接触网第五章

1、LOGO接触网接触网 你好！欢迎学习！你好！欢迎学习！崔乐梅崔乐梅 编著编著5-1 5-1 供电与分段供电与分段 接触网是一种特殊形式的供电线路，为保证供电的可接触网是一种特殊形式的供电线路，为保证供电的可靠性、灵活性，缩小停电事故发生的范围，需进行电气分靠性、灵活性，缩小停电事故发生的范围，需进行电气分段。被分段的接触网在电气方面是独立的，并用隔离开关段。被分段的接触网在电气方面是独立的，并用隔离开关连接。当某区段发生事故或停电进行检修时，可以打开相连接。当某区段发生事故或停电进行检修时，可以打开相应段的隔离开关使该区段无电，而不致影响其他各段接触应段的隔离开关使该区段无电，而不致影响其他各

2、段接触网的运行。网的运行。 接触网分段有横向分段和纵向分段两种形式。接触网分段有横向分段和纵向分段两种形式。v 一、横向分段一、横向分段 接触网线路（或线群）之间所进行的分段称为横向分接触网线路（或线群）之间所进行的分段称为横向分段。如站场内因各股道的作用不同进行的分段。段。如站场内因各股道的作用不同进行的分段。v 二、纵向分段二、纵向分段 接触网沿线路方向所进行的分段称为纵向分段。如站接触网沿线路方向所进行的分段称为纵向分段。如站场和区间衔接处所进行的分段。场和区间衔接处所进行的分段。 5-2 5-2 分段绝缘器分段绝缘器 在电气化区段，为保证装卸人员、机车检修人员及其他作业在电气化区段，为

3、保证装卸人员、机车检修人员及其他作业人员的作业方便和人身安全，需设置分段绝缘器。人员的作业方便和人身安全，需设置分段绝缘器。v 一、分段绝缘器的作用一、分段绝缘器的作用 分段绝缘器又称为分区绝缘器，是接触网电气分段的常用设分段绝缘器又称为分区绝缘器，是接触网电气分段的常用设备。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过。当某一侧接触网备。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过。当某一侧接触网发生故障或因检修需要停电时，可打开分段绝缘器处的隔离开关，发生故障或因检修需要停电时，可打开分段绝缘器处的隔离开关，将该部分接触网断电，而其他部分接触网仍能正常供电，从而提将该部分接触网断电，而其他部分接触网仍能正

4、常供电，从而提高了接触网运行的可靠性和灵活性。利用分段绝缘器进行分段的高了接触网运行的可靠性和灵活性。利用分段绝缘器进行分段的处所主要有：同一车站内不同车场之间及复线区段车站内上、下处所主要有：同一车站内不同车场之间及复线区段车站内上、下行之间，货物线及有货物装卸作业的站线，机车整备线，电力机行之间，货物线及有货物装卸作业的站线，机车整备线，电力机车库线、专用线等处。这些处所由于受线路条件等因素的制约，车库线、专用线等处。这些处所由于受线路条件等因素的制约，难以布置绝缘锚段关节，因而需设置分段绝缘器。难以布置绝缘锚段关节，因而需设置分段绝缘器。v 二、分段绝缘器的类型二、分段绝缘器的类型 目前

5、，我国常见的分段绝缘器，有高铝陶瓷分段绝缘目前，我国常见的分段绝缘器，有高铝陶瓷分段绝缘器、菱形分段绝缘器。在结构上既保证机车受电弓平滑通器、菱形分段绝缘器。在结构上既保证机车受电弓平滑通过，又能满足供电分段的要求。过，又能满足供电分段的要求。v 1.C-1200 高铝陶瓷分段绝缘器高铝陶瓷分段绝缘器 高铝陶瓷分段绝缘器结构如图高铝陶瓷分段绝缘器结构如图5-1所示。其中绝缘元所示。其中绝缘元件为高铝陶瓷绝缘棒，它由高强度玻璃纤维芯棒、高铝陶件为高铝陶瓷绝缘棒，它由高强度玻璃纤维芯棒、高铝陶瓷护套、密封垫圈、灌封层和金属接头组成，长度为瓷护套、密封垫圈、灌封层和金属接头组成，长度为600mm，每

