓與接觸網(wǎng)接觸而獲得電能。因此，在電力動車組走行的線路都獲得電能。因此，在電力動車組走行

15、的線路都必須架設(shè)接觸網(wǎng)。必須架設(shè)接觸網(wǎng)。2525 接觸網(wǎng)由以下三部分組成：接觸網(wǎng)由以下三部分組成：接觸懸掛部分接觸懸掛部分支持裝置支持裝置支柱與基礎(chǔ)組成支柱與基礎(chǔ)組成26261 1接觸懸掛部分接觸懸掛部分 包括承力索、接觸導(dǎo)線、吊弦、中心錨結(jié)、包括承力索、接觸導(dǎo)線、吊弦、中心錨結(jié)、補償裝置等。補償裝置等。2727補償裝置補償裝置2828 承力索是接觸網(wǎng)承載接觸導(dǎo)線，并傳輸電承力索是接觸網(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；機械強度力索的線脹系數(shù)與接觸導(dǎo)線相匹配；機械強度高；耐疲勞性能好，耐溫特性好

16、；導(dǎo)電率高等。高；耐疲勞性能好，耐溫特性好；導(dǎo)電率高等。2929 接觸導(dǎo)線是接觸網(wǎng)中直接與受電弓作摩擦接觸導(dǎo)線是接觸網(wǎng)中直接與受電弓作摩擦運動傳遞電能的線材。它對接觸網(wǎng)受電弓系運動傳遞電能的線材。它對接觸網(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)的許多性能指標直接由接觸導(dǎo)線決定，流系統(tǒng)的許多性能指標直接由接觸導(dǎo)線決定，如波動傳播速度、接觸導(dǎo)線的抬升量、接觸導(dǎo)如波動傳播速度、接觸導(dǎo)線的抬升量、接觸導(dǎo)線的磨耗、安全系數(shù)等。表線的磨耗、安全系數(shù)等。表4-14-1給出了國外高給出了國外高速接觸導(dǎo)線的比較。速接觸導(dǎo)線的比較。30303131 2 2支

17、持裝置支持裝置 用以懸吊和支撐接觸懸掛并將其各種載荷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)，使受電弓滑行時與接觸導(dǎo)線有良好的接觸。根據(jù)受電弓滑行時與接觸導(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?？?、橋梁支持裝置和隧道支持裝置等。3232支持裝置支持裝置33333 3支柱與

18、基礎(chǔ)支柱與基礎(chǔ) 用以安裝支持裝置、懸吊接觸懸掛，并承用以安裝支持裝置、懸吊接觸懸掛，并承受其載荷。受其載荷。 此外，接觸網(wǎng)還包括供電線，加強線，因此外，接觸網(wǎng)還包括供電線，加強線，因供電方式不同而設(shè)置的回流線、正饋線（供電方式不同而設(shè)置的回流線、正饋線（AFAF線）、保護線（線）、保護線（PWPW線）等附加導(dǎo)線，以及為安線）等附加導(dǎo)線，以及為安全而設(shè)置的保護設(shè)備和電氣設(shè)備等。全而設(shè)置的保護設(shè)備和電氣設(shè)備等。3434 由于接觸網(wǎng)是露天設(shè)置，受著各種惡劣氣由于接觸網(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)又是隨著動車組的象條件的影響，其工作狀態(tài)又是隨著動車組的運行而變化，而且沒有備用，因

19、而使得接觸網(wǎng)運行而變化，而且沒有備用，因而使得接觸網(wǎng)的工作條件非常復(fù)雜，對它的要求也非常嚴格。的工作條件非常復(fù)雜，對它的要求也非常嚴格。 動車組實際上是一個邊受流邊行駛的移動動車組實際上是一個邊受流邊行駛的移動負荷。為了保證不間斷地供給動車組電能，就負荷。為了保證不間斷地供給動車組電能，就必須使動車組的受電弓與接觸網(wǎng)的接觸導(dǎo)線在必須使動車組的受電弓與接觸網(wǎng)的接觸導(dǎo)線在動車組行駛時有良好的接觸，為此，對接觸網(wǎng)動車組行駛時有良好的接觸，為此，對接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)有特殊的要求。的結(jié)構(gòu)有特殊的要求。3535二、接觸懸掛形式二、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，接觸懸掛形式是指接觸網(wǎng)的基本結(jié)

