高速动车组概论4(共同体-牵引供电)

1、1 17777第四章 动车组牵引供电第一节第一节 动车组供电动车组供电 第二节第二节 高速接触网高速接触网第三节第三节 高速受电弓高速受电弓2 27777第一节第一节 动车组供电动车组供电一、供电方式一、供电方式二、牵引变电所二、牵引变电所3 37777动车组牵引供电系统动车组牵引供电系统牵引变电所牵引变电所接触网接触网保证质量良好并不保证质量良好并不间断地向动车组供间断地向动车组供电电在动车组运行中通在动车组运行中通过与受电弓良好的过与受电弓良好的摩擦接触将电能传摩擦接触将电能传给动车组给动车组动车组牵引供电系统的组成动车组牵引供电系统的组成4 477775 57777一、供电方式一、供电方

2、式 电气化铁路有五种供电方式，即：电气化铁路有五种供电方式，即：直接供电直接供电吸流变压器供电吸流变压器供电带回流线的直接供电带回流线的直接供电自耦变压器供电自耦变压器供电同轴电力电缆供电同轴电力电缆供电6 677771.1. 直接供电方式直接供电方式 直接供电方式是指在牵引网中不加直接供电方式是指在牵引网中不加特殊防护措施的一种供电方式，它以一特殊防护措施的一种供电方式，它以一根馈线接在接触网上，另一根馈线接在根馈线接在接触网上，另一根馈线接在钢轨上钢轨上, ,如图所示：如图所示： 7 77777 这种供电方式最简单，投资最省，牵引网这种供电方式最简单，投资最省，牵引网阻抗小，能耗也较低。供

3、电距离单线一般为阻抗小，能耗也较低。供电距离单线一般为30km30km左右，双线一般为左右，双线一般为25km25km左右。左右。8 877772.2. 吸流变压器供电方式吸流变压器供电方式 吸流变压器的供电方式（简称吸流变压器的供电方式（简称BTBT供供电方式）是在牵引网中架设有吸流变压电方式）是在牵引网中架设有吸流变压器回流线装置的一种供电方式。目前，器回流线装置的一种供电方式。目前，在我国电气化铁路上采用较为广泛，如在我国电气化铁路上采用较为广泛，如图所示：图所示： 9 97777 吸流变压器的变比为吸流变压器的变比为1:11:1，它的一次绕组，它的一次绕组串接在接触网（串接在接触网（T

4、 T）上，二次绕组串接在专为）上，二次绕组串接在专为牵引电流流回牵引变电所而特设的回流线牵引电流流回牵引变电所而特设的回流线（NFNF）上，所以也称吸流变压器回流线供）上，所以也称吸流变压器回流线供电方式（简称吸回方式）电方式（简称吸回方式）101077773.3.带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式 带回流线的直接供电方式是在接触带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，网支柱上架设一条与钢轨并联的回流线，如图所示：如图所示：11117777 利用接触网与回流线之间的互感作用，使利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的电流尽可能地回流到牵引变电所，因钢轨中

5、的电流尽可能地回流到牵引变电所，因而能部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰。而能部分抵消接触网对邻近通信线路的干扰。121277774 4自耦变压器供电方式（简称自耦变压器供电方式（简称ATAT供电方式）供电方式） 自耦变压器供电方式是每隔自耦变压器供电方式是每隔10km10km左右左右在接触网与正馈线之间并联接入一台自在接触网与正馈线之间并联接入一台自耦变压器，其耦变压器，其中性点中性点与钢轨相连。与钢轨相连。13137777 自耦变压器将牵引网的供电电压提高一倍，而供自耦变压器将牵引网的供电电压提高一倍，而供给动车组的电压仍然不变。由于自耦变压器的作用，给动车组的电压仍然不变。由于自耦变压器

6、的作用，经钢轨流回的电流，经自耦变压器绕组和正馈线流回经钢轨流回的电流，经自耦变压器绕组和正馈线流回变电所。当自耦变压器的一个绕组流过动车组电流时，变电所。当自耦变压器的一个绕组流过动车组电流时，其另一个绕组感应出电流供给动车组。其另一个绕组感应出电流供给动车组。14147777 因此，当动车组负荷电流为因此，当动车组负荷电流为I I时，由接触网和正馈线供时，由接触网和正馈线供给的电流为给的电流为0.5I0.5I，另外的负荷电流由自耦变压器感应电流，另外的负荷电流由自耦变压器感应电流供给。供给。 这种供电方式的牵引网阻抗很小，电压损失小，电能损这种供电方式的牵引网阻抗很小，电压损失小，电能损耗

