接触网系统安装手册

1、武汉 -广州客运专线项目 接触网系统安装手册Page1综 述 4 2接触网一般性描述 5 2.1 武汉 -广州客运专线接触网3安 全 错误!未定义书签。 3.1一般安全须知 14 3.2接触网带电工作须知 15 3.3高空作业注意事项 16 3.4在既有线施工注意事项 163.5断线抢修注意事项 16附件一:接触网图纸附件二:各部件安装手册接触网总揽图腕臂与定位装置整体吊弦接触线电连接线夹承力索电连接线夹接触线终端锚固线夹承力索终端锚固线夹中心锚结装置中心锚结装置下锚补偿装置弹性吊索装置200Km/h及以上分段绝缘器高速线岔装置(200km 以上附件三:专用工具压接工具 02压接工具 06电动

2、液压工具弹吊紧线器导线扭面器吊弦工作台激光导线测量仪1 综 述´目 的本文件的目的是向施工单位推荐保富铁路公司设计文件中的架空接触网设备的安装方 法。它仅针对保富铁路公司武汉 -广州客运专线项目所供应的设备。本文件由保富铁路公司提交,文中重点描述了正线接触网链型悬挂的安装方法和对施 工人员的要求。由于篇幅有限,文中只介绍了高速铁路接触网施工中的特殊情况,与传统的接触网安 装方法有一定的差异。范 围本文件分为四个部分 :接触网一般性介绍安全须知主设备安装手册专用工具手册2 接触网一般性描述2. 1. 武汉 -广州客运专线接触网武汉 -广州复线客运专线电气化工程北起武汉,南至广州。本项目

3、的电气化工程的主要 特点:腕臂采用铝合金部件全线采用低弹性、大张力接触网 .采纳上述系统是为了简化安装程序、降低接触网的总体投资。它将满足所有的机械和 电气性能要求。从受电弓受流的角度看,它完全可以实现机车最有效的运行。该接触网系统可以满足武广客专高速运行的技术规范,正常运行速度 300 km/h, 试运 行最高速度 350 km/h。为了保证列车在高速运行状态下的乘客乘车质量,最基本的要求是采用适合高速运行 的受电弓,其基本定值(即:受电弓抬高压力与接触网相吻合。武汉 -广州电气化系统将采用中外设备相结合的方式。本工程的接触网系统包括接触线、承力索和弹性吊弦。接触线的张力为 30 kN, 承

4、力索 的张力为 21 kN,弹性吊弦的张力为 3.5 kN。这些张力的设计组合是为了保证受电弓 的平稳滑行。接触网个导体规格如下:接触线 CTMH 150 (150 mm² CuMg 0,5承力索 JTMH 120 (Bz II 120 mm2 CuMg 0,2弹吊线 7/2.5 Bronze II (35 mm2接触线和承力索为全补偿,以便保持恒定高度。在 20 °C 至 +80 °C 气候条件下,温度 变化不会对接触网产生影响。导线高度为 5.30 m。即使在接触网通过净空较低的建筑物时,如果列车以高速通过, 其导线的高度也不允许变化。在直线区段不需预留弛度。

5、根据不同的位置(即:直线区段、曲线区段等以及其设计用途,如锚段关节处和其 它区段,本项目中采用了多种形式的腕臂。吊弦用来连接接触线和承力索。设计形式为整体载流吊弦,以便保证接触线和承力索 之间达到最佳电流平衡。图纸 3 EGF 008642 Z 3013:接触网设计结构,最大跨距 60 m.标准结构高度: 1.60 m跨距中的吊弦布置,见图 3 EGF008642 Z 3013。支撑点到第一个吊弦的距离 承力索和接触线在悬挂点处的拉出值:一般情况 ± 300 mm,在锚段关节处接触线是平行架设的,其设计目的是为了保证二者之间的电气连续性或 绝缘过渡。锚段关节布置在两个锚段的连接处,因

6、此保证了连续不间断的电能供应。关节的布置为五跨,中跨为两个锚段的过渡跨。机车在中跨运行时,其受电弓在该跨 的 1/3的范围内与两根导线接触。与平行的接触线起始端相比,锚段关节末端的接触 线在支撑点处向上抬高 0.50米。根据设计,在锚段关节处要设置张力补偿装置并且有两根电杆设置双腕臂。锚段关节 详图,参见 3 EGF 008642 Z 3003, 3 EGF 009019 Z 3013, 3 EGF 009082 Z 3023 以 及 3 EGF 009081 Z 3013。在接触网系统中,接触线和承力索配置有张力自动补偿装置。张力自动补偿装置对接 触网系统而言是非常必要的,它可以使接触网始终