6、侧用两根棒串接起来，总泄露距离是，每侧用两根棒串接起来，总泄露距离是1200mm。 图图5-1 C-1200型高铝陶瓷分段绝缘器型高铝陶瓷分段绝缘器 1钢钻接触线接头线夹钢钻接触线接头线夹 2导流框架导流框架 3导流框架导流框架 4销钉销钉 5接头接头 6横撑架横撑架 7角钢支架角钢支架 8绝缘原件绝缘原件 9辅助滑道辅助滑道 10导流角隙导流角隙 11，14螺栓螺栓 12圆头销钉圆头销钉 13横撑管横撑管 v C-1200型高铝陶瓷分段绝缘器具有以下特点：型高铝陶瓷分段绝缘器具有以下特点：v 1）采用高铝陶瓷护套克服了材质老化问题。）采用高铝陶瓷护套克服了材质老化问题。v 2）绝缘件比滑道高

7、）绝缘件比滑道高15mm，工作时不与受电弓滑板接，工作时不与受电弓滑板接触，改善了绝缘件工作条件。触，改善了绝缘件工作条件。 v 3）绝缘件泄露距离为）绝缘件泄露距离为1200mm，提高了绝缘性能和防，提高了绝缘性能和防污染能力，增强了工作的可靠性。污染能力，增强了工作的可靠性。v 4）受电弓通过导流角隙时，利用拉弧工作原理，使导流）受电弓通过导流角隙时，利用拉弧工作原理，使导流角隙起导流和灭弧作用，并在此设置辅助滑道，保证平稳角隙起导流和灭弧作用，并在此设置辅助滑道，保证平稳过渡。过渡。v 5）可满足）可满足70km/h行车速度的要求。缺点为；高铝陶行车速度的要求。缺点为；高铝陶瓷管在被受电

8、弓冲击时易破碎，受电弓滑板通过导流间隙瓷管在被受电弓冲击时易破碎，受电弓滑板通过导流间隙易拉弧，因此不适合在通行速度较高的线路上使用。易拉弧，因此不适合在通行速度较高的线路上使用。v 2.滑道式棱形分段绝缘器滑道式棱形分段绝缘器 滑道式棱形分段绝缘器结构如图滑道式棱形分段绝缘器结构如图5-2所示。滑道式菱形分段绝缘器，具有所示。滑道式菱形分段绝缘器，具有结构简单、质量轻、便于安装和维护，防污性能好，可适应结构简单、质量轻、便于安装和维护，防污性能好，可适应160km/h的行的行车速度，目前应用较广泛。车速度，目前应用较广泛。 1玻璃纤维树脂绝缘板玻璃纤维树脂绝缘板 2桥绝缘子安装座桥绝缘子安装

9、座 3导流板导流板 4防闪络角隙防闪络角隙 5-18裙硅橡胶桥绝缘子裙硅橡胶桥绝缘子v 3.其他分段绝缘器其他分段绝缘器 随着电气化铁路运行速度的增加和复线电气化干线的发展，我国已引进随着电气化铁路运行速度的增加和复线电气化干线的发展，我国已引进灭弧效率高、运行速度高、寿命长、方便维护的分段绝缘装置。灭弧效率高、运行速度高、寿命长、方便维护的分段绝缘装置。v 4.分段绝缘器的检调分段绝缘器的检调（1）高铝陶瓷分段绝缘器：）高铝陶瓷分段绝缘器： 1）检查绝缘子串和绝缘元件是否脏污，当绝缘子破损）检查绝缘子串和绝缘元件是否脏污，当绝缘子破损300 mm以上时应更以上时应更换。换。 2）检查绝缘件是

