接觸網(wǎng)運(yùn)行與檢修 課件 第1-3章 電氣化鐵道概述、接觸網(wǎng)運(yùn)行管理、接觸網(wǎng)檢測(cè)管理

CHINASPEED接觸網(wǎng)運(yùn)行與檢修平安服務(wù)和諧CONTENTS目錄第一章電氣化鐵道

概述01/第二章接觸網(wǎng)運(yùn)行管理

成情況02/第三章接觸網(wǎng)檢測(cè)

管理03/第四章接觸網(wǎng)維修管理04/第五章

接觸網(wǎng)檢修

作業(yè)檢修作業(yè)05/新時(shí)代中國(guó)高鐵一個(gè)質(zhì)的飛躍第九章接觸網(wǎng)故障

及處理網(wǎng)檢修作業(yè)09/第七章普速鐵路接觸

網(wǎng)大修管理檢修作業(yè)07/第八章高速鐵路接觸網(wǎng)精

測(cè)精修觸網(wǎng)檢修作業(yè)08/第六章接觸網(wǎng)施工管理

檢修作業(yè)06/01PARTPARTONE第一章電氣化鐵道概述第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介一、電氣化鐵路特點(diǎn)及優(yōu)越性

從外部電源和牽引供電系統(tǒng)獲得電能，通過電力機(jī)車牽引列車運(yùn)行，是電氣化鐵路的特點(diǎn)。鐵路電氣化系統(tǒng)包括電力機(jī)車、機(jī)務(wù)設(shè)施、牽引供電設(shè)備、電力設(shè)備以及相應(yīng)的鐵路通信、信號(hào)等設(shè)備。電氣化鐵路具有運(yùn)輸能力大、行駛速度快、消耗能源少、運(yùn)營(yíng)成本低、工作條件好等優(yōu)點(diǎn)，在運(yùn)量大、速度高、坡度大、隧道多的鐵路實(shí)現(xiàn)電氣化，在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上均有明顯的優(yōu)越性。第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介二、電氣化鐵路供電示意圖

電氣化鐵路牽引動(dòng)力是電力機(jī)車，機(jī)車本身不帶能源，所需能源由牽引供電系統(tǒng)提供。牽引供電系統(tǒng)主要由牽引變電所和接觸網(wǎng)兩大部分組成。牽引變電所設(shè)在鐵路附近，將高壓輸電線送來的電能，變壓后送到鐵路上空的接觸網(wǎng)上。接觸網(wǎng)是向電力機(jī)車直接輸送電能的設(shè)備，沿鐵路架設(shè)的特殊的供電線路，被看作是電氣化鐵路的動(dòng)脈。電力機(jī)車?yán)密図數(shù)氖茈姽瓘慕佑|網(wǎng)獲得電能，牽引列車運(yùn)行。第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介三、中國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程

我國(guó)第一條電氣化鐵路是寶（雞）成（都）線寶雞～鳳州段，正式通車于1961年8月15日正式交付運(yùn)營(yíng)，從此揭開了我國(guó)電氣化鐵路建設(shè)。1952年7月動(dòng)工修建的寶成線，是繼成渝鐵路之后新中國(guó)修建的第二條鐵路，其中翻越

秦嶺的楊家灣至秦嶺間線路最大坡度達(dá)33%。從此，我國(guó)第一條電氣化鐵路誕生

了!這是我國(guó)主要依靠自身力量建成的第一條干線電氣化鐵路，為我國(guó)電氣化鐵路建設(shè)建立

了不朽的業(yè)績(jī)，也是我國(guó)鐵路牽引動(dòng)力邁向現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介三、中國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程1998年5月28日，廣深線準(zhǔn)高速電氣化工程竣工，8月28日正式投入運(yùn)營(yíng)

。2000年9月，廣深第三線電氣化竣工通車，成為全國(guó)第一條三線并行、全線封閉、全程電氣化鐵路

。1992年12月21日，連接山西省大同市與河北省秦皇島市的國(guó)鐵I級(jí)貨運(yùn)專線大秦鐵路

全線竣工運(yùn)營(yíng)，是中國(guó)境內(nèi)首條雙線電氣化重載鐵路、首條煤運(yùn)通道干線鐵路

。第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介三、中國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程2003年10月12日，秦沈客運(yùn)專線正式開通運(yùn)營(yíng)，是國(guó)內(nèi)第一條真正意義上的高速電氣化鐵路。

2008年8月1日，京津高速電氣化鐵路開通運(yùn)營(yíng)，拉開了我國(guó)高速鐵路建設(shè)的憔幕，我國(guó)高速電氣化鐵路進(jìn)入快速發(fā)展期。第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介三、中國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程2009年4月1日，蘭青鐵路增建第二線及電氣化改造工程建成并正式通

車，是中國(guó)在青藏高原建成的第一條電氣化鐵路

。2009年12月26日

,武廣高鐵電氣化鐵路開通運(yùn)營(yíng)

。第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介三、中國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程2012年12月17日，京九鐵路全線完成電氣化改造，中國(guó)普速主

要干線鐵路除青藏鐵路格拉段外，基本實(shí)現(xiàn)電氣化全覆蓋。2011年6月29日，青藏鐵路西格段復(fù)線建設(shè)完工并實(shí)現(xiàn)電氣化運(yùn)營(yíng)

。第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介三、中國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程2014年

,蘭新高速鐵路建成通車

,標(biāo)

志著我國(guó)的電氣化鐵路正式大規(guī)模深入沙漠地帶

。2018年1月1日

,亞吉鐵路商業(yè)運(yùn)營(yíng)開通

。亞吉鐵路是海外首條集設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、投

融資、裝備材料、施工、監(jiān)理和運(yùn)營(yíng)管理全產(chǎn)業(yè)鏈“中國(guó)化”的電氣化鐵路項(xiàng)目,是“一帶一路”的標(biāo)志性成果

第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介三、中國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程2021年12月3日,中老昆萬鐵路全線通車運(yùn)營(yíng),由中國(guó)按國(guó)鐵I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建

設(shè),是第一個(gè)以中方為主投資建設(shè)、共同運(yùn)營(yíng)并與中國(guó)鐵路網(wǎng)直接連通的跨國(guó)電氣化鐵路。2020年12月30日

,鹽通高速鐵路開通運(yùn)

營(yíng)

,首次全線大規(guī)模采用了由中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)自主研發(fā)的簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)

。第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介三、中國(guó)電氣化鐵路發(fā)展歷程

根據(jù)中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司2022年統(tǒng)計(jì)公報(bào)

,截至2022年底

,全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到15.5萬公里

,其中高速鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到4.2萬公里

,復(fù)線率59.6%,電化率73.8%。國(guó)家鐵路

營(yíng)業(yè)里程13.4萬公里

,復(fù)線率61.9%,電化率75.6%。近10年我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)里程和電化率如

圖1-1-2和圖1-1-3所示。(數(shù)據(jù)來源：國(guó)家鐵路局發(fā)布的2013-2022年《鐵道統(tǒng)計(jì)公報(bào)》)第一節(jié)

電氣化鐵路簡(jiǎn)介四、中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃

中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)《

中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》(2016-2030年)勾畫了新

時(shí)期高速鐵路網(wǎng)“八縱八橫”的宏大藍(lán)圖

黃

預(yù)計(jì)到2030年

,將建成總里程4.5萬公里高鐵網(wǎng),基本實(shí)現(xiàn)省會(huì)城市高速鐵路通達(dá)、區(qū)際之間高效便捷相連

黃

根據(jù)2021年中共中央、國(guó)務(wù)院印

發(fā)的《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》,到2035年

,高速鐵路(包含部分城際鐵路)

將達(dá)到7萬

公里左右01PARTPARTONE第一章電氣化鐵道概述第二節(jié)

牽引供電方式第二節(jié)

牽引供電方式一、電氣化鐵路組成

電氣化鐵路是以電能作為牽引動(dòng)力的一種現(xiàn)代化交通運(yùn)輸工具

。

由于它的牽引動(dòng)力是電能,所以又稱電力牽引。它與蒸汽牽引和內(nèi)燃牽引不同的地方是電力牽引本身不帶能源,必須由外部供給電能。專門給電力機(jī)車供給電能的裝置稱為牽引供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)本身也不產(chǎn)生電能,而是將電力系統(tǒng)的電能傳給電力機(jī)車。一般把國(guó)家的電力系統(tǒng)稱為電氣化鐵路的一次供電系統(tǒng),也稱為鐵路的外部供電系統(tǒng)。一次供電系統(tǒng)主要包括發(fā)電廠、區(qū)域變電所和電力傳輸線。牽引供電系統(tǒng)主要包括牽引變電所和接觸網(wǎng),所以又稱電力機(jī)車、牽引變電所和接觸網(wǎng)為電氣化鐵路的“三大元件”。電氣化鐵路的組成第二節(jié)