7、保持恒定张力而不受气温变化的影 响。张力自动补偿装置把接触网机械地分成互不影响的部分。在直线区段,两个张力自动 补偿装置之间的锚段最大长度为 1400米。两个中心锚结固定点之间的最大距离为 1200米。整个锚段的典型设计,参见图纸 3 EGF 008653 Z 3013。如果锚段中有曲 线,其锚段距离就要相应缩短。在隧道以外的区间,腕臂分别安装在轨侧的电杆上,在隧道内腕臂则在吊柱上安装。 在正线及隧道内接触网又通过腕臂实现架空悬挂。以下所给出的图纸为腕臂的系统设计3 EGF 009178 Z 3023标准结构高度的正定位腕臂系统设计3 EGF 009179 Z 3023标准结构高度的反定位腕臂

8、系统设计3 EGF 009082 Z 3023直线和曲线区段五跨锚段关节的腕臂系统设计腕臂通过托架抱箍固定在电杆上。平腕臂和斜腕臂插到棒式绝缘子的一端,从而安装 到电杆上并形成一个三角形。定位管直接安装在斜腕臂上,腕臂斜拉线把装有正定位 或反定位器的定位管固定到平腕臂末端承力索支撑线夹下面的金属钩上。腕臂由防腐铝合金管组成,其尺寸取决于相关的应力,即:电杆内侧至钢轨的距离和 应用情况。腕臂包括:承力索支撑、接触线支撑、斜支撑(如必要的话。接触线是通过装在定位管上的定位器固定的。定位器上的定位线夹(导线线夹起着 连接定位器与接触线的作用。这种定位线夹适用与符合中国标准的截面为 150 mm

9、78;的 接触线。限位器满足受电弓抬升(225mm 的要求。为了适应接触网纵向运动的特 点,定位器可以自由活动。但它仅能承受横向张力。另外,定位器还分为正定位和反 定位形式:正定位将接触线拉向支撑点,反定位则把接触线推离支撑点。定位器的应用,参见图纸 3 EGF 009177 Z 3023 图 1和 3 EGF 009177 Z 3023 图 2. 承力索固定在平腕臂的承力索支撑线夹上。防风拉线的作用是防止定位管和定位器在外界压力负荷下产生位置变化,并保证风力 负荷条件下拉出值不受影响。只有在接触线的风力负荷大于接触线的横向负荷的情况 下才使用防风拉线。见图纸:3 EGF 006983 Z 3

10、063棘轮装置是锚段末端接触网下锚的设备,棘轮是张力补偿装置的重要组件,它可以使 接触线和承力索保持恒定的张力。正是由于采用了棘轮,接触网的电能才能不间断的 无障碍的传送到电力机车。张力补偿装置可以保证接触线的张力保持 30 kN, 承力索的 张力保持在 21 kN,其变比为 3:1。承力索和接触线分别下锚到棘轮上,见图纸 3 EGF 010192 Z 3091; 3EGF 010059 Z 3091。 棘轮在安装以后无负荷的状态下可以自由转动。棘轮的组成包括棘轮本体、棘轮两侧的绕线盘和制动装置。坠砣的力量通过缠绕在棘 轮本体的软钢丝绳对棘轮产生作用力,缠绕在棘轮两侧线盘上的软钢丝绳再把张力施

11、 加到接触线或承力索。在发生断线的情况下,棘轮的制动装置立刻锁闭棘轮防止其反转。从而混凝土坠砣或金属坠砣不会落到地面上,避免接触网变形以及吊弦被折断。 在坠砣正常工作或发生事故的情况下,坠砣限制架也有非常重要的作用。在隧道内,棘轮则固定在隧道的墙壁上。参见图纸 3 EGF 008171 Z 3091. 。图纸 3 EGF 008173 Z 3093为隧外区间中心锚结。在中心锚结处用专用线夹将锚结绳 和承力索固定,再将锚结绳固定到邻近的电杆上。固定锚结绳的电杆应用拉线加强以 便承受接触网断线时产生的负荷增加。中心锚结邻近的跨距和普通跨距的区别就是在 接触线和承力索之间安装了 Z 型中锚绳。一旦接

