接触网2014专升本复习题(答案版)

1、一、 名词解释 (本题共5小题，每小题2分) 1、基本运行风速：在一定风速作用下，接触网不会因风的作用脱离受电弓滑板的有效工作范围，弓网受流能够正常进行，这样的风速称为基本运行风速。 基本运行风速是保证电气化铁路运输不被中断的最高风速，是确定接触网最大允许跨距的主要理论依据之一。P60（基本结构风速） 2、粘着磨耗： 又称咬合磨损，当摩擦副相对滑动时，由于黏附作用使两摩擦表面的材料迁移而引起的机械磨损。一般分：轻微粘着磨损、一般粘着磨损、擦伤磨损、胶合磨损 3、土壤承载力：土壤不产生形变所能承载的最大压力 4、接触网平面图：接触网平面图是指用铁道部颁布的电气化铁路接触网图形符号（见本书附录一）

2、表示的具体描述接触网结构和技术参数、技术性能、设备安装位置的平面布置图，它综合了接触网结构、设备设计计算，平面图绘制等知识，集中反映了接触网设计的主要技术原则，是接触网施工和运营护的主要技术依据。P163 5、接触压力标准偏差： 是指受电弓与接地触线接触时必须要有一定的规定压力，正常为7KG其偏差1KG（弓网接触压力是表征受电弓动态性能的主要技术指标，是受电弓高速运行时施加在接触网上的力 6、结构高度：链型悬挂在支柱定位点处，承力索与接触线间的垂直距离。 7、临界跨距：是指导线即将产生最大张力时的跨距，最大张力即可产生在最低温度时，也可产生在最大附加载荷（最大覆冰或最大风）时。 P73 8、支

3、柱侧面限界：是指轨面（或轨面连线中心）处支柱内侧与线路中心的距离，用CX表示。 9、反射因数：表明弓网系统的振动波在传播过程中遇到吊弦、定位器等非均质点时反射波向受电弓传播并在受电弓处引起新的反射的一个系数。反射系数的大小受制于承力索和接触线的补偿张力，一般而言，承力的补偿张力越大，接触悬挂的反射系数也就越大 10、弓网电弧：滑板和接触线脱离接触，使处于滑板和接触线间的空气游离击穿所产生的温度极高的耀眼光斑。 二 判断题(本题共10小题，每小题1分)。1 承力索宜采用恒张力架设、接触线应采用恒张力架设。架线张力偏差不得大于8%。接触网在架设后应进行超拉以克服新线蠕变引起的初伸长。（ ）2 为了

4、提高供电质量，在高速接触网中一般采用AT和DRR供电。（ ）3 相邻悬挂点的高度差最大允许值为20mm。假如两个悬挂点之间的误差值为20mm，下一个悬挂点必须在同样的高度或者与驶入接触线的方向一致，不允许走向相反的方向。（ ）4 接触线允许最大磨损为标称截面的20%。一个锚段长度内如果有一个点达到这一临界值时，应更换接触导线。根据经验CTMH150型接触线最大磨损20% 时，剩余厚度为10.95mm。（ ）5 承力索支撑线夹安装处的承力索上应涂抹润滑脂，加铜铝过渡套，放入支撑线夹，受力方向应为承力索支撑线夹的中心螺栓，即铜铝过渡套开口背向螺栓45朝下压合，用力矩扳手紧固所有螺栓。（ ）6 在绝

5、缘锚段关节和非绝缘锚段关节中，转换柱处两悬挂的垂直距离、水平距离分别为：500mm和600mm，允许偏差：20mm。（）7 五跨绝缘锚段关节的转换柱处绝缘子串距悬挂点的距离应符合设计要求，允许偏差为50mm。承力索、接触线两绝缘子串上下应对齐，允许偏差为30mm。（）8 绝缘锚段关节式电分相中性区长度符合设计要求，满足双弓运行(即不大于190m)，允许误差+500mm。地面应答器的纵向距离应符合设计要求，允许误差1m。（）9 桥基础底部顺桥向预留有一个 120150mm的长方形孔洞，以便电缆通过。桥上基础只有一个接地端子，设在基础顶面，与顶面平齐，距线路侧基础面边沿 260mm，距基础面北侧边