牽引供電方式二、牽引供電回路構(gòu)成

牽引供電回路的構(gòu)成:牽引變電所、債電線、接觸網(wǎng)、電力機(jī)車、鋼軌與大地、回流線

。在這個(gè)閉合回路中,通常將債電線、接觸網(wǎng)、鋼軌與大地、回流線統(tǒng)稱為牽引網(wǎng)。牽引變電所采用2路電源進(jìn)線,2臺(tái)牽引變壓器,一主一備方式運(yùn)行。110kv、220kv或330kv電源經(jīng)牽引變壓器后,降壓為1x27.5kv或2x27.5kv,然后供給牽引網(wǎng)。接觸網(wǎng)架設(shè)在鐵路上方,電力機(jī)車通過受電弓與接觸線滑動(dòng)接觸而獲得電能。第二節(jié)

牽引供電方式三、牽引供電方式1．直接供電方式(簡(jiǎn)稱TR供電方式)TR供電方式是在牽引網(wǎng)中不加特殊防護(hù)措施的一種供電方式

,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)小、能量

損耗也較低

。供電距離單線一般為30km左右

,雙線一般為25km左右

。

電氣化鐵路是單

相負(fù)荷,機(jī)車由接觸網(wǎng)取得的電流經(jīng)鋼軌流回牽引變電所

。

由于鋼軌與大地是不絕緣的,一部分回流電流由鋼軌流入大地,因此對(duì)通信線路產(chǎn)生電磁感應(yīng)影響(圖1-2-3),這是直接供電方式的缺點(diǎn)

。它一般用在鐵路沿線無架空通信線路或通信線路已改用地下屏蔽電纜的區(qū)段。第二節(jié)

牽引供電方式二、牽引供電方式2．吸流變壓器供電方式(簡(jiǎn)稱BT供電方式)

BT供電方式是在牽引網(wǎng)架設(shè)有吸流變壓器-回流線裝置的一種供電方式

。在我國(guó)電氣

化鐵路上曾經(jīng)采用較廣

。吸流變壓器是變比為1:1的電流變壓器,它的一次繞組串聯(lián)在接觸

網(wǎng)上,二次繞組串聯(lián)在專為牽引電流流回牽引變電所而特設(shè)的回流線上,所以也稱吸流變壓器-回流線供電方式(簡(jiǎn)稱吸-回方式),如圖1-2-4所示。吸流變壓器供電方式的工作原理是：由于吸流變壓器的變比為1：1,當(dāng)吸流變壓器一次繞

組流過牽引電流時(shí),在其二次繞組中強(qiáng)制回流通過吸上線流入回流線

。

由于接觸網(wǎng)與回流線

中流過的電流大致相等,方向相反,因此對(duì)鄰近的通信線路的電磁感應(yīng)絕大部分被抵消,從而

降低了對(duì)通信線路的干擾

。這種供電方式由于在牽引網(wǎng)中串聯(lián)了吸流變壓器,牽引網(wǎng)的阻抗

比直接供電方式約大50%,能耗也較大

,供電距離也較短

,單線一般為25km左右

,雙線一般為20km左右

,投資也比直接供電方式大。目前我國(guó)電氣化鐵道中采用BT供電方式的線路中，大部分BT變壓器已經(jīng)退出運(yùn)行。第二節(jié)

牽引供電方式二、牽引供電方式3．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，牽引變壓器將110kV三相電降壓至單相55kV，接觸網(wǎng)與正饋線之間并聯(lián)接人一臺(tái)自耦變壓器，其中心抽頭與鋼軌聯(lián)結(jié)。

由于牽引變電所和牽引網(wǎng)比較復(fù)雜,加大了電氣化鐵路自身的投資。這種供電方式一般采用在重載、高速等負(fù)荷大的電氣化鐵路上。

在電力系統(tǒng)較薄弱的地區(qū),為了減少電源部分的投資,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較也可采用這種供電方式。由牽引負(fù)荷電流在接觸網(wǎng)和正債線中方向相反,因而對(duì)鄰近的通信線路干擾很小,其防

干擾效果與吸流變壓器-回流線供電方式相當(dāng)。第二節(jié)

牽引供電方式二、牽引供電方式

4.帶回流線的直接供電方式(簡(jiǎn)稱DN供電方式,或稱直供+回流方式)

帶回流線的直接供電方式是在接觸網(wǎng)支柱上架有一條每隔一定距離與鋼軌并聯(lián)的回流

線

,如圖1-2-6所示

。這種供電方式取消了吸流變壓器

,保留了回流線

。利用接觸網(wǎng)與回流線

之間的互感作用,使鋼軌中的回流盡可能地由回流線流回牽引變電所,因而能基本消除接觸網(wǎng)

對(duì)鄰近通信設(shè)備的干擾

。

由于取消了吸流變壓器,只保留了回流線,因此牽引阻抗比直接供電

方式低一點(diǎn),供電性能好一些,供電可靠性增強(qiáng),造價(jià)也比吸回方式低

。

目前,這種供電方式在

我國(guó)電氣化鐵路上得到了廣泛采用。第二節(jié)

牽引供電方式二、牽引供電方式5.同軸電力電纜供電方式(簡(jiǎn)稱CC供電方式)

同軸電力電纜沿鐵路線路埋設(shè),其內(nèi)部芯線作為債電線與接觸網(wǎng)連接,外部導(dǎo)線作為回流

線與鋼軌相連

。每隔5~10km作為一個(gè)分段

,如圖1-2-7所示

。

由于正債線與回流線在同一

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

。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干擾

。

由于阻抗小,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)僅在一些特別困難的區(qū)段采用。01PARTPARTONE第一章電氣化鐵道概述第三節(jié)

牽引變電所第三節(jié)

牽引變電所

牽引變電所的功能是將三相的110kv(或220kv、330kv)高壓交流電變換為兩個(gè)單相

的27.5kv的交流電

,然后向鐵路上、下行兩個(gè)方向的接觸網(wǎng)(標(biāo)稱電壓為25kv)供電

,牽引變電所每一側(cè)的接觸網(wǎng)都被稱為供電臂

。該兩臂的接觸網(wǎng)電壓相位是不同的,一般是用分相絕緣裝置隔離開來

。相鄰變電所間的接觸網(wǎng)電壓一般是不同相的,除用分相絕緣裝置隔離外,還設(shè)置了分區(qū)所,通過分區(qū)所斷路器或隔離開關(guān)的操作,實(shí)行雙邊(或單邊)供電

。如圖1-3-1所示。

圖1-3-1牽引變電系統(tǒng)示意圖SS-牽引變電所；SP-分區(qū)所；SSP1、SSP2-開閉所；ATP-AT所牽引變電系統(tǒng)第三節(jié)

牽引變電所外部電源

牽引供電系統(tǒng)一般又由鐵路以外的容量較大的電力系統(tǒng)供電

。電力系統(tǒng)有多種電壓等級(jí)

的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備

,其中110kv及以上電壓等級(jí)的輸電線路

,用區(qū)域變電所中的變壓器聯(lián)系起來,主要用于輸送強(qiáng)大電力,利用它們向電氣化鐵路的牽引變電所輸送電能,供牽引用電

。為了保

證供電的可靠性,由電力系統(tǒng)送到牽引變電所的高壓輸電線路無一例外地為雙回路

。兩條回路互為備用,平時(shí)均處于帶電狀態(tài),一旦一條回路發(fā)生供電故障,另一條回路自動(dòng)投入,從而保證不間斷供電。第三節(jié)

牽引變電所主接線

主接線是指牽引變電所內(nèi)一次主設(shè)備(即高壓、強(qiáng)電流設(shè)備)的連接方式

,也是變電所接

受電能、變壓和分配電能的通路

。它反映了牽引變電所的基本結(jié)構(gòu)和功能。主接線是根據(jù)變電所的容量規(guī)模、性能要求、電源條件及配電出線的要求確定的,其基本主接線形式有：?jiǎn)文妇€分段接線、旁路母線的單母線分段接線、雙母線接線、橋式接線、雙T式(即分支式)接線等。第三節(jié)

牽引變電所開閉所

所謂開閉所，是指不進(jìn)行電壓變換而用開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)電路開閉的配電所，一般有兩條進(jìn)線，多路債出向樞紐站場(chǎng)接觸網(wǎng)各分段供電黃進(jìn)線和出線均經(jīng)過斷路器，以實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)各分段停、供電靈活運(yùn)行的目的黃又由于斷路器對(duì)接觸網(wǎng)短路故障進(jìn)行保護(hù)，從而可以縮小事故停電范圍

。第三節(jié)

牽引變電所分區(qū)所

分區(qū)所設(shè)于兩個(gè)牽引變電所的中間，可使相鄰的接觸網(wǎng)供電區(qū)段(同一供電臂的上、下行

或兩相鄰變電所的兩供電臂)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)或單獨(dú)工作。如果分區(qū)所兩側(cè)的某一區(qū)段接觸網(wǎng)發(fā)生短路故障，可由供電的牽引變電所債電線斷路器及分區(qū)所斷路器，在繼電保護(hù)的作用下自動(dòng)跳閘將故障段接觸網(wǎng)切除，而非故障段的接觸網(wǎng)仍照常工作，從而使事故范圍縮小一半。當(dāng)某個(gè)牽引變電所不能正常供電時(shí)，可通過操作兩側(cè)分區(qū)所的開關(guān)進(jìn)行越區(qū)供電，從而保證該牽引變電所的供電臂短時(shí)不停電。第三節(jié)