10、否水平，应比滑道高）检查绝缘件是否水平，应比滑道高15mm，否则通过吊弦进行调整。，否则通过吊弦进行调整。 3）检查接头线夹、导流板、主绝缘及其他零部件连接情况。）检查接头线夹、导流板、主绝缘及其他零部件连接情况。 4）导流角隙之间的间距不小于）导流角隙之间的间距不小于240mm。 （2）菱形分段绝缘器：）菱形分段绝缘器：1）检查承力索悬式绝缘子和桥式绝缘子是否）检查承力索悬式绝缘子和桥式绝缘子是否脏污，破损面积超过脏污，破损面积超过300mm以上时予以更换。以上时予以更换。2）分段绝缘器与）分段绝缘器与导线连接处应平滑。导线连接处应平滑。3）绝缘器工作面应平行于轨面，允许误差为）绝缘器工作面

11、应平行于轨面，允许误差为10mm，否则应调整吊弦长度。，否则应调整吊弦长度。4）防闪络角隙间距为）防闪络角隙间距为190-220mm。 v 5分段绝缘器常见故障分段绝缘器常见故障 1）分段绝缘器不水平，造成碰弓刮弓事故。）分段绝缘器不水平，造成碰弓刮弓事故。 2）与导线接头线夹连接状态不良，形成硬点使接头处导线磨耗严重。）与导线接头线夹连接状态不良，形成硬点使接头处导线磨耗严重。 3）分段绝缘器元件老化，形成裂纹，造成泄漏距离不够，发生闪络）分段绝缘器元件老化，形成裂纹，造成泄漏距离不够，发生闪络击穿事故。击穿事故。 4）分段绝缘器与导线连接螺栓松动，出现导线拉脱的断线事故。）分段绝缘器与导线

12、连接螺栓松动，出现导线拉脱的断线事故。5-3 5-3 电分相及分相绝缘装置电分相及分相绝缘装置 在单相交流牵引供电系统中，电力机车是由单相电供在单相交流牵引供电系统中，电力机车是由单相电供电的，为了平衡电力系统的电的，为了平衡电力系统的U、V、W各相负荷，各相负荷，U、V相之间分开，实行相之间分开，实行U、V相轮流供电，称为电分相。在变相轮流供电，称为电分相。在变电所出口处及两牵引变电所之间（供电臂末端）必须设电电所出口处及两牵引变电所之间（供电臂末端）必须设电分相装置，通常由分相绝缘器实现。分相装置，通常由分相绝缘器实现。 电分相装置包括分相绝缘装置和相应的线路标志构成。电分相装置包括分相绝

13、缘装置和相应的线路标志构成。分相绝缘装置根据其实现方法分为分相绝缘器电分相和锚分相绝缘装置根据其实现方法分为分相绝缘器电分相和锚段关节式电分相。段关节式电分相。 v 一、分相绝缘器电分相一、分相绝缘器电分相 分相绝缘器电分相在接触悬挂中串入分相绝缘器，实分相绝缘器电分相在接触悬挂中串入分相绝缘器，实现两侧接触悬挂的电气分段，机械上不分段。现两侧接触悬挂的电气分段，机械上不分段。 电分相绝缘器的主要问题是由于各种各样的原因，会经常烧电分相绝缘器的主要问题是由于各种各样的原因，会经常烧损或烧坏绝缘件，甚至破坏其绝缘性能。图损或烧坏绝缘件，甚至破坏其绝缘性能。图5-3为为XTK电分相绝电分相绝缘器，

