接触网特性综述

1、乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6接触网技术专题讲座接触网技术专题讲座主讲人主讲人 董昭德董昭德西南交通大学电气工程学院西南交通大学电气工程学院2006.6两个特点乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6第第3讲讲 接触网特性综述接触网特性综述3.1接触网的基本特点接触网的基本特点3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求3.3接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系3.4 接触网的发展方向接触网的发展方向乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG

2、 2006.6环境空间特性环境空间特性 ； 气候特性气候特性 ； 无备用特性无备用特性 ； 机电特性机电特性 ； 负荷不确定性负荷不确定性 ； 多学科复合特性多学科复合特性 。3.1、接触网的基本特点、接触网的基本特点原来所认识的特点：原来所认识的特点：无备用无备用 户外供电装置户外供电装置乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6接触网的特点之一接触网的特点之一 空间环境特性空间环境特性 接触网沿路轨架设，线路四周的各类建筑物、接触网沿路轨架设，线路四周的各类建筑物、电力输电设施、通讯信号线路与接触网之间相互电力输电设施、通讯信号线路与接触网之间相互影

3、响，接触网的设计、施工、运营都须充分考虑影响，接触网的设计、施工、运营都须充分考虑这种影响，将其减少至最低程度。这种影响，将其减少至最低程度。 考虑：考虑： 1 接触网与电力输电线之间的间距；接触网与电力输电线之间的间距； 2 接触网与轨道电路和通讯线路之间的干扰问题；接触网与轨道电路和通讯线路之间的干扰问题； 3 接触网与受电弓及其它建筑物的限界问题。接触网与受电弓及其它建筑物的限界问题。3.1、接触网的基本特点、接触网的基本特点乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6接触网的特点之二接触网的特点之二 气候特性气候特性 大气温度、湿度、冰雪、大风、大

4、雾、污染、雷电等大气温度、湿度、冰雪、大风、大雾、污染、雷电等气象条件对接触网的作用十分明显，接触网的机电参数，气象条件对接触网的作用十分明显，接触网的机电参数，如线索弛度、线索张力、悬挂弹性、零部件的机械松紧度如线索弛度、线索张力、悬挂弹性、零部件的机械松紧度及空间位置、设备的绝缘强度、线索的载流能力、弓线间及空间位置、设备的绝缘强度、线索的载流能力、弓线间的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化，突然的气候的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化，突然的气候变化还可能造成重大行车事故。变化还可能造成重大行车事故。 接触网设计计算中有大部分内容是与气象条件相关的，如计算负载接触网设计计算中有大部

5、分内容是与气象条件相关的，如计算负载的确定、状态方程及安装曲线、跨距和锚段长度的确定，支柱负载、接的确定、状态方程及安装曲线、跨距和锚段长度的确定，支柱负载、接触线载流容量等。触线载流容量等。3.1、接触网的基本特点、接触网的基本特点乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6接触网的特点之三接触网的特点之三 无备用特性无备用特性 接触网沿铁道线架设、分布区域广、加之必接触网沿铁道线架设、分布区域广、加之必须与受电弓滑动接触才能将电能输送给电力牵引须与受电弓滑动接触才能将电能输送给电力牵引机车，因此、从技术上无法实现接触网的备用。机车，因此、从技术上无法实

6、现接触网的备用。 无备用性决定了它的脆弱性和重要性，一旦出现事故，无备用性决定了它的脆弱性和重要性，一旦出现事故，必将影响列车运行，造成一定的经济损失。必将影响列车运行，造成一定的经济损失。 解决这一问题的最好途径有二：从技术上提高接触网的解决这一问题的最好途径有二：从技术上提高接触网的可靠性；从运营维护上加强现代化检测手段，真正实现接触可靠性；从运营维护上加强现代化检测手段，真正实现接触网的状态修。网的状态修。3.1、接触网的基本特点、接触网的基本特点乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6接触网的特点之四接触网的特点之四 机电特性机电特性 接触网是

7、一电力输电线，它具有电力输电线所具有接触网是一电力输电线，它具有电力输电线所具有的一切特性，但它又有一般电力输电线所不具备的特殊的一切特性，但它又有一般电力输电线所不具备的特殊性，这种特殊性是由弓网系统的特殊性所决定的，弓网性，这种特殊性是由弓网系统的特殊性所决定的，弓网关系要求接触网必须具有稳定的空间结构，稳定的动静关系要求接触网必须具有稳定的空间结构，稳定的动静态特性、足够高的波动速度，为此、接触网应具备良好态特性、足够高的波动速度，为此、接触网应具备良好的机械性能。因此、接触网不仅要满足电气性能的要求，的机械性能。因此、接触网不仅要满足电气性能的要求，也应满足机械性能的要求，它是一个庞大