牽引變電所AT所牽引網(wǎng)采用AT供電方式時(shí)，在鐵路沿線每隔10~20km設(shè)置一

臺(tái)自糯變壓器AT，該設(shè)置

處所稱為AT所。第三節(jié)

牽引變電所變壓器

牽引變電所內(nèi)的變壓器，根據(jù)用途不同，分為主變壓器(牽引變壓器)、動(dòng)力變壓器、自糯變壓

器(AT)、所用變壓器；根據(jù)接線方式不同，主變壓器又分為單相變壓器、三相變壓器、三相-二相變

壓器等

黃

盡管變壓器的類型、容量、電壓等級(jí)千差萬別，但其基本原理都是一樣的，其作用都是接受電能，傳輸電能，變換電壓和分配電能，最

終

供

給

電

力

機(jī)

車25kV的單相電。所用變壓器(又稱自用電變壓器)是給本所的二次設(shè)備、檢修設(shè)備，以及日常生活、照明負(fù)荷供電的設(shè)備，電壓一般為27.5/0.4kV或27.5/0.23kV，容量從幾十至幾百kV.A不等。第三節(jié)

牽引變電所斷路器

斷路器是牽引變電所內(nèi)最為重要的電氣設(shè)備之一，其工作最為繁重，地位最為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)

最為復(fù)雜，它依靠本身所具有的強(qiáng)大的滅弧能力，不但可以帶負(fù)荷切斷各種電氣設(shè)備和牽引網(wǎng)

線路，更可與保護(hù)裝置配合，快速、可靠地切斷各種短路故障。牽引變電所應(yīng)用最多的有少油斷路器、六氣化硫斷路器和真空斷路器等幾種，各種斷路器

的區(qū)別主要在于所用的滅弧介質(zhì)不同，如少油斷路器采用變壓器油作為溶溫和滅弧介質(zhì),六氣

化硫斷路器使用六氣化硫氣體(SF6)作為溶溫和滅弧介質(zhì)，真空斷路器則使用真空作為絕緣

和滅弧介質(zhì)等，由于滅弧介質(zhì)不同，斷路器的結(jié)構(gòu)自然有所差別。第三節(jié)

牽引變電所隔離開關(guān)

隔離開關(guān)，顧名思義就是一種在需要時(shí)將電氣設(shè)備、線路與電源隔離開來的開關(guān)設(shè)備，具有明顯可見的、距離足夠的斷口，它不帶滅弧裝置，不能開、合負(fù)荷電流和短路電流，具體作用如下：（1）將需要停電的設(shè)備、線路與電源可靠隔離，以保證檢修工作的安全。（2）改變供電方式，如110kV進(jìn)線互投、牽引側(cè)高壓母線的分段運(yùn)行或并聯(lián)運(yùn)行等。（3）開、合小電流電路如電壓互感器、避雷器及小容量的空載變壓器等。

隔離開關(guān)按使用地點(diǎn)不同，有戶內(nèi)式和戶外式兩種。其區(qū)別在于戶外式隔離開關(guān)可適應(yīng)各種惡劣的氣候條件；按工作相數(shù)不同，有三極聯(lián)動(dòng)、雙極聯(lián)動(dòng)和單極三種；按操作方式不同，有電動(dòng)和手動(dòng)兩種。

盡管隔離開關(guān)的類別多種多樣，但其基本組成和結(jié)構(gòu)都是一樣的，都由主刀閘、支持瓷瓶、底座"、連桿和操作機(jī)構(gòu)等部分組成。第三節(jié)

牽引變電所互感器

牽引變電所內(nèi)僅有變壓器、開關(guān)等變、配電設(shè)備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足安全、可靠

、高效供電等要

求的，還需要用二次設(shè)備將其有效地監(jiān)控

、保護(hù)起來。

因此，就需要一種變換裝置將主設(shè)備中的電氣參數(shù)傳遞給二次設(shè)備，如儀表

、繼電器等，這種將高電壓、大電流變換成低電壓

、小電流的設(shè)備就是互感器，變換電壓的設(shè)備稱為電壓互感器，變換電流的設(shè)備稱為電流互感器。

互感器的作用如下：

（1）將高電壓、大電流變換成低電壓、小電流、以供儀表、繼電器等二次設(shè)備使用;（2）將高電壓與低電壓可靠地隔離開來,以保障二次設(shè)備及人身的安全。

（3）將電壓互感器二次輸出電壓統(tǒng)一規(guī)定為100V，

電流互感器二次輸出電流統(tǒng)一規(guī)定為5A，便于設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的標(biāo)準(zhǔn)化，并降低生產(chǎn)成本。在牽引變電所內(nèi)，其等級(jí)一般為1.5級(jí)。第三節(jié)

牽引變電所并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置

電力系統(tǒng)的負(fù)荷一般分為有功負(fù)荷和無功負(fù)荷，前者做功后者不做功

。對(duì)電力系統(tǒng)來說，

其供電能力即容量是一定的，為有功功率和無功功率之和

。無功份量所占比重大了，勢(shì)必造成

有功輸出減少

、降低電力系統(tǒng)的容量和利用率

，對(duì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行極為不利

。

因此

，總希望無功分量

越小越好，并引入一個(gè)衡量指標(biāo)——功率因數(shù)，即有功負(fù)荷所占總負(fù)荷的比值。

由于電容器具有過電壓、電流能力較差、斷電后有殘壓、合閘送電會(huì)產(chǎn)生過電壓和涌流等特性。因此裝設(shè)有避雷器、熔斷器、放電線圈和電抗器等加以保護(hù)，放電線圈用以釋放電容器儲(chǔ)存的電荷、降低殘壓、防止再次送電時(shí)產(chǎn)生的合閘涌流和過電壓；串聯(lián)電抗器用于抑制裝置投入時(shí)的合閘涌流，吸收牽引負(fù)荷產(chǎn)生的高次諧波并防止電容器組與系統(tǒng)產(chǎn)生高次諧波并聯(lián)諧振。01PARTPARTONE第一章電氣化鐵道概述第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組一、電力機(jī)車電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。

電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力，靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源，由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的車輪。電力機(jī)車具有功率大、熱效率高、速度快、過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)，而且不污染環(huán)境，特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、坡度大的山區(qū)鐵路。

電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的，接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種。由于電流制不同，所用的電力機(jī)車也不一樣，基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、交-直型電力機(jī)車、交-直-交型電力機(jī)車三類。1.直-直型電力機(jī)車

直-直型電力機(jī)車采用直流制供電，牽引變電所內(nèi)設(shè)有整流裝置，它將三相交流電變成直流電后，再送到接觸網(wǎng)上。因此，電力機(jī)車可直接從接觸網(wǎng)上取得直流電供給直流串勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)使用，簡(jiǎn)化了機(jī)車上的設(shè)備。直-直型電力機(jī)車通常稱為直流電力機(jī)車是現(xiàn)代電力機(jī)車最為簡(jiǎn)單的一種。圖所示為一般工礦用四軸直流電力機(jī)車及工作原理示意圖。一般工礦用四軸直流電力機(jī)車及工作原理示意第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組

直流電力機(jī)車具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)性好；牽引性能好，調(diào)速方便；控制簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于受牽引電動(dòng)機(jī)端電壓的限制，接觸網(wǎng)電壓一般為1500~3000V。傳輸一定功率時(shí)電流較大，接觸網(wǎng)導(dǎo)線耗電量較大，因此供電效率低。為了減少接觸網(wǎng)上的壓降，電氣化區(qū)段的牽引變電所數(shù)量較多，造成基建投資大。

直流電力機(jī)車由于受牽引電動(dòng)機(jī)端電壓的限制，網(wǎng)壓不可能太高，從而限制了機(jī)車功率的進(jìn)一步提高。隨著現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，直流電力機(jī)車顯然已不適應(yīng)干線大功率的要求。一般應(yīng)用于工礦及城市交通運(yùn)輸，有些工礦電力機(jī)車、地鐵電動(dòng)車組和城市無軌電車仍采用這種形式。2.交-直型電力機(jī)車

電力機(jī)車從接觸網(wǎng)取得25kV工頻單相交流電，經(jīng)車載變壓器降壓為1500V，整流后向牽引電動(dòng)機(jī)供電。交-直型電力機(jī)車工作原理如圖1-4-2所示。

交-直型電力機(jī)車采用半控橋式整流,通過晶閘管控制導(dǎo)通角來控制機(jī)車出力,所以,交-直型電力機(jī)車在整流過程中會(huì)產(chǎn)生諧波,功率因數(shù)較低。第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。我國(guó)第一臺(tái)交-直型電力機(jī)車1958年誕生于

湖南株洲,命名為“韶山”,為中國(guó)鐵路步

入電氣化立下了汗馬功勞。3.交-直-交型電力機(jī)車

為克服交-直型電力機(jī)車的缺點(diǎn),世界各國(guó)競(jìng)相開展了交流傳動(dòng)電力機(jī)車的研制,1979年德國(guó)開發(fā)了世界首臺(tái)大功率干線交流傳動(dòng)電力機(jī)車,歐洲等主要發(fā)達(dá)國(guó)家迅速推廣,目前已普遍采用我國(guó)于1991年開始進(jìn)行交流傳動(dòng)電力機(jī)車的研究,先后成功研制了交-直-交動(dòng)車組和交-直-交貨運(yùn)電力機(jī)車黃交-直型電力機(jī)車目前逐步淘汰,交-直-交型電力機(jī)車和動(dòng)車組全面推廣黃交-直-交型電力機(jī)車工作原理如圖所示。交-直型電力機(jī)車第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組交-直-交型電力機(jī)車工作原理