14、它不仅是一块绝缘元件，且从结构上增加消弧角，具有一缘器，它不仅是一块绝缘元件，且从结构上增加消弧角，具有一定消弧功能，是一种新型接触网电分相设备，它采用优质绝缘材定消弧功能，是一种新型接触网电分相设备，它采用优质绝缘材料和先进的制造工艺，电气绝缘性能好，并具有耐磨性能好、整料和先进的制造工艺，电气绝缘性能好，并具有耐磨性能好、整体质量轻、安装方便、使用寿命长等优点。根据所使用的导线类体质量轻、安装方便、使用寿命长等优点。根据所使用的导线类型不同，它可分为型不同，它可分为T型和型和GL型两种类型。其整机长度：型两种类型。其整机长度：T型型2200mm，GL型型2300mm。绝缘元件泄露距离为。绝

15、缘元件泄露距离为1800mm，且两端设有引弧件，形成消弧角，具有较好的消弧，且两端设有引弧件，形成消弧角，具有较好的消弧能力。在安装能力。在安装XTK电分相绝缘器时应注意技术要求，在调整好电分相绝缘器时应注意技术要求，在调整好后，能避免其产生硬点，具有良好的运行效果。后，能避免其产生硬点，具有良好的运行效果。T型用于型用于TCG-100及及TCG-110等导线类型，等导线类型，GL型用于钢铝电车线。图型用于钢铝电车线。图5-4所示为所示为T型、型、GL型接头线夹安装图。型接头线夹安装图。 图图5-3 XTK电分相绝缘器安装示意图电分相绝缘器安装示意图 1绝缘元件绝缘元件 2接头线夹接头线夹 3

16、，4导流角隙导流角隙 a）T型接头线夹型接头线夹 b）GL型接头线夹型接头线夹 图图5-4 T型、型、GL型接头线夹安装图型接头线夹安装图 分相绝缘器安装后应达到以下标准：分相绝缘器安装后应达到以下标准：1）绝缘元件安装正确，）绝缘元件安装正确，与接触线连接处的工作面应光滑没有扭曲和硬弯，无碰弓、打弓与接触线连接处的工作面应光滑没有扭曲和硬弯，无碰弓、打弓现象。现象。2）主绝缘件清洁无裂纹，无烧伤痕迹。）主绝缘件清洁无裂纹，无烧伤痕迹。3）接头线夹应）接头线夹应紧固，无裂纹和偏磨现象。紧固，无裂纹和偏磨现象。4）XTK分相绝缘器与铜接触线连接，分相绝缘器与铜接触线连接，采用采用T型接头线夹如图

17、型接头线夹如图5-4 a）所示。安装接头线夹时，需使线）所示。安装接头线夹时，需使线夹夹线部位的齿尖嵌入接触线燕尾槽中。夹夹线部位的齿尖嵌入接触线燕尾槽中。5）XTK分相绝缘器与分相绝缘器与钢铝接触线采用钢铝接触线采用GL型接头线夹，如图型接头线夹，如图5-4 b)所示。所示。v 二、锚段关节式电分相二、锚段关节式电分相 对于速度大于对于速度大于160km/h的准高速和高速电气化铁道，电的准高速和高速电气化铁道，电分相多采用锚段关节式电分相，用于满足高速时受电弓平衡通过。分相多采用锚段关节式电分相，用于满足高速时受电弓平衡通过。 锚段关节式电分相在使用中存在如下缺点：锚段关节式电分相在使用中存

18、在如下缺点：v 1）结构复杂，检修工作量大，一旦发生网故，抢修难度大。）结构复杂，检修工作量大，一旦发生网故，抢修难度大。v 2）中性区长，对列车运行速度影响大，在坡道设置时，对牵引）中性区长，对列车运行速度影响大，在坡道设置时，对牵引吨数和线路坡度会有严格的限制，分相区越长，对地形的适应性吨数和线路坡度会有严格的限制，分相区越长，对地形的适应性越差。越差。v 3）两个空气间隙的存在要求重联机车牵引的受电弓间距必须限）两个空气间隙的存在要求重联机车牵引的受电弓间距必须限制，否则可能造成相间短路。制，否则可能造成相间短路。v 4）受电弓在中性锚段和带电锚段过渡时，由于电位差的存在，）受电弓在中性