7、低，供电能力大，供电距离长，可达耗低，供电能力大，供电距离长，可达404050km50km。 由于牵引负荷电流在接触网和正馈线中的方向相反，因由于牵引负荷电流在接触网和正馈线中的方向相反，因而对邻近的通信线路干扰很小。而对邻近的通信线路干扰很小。151577775 5同轴电力电缆供电同轴电力电缆供电 同轴电力电缆供电（简称同轴电力电缆供电（简称CCCC供电方式），供电方式），是一种新型的供电方式。同轴电力电缆沿铁路是一种新型的供电方式。同轴电力电缆沿铁路埋设，其内部芯线作为馈电线与接触网连接，埋设，其内部芯线作为馈电线与接触网连接，外部导体作为回流与钢轨相接。每隔外部导体作为回流与钢轨相接。每

8、隔5 510km10km作一个分段，如图所示作一个分段，如图所示: :16167777 由于馈线与回流线在同一电缆中，间隔很由于馈线与回流线在同一电缆中，间隔很小，而且同轴布置，使互感系数增大，所以同小，而且同轴布置，使互感系数增大，所以同轴电力电缆的阻抗比接触网和钢轨的阻抗小得轴电力电缆的阻抗比接触网和钢轨的阻抗小得多，牵引电流和回流几乎全部经由同轴电力电多，牵引电流和回流几乎全部经由同轴电力电缆中流过。因此电缆芯线与外部导体电流相等，缆中流过。因此电缆芯线与外部导体电流相等，方向相反，二者形成的磁场相互抵消，对邻近方向相反，二者形成的磁场相互抵消，对邻近的通信线路几乎无干扰。由于阻抗小，因

9、而供的通信线路几乎无干扰。由于阻抗小，因而供电距离长。但由于同轴电力电缆造价高，投资电距离长。但由于同轴电力电缆造价高，投资大，现仅在一些特别困难区段采用。大，现仅在一些特别困难区段采用。17177777二、牵引变电所二、牵引变电所 1.1.牵引变电所的作用牵引变电所的作用 我国电气化铁路采用的是工频单相我国电气化铁路采用的是工频单相25kV25kV交交流制，而电力系统是一个三相交流系统，需要流制，而电力系统是一个三相交流系统，需要经过变换电压等级和由三相变换成单相才能使经过变换电压等级和由三相变换成单相才能使用。电气化铁路产生的负序和高次谐波对电力用。电气化铁路产生的负序和高次谐波对电力系统

10、会造成多种不良影响，需要通过牵引变电系统会造成多种不良影响，需要通过牵引变电所来解决。因此，牵引变电所应具有以下两个所来解决。因此，牵引变电所应具有以下两个方面的作用方面的作用: :18187777 （1 1）将电力系统的电能变换成适合动车组）将电力系统的电能变换成适合动车组使用的电能。使用的电能。 在牵引变电所内装设有牵引变压器（也称在牵引变电所内装设有牵引变压器（也称主变压器），将电力系统的高压（一般为主变压器），将电力系统的高压（一般为110kV110kV或或220kV220kV）降为）降为27.5kV27.5kV或或 2 227.5kV27.5kV（自（自耦变压器供电方式），以单相电馈

11、送给接触网，耦变压器供电方式），以单相电馈送给接触网，供动车组使用。国外有些国家的电气化铁路采供动车组使用。国外有些国家的电气化铁路采用的是直流制式，或是低频（用的是直流制式，或是低频（16 2/3Hz16 2/3Hz）交流）交流制式，因此，还需要将交流电整流成直流电，制式，因此，还需要将交流电整流成直流电，或将工频变换成或将工频变换成16 2/3Hz16 2/3Hz，这些变换工作都由，这些变换工作都由牵引变电所来完成。牵引变电所来完成。19197777 （2 2）降低电气化铁路对电力系统的）降低电气化铁路对电力系统的影响。影响。 电气化铁路的单相牵引负荷是一个不电气化铁路的单相牵引负荷是一个

12、不对称的负荷，对三相电力系统产生负序对称的负荷，对三相电力系统产生负序电流和负序电压。要减轻负序电流和负电流和负序电压。要减轻负序电流和负序电压对三相电力系统的影响，需要牵序电压对三相电力系统的影响，需要牵引变电所采用换相接线方式或不同接线引变电所采用换相接线方式或不同接线型式的变压器。型式的变压器。202077772 2变电所保护装置变电所保护装置 一个变电所有十多台断路器，每台断路器一个变电所有十多台断路器，每台断路器都要有专门的保护装置来控制。如果没有符合都要有专门的保护装置来控制。如果没有符合要求的保护装置，那么断路故障就不能迅速地要求的保护装置，那么断路故障就不能迅速地排除，从而造成