交-直-交電力傳動(dòng)機(jī)車是指通過交流電網(wǎng)供電,由整流器整流為直流,再逆變?yōu)榻涣?從而驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)的機(jī)車。接觸網(wǎng)單相交流電壓經(jīng)牽引變壓器降壓和整流器整流變換成直流，再經(jīng)直流中間環(huán)節(jié)和逆變器變換成頻率和電壓可調(diào)的三相交流后，向交流電動(dòng)機(jī)供電的機(jī)車。整流器通常采用可使功率因數(shù)接近于1的四象限脈沖整流器，逆變器大多采用電壓型逆變器。對(duì)應(yīng)的直流中間環(huán)節(jié)為一組大電容，交流電動(dòng)機(jī)一般為異步牽引電動(dòng)機(jī)黃機(jī)車起動(dòng)時(shí)采用恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速，運(yùn)行時(shí)采用恒功率變頻調(diào)速，電氣制動(dòng)采用再生制動(dòng)黃這類機(jī)車具有高牽引力、高貓著利用、高制動(dòng)性能，以及少維修等優(yōu)點(diǎn)，是電力機(jī)車發(fā)展的一個(gè)主要方向。交-直-交型電力機(jī)車第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組二、電力機(jī)車技術(shù)發(fā)展情況電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。

1969年，株洲電力機(jī)車研究所和株洲電力機(jī)車工廠聯(lián)合研制了SS2型電力機(jī)車黃1978年，株洲電力機(jī)車工廠研制成功SS3型電力機(jī)車黃1985年，株洲電力機(jī)車廠設(shè)計(jì)并試制成功SS4型電力機(jī)車，標(biāo)志著我國(guó)電力機(jī)車產(chǎn)品進(jìn)入第三代黃我國(guó)第三代電力機(jī)車產(chǎn)品主要特征是采用多段橋(3、4段)相控?zé)o級(jí)調(diào)壓的調(diào)速方式，第三代電力機(jī)車技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，極大推動(dòng)了中國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。

2004年，株洲電力機(jī)車有限公司、大同電力機(jī)車有限公司、大連機(jī)車車輛有限公司通過“引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新”，逐步建立了和諧系列大功率交流傳動(dòng)機(jī)車研制平臺(tái)，并逐步具備了牽引變流器、微機(jī)控制系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等核心系統(tǒng)和部件自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組HXD3型電力機(jī)車(圖1-4-5)是大連機(jī)車車輛有限公司與日本東芝公司聯(lián)合研制以S3J-0001試驗(yàn)車及日本貨物鐵路使用的EH50型作為技術(shù)平臺(tái)設(shè)計(jì)制造的。圖1-4-5HXD3型電力機(jī)

我國(guó)三大機(jī)車制造廠商逐步完成技術(shù)消化吸收、再創(chuàng)新，開發(fā)出了具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列產(chǎn)品，主要有HXD1系列電力機(jī)車HXD2系列電力機(jī)車及HXD3系列力機(jī)車。和諧系列大功率交流傳動(dòng)機(jī)車均采用最新大功率水冷IGBT元件實(shí)現(xiàn)交直-交流電傳動(dòng)，并采用先進(jìn)的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)車的智能控制和自動(dòng)檢測(cè)功能經(jīng)過發(fā)展，HXD1、HXDIB、HXD1C、HXD1D、HXD2等和諧系列大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車以及FXD1、FXD3型動(dòng)力車相繼誕生并批量生產(chǎn)投入運(yùn)用!實(shí)現(xiàn)了我國(guó)軌道交通裝備的快速發(fā)展。第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。三、動(dòng)車組1.高速鐵路和高速列車的概念

中國(guó)高速鐵路（ChinaRailwayHighspeed）簡(jiǎn)稱中國(guó)高鐵，是指中國(guó)境內(nèi)建成使用的高速鐵路，為當(dāng)代中國(guó)重要的一類交通基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)《鐵路工程基本術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50262-2013）：高速鐵路是設(shè)計(jì)速度每小時(shí)250千米（含預(yù)留）以上動(dòng)車組，初期運(yùn)營(yíng)速度每小時(shí)200千米以上的客運(yùn)專線鐵路。高速列車一般指時(shí)速在200km以上的火車。20世紀(jì)50年代初，英國(guó)首先提出了高速列車的設(shè)想，并最早開始試驗(yàn)工作。1976年，用柴油電動(dòng)機(jī)車牽引的高速列車在英國(guó)投入服務(wù)，這是當(dāng)時(shí)英國(guó)最快的載客列車，最高時(shí)速達(dá)200km。2.高速列車的優(yōu)點(diǎn)

高速列車的優(yōu)點(diǎn)在于速度高，燃料省，安全可靠，服務(wù)優(yōu)良。

因此，高速列車從一開始就顯示出了巨大的優(yōu)越性，同普通列車相比!高速列車的性能大大提高，具有如下一些新的技術(shù)特點(diǎn)：（1）空氣阻力是影響高速列車運(yùn)行的最主要因素!因此高速列車車頭一般都采用流線型的車頭形狀（如TGV），外表面光滑并使玻璃窗與外部齊平，以達(dá)最優(yōu)的空氣動(dòng)力形式

。（2）在高速行駛時(shí)，要保證列車運(yùn)行有足夠的加速力。需要提高軸重（動(dòng)力集中）或增加軸數(shù)（動(dòng)力分散）前者雖成本低，但是軸重過大會(huì)增加對(duì)線路的破壞作用。因此各國(guó)都采用不同程度的動(dòng)力分散方式

。（3）為實(shí)現(xiàn)較大的減速，各國(guó)的高速列車不僅對(duì)所有的動(dòng)軸實(shí)施制動(dòng)，而且對(duì)從軸也安裝了制動(dòng)裝置。第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組3.國(guó)外動(dòng)車組發(fā)展概述

日本、法國(guó)、德國(guó)是國(guó)際上較早發(fā)展高速鐵路技術(shù)的國(guó)家，成功開發(fā)出新干線、TGV、ICE等時(shí)速200公里以上的高速客運(yùn)系列產(chǎn)品，使鐵路旅客運(yùn)輸發(fā)生了革命性的變化，極大地提高了鐵路在長(zhǎng)途客運(yùn)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。從20世紀(jì)90年代開始，意大利、西班牙、比利時(shí)等國(guó)紛紛開始發(fā)展高速鐵路，歐洲高速鐵路網(wǎng)絡(luò)逐步成型。此后，亞洲、北美洲等也加入到發(fā)展高速鐵路行列，世界范圍內(nèi)掀起了高速鐵路建設(shè)熱潮。

新干線的第一條線路是1964年10月1日通車運(yùn)營(yíng)的連接?xùn)|京與大恢之間的東海道新干線，1981年10月，新的高速列車“T.G.V”在巴黎-里昂干線正式投入使用。

TGV是運(yùn)行于法國(guó)及其他地區(qū)的高速列車。它由阿爾斯通(Alstom)及國(guó)營(yíng)公司SNCF負(fù)責(zé)開發(fā),營(yíng)運(yùn)由SNCF負(fù)責(zé)。TGV列車往來巴黎鄰近及鄰國(guó)的城市,包括比利時(shí)、德國(guó)、瑞士等。德國(guó)ICE城際特快列車,是德國(guó)國(guó)鐵為邁向國(guó)際化所注冊(cè)的英文名字,簡(jiǎn)稱ICE。日本N700S型新干線列車

法國(guó)TGV高速列車德國(guó)ICE高速列車第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)力

，

靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能源

，

由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的

車輪

。

電力機(jī)車具有功率大、

熱效率高、

速度快、

過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)

，

而且不污

染環(huán)境

，

特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、

坡度大的山區(qū)鐵路

。電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的

，

接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種

。

由

于電流制不同

，

所用的電力機(jī)車也不一樣

，

基本上可以分為直-直型電力機(jī)車、

交-直型電力機(jī)

車

、

交-直-交型電力機(jī)車三類

。4.國(guó)內(nèi)動(dòng)車組發(fā)展概述(1)早期研制的動(dòng)車組

我國(guó)對(duì)動(dòng)車組技術(shù)的探索和動(dòng)車組的研制

,最早可以追溯到1979年

,根據(jù)當(dāng)時(shí)的鐵道部規(guī)劃

,研究開發(fā)了140km/h速度級(jí)動(dòng)力分散式電動(dòng)車組

。此后

,我國(guó)先后研發(fā)了26款種類各

異的動(dòng)車組樣車,牽引類別涵蓋了內(nèi)燃和電力,動(dòng)力配置涵蓋了動(dòng)力集中和動(dòng)力分散,速度等

級(jí)涵蓋了100km/h、120km/h、140km/h、180km/h和200km/h等

,其代表性動(dòng)車組有：“大白鯊”“先鋒號(hào)”“春城號(hào)”“新曙光號(hào)”“

中原之星”“長(zhǎng)白山”等。(2)和諧號(hào)動(dòng)車組

從2004年起

,我國(guó)通過技術(shù)引進(jìn)

