电气化铁路的组成特点供电方式及电压等级

1、接触网按其结构分为架空式接触网和接触轨式接触网。其中架空式电压又有地铁用的直流式和电气化铁路的交流式，本文所涉及的接触网系指国内架空交流式。接触网的组成接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由支柱与基础、支持装置、接触悬挂几部分组成。支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础主要是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。一般预应力钢筋混凝土支柱与基础（即杯形基础，先打好杯形基础，然后将支柱埋入并整正后浇

2、注而成）制成一个整体，下端直接埋入地下，对大容量滑兰式预应力钢筋混泥土支柱，与普通钢柱固定方式相似。支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、拉杆、定位装置、悬式绝缘子串、棒式绝缘子、软横跨、应横跨及其它建筑物的特殊支持设备。严格来说，支柱与基础也属于支持装置。定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。接触悬挂包括承力索、吊弦、接触线以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电

3、能传送给电力机车。接触悬挂的类型接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分。我们所讲的接触悬挂的分类是对接触网的每个锚段而言的。接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。简单接触悬挂（以下简称简单悬挂）系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。国内外对简单悬挂做了不少研究和改进。我国现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置，以调节张力和弛度的变化。在悬挂点上加装820m长的弹性吊索，通过弹性吊索悬挂接触线，这就减少了悬挂点处产生的硬点，改善了取流条件。另外跨距适当缩小，增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。链形悬挂的接触线是通

4、过吊弦悬挂在承力索上。承力索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。链形悬挂减小了接触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。链形悬挂比简单悬挂得到了较好的性能，但也带来了结构复杂、造价高、施工和维修任务量大等许多问题。链形悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形，双链形和多链形。链形悬挂根据线索的锚定方式（即线索两端下锚的方式），可分为下列几种方式未补偿链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂。目前我国主要采用简单链形悬挂，在新建的高速电气化铁

5、路路段，则采用弹性链形悬挂。如哈大线，沪宁250KM/H实验段等。简单链形悬挂结构简单，接触线的高度容易控制，唯一不足就是在定位处及其附近弹性不好，而弹性链形悬挂的弹性索则能很好的解决这一问题。但是目前，法国高速仍然采用简单链形悬挂且也取得了较好的受流，但是对高速动车组的后弓来说，却容易产生打火现象。因此，我国高速选择了结构叫复杂的弹性链形悬挂，弹性索长度为18m，工作张力3500N，详细安装工艺见后面章节。接触网的电压等级接触网的电压等级：工频单相交流制：25KV或50KV（对地而言），对电力机车电压均为：25KV。考虑电压损耗，牵引变电所输出电压为：27.5KV或55KV，其中55KV为A

6、T供电方式，主要用于高速电气化铁路中。AT供电方式的特点是增加了自偶变压器和电位为25KV的回流线。这种起到回流作用的导线也叫正馈线。AT供电的优点是改进了电能传输特性和供电质量，减少了对其它设备的干扰。接触网供电方式接触网供电方式有单边、双边供电和越区供电。单边和双边供电为正常的供电方式。单边供电：供电臂只从一端的变电所取得电流的供电方式。双边供电：供电臂从两端相邻的变电所取得电流的供电方式。越区供电是一种非正常供电方式（也称事故供电方式）。越区供电是当某一牵引变电所因故障不能正常供电时，故障变电所担负的供电臂，经开关设备成分区亭同相邻的供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供电。复线区段的供

7、电情况与上述类同，但牵引变电所馈出线有四条，分别向两侧上、下行接触网供电。牵引变电所同一侧上、下行实现并联供电，提高供电臂末端电压。越区供电时，通过分区亭内的开关设备去实现。接触网的特点及要求接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求： 1、在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。2、接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能

8、力并尽量廷长设备的使用年限。3、要求接触网对地绝缘好，安全可靠。4、设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。在事故情况下，便于抢修和迅速恢复送电。5、尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。 总的来说，要求接触网无论在任何条件下，都能保证良好地供给电力机车电能，保证电力机车在线路上安全，高速运行，并在符合上述要求的情况下，尽可能地节省投资、结构合理、维修简便、便于新技术的应用。支柱及基础支柱是接触网中最基本、应用最广泛的支撑设备，用来承受接触悬挂与支持设备的负荷。接触网支柱，按其使用材质分为预应力钢筋混凝土支柱和钢支柱两大类。 预应力钢筋混凝土支柱，简称为钢筋混凝土支柱采用高强度