19、锚段和带电锚段过渡时，由于电位差的存在，可能产生电弧，会影响到过渡区内的接触线寿命。可能产生电弧，会影响到过渡区内的接触线寿命。v 三、电分相线路标志三、电分相线路标志 为了防止受电弓通过电分相元件时，拉弧烧损绝缘元件、甚为了防止受电弓通过电分相元件时，拉弧烧损绝缘元件、甚至烧断线索，要求电力机车乘务员按照操作规程规定退级，关闭至烧断线索，要求电力机车乘务员按照操作规程规定退级，关闭辅助机组，快开主断路器，惰性在通过电分相装置后恢复机车运辅助机组，快开主断路器，惰性在通过电分相装置后恢复机车运行。在电分相两端设置线路标志以提示机车乘务员操作。线路标行。在电分相两端设置线路标志以提示机车乘务员操

20、作。线路标志设置位置如图志设置位置如图5-5所示。在双线电气化区段，考虑组织反方向所示。在双线电气化区段，考虑组织反方向行车需要，在行车需要，在“合合”、“断断”标志背面，可分别加装标志背面，可分别加装“断断”、“合合”字标，作为反方向行车的字标，作为反方向行车的“断断”、“合合”电标使用。电标使用。 图图5-5 电分相线路标志设置位置电分相线路标志设置位置 采用锚段关节式电分相时，标志牌设立如图采用锚段关节式电分相时，标志牌设立如图5-6所示。所示。 5-4 5-4 自动过分相自动过分相 接触网上每隔接触网上每隔20-25km就设置一个长度约就设置一个长度约30m的电分相的电分相区，随着高速

21、铁路的发展，列车通过电分相的时间越来越短。例区，随着高速铁路的发展，列车通过电分相的时间越来越短。例如直供区段，供电臂长如直供区段，供电臂长20km，车速为，车速为160km/h时，每时，每7.5min就要通过一个电分相；就要通过一个电分相；AT供电区段，供电臂长供电区段，供电臂长40km，车速为车速为300km/h时，每时，每8min就要通过一个电分相。传统的电就要通过一个电分相。传统的电力机车过分相技术是车上手动切换，电力机车通过分相区时，机力机车过分相技术是车上手动切换，电力机车通过分相区时，机车乘务员必须按照线路上设置的断合标志进行操作。接近分相区车乘务员必须按照线路上设置的断合标志进

22、行操作。接近分相区时，先将机车操纵手柄回零，也称降流过程，关闭辅助机组，再时，先将机车操纵手柄回零，也称降流过程，关闭辅助机组，再断开主断路器，通过分相区后，再以相反的顺序操作。这样受电断开主断路器，通过分相区后，再以相反的顺序操作。这样受电弓是在无电流情况下进出分相区的，从而保证了受电弓和接触网弓是在无电流情况下进出分相区的，从而保证了受电弓和接触网的寿命。的寿命。 手动操作通过分相区的主要问题是手动操作通过分相区的主要问题是:一方便影响了行车速度，一方便影响了行车速度，另一方便不仅耗费司机精力，增加劳动强度，而且过多地分散了另一方便不仅耗费司机精力，增加劳动强度，而且过多地分散了司机行车的

23、注意力，行车安全完全依赖于机车司机的注意力和技司机行车的注意力，行车安全完全依赖于机车司机的注意力和技术水平，没有技术设备保障，对行车安全极为不利，稍有疏忽操术水平，没有技术设备保障，对行车安全极为不利，稍有疏忽操作不当或瞭望不及就会拉电弧烧损分相绝缘器甚至造成断线，直作不当或瞭望不及就会拉电弧烧损分相绝缘器甚至造成断线，直接危及设备及行车安全。对高坡重载区段，手动过分相会引起列接危及设备及行车安全。对高坡重载区段，手动过分相会引起列车大幅度降速，延长咽喉区段的运行时间，降低线路运营能力。车大幅度降速，延长咽喉区段的运行时间，降低线路运营能力。因此，传统的手动切换方式已无法适应电气化铁路的发展