,并對(duì)技術(shù)加以消化吸收再創(chuàng)新

,形成了和諧號(hào)CRH系列動(dòng)車組

。CRH(ChinaRailwaysHigh-speed)中文意為“中國(guó)高速鐵路”,是針對(duì)中國(guó)高速鐵路

系統(tǒng)建立的品牌名稱。

和諧號(hào)動(dòng)車組是我國(guó)鐵路全面實(shí)施自主創(chuàng)新戰(zhàn)略取得的重大成果,標(biāo)志著我國(guó)鐵路客運(yùn)

裝備的技術(shù)水平達(dá)到了世界先進(jìn)水平,中國(guó)也由此成為世界上少數(shù)幾個(gè)能夠自主研制時(shí)速380km動(dòng)車組的國(guó)家

,主要包括CRH1、CHR2、CRH3和CRH5動(dòng)車組

,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出CRH6、CRH380等動(dòng)車組。第四節(jié)

電力機(jī)車及動(dòng)車組四、復(fù)興號(hào)動(dòng)車組

自2012年開始,中國(guó)鐵路總公司(現(xiàn)國(guó)鐵集團(tuán))集合國(guó)內(nèi)企業(yè)、高校、科研單位等優(yōu)勢(shì)力

量

,產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合、協(xié)同創(chuàng)新

,開展了時(shí)速350km中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的研制工作

。2017年6

月25日中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組被正式命名為“復(fù)興號(hào)”,英文代號(hào)為CR(ChinaRailway),于6

月26日在京滬高鐵正式雙向首發(fā)。

復(fù)興號(hào)動(dòng)車組是在充分吸收我國(guó)多年來動(dòng)車組運(yùn)用檢修經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以市場(chǎng)需求為目

標(biāo)、堅(jiān)持問題導(dǎo)向、堅(jiān)持自主創(chuàng)新、開展正向設(shè)計(jì)、全面提高自主化水平研制的具有完全自主知

識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、簡(jiǎn)統(tǒng)化動(dòng)車組,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,滿足未來發(fā)展需求

。

復(fù)興號(hào)列車目前有3個(gè)速度等級(jí)，分別為CR400、CR300和CR200，數(shù)字表示最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速，

其對(duì)應(yīng)的最高持續(xù)運(yùn)營(yíng)速度分別為350km/h、250km/h和160km/h，適應(yīng)于高速鐵路(高鐵)

、

快速鐵路(快鐵)

、城際鐵路(城鐵)

。復(fù)興號(hào)CR400最高速度400km/h、標(biāo)準(zhǔn)速度350km/h。CR400AF型動(dòng)車組CR300AF型動(dòng)車組京雄高鐵智能動(dòng)車組復(fù)興號(hào)高速綜合檢測(cè)列車01PARTPARTONE第一章電氣化鐵道概述第五節(jié)

接觸網(wǎng)第五節(jié)

接觸網(wǎng)一、接觸網(wǎng)組成

接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路，

由接觸懸掛

、支持裝置

、定位裝置

、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索以及連接零件還有錨段兩側(cè)的補(bǔ)償裝置，錨段中部的中心錨結(jié)。接觸懸掛通過支持裝置架設(shè)在支柱上

，其功用是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機(jī)車。支持裝置用以支持接觸懸掛并將其負(fù)荷傳給支柱或其他建筑物。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間、站場(chǎng)和大型建筑物而有所不同。支持裝置包括腕臂

、水平拉桿、懸式絕緣子串

、棒式絕子及其他建筑物的特殊支持設(shè)備。定位裝置包括定位管、定位器、定位線夾以及連接零件，其功用是固定接觸線的水平位置，使接觸線在受電弓滑板運(yùn)行軌跡范圍內(nèi)，保證接觸線與受電弓不脫離，并將接觸線的水平負(fù)荷傳給支柱。支柱與基礎(chǔ)用以承受接觸懸掛、支持和定位裝置的全部負(fù)荷，并將接觸懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上。接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖1－支柱2－棒式絕緣子3－平腕臂4－承力索5－接觸線6－定位器7－吊弦8－定位管支撐9－定位管10－平腕臂11－鋼軌第五節(jié)

接觸網(wǎng)二、接觸網(wǎng)簡(jiǎn)介1.電壓等級(jí)

牽引供電設(shè)備應(yīng)保證不間斷行車的可靠供電。牽引供電能力應(yīng)與線路的運(yùn)輸能力相適應(yīng)，滿足規(guī)定的列車重量、列車密度和運(yùn)行速度的要求。接觸網(wǎng)標(biāo)稱電壓值為25kv，最高工作電壓為27.5kv，短時(shí)（5min）最高工作電壓為29kv，最低工作電壓普速鐵路為19kv，高速鐵路為20kv。2.接觸懸掛類型按照接觸懸掛結(jié)構(gòu)分為：簡(jiǎn)單懸掛

、

鏈形懸掛

鏈形懸掛：鏈型接觸懸掛，以下簡(jiǎn)稱鏈形懸掛的接觸線是通過吊弦懸掛在承力索上，承力索懸掛于支柱的支持裝置上。鏈型懸掛分類方法較多，按懸掛鏈數(shù)的多少可分為單鏈型、雙鏈型和多鏈型。目前我國(guó)采用單鏈型懸掛，按照懸掛點(diǎn)是否有彈性吊弦，可分為,簡(jiǎn)單鏈型懸掛和彈性鏈型懸掛，目前我國(guó)多采用彈性鏈型懸掛，尤其是在高鐵上。

簡(jiǎn)單懸掛：由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。國(guó)內(nèi)外對(duì)簡(jiǎn)單懸掛做了不少研究和改進(jìn)!我國(guó)現(xiàn)采用的是帶補(bǔ)償裝置的彈性簡(jiǎn)單懸掛第五節(jié)

接觸網(wǎng)鏈型懸掛根據(jù)線索的錨定方式可分為：無補(bǔ)償鏈型懸掛

、半補(bǔ)償鏈型懸掛

、全補(bǔ)償鏈型懸掛

目前我國(guó)多采用全補(bǔ)償鏈型懸掛。第五節(jié)

接觸網(wǎng)第五節(jié)

接觸網(wǎng)3.供電方式接觸網(wǎng)供電方式有單邊

、雙邊供電和越區(qū)供電。

單邊和雙邊供電為正常的供電方式。單邊供電,供電臂只從一端的變電所取得電流的供電方式雙邊供電,供電臂從兩端相鄰的變電所取得電流的供電方式第五節(jié)

接觸網(wǎng)越區(qū)供電是一種非正常供電方式，也稱事故供電方式。越區(qū)供電是當(dāng)某一牽引變電所因故障不能正常供電時(shí)，故障變電所擔(dān)負(fù)的供電臂，經(jīng)分區(qū)所的開關(guān)設(shè)備或分區(qū)所同相鄰的供電臂接通，由相鄰牽引變電所進(jìn)行臨時(shí)供電。復(fù)線區(qū)段的供電情況與上述類同

，但牽引變電所債出線有四條，分別向兩側(cè)上、下行接觸網(wǎng)供電。

牽引變電所同一側(cè)上、下行可以并聯(lián)供電，提高供電臂末端電壓，

越區(qū)供電時(shí)，通過分區(qū)所內(nèi)的開關(guān)設(shè)備去實(shí)現(xiàn)。第五節(jié)

接觸網(wǎng)4.支柱及基礎(chǔ)

支柱是接觸網(wǎng)中最基本，應(yīng)用最廣泛的支撐設(shè)備，用來承受接觸懸掛與支持設(shè)備的負(fù)荷。接觸網(wǎng)支柱，按其使用材質(zhì)分為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼支柱兩大類。

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱，簡(jiǎn)稱為鋼筋混凝土支柱。采用高強(qiáng)度的鋼筋

，在制造時(shí)預(yù)先使鋼筋產(chǎn)生拉力，它具有比普通鋼筋混凝土支柱在同等容量情況下節(jié)省鋼材"強(qiáng)度大"支柱輕等優(yōu)點(diǎn)。鋼筋混凝土支柱本身是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，不需另制基礎(chǔ)。鋼柱大多以角鋼焊成析架結(jié)構(gòu)，在限界小的兩線間或高速鐵路橋上!經(jīng)常使用H型鋼柱

，

鋼柱具有支柱較輕、強(qiáng)度高、抗碰撞

、安裝運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。第五節(jié)

接觸網(wǎng)

支柱按其在接觸網(wǎng)中的作用可分為中間支柱

、轉(zhuǎn)換支柱

、中心支柱、錨柱、定位支柱、道岔支柱

、軟橫跨支柱、硬橫跨支柱及橋梁支柱等幾種。1－中間柱2－錨柱3－轉(zhuǎn)換柱4－中心柱5－定位柱6－軟橫跨支柱7－道岔定位柱

第五節(jié)

接觸網(wǎng)5.側(cè)面限界（CX)