6、沿60mm，接地端子与接触网基础上钢板齐平(不得设置在钢柱法兰盘下)。 （）10 燃弧是指通过受电弓滑板和接触线之间空气间隙的电流流动，通常伴有强光产生。燃弧测量一般运用于实际运行电动客车车辆上和检测受电弓具有取流功能的检测车上。（）11拉出值的作用是使滑板与接触线的磨耗均匀，增加悬挂稳定性，大小应符合设计要求，最大允许偏差为30mm。（ ）12结构高度是一个定值，它指定位点处承力索与接触线之间的垂直距离。（）13 波动传播速度是接触网的一个特征参数，是高速列车运行速度的极限值，列车最大运行速度不宜大于接触网波动传播速度的70%。（ ）14 在高速铁路接触网中，定位器坡度必须控制在1/61/8

7、之间。 （ ）15根据制造工艺，接触网零件可分为铸造、锻造件、液态模锻件和挤压件等几种类型。 （）16 接触网的静态验收包括徒步验收和作业车验收，静态验收检测是对接触网单方面的测量，用于评价接触网施工质量是否达到设计要求。 （）17 受电弓是接触网方案与参数选取的重要依据。 （）18 高速正线接触线工作支高度不应发生变化，设计坡度为零（锚段关节除外）。（）19 当跨中不设预留弛度时，吊弦与吊线之间的导高差最大允许值为10mm。（）20 临界跨距这一理论概念是用于判定链形悬挂状态方程起始条件的。（）三、作图题 (15分)1 请画出直线区段五跨绝缘锚段关节的平面布置图，并标明主要技术参数。P222

8、 请画出直线区段四跨绝缘锚段关节中心柱装配结构示意图和受力分析简图。绝缘中心柱装配结构图 受力分析简图四、证明题(10分)1、试证明链形悬挂结构系数 ，并说明其理论和工程意义。 证明：设接触线无驰度时，承力索的驰度为FC0，张力为TC0.当温度变化后，承力索的驰度为FCX，张力为TCX， 接触线的驰度为：f=（FCX-FC0）-h 根据假设条件（两第一吊弦间的接触线平行升降）。h 实际上是第一吊弦（x=e）处承力索两纵坐标YC0和YCX的差值，将x=e代入导曲线方程可得： 。 h=-=将代入得，令，则将式代入得：。表明了定位点附近第一吊弦位置与跨距的关系，反映了链型悬挂的结构特征，被称为链型悬

9、挂结构系数。 链型悬挂结构系数理论意义：结构系数将承力索和接触线之间的相互影响有机联系起来，将链型悬挂“归算”为简单悬挂，从而可使简单悬挂的分析和计算方法来解决链型悬挂的分析和计算问题。避免了链型悬挂内部线索间复杂的力学分析，大大降低了链型悬挂理论分析难度。 工程意义：可通过改变承力索驰度变化对接触线驰度和高度的影响。2、请建立简单悬挂状态方程。 解：设导线的膨胀系数为，温度上升t后，导线伸长量L=*t*l 设导线伸长前后的张力分别为T1和Tx，导线截面积为S，弹性系数为E，则导线内部的应力就从T1/S。由此引起的弹性收缩LE= 当温度上升t后，导线长度变化量为 另外，设导线在温度上升前所对应

10、的合成负载为，温度上升t后所对应的合成负载为，导线在两种状态下的驰度分别为；。将两式代入；。则，在温度变化前后导线的长度变化量为： 很显然式 和式描述的是一个量，则有： 将代入上式得： 式即是简单悬挂的状态方程，通常写成下式：五、简答题 (本小题共2题，计20分) 1、简述弓网系统设计应遵守的基本原则和流程？(10分) 答：基本原则：1）必须坚持弓网的系统性和整体性，不可将二者分割； （2）接触网特性具有较大的离散性，因此，弓网系统设计必须以受电弓为中心，也就是说，接触网的参数和特性设计是以受 电弓为前提的，而受电弓是根据运行最高速度的要求进行设计的； （3）不同的弓网配合会表现出不同的相互作