20、構(gòu)形式，它反映了接觸網(wǎng)的空間結(jié)構(gòu)和幾何尺寸。不同它反映了接觸網(wǎng)的空間結(jié)構(gòu)和幾何尺寸。不同的懸掛形式，在工程造價、受流性能、安全性的懸掛形式，在工程造價、受流性能、安全性能上均有差別。另外，對接觸網(wǎng)的設(shè)計、施工能上均有差別。另外，對接觸網(wǎng)的設(shè)計、施工和運營維護也有不同的要求。和運營維護也有不同的要求。 對高速接觸網(wǎng)懸掛形式的要求是，受流性對高速接觸網(wǎng)懸掛形式的要求是，受流性能滿足高速鐵路的運營要求、結(jié)構(gòu)簡單、安全能滿足高速鐵路的運營要求、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、維修方便、工程造價低?？煽?、維修方便、工程造價低。3636 世界上發(fā)展高速鐵路的主要國家如日本、世界上發(fā)展高速鐵路的主要國家如日本、德國、法

21、國的高速接觸網(wǎng)懸掛形式是在不斷改德國、法國的高速接觸網(wǎng)懸掛形式是在不斷改進中發(fā)展起來的，主要有三種懸掛形式：簡單進中發(fā)展起來的，主要有三種懸掛形式：簡單鏈形懸掛、彈性鏈形懸掛、復(fù)鏈形懸掛。鏈形懸掛、彈性鏈形懸掛、復(fù)鏈形懸掛。 1 1簡單鏈形懸掛簡單鏈形懸掛 其性能特點是，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、安其性能特點是，結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、安裝調(diào)整維修方便，適應(yīng)于高速受流。裝調(diào)整維修方便，適應(yīng)于高速受流。3737 定位點處彈性小，跨中彈性大，造成受電定位點處彈性小，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；定位點處易形成相弓在

22、跨中的抬升量可降低；定位點處易形成相對硬點，磨耗大。如果選擇結(jié)構(gòu)形式合理、性對硬點，磨耗大。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。能優(yōu)良的定位器，則可消除這方面的不足。定位點定位點38382 2彈性鏈形懸掛彈性鏈形懸掛 在結(jié)構(gòu)上，相對于簡單鏈形懸掛在定位點在結(jié)構(gòu)上，相對于簡單鏈形懸掛在定位點處裝設(shè)彈性吊索，主要有兩種形式：處裝設(shè)彈性吊索，主要有兩種形式：“丌丌”形形和和“Y”Y”形。彈性吊索的材質(zhì)一般與承力索相形。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。同，其線脹系數(shù)與承力索相匹配。3939 其性能特點是，結(jié)構(gòu)比較簡單，改善了定其性能特點是，結(jié)構(gòu)比較簡

23、單，改善了定位點處的彈性，使得定位點處的彈性與跨中的位點處的彈性，使得定位點處的彈性與跨中的彈性趨于一致，整個接觸網(wǎng)的彈性均勻，受流彈性趨于一致，整個接觸網(wǎng)的彈性均勻，受流性能好。缺點是彈性吊索調(diào)整維修比較復(fù)雜，性能好。缺點是彈性吊索調(diào)整維修比較復(fù)雜，定位點處導(dǎo)線抬升量大，對定位器的安裝坡度定位點處導(dǎo)線抬升量大，對定位器的安裝坡度要求也較嚴格。要求也較嚴格。40403 3復(fù)鏈形懸掛復(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。其性能特點是，接觸網(wǎng)的張力根輔助承力索。其性能特點是，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。大，彈性均勻