13、严重的危害。保护装置除了用排除，从而造成严重的危害。保护装置除了用来切断断路故障外，也用作发出不正常运行状来切断断路故障外，也用作发出不正常运行状态的信号，如变压器过负荷和过热、控制回路态的信号，如变压器过负荷和过热、控制回路断线、绝缘不良等不正常状态，运行人员发现断线、绝缘不良等不正常状态，运行人员发现不正常信号后，可及时采取措施消除不正常状不正常信号后，可及时采取措施消除不正常状态，保证供电系统的安全、可靠运行。对保护态，保证供电系统的安全、可靠运行。对保护装置的基本要求如下。装置的基本要求如下。21217777a.a.选择性。保护该跳闸的断路器跳闸，不该选择性。保护该跳闸的断路器跳闸，不

14、该跳闸的不跳，以使停电限制在最小的范围；跳闸的不跳，以使停电限制在最小的范围；b.b.速动性。故障后迅速动作，可减小设备的速动性。故障后迅速动作，可减小设备的损坏程度及对非故障区段的影响时间。但速损坏程度及对非故障区段的影响时间。但速动性不能影响选择性。动性不能影响选择性。c.c.灵活性。要求对保护范围的故障反应灵敏，灵活性。要求对保护范围的故障反应灵敏，不产生拒动；不产生拒动；d.d.可靠性。要求保护装置的元件和接线处于可靠性。要求保护装置的元件和接线处于良好状态，该动作时均能正常工作。良好状态，该动作时均能正常工作。22227777第二节 高速接触网一、接触网的构成一、接触网的构成二、接触

15、悬挂形式二、接触悬挂形式三、接触网的性能要求三、接触网的性能要求四、接触线及承力索四、接触线及承力索23237777一、接触网的构成一、接触网的构成 接触网是电气化铁路牵引供电系统中的主要供接触网是电气化铁路牵引供电系统中的主要供电设备，它的功能是向走行在铁路线上的动车电设备，它的功能是向走行在铁路线上的动车组不间断地供应电能。组不间断地供应电能。 接触网必须架设在铁路线路的正上方，动车组接触网必须架设在铁路线路的正上方，动车组利用顶部的受电弓与接触网接触而获得电能。利用顶部的受电弓与接触网接触而获得电能。 为了保证不间断地供给动车组电能，就必须使为了保证不间断地供给动车组电能，就必须使动车组

16、的受电弓与接触网的接触导线在动车组动车组的受电弓与接触网的接触导线在动车组行驶时有良好的接触。行驶时有良好的接触。24247777 接触网的主要组成接触网的主要组成1 1接触悬挂部分接触悬挂部分 包括承力索、接触导线、吊弦、中心锚结、补包括承力索、接触导线、吊弦、中心锚结、补偿装置等。偿装置等。25257777 承力索承力索: :是接触网承载接触导线，并传输电流是接触网承载接触导线，并传输电流的线材。的线材。 对承力索的要求：承力索的线膨胀系数与接触对承力索的要求：承力索的线膨胀系数与接触导线相匹配；机械强度高；耐疲劳性能好，耐导线相匹配；机械强度高；耐疲劳性能好，耐温特性好；导电率高等。温特

17、性好；导电率高等。26267777 接触导线：是接触网中直接与受电弓作摩擦运动传接触导线：是接触网中直接与受电弓作摩擦运动传递电能的线材。它对接触网受电弓系统的受流性递电能的线材。它对接触网受电弓系统的受流性能的好坏产生至关重要的作用，受流系统的许多性能的好坏产生至关重要的作用，受流系统的许多性能指标直接由接触导线决定，如波动传播速度，见能指标直接由接触导线决定，如波动传播速度，见表表4-14-1。2727777728287777 吊弦：其作用是把接触线悬吊在承力索上，从吊弦：其作用是把接触线悬吊在承力索上，从而组成链形悬挂，同时，吊弦还可以调整接触而组成链形悬挂，同时，吊弦还可以调整接触线的

18、高度及弛度。分为普通吊弦和弹性吊弦。线的高度及弛度。分为普通吊弦和弹性吊弦。采用均匀布置，间距为采用均匀布置，间距为8 812m12m。29297777补偿装置补偿装置 下锚及补偿装置：下锚及补偿装置：- 下锚：承力索和接触线下锚：承力索和接触线两端必须锚固。两端必须锚固。- 补偿装置，即在导线的补偿装置，即在导线的端部设有张力补偿器，端部设有张力补偿器，通过滑轮及补偿绳将补通过滑轮及补偿绳将补偿坠砣挂在导线末端进偿坠砣挂在导线末端进行张力调整，使导线设行张力调整，使导线设定的张力在气温变化时定的张力在气温变化时基本保持恒定。基本保持恒定。补偿坠砣补偿坠砣补偿绳补偿绳滑轮滑轮303077772

