高速铁路接触网的的发展

1、 吉林铁路职业技术学院毕业设计（论文） 摘 要 高速铁路从一方面代表着一个国家的经济技术水平与综合国力，是当 今世界铁路发展的趋势和潮流。接触网是电气化中所提到的主要供电装置之一，其功用是通过它与受电弓的直接接触，而将电能传送给电力机车。接触网最早出现的形式是利用钢轨供电。随着电压的提高、运输量的增大、技术的不断改进以及对人身安全的严格要求等，使接触网的结构逐渐发展成为目前广泛采用的架空式接触网。地下铁道由于受空间条件的限制，一般采用接触轨式接触网。但是近年来，随着电压的升高，也在采用架空式的刚性悬挂或软索式悬挂。 论文在以讨论和辨证高速铁路接触网的发展方向上，进行了深入的研究。 介绍目前我国

2、高速电气化铁路接触网以及国外高速电气化铁路接触网发展情况，从而为我国高速铁路接触网施工技术向国际先进水平看齐提供了参考。得出结论、给出发展前景，最后又叙述高速铁路接触网的发 展价值和今后的方向。 关键词：高速铁路；接触网；电气化铁路；铁路发展方向；弓网关系 高速铁路接触网的发展 目 录 摘 要.I 引 言.-1- 1接触网简介.-2- 1.1接触网的发展与组成.-2-2高速铁路接触网的发展.-5- 2.1接触网的发展与电气化铁路运营速度密切相关.-5- 2.1.1.运营速度数据的直观表达.-5- 2.1.2速度最优化和速度最大化运营的差别.-5- 2.2 高速铁路可预见的发展方向 2.2.1高

3、速接触网发展前景.-13- 2.2.2研究的价值.-13- 2.2.3今后的方向.-13- 3国外高速电气化铁路接触网发展情况.-11- 3.1国外高速铁路接触网动态检测管理.-11- 3.2国外高速铁路接触网悬挂方式.-11- 3.3国外高速电气化铁路接触网的先进技术.-11- 高速接触网相关结论.-14- 致 谢.-15- 参考文献.-16- 1.1接触网的发展与组成 接触网是电气化中所提到的主要供电装置之一，其功用是通过它与受电弓的直接接触，而将电能传送给电力机车。接触网最早出现的形式是利用钢轨供电。随着电压的提高、运输量的增大、技术的不断改进以及对人身安全的严格要求等，使接触网的结构逐

4、渐发展成为目前广泛采用的架空式接触网。地下铁道由于受空间条件的限制，一般采用接触轨式接触网。但是近年来，随着电压的升高，也在采用架空式的刚性悬挂或软索式悬挂。 II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、定位装置、接触悬挂等四个部分组成。我国普通接触网 的电压等级为25KV，供电系统采用工频单相交流制。 组成部分介绍：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

5、部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混 凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。 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、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。 接触悬挂包括接触线、吊弦、 承力索以及连接零件。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能输 送给电力机车。接触悬挂的种类较 多，一般根据

6、其结构的不同分成简 单接触悬挂和链形接触悬挂两大 类。目前我国普通接触网主要采用 简单链形悬挂。2.1接触网的发展与电气化铁路运营速度密切相关2.1.1.运营速度数据的直观表达高速电气化铁路（high speed electric railway） 行车速度在200km/h350 km/h的电气化铁路。国际上一般将铁路行车速度在100km/h及以下者称为常速，在200 km/h以下称为快速或准高速，在200 km/h以上至350 km/h者称为高速。自20世纪50年代末始，一些科技发达国家就开始研究和建设高速电气化铁路，至1997年年底，全世界新建高速铁路约4 400 km，其中日本新干线19

7、52km，法国TGV 1282km，德国ICE 427km，意大利ETR 237km，西班牙AVE 471km。20世纪末一些科技水平较高的国家正在研究一种新型磁悬浮列车，其运行速度可达到400km/h500km/h。中国也。2.1.2速度最优化和速度最大化运营的差别 当高铁速度超过270公里/小时，牵引力的90%以上用于克服空气阻力，当高铁速度超过300公里/小时，则95%以上的牵引力都用于克服空气阻力。而当车速超过300公里/小时，会出现车轮空转，形成功率空耗、加快磨损。也就是说，高铁运营速度越快，能源消耗和设备折旧越多，导致运营成本提高，票价就要相应的高。高速运营是高速电气化铁路的发展方