24、，安裝調(diào)整復(fù)雜、抗風(fēng)能力強。4141 各國對以上三種懸掛形式有不同的認識和各國對以上三種懸掛形式有不同的認識和側(cè)重，根據(jù)各自的國情發(fā)展自己的懸掛形式。側(cè)重，根據(jù)各自的國情發(fā)展自己的懸掛形式。 日本的高速線路如：東海道新干線、山陽日本的高速線路如：東海道新干線、山陽新干線、東北新干線、上越新干線均采用復(fù)鏈新干線、東北新干線、上越新干線均采用復(fù)鏈形懸掛。形懸掛。4242 法國的巴黎里昂的東南線采用彈性鏈形法國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)留弛度的簡單鏈形懸掛。導(dǎo)線帶預(yù)留弛度的簡單鏈形懸掛。4343 德國在行速度低于德國

25、在行速度低于160km160kmh h的線路采用簡的線路采用簡單鏈形懸掛，在單鏈形懸掛，在160km/h160km/h及以上的線路采用彈及以上的線路采用彈性鏈形懸掛。性鏈形懸掛。4444三、接觸網(wǎng)的性能要求三、接觸網(wǎng)的性能要求 動車組運行時，受電弓給接觸導(dǎo)線向上的動車組運行時，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)線是一條抬力，使接觸導(dǎo)線抬升。由于接觸導(dǎo)線是一條長軟線，而受電弓又是一個彈性裝置，因此，長軟線，而受電弓又是一個彈性裝置，因此，這種壓力和抬力是變化的，而且變化迅速。此這種壓力和抬力是變化的，而且變化迅速。此外，列車在以空氣為介質(zhì)的空間運行時，還會外，列車在以空氣為介

26、質(zhì)的空間運行時，還會對受電弓弓臂和弓頭產(chǎn)生具有一定壓力的空氣對受電弓弓臂和弓頭產(chǎn)生具有一定壓力的空氣流，形成對受電弓向上或向下的附加力。流，形成對受電弓向上或向下的附加力。4545 上面幾種力的合成作用結(jié)果，使接觸網(wǎng)產(chǎn)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。其后果是觸導(dǎo)線的軌跡，導(dǎo)致脫離接觸導(dǎo)線。其后果是使動車組受流時通時斷，造成動車組行駛時出使動車組受流時通時斷，造成動車組行駛時出現(xiàn)牽引力不穩(wěn)定的狀態(tài)。惡劣的氣象條件還會現(xiàn)牽引力不穩(wěn)定的狀態(tài)。惡劣的氣象條件還會直接影響接觸網(wǎng)的工作狀態(tài)。

27、為了安全可靠的直接影響接觸網(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。供電，接觸網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具備以下性能要求。46461 1有足夠的強度，保證接觸網(wǎng)具有穩(wěn)定性；有足夠的強度，保證接觸網(wǎng)具有穩(wěn)定性；2 2在惡劣的氣象條件下保證列車在規(guī)定的速度在惡劣的氣象條件下保證列車在規(guī)定的速度運行時能良好地受流；運行時能良好地受流；3 3對各導(dǎo)線和支持結(jié)構(gòu)、零部件及絕緣子等應(yīng)對各導(dǎo)線和支持結(jié)構(gòu)、零部件及絕緣子等應(yīng)當采取有效的防腐蝕和防污穢技術(shù)措施，以保當采取有效的防腐蝕和防污穢技術(shù)措施，以保持整個接觸網(wǎng)設(shè)備的良好狀態(tài)；持整個接觸網(wǎng)設(shè)備的良好狀態(tài)；4 4接觸懸掛的各項技術(shù)性能應(yīng)滿足受電弓與接接觸