9、的钢筋，在制造时预先使钢筋产生拉力，它比普通钢筋混凝土支柱在同等容量情况下节省钢材、强度大、支柱轻等优点。钢筋混凝土支柱本身是一个整体结构，不需另制基础钢柱以角钢焊成架结构，具有支柱较轻、强度高、抗碰撞、安装运输方便等优点。根据安装使用地点不同，钢柱的型号规格及外形结构也不同。支柱按其在接触网中的作用可分为中间支柱、转换支柱、中心支柱、锚柱、定位支柱、道岔支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及桥梁支柱等几种。接触网支柱的侧面限界接触网支柱的侧面限界是指支柱靠线路一侧至线路中心线的距离。它是为了确保行车的安全。支柱侧面限界任何时候不得小于2440mm；机车走行线可降为2000mm；曲线区段适当加宽；直线

10、中间支柱一般取为2500mm；软横跨支柱一般取为3000mm；软横跨支柱位于站台时，为便于旅客行走，一般取为5000mm。接触网支柱及定位装置支柱装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。定位装置包括定位管和定位器。其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱，定位器有直管定位器、弯管定位器。提速后采用带减振阻尼装置的多功能定位器，改善了受电弓的取流特性。接触网承力索接触网承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来。承力索还可承载一定电

11、流来减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。承力索根据材质可分为铜承力索、钢承力索、铝包钢承力索。钢承力索需采取防腐措施。接触网吊弦在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。按其使用位置是在跨距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型，吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。在链形悬挂中安设吊弦，使每个跨距中在不增加支柱的情况下，增加了对接触线的悬挂点，这样使接触线的弛度和弹性均得到改善，提高了接触线工作质量。另外，通过调节吊弦的长度来调整，保证接触线对轨面的高度，使其符合技术要求。吊弦有普通吊弦和整体吊弦，普通环节吊弦以直径4mm（一般称为8号铁线）的镀锌铁线制成。整体吊弦种类也比较多，老的整体吊弦采

12、用不锈钢直吊弦，一般由两段构成，中间增加调节螺扣，方便长度调节，现在普遍采用软铜铰线载流整体吊弦，有可调节和一次压死两种形式，吊弦两端均有载流环。高速普遍采用压死不可调整体吊弦，这样可增加系统的稳定性。接触网导线接触网导线也称为电车线，是接触网中重要的组成部分之一。电力机车运行中其受电弓滑板直接与接触摩擦，并从接触线上获得电能。性能、接触线截面积的选择应满足牵引供电计算的要求。接触线一般制成两侧带沟槽的圆柱状，其沟槽为便于安装线夹并按技术要求悬吊固定接触线位置而又不影响受电弓滑板的滑行取流。接触线下面与受电弓滑板接触的部分呈圆弧状，称为接触线的工作面。我国采用的铜接触线多为TCG-110和TC

13、G-85两种型号，其字母T表示铜材，C表示电车线，G表示带沟槽形式，后面的数字表示该型铜接触线的截面积。近年来我国也引进使用日本的铜接触线。我国研制和使用了钢铝接触线。钢铝接触线以铝和钢两种金属压接制成。以铝面作为导电部分，与受电弓滑板接触磨擦的是钢面，既保证了导电性能又提高了工作面的耐磨性，我国采用的钢铝接触线有GLCA100/215和GLCB80/173两种型号。字母GLC表示钢铝电车线，A、B表示线型，后面分式中，分母表示该型钢铝接触线的截面积，分子表示该型钢铝接触线的载流量当量于铜接触线的截面积。现在我国主要采用铜银接触线，代表型号有CTHA-85, CTHA-110，CTHA-120等，新建高速也开始采用铜镁合金接触线。接触网导线高度接触网导线高度（简称导高），是指悬挂定位点处接触线距轨面的垂直高度，设计规范规定如下：最高高度：不大于6500mm。 最低高度：（1）区间、站场：一般