8、向，是迫使接触网发展的动力。但也不是绝对的。2.2 高速铁路可预见的发展方向2.2.1高速接触网发展前景 由受电弓高速滑行于接触网上的高速铁路将是世界各国铁路的发展趋势，发 展高速铁路是从我国国情出发的最现实的选择。高速铁路的社会成本远远低于公 路和航空，它既能适应我国客流的特点，也能较好地解决了人们有限的支付能力 与日益增长的旅行需求之间的矛盾；解决了日益增长的客流与有限的运输能力之 间的矛盾。同时由于高速铁路具有速度快、运量大、安全性好、能耗低、占地少、 污染少、属于公共交通系统的优点，在我国大力发展高速铁路是贯彻可持续发展 战略的体现，而作为高速铁路重要的组成部分接触网，必然有着它的研究

9、价 值与意义。 2.2.2研究的价值值 一个国家铁路的发展高度都是以其高速铁路接触网技术来衡量和判断的。也 就是说高速铁路接触网相关技术影响着一个国家的进步，高速铁路是一个国家综 合竞争力的重要体现，也是国民经济和社会发展的需要。发展高速铁路可以通过 较长的产业链，对建材、钢铁、机械制造、电子信息等行业产生积极的拉动作用， 对提高国家整体自主创新能力和建设创新型国家具有重要意义，因此研究高速铁 路特别是接触网技术刻不容缓，也是历史赋予我们铁路人的神圣使命。 2.2.3今后的方向 向标准化、规格化方向发展；悬挂的弹性均匀性会进一步提高；接触网的电气载流量会进一步增加； 接触网的机械强度会进一步提

10、高；接触线的机电性能将会成为制约和评价接触网优劣的核心。 受电弓和接触网的结构及其匹配关系会得到进一步优化。接触网的防腐能力会进一步加强。 I3国外高速电气化铁路接触网发展情况 高速铁路从开始出现至今已经有40多年的历史，其中以日本、法国、德 国的高速铁路技术最为突出。 3.1 国外高速铁路接触网动态检测管理 从国外的情况来看，德国、法国、意大利、日本等国都已在本国相应的基础 设施检测单位建立了一套从检测、数据分析到养护维修辅助决策的管理体系，该 管理体系的实施为及时发现接触网动态缺陷、研究弓网关系、优化接触网设计做 出了重要贡献。 3.2 国外高速铁路接触网悬挂方式 国外高速接触网悬挂类型基

11、本上可归为3类：即以日本为代表的复链形悬 挂、以法国为代表的简单链形悬挂和以德国为代表的弹性链形悬挂。理论研究与 各国的运营实践都表明：尽管上述3种悬挂类型在结构上存在着一定的差异，但 均可满足最高时速300Km的运营要求。 1964年10月,日本建成世界上第一条高速铁路。 迄今， 世界进入了高速 铁路的快速发展时期。从先进国家接触网施工的情况和经验来看，国外高速铁 路接触网施工专业化、机械化、标准化的程度越来越高。 3.3 国外高速电气化铁路接触网的先进技术 德国： 德国接触网的下部工程包括支柱、拉线、基础及电缆沟槽，由同一个单位 总承包，在铺轨前完成。支柱多为混凝土圆柱，下锚不采用锚板，为

12、下锚混 凝土基础。钢柱采用带基础螺栓的混凝土基础。桥梁处的钢柱基础及下锚基础 与桥梁上的混凝土为一整体。当支柱位于地下水位较高时，则采用大截面无阶 梯形混凝土基础和钢柱。钢柱基础坑开挖采用液压抓斗式挖土机。桩基按土质 情况设计有钻孔桩基和打桩桩基2种类型，分别适用于土壤承压力0.25-0.40N 每纳米的平方和<0.25N每纳米的平方的土质。打入式桩基可分为: 采用钢管 桩，桩上的混凝土顶帽配有标准的地脚螺栓，可安装带有法兰盘的各类型钢柱; 套在打入式钢管桩基础上的混凝土支柱:插入打入式钢管桩的混凝土支柱。 桩基一般由基础工程公司用打桩机根据支柱型号、支柱受力情况、钢管规格 及其埋入地下

13、深度的不同 进行施工。桩锤打击重量有2 种:500kg和1200kg ， 分别适用于一般腕臂柱和锚柱施工，桩基施工控制表必须交一份给监理工程师。 打桩施工时，必须用桩套套住钢管，打桩机打在该桩套上后，再将力传到钢 管下面的工字形钢桩上，而不允许直接打在钢管上。每台打桩机每小时约可打 桩10个。混凝土浇注采用混凝土搅拌运输车，车辆上有长达数十m的皮管，可 停在浇注基础的10m以外实行遥控浇注，采用电动机械捣固，基础模型一般 为钢模混凝土支柱为非等径圆杆，支柱上有腕臂底座的预留孔。在支柱距地面 约1 m处有一灰浆灌注孔，该支柱采用套装方法套插在钢管上。圆杆整正时， 通过汽车吊液压吊臂上的卡箍卡住支柱，用经纬仪测量支柱状态。支柱校止好 后用速凝灰浆灌注并连接桩基。这种速凝灰浆凝固时间仅为10min。高