11、用特性，因此，以受电弓为前提的接触网设计施工完成之后应由事先规划的特定 的受电弓在其上面运行； （4）弓网系统设计应通盘考虑弓网在几何、电气、机械振动和波动、材料特性上的完全适应性； （5）高速弓网系统设计必须借助弓网仿真系统，以确定和验证弓网核心参数的取值和合理性。 流程：接触网设计的主要内容及其步骤为： 1）设计计算，以保证安全运营、经济性和可靠性的要求； 2）根据设计计算结果，进行平面设计，得到接触网平面图；3）根据经济性要求，进行实际设备选择，应尽量择优购用。 4）施工结束后，要进行技术校验，包括强度和稳定性校核和技术性能方面的校验 2、请依据教材134页图4-1-4所示受电弓静态特性

12、曲线说明弓网匹配的基本问题(10分)答：受电弓静态特性是指受电弓在静止状态下均匀缓慢运动时所表现的机械特性。基本问题主要是：1、同高度压力差，它是指受电弓上升和下降到同一高度时的接触压力之差。2、同向压力差，它是指受电弓高度范围内，受电弓上升或下降时的最大静态接触压力差。3、有效工作高度，它是指受电弓静态接触压力稳定，受电弓可以良好地从接触网上取流的高度范围。性能较好地受电弓应满足图4-1-4标准曲线要求。它应具备：1、在工作高度内，升弓曲线和降弓曲线垂直于水平轴，即升弓压力和降弓压力恒定；2、升弓曲线和降弓曲线之间距离越小，表明受电弓设计质量和制造工艺及检修调试质量越好，转动部件间润滑良好，

13、无卡滞现象，阻力小。对受电弓的基本要求：上下走直线；弓头不偏摆；静态接触恒定。受电弓对接触网的静压力为68.69.8N。 (不写.扩展内容：静态压力特性曲线是表征受电弓稳定性能的重要曲线，实践证明：在受电弓有效工作高度范围内，静态压力的波动范围及受电弓上升和下降时的静态压力之差越小越好。接触线高度最小设计是在最小接触线高度的基础上，计算附加上导致接触线高度减小的各种不利因素而得出。设计时应考虑下列不利因素：1、轨道横向不平顺；2、接触线的施工安装偏差；3、接触线的动态上下运动；4、接触悬挂导线覆冰和温度变化条件的影响。 接触线高度最大设计通过考虑可能导致接触线高度大于受电弓最大工作高度的各种不

14、利因素而得到。这些不利因素包括：1、接触线由于受电弓而导致的抬升；2、接触线向上的动态振动；3、接触线施工安装偏差； 4、因接触线磨耗而导致的接触线高度位置上升；5、由于接触悬挂导线温度变化而导致的接触线高度位置上升。 接触线高度最大设计是根据受电弓的工作范围确定的。考虑到接触线可能出现的最大负弛度及保证弓线间必要的接触压力，规定接触线高度最大设计不得大于6500mm。 标称接触线高度是指在定位点处，接触线工作面与两轨顶面连接间的垂直距离。可以在接触线高度最小设计与接触线高度最大设计之间自由选取。 标称接触线高度考虑了接触线弛度对接触线高度产生的影响，在最大正弛度时不低于最小接触线高度，在最大

15、负弛度时，不高于最大接触线高度。 根据上述要求，设计中采用的标称接触线高度为：1、一般区间及中间站为58006000mm；2、编组站、区段站及配有调车组的中间站为6200mm，特等站、大站为64006450mm； 3、高速接触网的标称接触线高度为5300mm，最低点高度不宜小于5150mm，不考虑超限货物列车运行要求。)3、请你就接触网的机电复合特性进行说明。(10分)答：1、在任何条件下接触网均不应对人员和设备构成安全威胁，且具有有效防止人员触电的措施和方法。2、接触网的电负荷具有很大的波动性和不确定性，因此应具有过负荷能力和承载短路电流的能力。3、接触网压损应控制在可承受范围内，上网点电压