8、的机电系统，也应满足机械性能的要求，它是一个庞大的机电系统，具有明显的机电特性。具有明显的机电特性。 3.1、接触网的基本特点、接触网的基本特点乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6接触网的特点之五接触网的特点之五 负荷不确定性负荷不确定性 接触网所承担的电力牵引负荷是移动的、不接触网所承担的电力牵引负荷是移动的、不确定的和随机的，负荷变化使接触网经常承受较确定的和随机的，负荷变化使接触网经常承受较大冲击，为保证接触网正常运行，接触网必须具大冲击，为保证接触网正常运行，接触网必须具备较强的过负荷能力。负荷不确定性对接触网的备较强的过负荷能力。负荷不确

9、定性对接触网的寿命和安全造成较大的负面影响。寿命和安全造成较大的负面影响。 3.1、接触网的基本特点、接触网的基本特点乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6接触网的特点之六接触网的特点之六 多学科复合特性多学科复合特性 接触网不仅涉及电气工程和机械工程的相关知识，接触网不仅涉及电气工程和机械工程的相关知识，还涉及弹性力学、振动力学、空气动力学、计算机仿真学还涉及弹性力学、振动力学、空气动力学、计算机仿真学(弓网受流理论弓网受流理论)；概率与数理统计和专家智能系统；概率与数理统计和专家智能系统(弓网故弓网故障分析障分析)；地质学；地质学(接触网下部工程

10、接触网下部工程)；理论力学、材料力学、；理论力学、材料力学、结构力学、材料学结构力学、材料学(结构分析与优化、新材料应用结构分析与优化、新材料应用)；电磁；电磁兼容技术、噪音防护技术、动物保护知识兼容技术、噪音防护技术、动物保护知识(环境保护环境保护)等多等多门学科的相关知识，因此、接触网具有典型的多学科复合门学科的相关知识，因此、接触网具有典型的多学科复合特性。特性。 3.1、接触网的基本特点、接触网的基本特点乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 1 几何空间要求几何空间要求(限界和弓网关

11、系限界和弓网关系)2 安全要求安全要求(绝缘、防雷、接地绝缘、防雷、接地)3 机电性能要求机电性能要求(载流量、稳定性载流量、稳定性)4 动态要求动态要求(弓网匹配，机电磨耗弓网匹配，机电磨耗)5 环境要求环境要求(电磁兼容，噪音，动物电磁兼容，噪音，动物)6 运营维护要求运营维护要求(维护成本，维护方便维护成本，维护方便)乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 德国对德国对接触网的接触网的基本要求基本要求乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.61基本

12、要求综述基本要求综述（1）能全天候不间断地正常可靠地向电力牵引机车提供电能；）能全天候不间断地正常可靠地向电力牵引机车提供电能；（2）确保障人员和设备的安全，并高效、可靠、稳定地运行；）确保障人员和设备的安全，并高效、可靠、稳定地运行；（3）在设计条件下具有可靠的稳定性和良好的弓网特性；）在设计条件下具有可靠的稳定性和良好的弓网特性；（4）能满足牵引负荷对牵引电能的需求和必要的过负荷能力；）能满足牵引负荷对牵引电能的需求和必要的过负荷能力；（5）部件和设备的空间位置不影响受电弓）部件和设备的空间位置不影响受电弓(取流靴取流靴)正常取流；正常取流；（6）网上部件和设备的质量轻且分布均，无硬点，弹

13、性均匀；）网上部件和设备的质量轻且分布均，无硬点，弹性均匀；3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.61基本要求综述基本要求综述（7）接触网的零件、设备、线索具有良好的防腐性，使用寿命较长；）接触网的零件、设备、线索具有良好的防腐性，使用寿命较长；（8）线索质量轻、抗拉强度高、具有良好的波动特性；）线索质量轻、抗拉强度高、具有良好的波动特性；（9）线索电导率高、网阻抗小，网上能耗低；）线索电导率高、网阻抗小，网上能耗低；（10）接触线与受电弓滑板之间具有良好的互磨特性；）接触线与受电弓滑板之间具

14、有良好的互磨特性；（11）结构简洁、零部件型号统一，便于施工和维修；）结构简洁、零部件型号统一，便于施工和维修；（12）在最高运行速度下，弓网离线率应在可容许的范围内；）在最高运行速度下，弓网离线率应在可容许的范围内； (13) 对周围环境的干扰对周围环境的干扰(电磁干扰和噪音干扰电磁干扰和噪音干扰)应在控制范围之内。应在控制范围之内。3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6弓网的最基本关系弓网的最基本关系几何关系几何关系磨耗关系磨耗关系电气关系电气关系三大摩擦系统：三大摩擦系统：车轮钢轨滚动

