接触网结构和供电方式课件

1、接触网基础知识讲解接触网基本结构 接触网的组成第一节第二节项目三项目四项目五 接触网的供电方式 接触网悬挂类型第三节第四节电力牵引系统的组成 电厂发出的电流，经升压变压器提高电压后，由高压输电线送到铁路沿线的牵引变电所。在牵引变电所里把电流变换成所要求的电流或电压后，经馈流线转送到邻近区间和站场线路的接触网上供电力机车使用。一、接触网的基本结构接触网的基本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。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础等几部分组成（其它还有附加悬挂、接地回流等）支持装置定位装置接触悬挂支柱与基础一、接触网的基本结构接触悬挂：包括接触线、吊弦、承力索

2、以及坠砣补偿器。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上， 功能：是将从牵引变电所给电力机车供电。接触线承力索吊弦一、接触网的基本结构支持装置：用以支持接触悬挂，传递负荷。 支持装置包括腕臂、底座、绝缘子、连接零件等。 腕臂悬式绝缘子棒式绝缘子一、接触网的基本结构定位装置：包括定位管、定位器、定位支座、定位钩、防风拉线等。 功能：是固定接触线的位置，传递接触线的水平负荷。定位管定位器一、接触网的基本结构支柱与基础：用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，固定接触悬挂的位置。一、接触网的基本结构支柱按其使用材质分为：混凝土支柱和钢支柱两大类。混凝土支柱二、接触网的组成-支柱和基础钢支柱混凝土支柱具有

3、支柱成本低、防腐、使用年限长等优点二、接触网的组成-支柱和基础钢支柱支柱具有支柱较轻、强度高、抗碰撞、安装位置灵活二、接触网的组成-支柱和基础支柱按其在接触网中的作用可分为中间柱、转换柱、中心柱、 锚柱、道岔柱、软横跨柱、硬横跨柱及桥柱等中间支柱锚柱转换支柱二、接触网的组成-支柱和基础基坑和基础混凝土支柱直埋式基坑二、接触网的组成-支柱和基础混凝土支柱杯型基坑钢柱支柱基础二、接触网的组成-支柱和基础基坑和基础侧面限界： 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2150mm；曲线区段适当加宽；直

4、线中间支柱一般取为2500mm；软横跨支柱一般取为3000mm；位于基本站台时，取6000mm。二、接触网的组成-支柱和基础CX支撑定位装置的组成；腕臂支撑定位器定位管定位环定位管支撑等电位线套管双耳支撑定位装置组成现场示意图二、接触网的组成-支撑定位装置斜腕臂绝缘子承力索座平腕臂上底座支持装置主要分为：刚性支撑和柔性支撑二、接触网的组成-支撑定位装置支持装置根据装配结构分为：单腕臂、双腕臂支撑、三腕臂支撑二、接触网的组成-支撑定位装置结构高度：定位点处承力索与接触线间的距离。 我国结构高度一般在11001700mm，目前我国使用较多的是1400mm。隧道内结构高度5001100mm.二、接触

5、网的组成-支撑定位装置结构高度1/101/5定位器坡度：定位器与轨平面的斜率。 二、接触网的组成-支撑定位装置定位器坡度：曲线定位器坡度在标准值的基础上应考虑外轨超高，但不得超过定位器坡度的最大标准值。 二、接触网的组成-支撑定位装置不限位定位器工作原理限位定位器工作原理当定位器不带限位功能时，其自由抬升空间至少应为接触线实际抬升量或模拟抬升量的2倍；当带限位功能时，定位器自由抬升空间至少应为接触线实际抬升量或模拟抬升量的1.5倍。二、接触网的组成-支撑定位装置二、接触网的组成-支撑定位装置防风拉线 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流。 承力索根据材质可分为铜承力索

6、、钢承力索、铝包钢承力索。承力索接触线吊弦承力索二、接触网的组成-接触悬挂（承力索） 在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。 普通环节吊弦以直径4mm的铁线制成。整体吊弦主要以直径10mm铜绞线制成，分载流和非载流两种。二、接触网的组成-接触悬挂（吊弦）接触线：电力机车直接与接触线摩擦，从接触线上获得电能。受电弓接触线受电弓在接触线下滑行接触线截面图二、接触网的组成-接触悬挂（接触线）接触网导线高度：接触网导线高度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：导高受到线路净空和列车装载高度的限制。一般在57006450mm间。客运专线一般采用50005500mm最高高度：不大