12、触线发生断线事故, Z 型中锚绳可以 将接触线的张力转移到承力索上隧道内的中心锚结绳不能固定在电杆上,而是固定在隧道壁上。见图纸 3 EGF 008174 Z 3093根据标准 DIN 43138,载流吊弦的材质为软铜线,由 49股组成,其断面为 10mm². 。 软铜线的两端通过载流环与线夹连接。根据设计要求,工作电流及短路电流均可以通 过吊弦传导而不产生电弧。见图纸 3 EGF 008617 Z 3163。接触网中设置固定的和可分合的电连接线来传导电流。电连接跳线设置在锚段关节和岔区,目的是连接两个不同锚段的承力索 /接触线并传导 工作电流和短路电流。在非绝缘关节和岔区,用电连接

13、线连接不同锚段的接触网并传导工作电流。在绝缘锚段关节,电连接线连接相同供电分区的接触网并传导电位补偿电流。可分合 的电气连接(即:隔离开关的作用是传导工作电流。图纸 3 EGF 007853 Z 3153 和 3 EGF 008613 Z 3154中的电连接线是软铜绞线和相 匹配的线夹组成的。在以下位置必须设置绝缘子:腕臂、下锚前端、中心锚结、以及绝缘关节处。原则上 讲,凡是需要与大地绝缘的设备或不同的分段区域都应设置绝缘子。在下锚处,绝缘 子要承受张力,然而腕臂处的绝缘子要承受压力和弯曲力。在设计中尽量考虑了环境的影响,绝缘子的爬电距离设计为 mm 。轻型分段绝缘器不仅把接触网分成不同的分合

14、或馈电区段,还要对其进行电气分段。轻型分段绝缘器可以对正线的架空接触网和正线与侧线之间的接触网进行电气分段。 另外,分段绝缘器的作用还有分相以及与接地线和接触网的中性段共同组成系统绝缘 间隙。轻型分段绝缘器一般使用在城市轨道交通和干线铁路的接触网上。根据接触网和受电 弓的类型,列车的最高通过速度为 200km/h.根据设计,在线路交叉处设置了线岔。在接触线交叉的位置,两根接触线垂直布置, 但二者之间由隔离棒将它们分开。非工作导线被线岔隔离棒和吊弦抬高,因此受电弓 可以从一根接触线过渡到另一根接触线。考虑到线路的交叉,在布置交叉点时尽量把线岔设置在跨中。因此可以把非值接触线 从交叉点到下一个支撑

15、点根据需要太高。两根接触线应在受电弓的同一侧滑行。为了保证高速铁路的设计功能,各个指标必须限制在下列公差范围之内:1. 接触线高度接触线高度为 5300mm 。接触线在支撑点处的可允许偏差为 ±30mm 。在支撑点处测量到的导高差最大允许值为 20mm 。范例 1假设(支撑点 1到支撑点 2的公差值为 +20mm,下一个支撑点(支撑点 3处的导 高则应保持相同或抬高。不允许另一侧的接触线向下倾斜。支撑点 1 .FH = 5300mm 支撑点 2 FH = 5320mm a 线 FH = 5330mm支撑点 3b 线 FH = 5320mm FH = +20mm FH = +10mm

16、FH = 0mm假设(支撑点 2不采用最大误差值,在另一方向接触线的工作坡度则允许达到最大 值。支撑点 1 FH = 5300mm 支撑点 2支撑点 3 . FH = 5310mm例2(b 线假设(支撑点 2不采用最大误差值,给定的导线(b 线坡度相同,(b 线则可采 用 20mm 最大坡度值。支撑点 1 FH = 5300mm 支撑点 2 FH = 5295mm支撑点 3 FH = 5275mm 支撑点处接触线的纵断面(接触线的高度必须在阴影线规定的范围以内 跨中没有预留弛度。支撑点之间的导高差不得大于 ±10mm (以支撑点之间的假定连接 线为参考。 吊弦与吊弦之间的导高差最大为

17、 10mm 。电杆之间的接触线纵断面 FH = - 5mm change of sign = FH = +15mm in the opposite direc-tion FH = - 5mm no change of sign = FH = -20mm similar gradient 锚段关节处,受电弓与导线的接触点和导线在下一个支柱处抬高约 150mm 处的悬挂 点之间承一个抛物线形。其误差为 ±20mm 。因此跨中的接触线位置比悬挂点处高出将 近 40mm 。在关节处两个悬挂点之间的假设连线必然变形,成曲线状。图 3中的误差 参见该曲线。关节处接触线断面 在动态试验之前,用专用