16、和供电臂末端电压不应超出最高和最低电压。4、接触网线索和设备均要承受一定的机械负荷，在寿命期内应处于安全状态。5、接触网与受电弓间应有严格的机电匹配关系。6、接触网能适应气候变化。7、接触网无备用设备，因此必须具备良好的可靠性、可用性和安全性。8、接触网所有设备的安装位置均应满足铁路限界和绝缘要求。9、接触网应与四周环境相协调。4、 什么叫最大许可跨距？确定最大许可跨距需要考虑哪些因素？(10分)答：最大许可跨距是指考虑预期车辆运行和给定最大风偏后，能确保接触网线不离开受电弓滑板有效工作范围的跨距。确定最大许可跨距需要考虑以下因素：1、接触悬挂的类型。2、线材材料及形状。3、承力索和接触线张力

17、及拉出值大小。4、基本运行风速的大小。5、受电弓的弓头尺寸和列车横向位移。6、线路状况。7、支柱型号与材质。8、相邻跨距的弹性差异。9、相邻跨距的大小。10、进行风偏移校验。5、 请简述弓网耦合的具体内容(10分)答：1、影响接触网机电性能和技术状态的因素很多，任何一种因素都足以引起接触网的技术参数和机电状态改变，这种改变又会明显影响弓网相互作用特性。2、接触网承担的电器负荷具有很大的波动性，网中电流可在0-1400A变化，接触网几乎完全处于电气过渡状态。3、弓网之间的耦合关系是动态变化的，但弓网耦合要求这种变化越小越好。因为任何微小的超出技术允许的变化在高速条件下都会成为弓网系统致命的缺陷。

18、4、受电弓滑板和接触线良好的接触是电气列车高速运行的前提。但速度越高，弓网离线的概率就会越大，弓网良好接触就会越困难。因此，速度与良好接触是一对不可调和的矛盾，影响因素复杂，涉及电接触、固体接触、力学、空气流体力学、弹性力学、结构力学、机械振动和波动等诸多学科的相应知识。5、高速受流要求受电弓具有良好的跟随性、稳定的气动特性、合理的升降特性，做到上下走直线，左右不摇摆。六、计算题 (本题共2小题，共30分)1、试计算处于典型第II气象区的“JTM-120CTM-150”全补偿链形悬挂的各类单位负载。(15分)解：查表3-1-1可知：，b=5mm；查表2-9-2可知：KN/m，A=B=14.4m

19、m；查表2-9-5可知：KN/m，=14.4mm； 1、）接触悬挂无水无风时的单位负载：（KN/m）2、 ）接触悬挂在覆冰时的各类负载：、承力索单位冰负载：=3.149005（5+14）9.81=2.63（KN/m）、接触线单位冰负载：=3.149002.5(2.5+14.4)9.81=1.17（KN/m）、覆冰时，承力索的单位风负载：（KN/m）、接触悬挂覆冰时的单位合成负载：=2.85（KN/m）、覆冰时，单位合成负载的方向：3） 、接触悬挂在最大风时的各类单位负载：、最大风时，承力索的单位风负载：、最大风时，接触悬挂的单位合成负载：（KN/m）、最大风时，单位合成负载方向：通过以上计算可

20、知，该悬挂的最大合成负载出现在最大风时，2 （KN/m）2、 某支柱位于轨距1450mm的曲线区段，外轨超高115mm，现实测得该支柱定位处导高为6000mm，定位点投影位于线路中心线和外轨之间，距线路中心80mm处。若该定位设计拉出值为400mm，请通过计算回答应如何调整该处拉出值才能保证弓网运行安全？ (15分) 解：已知H=600，d=1450，h=115，a=400则：a地=。 标准拉出值为400mm时，定位点投影应在线路中心距内轨侧75mm处，而实际却是在线路中心距轨侧80mm处。故以为保证弓网运行安全，应将定位定向内轨侧调整75+80mm，即155mm才能保证运行安全。3、 跨距的