15、接触牵引力车轮钢轨滚动接触牵引力系统；系统；车轮闸瓦滑动接触制动力车轮闸瓦滑动接触制动力系统；系统；导线受电弓滑板滑动接触导线受电弓滑板滑动接触受流系统。受流系统。滚动接触决定了疲劳寿命滚动接触决定了疲劳寿命, 滑动滑动接触支配着磨损寿命接触支配着磨损寿命 3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6世界第一架受电弓世界第一架受电弓DSA200单臂受电弓单臂受电弓3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 200

16、6.63.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6DSA200受电弓动态包络

17、线受电弓动态包络线3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6常用接触线的机械强度与温度的关系常用接触线的机械强度与温度的关系3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6滑板材料的特性要求滑板材料的特性要求电导率高，接触电阻小；电导率高，接触电阻小；具有良好的机

18、械磨耗特性和电磨耗特性；具有良好的机械磨耗特性和电磨耗特性；(3) 对接触线的损伤小；对接触线的损伤小；(4) 耐冲击性好、韧性好耐冲击性好、韧性好(防止缺损、破裂防止缺损、破裂)；(5) 密度小、质量轻；密度小、质量轻； (6) 价格低价格低(节约经费节约经费)。3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6研究表明，在大电流作用下，滑板磨耗与电流增量成研究表明，在大电流作用下，滑板磨耗与电流增量成1.6次方的比例剧增，次方的比例剧增，电气磨耗电气磨耗3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触

19、网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.6各类滑板的特性各类滑板的特性3.2牵引供电对接触网的基本要求牵引供电对接触网的基本要求 乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容接触网的研究内容 新材料、新技术的应用；新材料、新技术的应用；(2) 结构和零部件的优化；结构和零部件的优化；(3) 接触网设计标准及设计技术；接触网设计标准及设计技术； 接触网施工标准及施工工法和工艺；接触网施工标准及施工工法和工艺； 高速弓网受流理论

20、；高速弓网受流理论； 接触网运营管理标准与维护技术；接触网运营管理标准与维护技术； 接触网检测技术；接触网检测技术； 接触网与环境关系研究。接触网与环境关系研究。乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系新材料、新技术的应用新材料、新技术的应用接触网线索的材料研究接触网线索的材料研究受电弓滑板材料的研究受电弓滑板材料的研究防腐技术的研究防腐技术的研究支持和定位设备的新材料应用研究支持和定位设备的新材料应用研究乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63

21、.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系结构和零部件的优化结构和零部件的优化支持和定位装配结构的优化研究；支持和定位装配结构的优化研究；零部件无螺栓化研究；零部件无螺栓化研究；零部件的结构优化研究；零部件的结构优化研究；乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系接触网设计技术接触网设计技术标准接触网体系的建立；标准接触网体系的建立；设计标准研究；设计标准研究；设计技术设计技术(OCSCAD)研究。研究。接触网施工技术接触网施工技术施工管理技术施工管理技术 施工工法研究施

22、工工法研究施工工艺研究施工工艺研究施工机械及工具开发施工机械及工具开发施工标准及其监理施工标准及其监理工程交接体制工程交接体制乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系弓网受流理论弓网受流理论接触网特性研究接触网特性研究接触网结构优化研究接触网结构优化研究受电弓结构优化研究受电弓结构优化研究弓网关系研究弓网关系研究影响弓网受流的因素研究影响弓网受流的因素研究研究弓网关系之研究方法和试验方法研究研究弓网关系之研究方法和试验方法研究乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDO

23、NG 2006.63.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系接触网运营管理接触网运营管理接触网运营管理体制研究接触网运营管理体制研究接触网运营维护技术研究接触网运营维护技术研究接触网运营维护规范研究接触网运营维护规范研究接触网运营维护信息化实现接触网运营维护信息化实现乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系接触网检测技术接触网检测技术检测技术研究检测技术研究检测标准研究检测标准研究检测方式和手段研究检测方式和手段研究检测结果的评判与应用研究检测结果的评判与应用研究检测

24、设备研究检测设备研究乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系接触网与环境关系接触网与环境关系接触网与大气气候的关系接触网与大气气候的关系接触网谐波对通讯信号的干扰及其护接触网谐波对通讯信号的干扰及其护接触网谐波对电力系统的影响研究接触网谐波对电力系统的影响研究接触网对人和鸟的干扰接触网对人和鸟的干扰弓网噪音对接触网四周环境的影响弓网噪音对接触网四周环境的影响接触网对环境美观的影响接触网对环境美观的影响乌局供电班接触网技术讲座乌局供电班接触网技术讲座 SWJTUDONG 2006.63.3 接触网的研究内容及其理论体系接触网的研究内容及其理论体系接触网理论及其体系结构接触网理论及其体系结构 接触网理论是指建立在数学、力学、机械学、接触网理论是指建立在数学、力学、机械学、电工学、材料学、环境学等基础学科之上的关于接电工学、材料学、环境学等基础学科之上的关于接触网结构优化、弓网受流、设计施工、运营检测的触网结构