18、设备对接触网的静态位置进行检查。 根据 EN 50317的要 求,动态检验必须使用受电弓检测系统。试验车辆可配备一架或两架受电弓,之间距离 200米动态试验时,机车速度应逐步提高,直至最高时速。表 2-1:测试系统数据 弓网关系的技术标准:EN 50367 和50119: - FM : 平均接触压力 188.8 N-接触压力的标准偏差 56.6 N- Fmax : 最大接触压力 350 N- Fmin 最小接触压力 : > 0 N前后受电弓的应用技术标准受电弓压力 测量曲线 2.2 系统图 3 安全本文中介绍的接触网施工人员安全须知,如果与施工现场的某些规则有出入,并不是 要取替施工现场

19、现行的安全规则。如果二者有出入,以施工现场现行的规则为准。3.1 一般安全须知安全工作要贯彻始终,不但在设备安装阶段,在设备维修期间也是如此1 经常对作业人员进行架空接触线工作危险和安全的教育。接受安全教育的人员应对 教育过程签字确认,并将安全教育记录妥善保管了。2 定期对相关人员进行教育,包括现象的规章制度、一般性事故预防措施、法律强行 规定的安全措施。接受过安全教育的人员应对教育过程签字确认,并将安全教育记录 妥善保管。3 佩戴安全帽和安全带。4 配发色彩鲜艳的醒目服装。5 定期检查工具,尤其是梯子、安全带、手板葫芦、卡具、倒链等。6 在施工地点安排防护人员,在列车接近施工地点时用音响报警

20、。7 夜间及隧道施工要配备充足的照明设施。8 在断轨及线路改造时,应有安全措施(例如:断开接触网的电源并设置接地线。9 在回流轨道电路受到损坏的地点,可能存在点位差。应安装临时跳线避免事故发 生。10 施工负责人要对施工 /维护人员的安全负责。以下安全规则适用于本工程相关图纸中涉及的各种设备和产品。说明书中的安装指导 包括设备结构 和安装方法。从事设备安装的人员应熟悉并遵照执行。合格的安装人员应熟悉下列技能:设备安装 ,设备结构 ,设备运行 ,设备维护避免危险的措施 .所有从事安装、调试和设备维护的人员应在以下几个方面具备资格和经验:安装方法 ,照图施工 , 遵守安装指导 ,预防事故和安全规则

21、 ,调试方法和步骤 ,紧急救护 .参见国家安全规则 (e.g. EN 50110 in Europe . 除以上一般性的事故和危险以外,接触网工作还有它的特殊危险性:a 电击的危险b 高空危险c 行车造成的危险 .提出以下建议,防止事故发生 .3.2 接触网带电工作须知安全工作必须贯彻施工的全过程。除了一般性的安全规定之外,为施工人员专门提出 以下建议。定期对施工人员进行安全教育,内容应包括:从事高压电工作的危险性、 EN 50110的 规定和规则、条例和标准。另外,还应包括中国现行的规定,职业安全、健康计划和 预防事故的条例BB 公司的所有设备在设计中均考虑了安全 /危险因素。接触网的工作部

22、件通常是带电的。因此,开始工作之前要首先创造一个安全可靠的工 作环境:1.使开关处于断开状态2.并确保不会重新合闸3.核实设备是否带电4.设置接地线5.对邻近的带电部件进行隔离。只有在工作面的前后均设置接地线以后,才可开始接触网工作。负责人要明确通知所 有施工人员施工 /维修范围以及现场的安全 /危险情况。工作结束之后,接触网的地线要及时拆除,并报告接触网的安全情况。3.3 高空作业注意事项在开始空中作业之前,一定要确认所有人员具有高空作业的资格并遵守以下规则:佩戴安全帽梯子 /梯车稳定安全开始工作之前要检查梯子是否锁闭。佩戴安全带不要将安全带系在不稳定的部件上。在有侧向张力的绳索附近工作时,