接觸網(wǎng)支柱的側(cè)面限界是指在軌平面處支柱內(nèi)緣至線路中心線的水平距離，

它是為了確保行車的安全而設(shè)置的一個(gè)控制參數(shù)。支柱側(cè)面限界任何時(shí)候不得小于2440mm；曲線區(qū)段適當(dāng)加寬；直線中間支柱一般取為2500mm；軟橫跨支柱一般取為3000mm；軟橫跨支柱位于站臺(tái)時(shí)，為便于旅客行走，一般取為5000mm。有大型養(yǎng)路機(jī)械作業(yè)的路基區(qū)段，接觸網(wǎng)支柱內(nèi)側(cè)距線路中心距離不小于3100mm。第五節(jié)

接觸網(wǎng)6.支持及定位裝置

支持裝置用以支持接觸懸掛，并將其負(fù)荷傳給支柱或其他建筑物

。支持裝置包括腕臂、

水平拉桿

、懸式絕緣子串、棒式絕緣子及其他建筑物的特殊支持設(shè)備。

定位裝置包括定位管、定位器、定位線夾以及連接零件。其作用是固定接觸線的水平位置，使接觸線在受電弓滑板運(yùn)行軌跡范圍內(nèi)，保證接觸線與受電弓不脫離，并將接觸線的水平負(fù)荷傳給支柱。第五節(jié)

接觸網(wǎng)7.承力索

接觸網(wǎng)承力索的作用是通過吊弦將接觸線懸掛起來。承力索還可承載一定電流來減小牽引網(wǎng)阻抗，降低電壓損耗和能耗。承力索根據(jù)材質(zhì)可分為銅承力索、鋼承力索、鋁包鋼承力索。8.吊弦

在鏈形懸掛中，接觸線通過吊弦懸掛在承力索上。按其使用位置是在跨距中、軟橫跨上或隧道內(nèi)有不同的吊弦類型，吊弦是鏈形懸掛中的重要組成部件之一。

在鏈形懸掛中安設(shè)吊弦，使每個(gè)跨距中在不增加支柱的情況下，增加了對(duì)接觸線的懸掛點(diǎn)，這樣使接觸線的弛度和彈性均得到改善，提高了接觸線工作質(zhì)量。另外，通過調(diào)節(jié)吊弦的長(zhǎng)度，可以保證接觸線對(duì)軌面的高度，使其符合技術(shù)要求。

目前的新建接觸網(wǎng)通常采用不銹鋼直吊弦、軟鋼索吊弦、軟銅絞線吊弦，這些吊弦為整體吊弦，減小了檢修工作量，提高了接觸懸掛的工作特性。普通環(huán)節(jié)吊弦整體吊弦第五節(jié)

接觸網(wǎng)9.接觸線

接觸線也稱為電車線，是接觸網(wǎng)中重要的組成部分之一。電力機(jī)車運(yùn)行中其受電弓滑板直接與接觸線摩擦，并從接觸線上獲得電能。接觸線截面積的選擇應(yīng)滿足牽引供電計(jì)算的要求。

接觸線一般制成兩側(cè)帶溝槽的圓柱狀，其溝槽便于安裝線夾，并按技術(shù)要求懸吊固定接觸線，同時(shí)又不影響受電弓滑板的滑行取流。接觸線下面與受電弓滑板接觸的部分呈圓弧狀，稱為接觸線的工作面。第五節(jié)

接觸網(wǎng)最高高度：不大于6500mm。最低高度：1．客貨共線鐵路

（1）站場(chǎng)和區(qū)間（含隧道）接觸線距軌面的高度宜取一致，其最低高度不應(yīng)小于5700mm，編組站、區(qū)段站等配有調(diào)車組的線、站，正常情況不應(yīng)小于6200mm，困難時(shí)不應(yīng)小于5700mm;（2）既有隧道內(nèi)（包括按規(guī)定降低高度的隧道口外及跨線建筑物范圍內(nèi)）正常情況不應(yīng)小于5700mm，困難情況不應(yīng)小手5650mm，特殊情況不應(yīng)小于5330mm；2．雙層集裝箱運(yùn)輸線路不應(yīng)小于6330mm；3．僅開行動(dòng)車組的線路不應(yīng)小于5150mm；4．接觸線最低高度值在海拔1000m以上的區(qū)段，應(yīng)按規(guī)定隨

空氣絕緣間隙值的加大而相應(yīng)增加?！陡咚勹F路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10621-2014）規(guī)定如下：接觸線懸掛點(diǎn)高度不宜小于5300mm，最低點(diǎn)高度不宜小于5150mm10.導(dǎo)線高度接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度是指懸掛定位點(diǎn)處接觸線距軌面的垂直高度。第五節(jié)

接觸網(wǎng)11.磨耗

在接觸網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中，為了保證接觸線在一定張力的情況下不斷線，要求每年至少要進(jìn)行一次接觸線磨耗測(cè)量，當(dāng)接觸網(wǎng)接觸線磨耗到一定程度時(shí)應(yīng)當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)或更換。若發(fā)現(xiàn)全錨段接觸線平均磨耗超過該型接觸線截面積的25%時(shí)，應(yīng)當(dāng)全部更換。平均磨耗沒達(dá)到25%，局部磨耗超過30%時(shí)可局部補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)局部磨耗達(dá)到40%時(shí)應(yīng)切除更換。

測(cè)量磨耗重點(diǎn)放在定位點(diǎn)、電聯(lián)接、導(dǎo)線接頭、中心錨結(jié)、電分相、電分段接頭處，測(cè)量磨耗要利用游標(biāo)卡尺，測(cè)量接觸線的殘存高度，然后對(duì)照該型號(hào)接觸線磨耗換算表，即可查出該處接觸線磨耗面積（磨掉的截面積）。第五節(jié)

接觸網(wǎng)12.之字值和拉出值

定位器將接觸線固定在正確的位置上就叫定位，定位器的定位線夾與接觸線固定處叫定位點(diǎn)。定位點(diǎn)至受電弓中心運(yùn)行軌跡的水平距離，在直線區(qū)段叫“之字值”，在曲線區(qū)段叫“拉出值”，用小寫字母a表示，之字值和拉出值的作用是使受電弓滑板工作均勻，并防止發(fā)生脫弓和刮弓事故。

在直線區(qū)段受電弓中心與線路中心重合，接觸線之字值沿線路中心對(duì)稱布置，其標(biāo)準(zhǔn)為±300mm。在曲線區(qū)段，拉出值為350～450mm之間，拉出值和曲線半徑大小有關(guān)。第五節(jié)

接觸網(wǎng)13.絕緣子

絕緣子用以懸掛導(dǎo)線并使之對(duì)接地體保持電氣絕緣。接觸網(wǎng)上所用的絕緣子一般為瓷質(zhì)的，即在瓷土中加入石英和長(zhǎng)石燒制而成表面涂有一層光滑的釉質(zhì)。有特殊要求的地方可以采用復(fù)合材質(zhì)的絕緣子。

接觸網(wǎng)上使用的絕緣子按結(jié)構(gòu)分成懸式和棒式絕緣子兩類：按絕緣子表面長(zhǎng)度（即泄漏距離）又可分成普通型和防污型兩種。懸式絕緣子棒式絕緣子第五節(jié)

接觸網(wǎng)14.中心錨結(jié)

在錨段的適當(dāng)位置將接觸懸掛固定，這種固定裝置稱為中心錨結(jié)。在兩端裝有補(bǔ)償器的錨段里，必須加設(shè)中心錨結(jié)，其布置原則是盡量使中心錨結(jié)兩端張力相等，直線區(qū)段中心錨結(jié)設(shè)在錨段中部，曲線區(qū)段、曲線半徑相同的整個(gè)錨段仍設(shè)在錨段中部，當(dāng)錨段處于直線和曲線共有區(qū)段且曲線半徑不等時(shí)，應(yīng)設(shè)在靠曲線多，半徑小的一側(cè)。

中心錨結(jié)按結(jié)構(gòu)可分為：半補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)，全補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)，站場(chǎng)防竄中心錨結(jié)等。第五節(jié)

接觸網(wǎng)15.線岔

列車在運(yùn)行中，當(dāng)運(yùn)行到兩條鐵路交叉處，由一股道過渡到另一股道上運(yùn)行時(shí)，要經(jīng)過道岔設(shè)施達(dá)到轉(zhuǎn)換。在電氣化鐵路區(qū)段的站場(chǎng)內(nèi)兩個(gè)股道交叉處，為了使電力機(jī)車受電弓由一股道順利過渡到另一股道，在兩條鐵路交叉的上空相應(yīng)有兩支匯交的接觸線，在兩支匯交接觸線的相交處用限制管連接并固定的裝置稱為線岔，又稱等空轉(zhuǎn)轍器或空中轉(zhuǎn)換器。線岔的作用是在轉(zhuǎn)轍的地方，當(dāng)一組接觸懸掛的接觸線被受電弓抬高時(shí)，另一組懸掛的接觸線也能同時(shí)被抬高，從而使它與另一接觸線產(chǎn)生高差Δh。高差隨著受電弓靠近始觸點(diǎn)而縮小，到達(dá)始觸點(diǎn)時(shí)，高差基本消除而使受電弓順利交接，以使接觸線不發(fā)生刮弓現(xiàn)象。使電力機(jī)車受電弓由一條股道上空的接觸線平滑、安全地過渡到另一條股道上空的接觸線上，從而使電力機(jī)車牽引的列車完成線路轉(zhuǎn)換運(yùn)行的目的。