28、懸掛的各項技術(shù)性能應(yīng)滿足受電弓與接觸導(dǎo)線在滑動接觸摩擦?xí)r可靠地工作的要求，觸導(dǎo)線在滑動接觸摩擦?xí)r可靠地工作的要求，使用壽命應(yīng)盡可能的延長；使用壽命應(yīng)盡可能的延長；47475 5各類支持結(jié)構(gòu)和零部件應(yīng)力求輕巧耐用，做各類支持結(jié)構(gòu)和零部件應(yīng)力求輕巧耐用，做到標準化并具有互換性，便于施工和維修保養(yǎng)，到標準化并具有互換性，便于施工和維修保養(yǎng)，發(fā)生事故時也便于搶修，為迅速恢復(fù)供電創(chuàng)造發(fā)生事故時也便于搶修，為迅速恢復(fù)供電創(chuàng)造條件；條件；6 6接觸導(dǎo)線和安裝在接觸導(dǎo)線上的有關(guān)設(shè)備要接觸導(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

29、彎及懸掛零件等形成的硬點，以免不平直的小彎及懸掛零件等形成的硬點，以免受電弓與其發(fā)生碰撞，造成受電弓和接觸導(dǎo)線受電弓與其發(fā)生碰撞，造成受電弓和接觸導(dǎo)線的機械損傷和電弧燒傷。的機械損傷和電弧燒傷。4848四、接觸線及承力索四、接觸線及承力索1.1.對接觸線及承力索的要求對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接觸線是接觸懸掛中與受電弓直接接觸的部分，通過接觸線向電力機車輸送電能，是接部分，通過接觸線向電力機車輸送電能，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，會給運輸生產(chǎn)造成等故障，將直接中斷行車，會給運輸生產(chǎn)

30、造成重大損失，接觸線與其他輸電線的工作條件又重大損失，接觸線與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完全不同，接觸線是在受拉的情況下又與電力機車的受電弓直接接觸并在滑動摩擦的狀態(tài)下機車的受電弓直接接觸并在滑動摩擦的狀態(tài)下工作的，所以必須具有良好的電氣性能、足夠工作的，所以必須具有良好的電氣性能、足夠的機械強度和耐磨性能。的機械強度和耐磨性能。4949 根據(jù)鐵路全面提速和向高速方向發(fā)展的要根據(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)具有線密度小求，接觸線還應(yīng)具有線密度小( (波動傳播速度波動傳播速度高高) )和高溫強度大和高溫強度大( (耐軟化性能好耐軟化性能好)

31、)的特征。我的特征。我國目前規(guī)定接觸線的額定張力為國目前規(guī)定接觸線的額定張力為10kN(TCG-100)10kN(TCG-100)和和8.5kN(TCG-85)8.5kN(TCG-85)，其中考慮了錨段內(nèi)可能出，其中考慮了錨段內(nèi)可能出現(xiàn)額定張力現(xiàn)額定張力1515的張力增量，以及接觸線磨耗的張力增量，以及接觸線磨耗后截面積的減小值，然后還要考慮不小于后截面積的減小值，然后還要考慮不小于2.52.5的安全系數(shù)。接觸線中部位置有兩個溝槽，用的安全系數(shù)。接觸線中部位置有兩個溝槽，用以固定吊弦線夾、定位線夾及電連接線夾等零以固定吊弦線夾、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，其底部

32、件，溝槽的下部為與受電弓接觸部分，其底面稱為工作面。面稱為工作面。5050 接觸線及有關(guān)零部件的重量均由承力索承接觸線及有關(guān)零部件的重量均由承力索承受，并通過支持裝置傳給支柱及有關(guān)結(jié)構(gòu)物。受，并通過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械強度。因此，要求承力索要有一定的機械強度。承力索架設(shè)后，既能減小接觸線的弛度，又可承力索架設(shè)后，既能減小接觸線的弛度，又可通過吊弦調(diào)整接觸線的高度，改善接觸懸掛的通過吊弦調(diào)整接觸線的高度，改善接觸懸掛的彈性。在電氣方面，必要時與接觸線并聯(lián)供電，彈性。在電氣方面，必要時與接觸線并聯(lián)供電，共同擔負傳導(dǎo)電流的任務(wù)，此時還要求其有較共同擔負傳導(dǎo)電