23、注意避开绳索带张力的方向。在曲线区段工作时,注意一定要站在曲线的外侧。3.4 在既有线施工注意事项在开始工作之前首先要确认在施工的线路上列车已停止运行。设置防护人员进行瞭 望,避免偶然机车闯入施工区域3.5 断线抢修注意事项在断线地点或断线地点附近工作之前,首先要检查这个锚段接触网的断线影响长度。 为保证安全,在更换任何部件之前要首先释放接触网上可能存在的张力。从张力补偿装置处释放张力。而后锁闭棘轮。4 接触网安装注:在安装之前,所有螺栓紧固的接触线和承力索线夹均须涂抹无酸锂基润滑脂。4.1 安装工序接触网施工安装工序分若干步骤。施工从基础开始、安装电杆、腕臂、棘轮、放线及 安装中心锚结等,直

24、至最后完成接地系统。还有施工文件例如 :杆位表、断面图、布置 图、材料表以及接触网的布置图。安装之前应按步骤进行以下工作:基础 测量基础位置、核实地下电缆、清理道砟、挖坑、支模板、安 装地脚螺栓、安装基础地线、浇注混凝土、捣固。立杆 安装托架 /抱箍、清理基坑、立杆、浇注混凝土。安装电杆斜拉线 斜拉线安装在拉线基础与电杆之间。基础、支柱以及钢轨铺设完成之后,其它材料的准备就成为下一步工程的关键:车间预配 现场 工地办公室 线路两侧施工 利用轨道进行施工 4.2 零部件的准备(腕臂与吊弦由于钢轨上方接触线的垂直和水平位置要求精确无误,腕臂和吊弦的计算必须使用专 用软件。施工现场个段的腕臂和吊弦都

25、要单独计算。腕臂和吊弦的计算需要以下数据。工程施工单位应提供每一处电杆 /悬挂点的数据和轨 道的数据。吊弦的数据应在放线之后采集。腕臂计算输入数据 吊弦计算输入数据 下图显示的是测量点的位置。接触网支撑点各尺寸测量点标识 CWH: 导高SH: 结构高度CWS: 接触线拉出值RP: 最近钢轨至电杆内侧之间的水平距离TP: 轨道中心线至电杆内侧之间的水平距离PI: 电杆倾斜 度MHB: 电杆处的垂直参照点FR: 基础顶到内侧轨轨面的垂直距离ML: 平腕臂抱箍到电杆垂直参考点之间的距离 IH: 腕臂的安装高度;平腕臂与斜腕臂之间的距离 EL: 平腕臂以上的电杆长度C: 轨道倾斜面HD: 接触线到斜腕

26、臂抱箍之间的高差腕臂计算的最终结果是要得出腕臂的加工数据,相关数据将以表格的形式发给腕臂加 工人员。以下是一个数据表的样本。腕臂加工数据表 Note: 固定点每一个腕臂均需要以下数据:加工 /安装腕臂数据表 正定位器腕臂的相应尺寸 反定位器腕臂的相应尺寸 只有在完成腕臂计算之后才能进行吊弦计算。吊弦的计算必须考虑承力索支撑线夹的 位置,精确的测量和计算机辅助计算是正确安装的前提,是精确导高的保证。吊弦计算结果将以数据表的形式交给吊弦加工人员。下表是一个数据表范例:加工数据表范例 标准吊弦的加工长度 吊弦安装长度的确定取决于每个吊弦对第一根电杆之间的距离,还要对应吊弦在半个 跨距(从中锚 /硬锚

27、至张力自动补偿装置之内的安装顺序。 标准跨距及吊弦布置。 预配工作将在车间进行,数据表中给出了每一根电杆的腕臂所要求规格。根据接触网 的设计,腕臂的基本结构包括一个悬挂框架和接触线定位装置。腕臂加工数据表将给出管材长度、每根腕臂的安装固定位置等信息。该数据表将提交 给加工单位使用。腕臂管材为直径 42, 55 和 70 mm铝管。在腕臂加工之前,首先要汇总相关资料,例如 :组装编号、管材长度、安装位置、弹吊 长度、定位器长度、斜支撑类型、有无防风拉线以及张力补偿装置等情况。张力补偿 装置对防风拉线的安装是非常重要的。腕臂加工步骤 :1. 管材切割数据表中的数据是依据平腕臂、斜腕臂、定位管以及腕臂斜支撑管的长度计算得 出的。因此一定要根据数据表给出的规格尺寸用圆锯进行切割。2. 平腕臂的安装根据计算单和组装图实施平腕臂上各部件的安装:安装棒式绝缘子、双套管连接 器、承力索支撑线夹、管帽以及腕臂斜支撑的定位环。平腕臂3.