24、，尤其因此，传统的手动切换方式已无法适应电气化铁路的发展，尤其无法满足高速电气化铁路的需要，所以发展自动过分相技术势在无法满足高速电气化铁路的需要，所以发展自动过分相技术势在必行。必行。 目前自动过分相技术的实现方法主要分为：地面自动转换电目前自动过分相技术的实现方法主要分为：地面自动转换电分相装置、柱上断载自动转换电分相装置及车载断电自动转换电分相装置、柱上断载自动转换电分相装置及车载断电自动转换电分相装置。分相装置。v 一、地面自动转换电分相装置一、地面自动转换电分相装置 地面自动转换电分相装置原理图如地面自动转换电分相装置原理图如5-7所示，电分相处设置所示，电分相处设置JY1/JY2二

25、处绝缘，一般由锚段关节式电分相实现，绝缘间是二处绝缘，一般由锚段关节式电分相实现，绝缘间是中性区。在中性区。在JY1、JY2两端跨接两个真空负荷开关两端跨接两个真空负荷开关QF1、QF2，当机车从当机车从A相驶来，到相驶来，到CG1处时，开关处时，开关QF1闭合，中性段接触闭合，中性段接触网由网由A相供电，机车通过相供电，机车通过JY1时，时，JY1两端等电位；机车到达两端等电位；机车到达CG3时，时，QF1断开，断开，QF2迅速闭合，完成中性段供电的换相变迅速闭合，完成中性段供电的换相变换，机车在此过程中可以不用任何附加操作；待机车驶离换，机车在此过程中可以不用任何附加操作；待机车驶离CG4

26、处时，处时，QF2断开，装置恢复原始状态。反向行驶时，有控制系断开，装置恢复原始状态。反向行驶时，有控制系统两个开关以相反顺序轮流断开和闭合。统两个开关以相反顺序轮流断开和闭合。 图图5-7 地面自动转换电分相装置地面自动转换电分相装置 v 二、柱上断载自动转换电分相装置二、柱上断载自动转换电分相装置 其基本原理图如图其基本原理图如图5-8所示，图中所示，图中L1、L2为磁控线包，为磁控线包，K1、K2为真空灭弧室，为真空灭弧室，MOA为过电压吸收器，为过电压吸收器，x-y段为中性绝缘滑段为中性绝缘滑道，道，2、3为两个分段绝缘器。假使机车由左向右行驶，由为两个分段绝缘器。假使机车由左向右行驶

27、，由U相相驶入，依次经过驶入，依次经过ab、cd、xy、ef、gh各区段，进入各区段，进入V相。当相。当机车行驶到机车行驶到1-2的位置，即进入线包受流区时，机车通过时磁控的位置，即进入线包受流区时，机车通过时磁控线包线包L1受流，真空灭弧室受流，真空灭弧室K1合闸，合闸，2-x区段带电。当机车驶过区段带电。当机车驶过2以后，离开了控制线包受流区，进入以后，离开了控制线包受流区，进入K1供电的分断区，真空供电的分断区，真空灭弧室分闸，机车断载。此时机车不带电过灭弧室分闸，机车断载。此时机车不带电过2-3间电分相的间电分相的x-y主绝缘区。过了主绝缘区。过了3以后，机车通过以后，机车通过V相的受流线包相的受流线包L2得到得到V相的相的电流，经过电流，经过4以后，由以后，由V相供电。机车反方向行驶时，同理，依相供电。机车反方向行驶时，同理，依次由次由V相过渡到相过渡到U相。相。 图图5-8 柱上断载自动转换电分相装置柱上断载自动转换电分相装置 v 三、车载断电自动转换电分相装置