21、大小与弓头尺寸、基本运行风速、悬挂弹性和工程投资均有关系，在悬挂类型及线索张力确定时，跨中弹性与跨距成正比，高速铁路接触网的跨中弹性通常限定在0.4mm/N以内。请依据跨中弹性计算式计算：当承力索与接触线的张力组合分别为：12kN+24kN和21kN+27kN时，简单链形悬挂和弹性链形悬挂的跨距最大值。(15分)解：承力索与接触线的张力组合为12KN+24KN时：简单链形悬挂：由得：弹性链形悬挂：由得：当承力索与接触线的张力组合为21kN+27kN时：简单链形悬挂：由得：弹性链形悬挂：由得： 4、电气列车最高速度vmax不应超过接触线波动传播速度Cp的70%，多普勒系数不低于0.2，反射系数r

22、应不超过0.4，放大系数应不超过2.0，这是高速铁路接触网的动态标准。现有某电气化铁路，电气列车的运营速度目标值为350km/h，设计风速为30m/s、接触线相对于弓头中心的允许偏移为450mm。若牵引供电系统、行车组织与线路断面等因素允许承力索选用120mm2的铜合金绞线、接触线选用150mm2的铜合金电车线，且接触线磨损到标称截面积的80%时仍能满足接触网的载流量与短路载流量要求。试确定该电气化铁路所需之接触线承力索的型号。(15分)解：由教材表2-9-3可知，CTM120、CTMH120以及CTS120铜锡合金接触线未软化时的拉断力分别为52.03kN、59.29kN和50.82kN，均

23、超过了48.58kN。根据： (1)得上面三种接触线的最大允许工作张力分别为31.3KN，35KN，31.3KN。选用CTM150、CTS150接触线，只能取30KN，其波动传播速度为：无量纲系数。多普勒系数：选用CTMH150接触线，可取33KN，其波动传播速度为：无量纲系数。多普勒系数：为使放大系数，选用CTM150，CTS150接触线。多普勒系数，反射系数，即。1202mm承力索 ， ，得 。回传动比为3:1。选用CTMH150接触线，反射系数所以工作张力为12KN的承力索，可选用JTM120型。工作张力21KN的承力索。只能选用JTMH120。Tw最大允许工作张力（kN）；TBmin拉

24、断力（kN）；Ktemp最高温度系数。表述接触线的允许工作张力与其最高温度的关系，当铜合金接触线的最高温度不超过80时，Ktemp取1.0；Kwear允许磨耗系数。接触线的允许磨耗使用一个与接触线的磨耗量相适应的系数表示，最大允许磨耗限定为标称截面积的20%时，Kwear的取值为1.0-0.2=0.8；Kload风和冰荷载系数。此系数对接触线最大工作张力的影响取决于接触悬挂的设计方案，对于全补偿链形悬挂，风和冰荷载同时存在时，Kload取0.95；只有风荷载时，Kload取1.00；Keff补偿精度和补偿效率系数。对于一般接触悬挂张力自动补偿装置的设计和施工，Keff取0.95；当接触悬挂张力

25、自动补偿装置的精度和效率提高到超过95%时，Keff取1.00；Kclamp终端锚固系数。假如接触线终端锚固线夹的抗拉强度大于接触线抗拉强度的95及以上时，Kclamp取1.0，否则，Kclamp等于接触线终端锚固线夹的抗拉强度与接触线抗拉强度之比；Kjoint焊接或焊缝系数。接触线焊接接头对接触线抗拉强度的不利影响用Kjoint进行定义，且Kjoint等于0.95。如果接触线不存在焊接接头，Kjoint取1.00。可计算出上述三种接触线的最大允许工作张力分别为25.7kN、29.2kN和25.1kN。如选用CTM120或CTS120型接触线，接触线的工作张力Tj只能取为24kN，此时，接触线的波动传播速度为（km/h）无量纲系数多普勒系数如选用CTMH120型接触线，为最大限度利用接触线的机械性能，接触线的工作张力Tj可取为27kN，此时的波动传播速度Cp=568km/h，无量纲系数=0.615，多普勒系数=0.238。为