19、 2支持装置支持装置 支持装置支持装置：用以悬吊和支撑接触悬挂并将其各种用以悬吊和支撑接触悬挂并将其各种载荷传递给支柱或桥隧等大型建筑物。支持装置载荷传递给支柱或桥隧等大型建筑物。支持装置还应将承力索、接触导线固定在一定范围内，使还应将承力索、接触导线固定在一定范围内，使受电弓滑行时与接触导线有良好的接触。受电弓滑行时与接触导线有良好的接触。 支持装置结构：根据接触网所在的位置及作用不支持装置结构：根据接触网所在的位置及作用不同，支持装置的结构可分为同，支持装置的结构可分为腕臂支持装置腕臂支持装置、软横软横跨、硬横跨、桥梁支持装置跨、硬横跨、桥梁支持装置和和隧道支持装置隧道支持装置等。等。31

20、317777支持装置支持装置323277773 3支柱与基础支柱与基础 用以安装支持装置、悬吊接触悬挂，并承受其用以安装支持装置、悬吊接触悬挂，并承受其载荷。载荷。 此外，接触网还包括供电线，加强线，因此外，接触网还包括供电线，加强线，因供电方式不同而设置的回流线、正馈线（供电方式不同而设置的回流线、正馈线（AFAF线）、保护线（线）、保护线（PWPW线）等附加导线，以及为安线）等附加导线，以及为安全而设置的保护设备和电气设备等。全而设置的保护设备和电气设备等。33337777二、接触悬挂形式二、接触悬挂形式 接触悬挂形式：是指接触网的基本结构形式，接触悬挂形式：是指接触网的基本结构形式，它反

21、映了接触网的空间结构和几何尺寸。不同它反映了接触网的空间结构和几何尺寸。不同的悬挂形式，在工程造价、受流性能、安全性的悬挂形式，在工程造价、受流性能、安全性能上均有差别。另外，对接触网的设计、施工能上均有差别。另外，对接触网的设计、施工和运营维护也有不同的要求。和运营维护也有不同的要求。 对高速接触网悬挂形式的要求：受流性能满足对高速接触网悬挂形式的要求：受流性能满足高速铁路的运营要求、结构简单、安全可靠、高速铁路的运营要求、结构简单、安全可靠、维修方便、工程造价低。维修方便、工程造价低。34347777 三种悬挂形式：三种悬挂形式： 简单链形悬挂简单链形悬挂 弹性链形悬挂弹性链形悬挂 复链形

22、悬挂复链形悬挂 1 1简单链形悬挂简单链形悬挂 结构性能特点：结构简单、安全可靠、安装调结构性能特点：结构简单、安全可靠、安装调整维修方便，适应于高速受流。整维修方便，适应于高速受流。35357777 不足：定位点处弹性小，跨中弹性大，造成受不足：定位点处弹性小，跨中弹性大，造成受电弓在跨中抬升量大，跨中采用预留弛度，受电弓在跨中抬升量大，跨中采用预留弛度，受电弓在跨中的抬升量可降低；定位点处易形成电弓在跨中的抬升量可降低；定位点处易形成相对硬点，磨耗大。如果选择结构形式合理、相对硬点，磨耗大。如果选择结构形式合理、性能优良的定位器，则可消除以上不足。性能优良的定位器，则可消除以上不足。定位点

23、定位点363677772 2弹性链形悬挂弹性链形悬挂 结构特点：相对于简单链形悬挂在定位点处装结构特点：相对于简单链形悬挂在定位点处装设弹性吊索，主要有两种形式：设弹性吊索，主要有两种形式：“丌丌”形和形和“Y”Y”形。弹性吊索的材质一般与承力索相同，形。弹性吊索的材质一般与承力索相同，其线胀系数与承力索相匹配。其线胀系数与承力索相匹配。37377777 性能特点：结构比较简单，改善了定位点处的性能特点：结构比较简单，改善了定位点处的弹性，使得定位点处的弹性与跨中的弹性趋于弹性，使得定位点处的弹性与跨中的弹性趋于一致，整个接触网的弹性均匀，受流性能好。一致，整个接触网的弹性均匀，受流性能好。缺

24、点是弹性吊索调整维修比较复杂，定位点处缺点是弹性吊索调整维修比较复杂，定位点处导线抬升量大，对定位器的安装坡度要求也较导线抬升量大，对定位器的安装坡度要求也较严格。严格。383877773 3复链形悬挂复链形悬挂 结构特点：承力索和接触导线之间加了一根辅结构特点：承力索和接触导线之间加了一根辅助承力索助承力索 性能特点：接触网的张力大，弹性均匀，安装性能特点：接触网的张力大，弹性均匀，安装调整复杂、抗风能力强调整复杂、抗风能力强393977774.各国对以上三种悬挂形式有不同的认识和侧重，各国对以上三种悬挂形式有不同的认识和侧重，根据各自的国情发展自己的悬挂形式。根据各自的国情发展自己的悬挂形