接觸網(wǎng)線岔是由一根限制管、兩個(gè)定位線夾和固定限制管的螺栓組成，其結(jié)構(gòu)是用一根限制管將相交的兩支接觸線上下相互貼近，限制管的兩端用定位線夾和螺栓固定在下面那根接觸線上。無交叉線岔第五節(jié)

接觸網(wǎng)16.錨段關(guān)節(jié)

為滿足供電、機(jī)械方面的分段要求，將接觸網(wǎng)分成若干一定長(zhǎng)度且相互獨(dú)立的分段，每一分段叫錨段。兩個(gè)相鄰錨段銜接部分稱為錨段關(guān)節(jié)。根據(jù)錨段關(guān)節(jié)所起的作用可分為非絕緣錨段關(guān)節(jié)和絕緣錨段關(guān)節(jié)；根據(jù)所含跨距數(shù)可分為三跨、四跨、五跨錨段關(guān)節(jié)；另外，在BT供電區(qū)段還有一種吸流變錨段關(guān)節(jié)。

非絕緣錨段關(guān)節(jié)只起機(jī)械分段作用。絕緣錨段關(guān)節(jié)既起電分段作用還起機(jī)械分段作用。三跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)第五節(jié)

接觸網(wǎng)17.補(bǔ)償裝置

接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置，又稱張力自動(dòng)補(bǔ)償器，安裝在錨段的兩端，并且串接在接觸線或承力索內(nèi)，作用是補(bǔ)償線索內(nèi)的張力變化，使張力保持恒定。

接觸網(wǎng)補(bǔ)償裝置有許多種類，有滑輪式、棘輪式、鼓輪式、液壓式及彈簧式等。我國(guó)電氣化鐵道中使用最廣泛的是滑輪式和棘輪式補(bǔ)償裝置，彈簧式補(bǔ)償裝置在少部分區(qū)段使用，鼓輪式補(bǔ)償裝置在京秦線部分區(qū)段使用，液壓式補(bǔ)償裝置目前還在研制推廣。彈簧補(bǔ)償裝置鼓輪補(bǔ)償裝置棘輪式補(bǔ)償裝置輪式補(bǔ)償裝置第五節(jié)

接觸網(wǎng)18.軟橫跨

軟橫跨由一對(duì)軟橫跨柱、橫向承力索和上、下部固定繩組成。在車站，因股道多且線間距離小，不能設(shè)置腕臂柱時(shí)采用軟橫跨。橫向承力索承受各支接觸懸掛的重量，為使張力不致過大，其弛度值不小于兩柱間距離的l/10；上部固定繩作為固定各支接觸懸掛的承力索用；下部固定繩供安裝定位器和定位各支接觸懸掛的接觸線。軟橫跨跨越股道數(shù)不宜超過8股，跨越股道過多時(shí)，將造成繩索受力過大，施工、調(diào)整也較困難，同時(shí)，還使下固定繩產(chǎn)生弛度，有可能導(dǎo)致剮、碰受電弓。軟橫跨與硬橫跨比較，造價(jià)略低；施工安裝較為方便。因由繩索組成，穩(wěn)定性較差，不利于高速行車區(qū)段使用。在股道較少的站場(chǎng)，軟橫跨柱逐漸由鋼筋混凝土柱替代鋼柱。第五節(jié)

接觸網(wǎng)19.硬橫跨

硬橫跨由兩個(gè)立柱和一組鋼橫梁組成，使用條件同軟橫跨。鋼橫梁及所有接觸懸掛等重量的負(fù)荷，均豎直傳給立柱，所以立柱受彎矩較軟橫跨柱小，因而立柱的容量較小。從安裝形式看，立柱高度要求相對(duì)也低。硬橫跨上各支接觸懸掛相互干擾小，調(diào)整較方便，穩(wěn)定性好，有利于高速行車。第五節(jié)

接觸網(wǎng)20.分段絕緣器

分段絕緣器在電氣化鐵道區(qū)段各車站的裝卸線、機(jī)車整備線上及電力機(jī)車庫線等地，為了保證工作人員的作業(yè)方便及人身安全，將接觸網(wǎng)在供電的方面分成獨(dú)立的區(qū)段。

分段絕緣器安設(shè)在上述獨(dú)立區(qū)段的兩端，其結(jié)構(gòu)既能保證供電的分段，又能使受電弓平滑地通過該設(shè)備。分段絕緣器大多應(yīng)配合隔離開關(guān)使用，以便使分段絕緣器兩端的接觸線當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)都能帶電；當(dāng)隔離開關(guān)打開時(shí)，獨(dú)立的區(qū)段中則沒有電，便于在該獨(dú)立區(qū)段中進(jìn)行裝卸或停電作業(yè)。

分段絕緣器的種類較多，但由于接觸網(wǎng)設(shè)備及材料的發(fā)展，曾經(jīng)廣泛使用的三式、玻璃鋼、環(huán)氧樹脂分段絕緣器等，因結(jié)構(gòu)笨重或耐臟污、耐電孤性能差，也有的易老化開裂或泄漏距離不足等原因，現(xiàn)已逐漸淘汰，被新型的XTK型菱形分段絕緣器、AF消弧分段絕緣器等所代替。第五節(jié)

接觸網(wǎng)21.分相絕緣裝置

分相絕緣裝置的作用是將接觸網(wǎng)上不同相位的電能隔離開，以免發(fā)生相間短路，并起機(jī)械連接作用，使接觸網(wǎng)成為一個(gè)整體。分相絕緣裝置分為器件式分相和關(guān)節(jié)式分相兩種，包括分相絕緣構(gòu)件和有關(guān)線路標(biāo)志。分相絕緣裝置設(shè)在兩供電臂連接的地方。如牽引變電所、分區(qū)所等處。

關(guān)節(jié)式分相是一種通過在絕緣關(guān)節(jié)之間設(shè)置相間中性段的接觸網(wǎng)分相結(jié)構(gòu)。分相一般由兩個(gè)或三個(gè)絕緣關(guān)節(jié)組合形成，其結(jié)構(gòu)可分為雙斷口、三斷口兩種類型，按照分相中性段長(zhǎng)度與弓間距的關(guān)系又可分為短分相和長(zhǎng)分相。根據(jù)采用錨段關(guān)節(jié)形式（三跨、四跨或五跨）的不同，理論上可組合成多種跨別。器件式分相一般由三塊相同的玻璃鋼絕緣件組成，其底面制成斜槽，以增加表面距離。絕緣件之間的接觸線無電，稱為中性區(qū)。在分相絕緣器的兩端，上行和下行方向均應(yīng)設(shè)立“斷”、“合”標(biāo)示牌，用以通知司機(jī)當(dāng)機(jī)車通過分相絕緣器時(shí)，必須先斷開機(jī)車的主斷路器，通過分相絕緣器后，再重新合上主斷路器。這是為了防止受電弓通過中性區(qū)時(shí)，拖帶電弧燒損絕緣件和接觸線或造成其他事故。第五節(jié)

接觸網(wǎng)三、高速鐵路接觸網(wǎng)1.電氣化鐵道的高速時(shí)代

在電氣化鐵路運(yùn)行速度日益提高的情況下，一般將速度達(dá)200km/h或高于200km/h的電氣化鐵路稱為高速電氣化鐵路，將適用于高速電氣化鐵路運(yùn)行的接觸網(wǎng)稱為高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)或高速接觸網(wǎng)。1964年，日本開通了從東京到大阪的速度達(dá)200km/h以上的高速列車。20世紀(jì)80年代，是歐洲高速電氣化鐵路蓬勃發(fā)展的年代。德國(guó)ICE在1988年最高試驗(yàn)速度達(dá)到406.9km/h，法國(guó)的TGV在2007年則以574.8km/h的速度創(chuàng)造了輪軌列車的最快紀(jì)錄。1.高速電氣化鐵路必須具有的三大要素：①具有高強(qiáng)度的鐵路線路及軌道。②具有能適應(yīng)高速鐵路速度性能的機(jī)車和車輛。③具有能適應(yīng)高速運(yùn)行條件的接觸網(wǎng)及與之相適配的受電弓。2.高速接觸網(wǎng)對(duì)接觸懸掛的要求：①具有能夠傳遞強(qiáng)大的牽引電流的能力。②沿跨距內(nèi)，接觸線對(duì)軌面的高度相對(duì)保持一致，受電弓沿接觸線的運(yùn)行軌跡基本呈水平狀態(tài)。③在受電弓的抬升力作用下，甚至在雙弓或沖擊力作用下，接觸懸掛不發(fā)生較大振幅的低頻振動(dòng)。第五節(jié)