33、流的任務(wù)，此時還要求其有較好的電氣性能。好的電氣性能。5151 承力索的額定張力當采用承力索的額定張力當采用GJ-70(GJ-70(鋼絞線截鋼絞線截面為面為70 mm70 mm2 2) )時為時為15kN15kN，當采用，當采用GJ-100(GJ-100(鋼絞線鋼絞線截面為截面為100 mm100 mm2 2) )時為時為20kN20kN。 52522 2接觸線的材質(zhì)和規(guī)格接觸線的材質(zhì)和規(guī)格 我國電氣化鐵路建設(shè)初期，采用銅接觸線，我國電氣化鐵路建設(shè)初期，采用銅接觸線，規(guī)格有規(guī)格有TCG-100TCG-100和和TCG-85TCG-85兩種。其符號含義：兩種。其符號含義：T T表示銅，表示銅，C

34、 C表示電車線，表示電車線，G G表示溝形，數(shù)字表示表示溝形，數(shù)字表示截面積截面積(mm(mm2 2) )。TCG-100TCG-100用于區(qū)間及站場正線；用于區(qū)間及站場正線；TCG-85TCG-85用于站場站線。銅接觸線具有電氣性能用于站場站線。銅接觸線具有電氣性能好，耐腐蝕，使用壽命較長及施工架設(shè)方便等好，耐腐蝕，使用壽命較長及施工架設(shè)方便等優(yōu)點。優(yōu)點。5353 因鋼鋁的導(dǎo)電性能比銅要差，用加大鋼鋁因鋼鋁的導(dǎo)電性能比銅要差，用加大鋼鋁截面積的辦法，使其達到銅導(dǎo)線等同導(dǎo)電性能截面積的辦法，使其達到銅導(dǎo)線等同導(dǎo)電性能的截面積，通常稱為當量截面積。鋼鋁線上部的截面積，通常稱為當量截面積。鋼鋁線上

35、部為鋁材，用以導(dǎo)電，下部為鋼材，是工作部分，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用以承受張力和滿足耐磨要求( (簡稱為上、下簡稱為上、下復(fù)合式鋼鋁接觸線復(fù)合式鋼鋁接觸線) )。 與銅線比較，具有強度較高，不易拉斷及與銅線比較，具有強度較高，不易拉斷及耐磨等優(yōu)點。但存在耐腐蝕性能較差、出現(xiàn)硬耐磨等優(yōu)點。但存在耐腐蝕性能較差、出現(xiàn)硬彎后不易調(diào)直、硬點不易消除、受電弓通過時彎后不易調(diào)直、硬點不易消除、受電弓通過時易于打弓及鋼鋁結(jié)合部可能產(chǎn)生開裂等缺點。易于打弓及鋼鋁結(jié)合部可能產(chǎn)生開裂等缺點。5454接觸線的截面形式及主要技術(shù)性能詳見表：接觸線的截面形式及主要技術(shù)性能詳

36、見表：5555第三節(jié)第三節(jié) 高速受電弓高速受電弓一、高速受電的特點及要求一、高速受電的特點及要求二、接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流質(zhì)量評價二、接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流質(zhì)量評價 5656一、高速受電的特點及要求一、高速受電的特點及要求 1 1高速受電特點高速受電特點 目前世界各國的最高運行速度在目前世界各國的最高運行速度在200km/h200km/h以上的高速列車，幾乎全部采用電力牽引。與以上的高速列車，幾乎全部采用電力牽引。與常速列車的電力牽引相比較，高速列車電力牽常速列車的電力牽引相比較，高速列車電力牽引的受電的主要特點如下：引的受電的主要特點如下：5757 （1 1）接觸網(wǎng)與受電弓的波動特性。高速列