25、式。 日本：东海道新干线、山阳新干线、东北新干日本：东海道新干线、山阳新干线、东北新干线、上越新干线均采用线、上越新干线均采用复链形悬挂复链形悬挂。40407777 法国法国: : 大西洋线采用大西洋线采用简单链形悬挂简单链形悬挂 东南线采用东南线采用弹性链形悬挂弹性链形悬挂 41417777 德国德国: : 速度低于速度低于160km160kmh h的线路采用的线路采用简单链形悬挂简单链形悬挂 160km/h160km/h及以上的线路采用及以上的线路采用弹性链形悬挂弹性链形悬挂 42427777三、接触网的性能要求三、接触网的性能要求 动车组运行时，受电弓给接触导线向上的抬力，动车组运行时，

26、受电弓给接触导线向上的抬力，使接触导线抬升。由于接触导线是一条长软线，使接触导线抬升。由于接触导线是一条长软线，而受电弓又是一个弹性装置，因此，这种压力而受电弓又是一个弹性装置，因此，这种压力和抬力是变化的，而且变化迅速。和抬力是变化的，而且变化迅速。 列车在以空气为介质的空间运行时，会对受电列车在以空气为介质的空间运行时，会对受电弓弓臂和弓头产生具有一定压力的空气流，形弓弓臂和弓头产生具有一定压力的空气流，形成对受电弓向上或向下的附加力。成对受电弓向上或向下的附加力。43437777 影响：上面几种力的合成作用结果，使接触网影响：上面几种力的合成作用结果，使接触网产生振荡，从而使受电弓滑板不

27、能良好地追随产生振荡，从而使受电弓滑板不能良好地追随接触导线的轨迹，导致脱离接触导线。接触导线的轨迹，导致脱离接触导线。 后果后果: :是使动车组受流时通时断，造成动车组是使动车组受流时通时断，造成动车组行驶时出现牵引力不稳定的状态。恶劣的气象行驶时出现牵引力不稳定的状态。恶劣的气象条件还会直接影响接触网的工作状态。条件还会直接影响接触网的工作状态。 接触网设备应具备以下性能要求：接触网设备应具备以下性能要求：444477771 1有足够的强度，保证接触网具有稳定性；有足够的强度，保证接触网具有稳定性；2 2在恶劣的气象条件下保证列车在规定的速度在恶劣的气象条件下保证列车在规定的速度运行时能良

28、好地受流；运行时能良好地受流；3 3对各导线和支持结构、零部件及绝缘子等应对各导线和支持结构、零部件及绝缘子等应当采取有效的防腐蚀和防污秽技术措施，以当采取有效的防腐蚀和防污秽技术措施，以保持整个接触网设备的良好状态；保持整个接触网设备的良好状态；4 4接触悬挂的各项技术性能应满足受电弓与接接触悬挂的各项技术性能应满足受电弓与接触导线在滑动接触摩擦时可靠地工作的要求，触导线在滑动接触摩擦时可靠地工作的要求，使用寿命应尽可能的延长；使用寿命应尽可能的延长；454577775 5各类支持结构和零部件应力求轻巧耐用，做各类支持结构和零部件应力求轻巧耐用，做到标准化并具有互换性，便于施工和维修保到标准

29、化并具有互换性，便于施工和维修保养，发生事故时也便于抢修，为迅速恢复供养，发生事故时也便于抢修，为迅速恢复供电创造条件；电创造条件；6 6接触导线和安装在接触导线上的有关设备要接触导线和安装在接触导线上的有关设备要有良好的平滑度和耐磨性能，接触导线不应有良好的平滑度和耐磨性能，接触导线不应有不平直的小弯及悬挂零件等形成的硬点，有不平直的小弯及悬挂零件等形成的硬点，以免受电弓与其发生碰撞，造成受电弓和接以免受电弓与其发生碰撞，造成受电弓和接触导线的机械损伤和电弧烧伤。触导线的机械损伤和电弧烧伤。46467777四、接触线及承力索四、接触线及承力索1.1.对接触线及承力索的要求对接触线及承力索的要

30、求 具有良好的电气性能、足够的机械强度和耐磨性具有良好的电气性能、足够的机械强度和耐磨性能能 接触线应具有线密度小接触线应具有线密度小( (波动传播速度高波动传播速度高) )和高温和高温强度大强度大( (耐软化性能好耐软化性能好) )的特征的特征 我国目前规定接触线的额定张力为我国目前规定接触线的额定张力为10kN(TCG-100)10kN(TCG-100)和和8.5kN(TCG-85)8.5kN(TCG-85)。考虑锚段内可能出现额定张力。考虑锚段内可能出现额定张力1515的张的张力增量，以及接触线磨耗后截面积的减小值，安全系数不力增量，以及接触线磨耗后截面积的减小值，安全系数不小于小于2.