接觸網(wǎng)三、高速鐵路接觸網(wǎng)2.高速接觸網(wǎng)技術(shù)特征1）全補(bǔ)償懸掛結(jié)構(gòu)為保證接觸線和承力索的恒定張力，通常采用全補(bǔ)償?shù)逆溞螒覓旖Y(jié)構(gòu)，綜合張力不宜超過40kN。2）整體吊弦在高速接觸網(wǎng)接觸懸掛中，吊弦是其中的主要環(huán)節(jié)，吊弦向整體式和輕型化發(fā)展，過去采用的環(huán)節(jié)吊弦逐步被淘汰。其吊弦間距一般以8~12m為宜。3）設(shè)置附加預(yù)弛度彈性鏈形接觸懸掛盡管在支柱點(diǎn)處增加了彈性吊弦（索），但是在懸掛點(diǎn)處和跨中，其彈性仍然有一定的差異，使受電弓不能沿距軌面等高的水平線運(yùn)行。為了克服這種弊病，在進(jìn)行接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，使接觸線根據(jù)跨距的大小，設(shè)置必要的預(yù)弛度，其目的是期望受電弓在高速運(yùn)行時(shí)，其軌跡為距軌面等高的水平線。其值可取為跨距長(zhǎng)度的l/500~l/1000。4）錨段關(guān)節(jié)在錨段關(guān)節(jié)處，有一個(gè)區(qū)段是受電弓同時(shí)接觸兩組懸掛，這時(shí)懸掛重量相對(duì)加大，在高速運(yùn)行時(shí)，受電弓的抬升量就要減小。高速接觸懸掛中，一般采用五跨錨段關(guān)節(jié)作為電分段的形式，這時(shí)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)（過渡區(qū)域段）在跨中，有效地避免了硬點(diǎn)的產(chǎn)生。第五節(jié)

接觸網(wǎng)三、高速鐵路接觸網(wǎng)5）輕型定位器定位器是集中負(fù)載的匯集點(diǎn)，在高速運(yùn)行時(shí)，該處就是一個(gè)集中的硬點(diǎn)。為了解決這個(gè)問題，一般采用鋁合金的輕型定位器，加設(shè)限位裝置和防風(fēng)裝置，以便在高速運(yùn)行時(shí)，防止過多抬高和保持相對(duì)穩(wěn)定。6）接觸線坡度在高速運(yùn)行時(shí)，若接觸線的坡度較大，在變坡點(diǎn)必然會(huì)引起火花或?qū)κ芰鞯钠茐?，影響十分明顯，高速接觸網(wǎng)對(duì)坡度值要求較為嚴(yán)格，其值不應(yīng)大于3.0‰，一般應(yīng)控制在1.5‰以內(nèi)。7）自動(dòng)過電分相裝置高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的電分相裝置，是保證安全、可靠運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵性因素，日本采用了地面自動(dòng)切換式過電分相裝置，瑞士采用柱上切換式過電分相裝置，德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)均采用車上切換方式。采用車上切換方式的三個(gè)國(guó)家也不完全相同，德國(guó)、法國(guó)的地面?zhèn)鞲邢到y(tǒng)采用軌道電路式，而英國(guó)的地面?zhèn)鞲邢到y(tǒng)則采用電磁傳感方式。第五節(jié)

接觸網(wǎng)三、高速鐵路接觸網(wǎng)3.高速接觸網(wǎng)受流的質(zhì)量性能指標(biāo)第五節(jié)

接觸網(wǎng)三、高速鐵路接觸網(wǎng)2.）弓線間的接觸壓力

接觸線與受電弓一起組成一個(gè)阻尼很小的振動(dòng)系統(tǒng)，隨著運(yùn)行速度的提高，受電弓會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)（垂直加速度），從而使接觸線和受電弓之間的接觸壓力產(chǎn)生變化。接觸網(wǎng)與受電弓間的接觸壓力特性包括了靜態(tài)接觸壓力和動(dòng)態(tài)接觸壓力。靜態(tài)接觸壓力特性指受電弓在靜止或上下均勻緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)表現(xiàn)出來的接觸壓力。電氣化鐵道接觸網(wǎng)弓網(wǎng)靜態(tài)壓力一般在

N,受電弓在有效工作高度范圍內(nèi)，靜態(tài)壓力的波動(dòng)范圍及受電弓上升、下降的靜態(tài)壓力越小越好。接觸壓力的大小及它的波動(dòng)寬度是評(píng)估接觸網(wǎng)行駛特性和接觸線磨耗特性的重要質(zhì)量參數(shù)。

受電弓的動(dòng)態(tài)壓力是指受電弓在高速運(yùn)行時(shí)，施加在接觸網(wǎng)上的力。受電弓動(dòng)態(tài)壓力值越穩(wěn)定，說明弓網(wǎng)間動(dòng)態(tài)性能越匹配，該力波動(dòng)變化越大越頻繁，則弓網(wǎng)接觸狀態(tài)越差。受電弓接觸網(wǎng)間的壓力大小受弓網(wǎng)間靜態(tài)壓力、高速下的空氣動(dòng)力影響、弓網(wǎng)間摩擦和動(dòng)態(tài)接觸壓力等的影響。表征弓線間動(dòng)態(tài)接觸壓力的參數(shù)主要有接觸壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差、最大接觸壓力和最小接觸壓力。

受電弓接觸線間的平均接觸壓力為：第五節(jié)

接觸網(wǎng)三、高速鐵路接觸網(wǎng)3）離線率及持續(xù)時(shí)間離線是指受電弓和接觸線產(chǎn)生的機(jī)械性脫開。離線時(shí)受電弓失壓，接觸線和受電弓間產(chǎn)生電弧。同時(shí)，離線時(shí)電壓波形產(chǎn)生畸變，會(huì)對(duì)無線電及通信線路造成干擾。離線是衡量高速受流的重要指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)可以從三個(gè)方面去考慮，即限定時(shí)間或限定距離的離線次數(shù)、離線時(shí)間及離線率。（1）離線次數(shù)表明弓線間機(jī)械性脫開的頻率。（2）離線時(shí)間是表明每一次機(jī)械脫開的持續(xù)時(shí)間，按時(shí)間分，離線時(shí)間在0.1~60ms為小離線，大于100ms時(shí)為大離線。（3）離線率是表示離線的綜合指標(biāo)，可用下式表示。式中，

、

分別為弓線機(jī)械脫開的時(shí)間及運(yùn)行檢測(cè)的總時(shí)間。第五節(jié)

接觸網(wǎng)三、高速鐵路接觸網(wǎng)4.）接觸線抬升量與動(dòng)態(tài)包絡(luò)線

接觸線在靜態(tài)（低速）狀態(tài)下，由于受電弓抬升力的作用產(chǎn)生抬高，這時(shí)抬升量稱為靜態(tài)抬升量。受電弓在高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，由于接觸線的振動(dòng)形成的抬升量，稱為振動(dòng)抬升量。振動(dòng)抬升量波峰值出現(xiàn)大于靜態(tài)抬升量時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生離線的情況。在正常情況下高速運(yùn)行時(shí)，總是限制接觸線的動(dòng)態(tài)抬升量，一般情況平均抬升量限制在100~150mm范圍內(nèi)，最大允許抬升量為200mm。

受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線是指列車在最高設(shè)計(jì)速度運(yùn)行條件下，受電弓在最大抬升及擺動(dòng)時(shí)可能達(dá)到的最大輪廓線。根據(jù)使用的受電弓弓頭輪廓，我國(guó)規(guī)定高速鐵路接觸網(wǎng)受電弓動(dòng)態(tài)包絡(luò)線應(yīng)符合下列規(guī)定：受電弓動(dòng)態(tài)抬升量150mm(線岔始觸區(qū)為200mm)，橫向擺動(dòng)量直線區(qū)段為250mm，曲線區(qū)段為350mm。01PARTPARTONE第一章電氣化鐵道概述第六節(jié)簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)第六節(jié)

簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)一、研究概況

為解決系統(tǒng)參數(shù)不統(tǒng)一、安裝和零件多樣、材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不一致、服役性能待提高等問題，打造打造完全自主品牌、提升簡(jiǎn)統(tǒng)化水平和服役性能，國(guó)鐵集團(tuán)組織開展了簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)推廣研究，列入科技研究開發(fā)計(jì)劃課題。

接觸網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)不統(tǒng)一安裝和零件多樣第六節(jié)

簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)零部件材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不一致裝備服役性能不高

研究進(jìn)展：2016年10月，新型接觸網(wǎng)通過方案評(píng)審；2017年3月，新型接觸網(wǎng)通過試用評(píng)審；2018年3月，新型接觸網(wǎng)在京沈高鐵試用；2018年12月，發(fā)布簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)裝備技術(shù)條件；2019年4月，試用一年通過技術(shù)評(píng)審；至今，簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)在各項(xiàng)目擴(kuò)大應(yīng)用。第六節(jié)

簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)二、研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)統(tǒng)化接觸網(wǎng)主要研究?jī)?nèi)容有以下方面：（1）接觸網(wǎng)故障及失效機(jī)理研究；（2）統(tǒng)一接觸網(wǎng)技術(shù)參數(shù)參數(shù)；（3）統(tǒng)一接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)型式；（4）統(tǒng)一零部件、線材、管件材質(zhì)。1.失效機(jī)理研究：

首次運(yùn)用微動(dòng)摩擦學(xué)理論，通過宏微觀分析、數(shù)值模擬、靜態(tài)