37、）接觸網(wǎng)與受電弓的波動特性。高速列車的行駛速度較常速列車高得多，因而受電弓車的行駛速度較常速列車高得多，因而受電弓沿接觸導(dǎo)線移動的速度大大加快，這就使接觸沿接觸導(dǎo)線移動的速度大大加快，這就使接觸網(wǎng)與受電弓的波動特性發(fā)生變化，從而對受電網(wǎng)與受電弓的波動特性發(fā)生變化，從而對受電產(chǎn)生影響；產(chǎn)生影響； （2 2）高速列車在高速運行時所受的空氣阻）高速列車在高速運行時所受的空氣阻力遠較常速列車大得多，空氣動態(tài)力也是高速力遠較常速列車大得多，空氣動態(tài)力也是高速受電的一個重要因素；受電的一個重要因素；5858 （3 3）受電弓從接觸網(wǎng)大功率受電問題。高）受電弓從接觸網(wǎng)大功率受電問題。高速列車所需的牽引功率較

38、常速列車大得多，若速列車所需的牽引功率較常速列車大得多，若采用多弓受電必然會增加阻力和加大噪音，并采用多弓受電必然會增加阻力和加大噪音，并引起接觸網(wǎng)的波動干擾，因而受電弓的數(shù)量不引起接觸網(wǎng)的波動干擾，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)大功率能太多，這就需要解決受電弓從接觸網(wǎng)大功率受電問題。受電問題。 高速列車的受電是通過受電弓與接觸網(wǎng)的高速列車的受電是通過受電弓與接觸網(wǎng)的接觸導(dǎo)線緊密接觸而實現(xiàn)的，因而受電是否正接觸導(dǎo)線緊密接觸而實現(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)。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力接觸網(wǎng)受電

39、弓系統(tǒng)工作可靠是確保高速動力車良好取流的根本條件。車良好取流的根本條件。59592 2對高速受電的接觸網(wǎng)的要求對高速受電的接觸網(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，受電弓也是一個彈性體，故而兩者構(gòu)成導(dǎo)線，受電弓也是一個彈性體，故而兩者構(gòu)成的是一個相互接觸的彈性系統(tǒng)。對高速受電用的是一個相互接觸的彈性系統(tǒng)。對高速受電用的接觸網(wǎng)應(yīng)有更高的要求：的接觸網(wǎng)應(yīng)有更高的要求： （1 1）在最高運行速度和更大的速度變化范）在最高運行速度和更大的速度變化范圍內(nèi)應(yīng)能保證正常供電；圍內(nèi)應(yīng)能保證正常供電；6060 （2 2）應(yīng)有更高的耐磨性和抗腐蝕（包括抗）應(yīng)有更高

40、的耐磨性和抗腐蝕（包括抗電蝕）能力；電蝕）能力； （3 3）對接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)有更高的要）對接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和布置應(yīng)有更高的要求；求； （4 4）在接觸網(wǎng)的接觸懸掛方面，目前在常）在接觸網(wǎng)的接觸懸掛方面，目前在常速列車供電中采用的彈性半補償鏈形懸掛和彈速列車供電中采用的彈性半補償鏈形懸掛和彈性全補償鏈形懸掛已不能適應(yīng)高速列車的要求，性全補償鏈形懸掛已不能適應(yīng)高速列車的要求，應(yīng)有更為先進的接觸懸掛裝置。應(yīng)有更為先進的接觸懸掛裝置。61613 3對高速動車組受電弓的要求對高速動車組受電弓的要求 （1 1）受電弓的滑板與接觸導(dǎo)線之間要保持）受電弓的滑板與接觸導(dǎo)線之間要保持恒定的接觸壓力，以實現(xiàn)比常速

41、受電弓更為可恒定的接觸壓力，以實現(xiàn)比常速受電弓更為可靠的連續(xù)電接觸。其接觸壓力不能過大或過小?？康倪B續(xù)電接觸。其接觸壓力不能過大或過小。6262 （2 2）與常速受電弓相比要盡可能減輕受電）與常速受電弓相比要盡可能減輕受電弓運動部分的重量，以保證與接觸網(wǎng)有可靠的弓運動部分的重量，以保證與接觸網(wǎng)有可靠的電接觸。列車運行中，受電弓將隨著接觸導(dǎo)線電接觸。列車運行中，受電弓將隨著接觸導(dǎo)線高度變化而上下運動。在高速條件下，這種運高度變化而上下運動。在高速條件下，這種運動更為頻繁，從而直接影響滑板與接觸導(dǎo)線之動更為頻繁，從而直接影響滑板與接觸導(dǎo)線之間接觸壓力的恒定。間接觸壓力的恒定。6363 由于接觸壓力