31、52.5。47477777 承力索要有一定的机械强度。接触线及有关零承力索要有一定的机械强度。接触线及有关零部件的重量均由承力索承受，并通过支持装置部件的重量均由承力索承受，并通过支持装置传给支柱及有关结构物。传给支柱及有关结构物。 承力索既能减小接触线的弛度，又可通过吊弦承力索既能减小接触线的弛度，又可通过吊弦调整接触线的高度，改善接触悬挂的弹性。调整接触线的高度，改善接触悬挂的弹性。 具有较好的电气性能。必要时承力索与接触线具有较好的电气性能。必要时承力索与接触线并联供电，共同担负传导电流的任务。并联供电，共同担负传导电流的任务。 承力索的额定张力当采用承力索的额定张力当采用GJ-70(G

32、J-70(钢绞线截面为钢绞线截面为70 70 mmmm2 2) )时为时为15kN15kN，当采用，当采用GJ-100(GJ-100(钢绞线截面为钢绞线截面为100 mm100 mm2 2) )时时为为20kN20kN。484877772 2接触线的材质和规格接触线的材质和规格 我国电气化铁路建设初期，采用铜接触线，规我国电气化铁路建设初期，采用铜接触线，规格有格有TCG-100TCG-100和和TCG-85TCG-85两种。两种。 TCG-100TCG-100用于区间及站场正线；用于区间及站场正线； TCG-85TCG-85用于站场站线。用于站场站线。 符号含义：符号含义：T T表示铜，表示

33、铜，C C表示电车线，表示电车线，G G表示沟形，表示沟形，数字表示截面积数字表示截面积(mm(mm2 2) )。49497777 钢铝接触线：钢铝线的导电性能比铜线要差，可钢铝接触线：钢铝线的导电性能比铜线要差，可用加大钢铝截面积的办法，使其达到铜导线等同用加大钢铝截面积的办法，使其达到铜导线等同导电性能的截面积，通常称为当量截面积。导电性能的截面积，通常称为当量截面积。 钢铝线结构：其上部为铝材，用以导电，下部为钢铝线结构：其上部为铝材，用以导电，下部为钢材，是工作部分，用以承受张力和满足耐磨要钢材，是工作部分，用以承受张力和满足耐磨要求求( (简称为上、下复合式钢铝接触线简称为上、下复合

34、式钢铝接触线) )。 钢铝线优点：与铜线比较，具有强度较高，不易钢铝线优点：与铜线比较，具有强度较高，不易拉断及耐磨等。拉断及耐磨等。 钢铝线缺点：耐腐蚀性能较差、出现硬弯后不易钢铝线缺点：耐腐蚀性能较差、出现硬弯后不易调直、硬点不易消除、受电弓通过时易于打弓及调直、硬点不易消除、受电弓通过时易于打弓及钢铝结合部可能产生开裂等。钢铝结合部可能产生开裂等。50507777接触线的截面形式及主要技术性能详见表：接触线的截面形式及主要技术性能详见表： 51517777第三节第三节高速受电弓高速受电弓一、高速受电的特点及要求一、高速受电的特点及要求二、接触网受电弓系统的受流质量评价二、接触网受电弓系统

35、的受流质量评价三、受电弓简介三、受电弓简介 52527777一、高速受电的特点及要求一、高速受电的特点及要求1 1高速受电特点（高速受电特点（3 3方面）方面） 接触网与受电弓的波动特性。高速列车的行驶速接触网与受电弓的波动特性。高速列车的行驶速度较常速列车高得多，因而受电弓沿接触导线移度较常速列车高得多，因而受电弓沿接触导线移动的速度大大加快，这就使接触网与受电弓的波动的速度大大加快，这就使接触网与受电弓的波动特性发生变化，从而对受电产生影响；动特性发生变化，从而对受电产生影响； 高速列车在高速运行时所受的空气阻力远较常速高速列车在高速运行时所受的空气阻力远较常速列车大得多，空气动态力也是高

36、速受电的一个重列车大得多，空气动态力也是高速受电的一个重要因素；要因素；53537777 受电弓从接触网大功率受电问题。高速列车所受电弓从接触网大功率受电问题。高速列车所需的牵引功率较常速列车大得多，若采用多弓需的牵引功率较常速列车大得多，若采用多弓受电必然会增加阻力和加大噪音，并引起接触受电必然会增加阻力和加大噪音，并引起接触网的波动干扰，因而受电弓的数量不能太多，网的波动干扰，因而受电弓的数量不能太多，这就需要解决受电弓从接触网大功率受电问题。这就需要解决受电弓从接触网大功率受电问题。 接触网受电弓系统工作可靠是确保高速接触网受电弓系统工作可靠是确保高速动力车良好取流的根本条件。动力车良好

37、取流的根本条件。545477772 2对高速受电的接触网的要求（对高速受电的接触网的要求（4 4方面）方面） 在最高运行速度和更大的速度变化范围内应能保在最高运行速度和更大的速度变化范围内应能保证正常供电；证正常供电； 应有更高的耐磨性和抗腐蚀（包括抗电蚀）能力；应有更高的耐磨性和抗腐蚀（包括抗电蚀）能力； 对接触网的结构和布置应有更高的要求；对接触网的结构和布置应有更高的要求； 采用更为先进的接触悬挂装置。采用更为先进的接触悬挂装置。555577773 3对高速动车组受电弓的要求（对高速动车组受电弓的要求（5 5方面）方面） 受电弓的滑板与接触导线之间要保持恒定的接受电弓的滑板与接触导线之间

38、要保持恒定的接触压力，其接触压力不能过大或过小。触压力，其接触压力不能过大或过小。 尽可能减轻受电弓运动部分的重量，从而减小尽可能减轻受电弓运动部分的重量，从而减小运动惯性力，使受电弓滑板迅速跟上接触导线运动惯性力，使受电弓滑板迅速跟上接触导线高度的变化，以保证与接触网有可靠的电接触。高度的变化，以保证与接触网有可靠的电接触。 56567777 高速受电弓在结构设计上要充分考虑空气阻力高速受电弓在结构设计上要充分考虑空气阻力的影响，使受电弓滑板在其垂直工作范围内始的影响，使受电弓滑板在其垂直工作范围内始终保持水平位置，以减小甚至消除空气制动力终保持水平位置，以减小甚至消除空气制动力对滑板与接触

39、导线间接触压力的影响。对滑板与接触导线间接触压力的影响。 滑板的材料、形状和尺寸应适应高速的要求，滑板的材料、形状和尺寸应适应高速的要求，以保证良好的接触状态及更高的耐磨性能。以保证良好的接触状态及更高的耐磨性能。 受电弓在其工作高度范围内升降弓时，初始动受电弓在其工作高度范围内升降弓时，初始动作迅速，终了动作较为缓慢，以确保在降弓时作迅速，终了动作较为缓慢，以确保在降弓时快速断弧，并防止升降弓时受电弓对接触网和快速断弧，并防止升降弓时受电弓对接触网和底架有过大的冲击载荷。底架有过大的冲击载荷。57577777二、接触网受电弓系统的受流质量评价二、接触网受电弓系统的受流质量评价 （7 7方面）

40、方面）1.1.弓网间动态接触压力。接触力过大时，会使弓网弓网间动态接触压力。接触力过大时，会使弓网磨耗加剧，引起弓网位移增加。在定位器和线岔磨耗加剧，引起弓网位移增加。在定位器和线岔处可能造成受电弓损坏；接触力过小，会造成离处可能造成受电弓损坏；接触力过小，会造成离线产生电弧。线产生电弧。2.2.接触导线最大垂直振幅。指受电弓滑板在一个跨接触导线最大垂直振幅。指受电弓滑板在一个跨距内的上下振动幅度。一般用距内的上下振动幅度。一般用2 2倍振幅倍振幅2A2A来表示。来表示。它反映了受电弓弓头垂直方向的振动情况，它反映了受电弓弓头垂直方向的振动情况，2 2倍倍振幅越小，受电弓运动轨迹越平滑，受流质

41、量就振幅越小，受电弓运动轨迹越平滑，受流质量就越好。越好。585877773.3.导线的抬升量。指受电弓经过时，接触导线的最导线的抬升量。指受电弓经过时，接触导线的最大抬升量，用大抬升量，用HH表示。受流系统中，受电弓和表示。受流系统中，受电弓和接触导线的运动幅度越小，受流质量越好。一个接触导线的运动幅度越小，受流质量越好。一个好的受流系统，受电弓的振幅应均匀。好的受流系统，受电弓的振幅应均匀。4.4.离线。高速列车运行时，当受电弓与接触网失去离线。高速列车运行时，当受电弓与接触网失去接触就发生了离线。评价弓网离线参数有以下两接触就发生了离线。评价弓网离线参数有以下两个方面：个方面： 每一次离

42、线的最大离线时间小于每一次离线的最大离线时间小于100ms100ms； 离线率：用运行时间内各次离线时间总和与运行时离线率：用运行时间内各次离线时间总和与运行时间的比率来表示。我国高速线路的离线率应取间的比率来表示。我国高速线路的离线率应取5 5以下。以下。595977775.5.硬点。高速列车运行时接触导线对受电弓滑板硬点。高速列车运行时接触导线对受电弓滑板的冲击，主要用受电弓滑板受到的垂直方向和的冲击，主要用受电弓滑板受到的垂直方向和线路方向上加速度的最大值来评定。根据受电线路方向上加速度的最大值来评定。根据受电弓使用的滑板类型来确定硬点的评价标准。弓使用的滑板类型来确定硬点的评价标准。6