42、除與接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)、性能有關(guān)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（靜止狀態(tài)下接觸外，還與受電弓的靜態(tài)特性（靜止狀態(tài)下接觸壓力與受電弓高度的關(guān)系）和動態(tài)特性（運行壓力與受電弓高度的關(guān)系）和動態(tài)特性（運行狀態(tài)下受電弓上下運動的慣性力）有關(guān)，因此狀態(tài)下受電弓上下運動的慣性力）有關(guān)，因此對于高速受電弓，除必須保證機械強度和剛度對于高速受電弓，除必須保證機械強度和剛度外，應(yīng)盡可能降低受電弓運動部分的重量，從外，應(yīng)盡可能降低受電弓運動部分的重量，從而減小運動慣性力。這樣才能使受電弓滑板迅而減小運動慣性力。這樣才能使受電弓滑板迅速跟上接觸導(dǎo)線高度的變化，保證良好的電接速跟上接觸導(dǎo)線高度的

43、變化，保證良好的電接觸。觸。6464 （3 3）由于高速運行時空氣阻力很大，因此）由于高速運行時空氣阻力很大，因此高速受電弓在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要作充分考慮，力求高速受電弓在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要作充分考慮，力求使作用在滑板上的空氣制動力有別的零件承擔，使作用在滑板上的空氣制動力有別的零件承擔，從而使受電弓滑板在其垂直工作范圍內(nèi)始終保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力對滑持水平位置，以減小甚至消除空氣制動力對滑板與接觸導(dǎo)線間接觸壓力的影響。板與接觸導(dǎo)線間接觸壓力的影響。 （4 4）滑板的材料、形狀和尺寸應(yīng)適應(yīng)高速）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

44、狀態(tài)及更高的耐磨的要求，以保證良好的接觸狀態(tài)及更高的耐磨性能。性能。6565 （5 5）要求受電弓在其工作高度范圍內(nèi)升降）要求受電弓在其工作高度范圍內(nèi)升降弓時，初始動作迅速，終了動作較為緩慢，以弓時，初始動作迅速，終了動作較為緩慢，以確保在降弓時快速斷弧，并防止升降弓時受電確保在降弓時快速斷弧，并防止升降弓時受電弓對接觸網(wǎng)和底架有過大的沖擊載荷。弓對接觸網(wǎng)和底架有過大的沖擊載荷。6666二、接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流質(zhì)量評價二、接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流質(zhì)量評價 接觸網(wǎng)受電弓系統(tǒng)的受流質(zhì)量與接觸網(wǎng)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，單方面評價和受電弓的匹配性能有很大關(guān)系，單

45、方面評價接觸網(wǎng)的受流性能或受電弓的性能都是不全面接觸網(wǎng)的受流性能或受電弓的性能都是不全面的。在某種程度上是沒有意義的。如果用一種的。在某種程度上是沒有意義的。如果用一種性能差的受電弓來匹配再好的接觸網(wǎng)，其受流性能差的受電弓來匹配再好的接觸網(wǎng)，其受流性能也不可能好。在評價弓網(wǎng)受流質(zhì)量方面，性能也不可能好。在評價弓網(wǎng)受流質(zhì)量方面，我國還沒有一個通行評價標準。參考國外的經(jīng)我國還沒有一個通行評價標準。參考國外的經(jīng)驗和近幾年來我國提速和高速試驗的結(jié)果，評驗和近幾年來我國提速和高速試驗的結(jié)果，評價弓網(wǎng)受流質(zhì)量可以從以下幾個方面進行：價弓網(wǎng)受流質(zhì)量可以從以下幾個方面進行：67671.1.弓網(wǎng)間動態(tài)接觸壓力。弓網(wǎng)間的動態(tài)