43、.6.接触网的静态弹性差异系数。用跨距内最大弹接触网的静态弹性差异系数。用跨距内最大弹性与最小弹性之差与跨距内最大弹性与最小弹性与最小弹性之差与跨距内最大弹性与最小弹性之和的比率来表示。评价标准：性之和的比率来表示。评价标准： 简单链形悬挂不大于简单链形悬挂不大于3030； 弹性链形悬挂不大于弹性链形悬挂不大于1010； 复链链形悬挂不大于复链链形悬挂不大于1010。606077777.7.接触导线弯曲应力。弯曲应力的允许值为接触导线弯曲应力。弯曲应力的允许值为500500微应变。微应变。61617777三、受电弓简介三、受电弓简介 1. 日本新干线列车受电弓日本新干线列车受电弓日本新干线列车

44、基本上采用的是日本新干线列车基本上采用的是PS200系列受系列受电弓。其纵向（顺线路方向）的框架折叠尺寸为电弓。其纵向（顺线路方向）的框架折叠尺寸为850mm，而既有线的受电弓纵向的框架折叠尺，而既有线的受电弓纵向的框架折叠尺寸（如寸（如PS16型、型、PS22型、型、PS101型受电弓）为型受电弓）为2900mm。2. 弓头结构也与既有线的受电弓有所不同，结构简弓头结构也与既有线的受电弓有所不同，结构简单，重量轻，单，重量轻，进一步减少了空气阻力。进一步减少了空气阻力。62627777（1 1）PS200APS200A型受电弓（型受电弓（0 0系电动车组）系电动车组）63637777（2 2

45、）PS201PS201型受电弓（型受电弓（200200系列电动车组）系列电动车组）64647777（3 3）PS202PS202型受电弓（型受电弓（100100系列电动车组）系列电动车组）65657777（4 4）TPS203TPS203型受电弓（型受电弓（300300系电动车组）系电动车组）66667777（5 5）新型翼形弓头）新型翼形弓头T T型受电弓（型受电弓（500500系）系） 可进一步减少受电弓的空气阻力。可进一步减少受电弓的空气阻力。 该受电弓在一个椭圆形截面该受电弓在一个椭圆形截面T T形支架上支承一形支架上支承一个翼形的弓头，但它是根据仿生学的原理，仿个翼形的弓头，但它是根

46、据仿生学的原理，仿效鹰的翅膀在空中飞翔，在受流性能方面取得效鹰的翅膀在空中飞翔，在受流性能方面取得了很好的效果，适应了很好的效果，适应300km/h300km/h的运行速度。的运行速度。 椭圆形截面的支承架里面有气缸，采用电子装椭圆形截面的支承架里面有气缸，采用电子装置控制，保证弓头与接触网的接触压力保持在置控制，保证弓头与接触网的接触压力保持在491kPa491kPa。弓头截面通过风洞试验与走行试验，。弓头截面通过风洞试验与走行试验，选定了扁平椭圆形断面。选定了扁平椭圆形断面。67677777 受电弓的弹性悬挂系统有三系：受电弓的弹性悬挂系统有三系： 第一系为气缸减振，第一系为气缸减振， 第

47、二系由弓头下面的螺旋弹簧产生，第二系由弓头下面的螺旋弹簧产生， 第三系由弓头内部的碳纤维增强塑料板和螺第三系由弓头内部的碳纤维增强塑料板和螺旋弹簧构成。其降噪效果很好。旋弹簧构成。其降噪效果很好。68687777（6 6）新型翼形弓头）新型翼形弓头V V式受电弓（式受电弓（700700系）系） 一种单臂受电弓，为了更有效地减轻噪声，受一种单臂受电弓，为了更有效地减轻噪声，受电弓和接触导线间的压力更低，保证了平稳受电弓和接触导线间的压力更低，保证了平稳受流，而且受电弓罩做成酒杯形截面的整体式结流，而且受电弓罩做成酒杯形截面的整体式结构，保证了受电弓周围的气流平稳。构，保证了受电弓周围的气流平稳。 进一步减少了空气阻力和气动噪声。进一步减少了空气阻力和气动噪声。696977772 2法国高速受电弓法国高速受电弓 法国东南线高速动车组上采用了法维莱公司的法国东南线高速动车组上采用了法维莱公司的AMDEAMDE型受电弓，于型受电弓，于19811981年年2 2月月2626日创造了日创造了380km/h380km/h的当时世界记录，如图所示：的当时世界记录，如图所示：70707777 大西洋线高速动车组，大西洋线高速动车组，安装法维莱公司的新