7、于6500mm。最低高度：正常情况（带电通过5300mm超限货物）不小于5700mm。特殊情况不小于5250mm。CX二、接触网的组成-接触悬挂（接触线）接触线坡度：两定位点接触线的高度差与其水平距离的比值。接触线坡度对受电弓取流的平稳性有重要影响，速度越高对接触线坡度要求越严格。 普速铁路：坡度控制在3以下，困难区段不超过5； 高速铁路：坡度控制在1以下，困难区段不超过3；二、接触网的组成-接触悬挂（接触线）两定位点间接触线坡度：两吊弦点间接触线坡度：二、接触网的组成-接触悬挂（接触线）二、接触网的组成-接触悬挂（接触线）某区间各定位点接触线高度绘制出的坡度变化情况 拉出值 定位点至受电弓中

8、心线的水平距离。拉出值的作用是使受电弓滑板工作均匀，并防止发生脱弓。 01 03 05 07二、接触网的组成-接触悬挂（接触线）绝缘子用以悬挂并对接地体保持电气绝缘。 接触网上使用的绝缘子按结构分成 悬式 和 棒式 绝缘子两类；按绝缘子材质分：瓷绝缘子、硅橡胶绝缘子、钢化玻璃绝缘子。二、接触网的组成-接触悬挂（绝缘子） 在两端装有补偿器的锚段里，必须加设中心锚结。 其布置原则：尽量使中心锚结两端张力相等。直线区段中心锚结设在锚段中部；曲线区段：曲线半径相同的整个锚段仍设在锚段中部，当锚段处于直线和曲线共有区段且曲线半径不等时，应设在靠曲线多、半径小的一侧。二、接触网的组成-接触悬挂（中心锚结）

9、中心锚结的作用: 其一，防止补偿器向一侧滑动，特别是在具有坡度的线路上，其作用和效果也愈加的明显； 其二，缩小事故范围，当中心锚结的一侧接触线发生断线时，不致影响另一侧的接触网，且容易排除事故及易于恢复正常运行。二、接触网的组成-接触悬挂（中心锚结）中心锚结按结构可分为：区间防串防断中心锚结，站场防串中心锚结等。 二、接触网的组成-接触悬挂（中心锚结）全补偿链形悬挂三跨式中心锚结二、接触网的组成-接触悬挂（中心锚结）全补偿链形悬挂三跨式中心锚结二、接触网的组成-接触悬挂（中心锚结）链形悬两跨式全补偿挂中心锚结中心锚结按结构可分为：区间防串防断中心锚结，站场防串中心锚结等。 二、接触网的组成-接

10、触悬挂（中心锚结）二、接触网的组成-接触悬挂（中心锚结）站场防窜动中心锚结结构图 二、接触网的组成-接触悬挂（中心锚结）隧道内简单悬挂中心锚结 隧道内链形悬挂中心锚结 隧道悬挂的中心锚结 在电气化铁路区段的站场内两个股道交叉处，为了使电力机车受电弓由一股道顺利过渡到另一股道，在两支接触线的相交处用限制管连接并固定的装置称为线岔。二、接触网的组成-接触悬挂（线岔）线岔的结构: 接触网线岔是由一根限制管、两个定位线夹和固定限制管的螺栓组成。二、接触网的组成-接触悬挂（线岔）线岔的作用 在转辙的地方，当一组接触悬挂的接触线被受电弓抬高时，另一组悬挂的接触线也能同时被抬高，从而使它与另一接触线产生高差

11、h。高差随着受电弓靠近始触点而缩小，到达始触点时，高差基本消除而使受电弓顺利交接，以使接触线不发生刮弓现象。使电力机车受电弓由一条股道上空的接触线平滑、安全地过渡到另一条股道上空的接触线上，从而使电力机车牵引的列车完成线路转换运行的目的。二、接触网的组成-接触悬挂（线岔）道岔接触网线岔线岔交叉投影点在导曲线两内轨间位置线岔电连接 线岔与道岔组成二、接触网的组成-接触悬挂（线岔）线岔交叉点位置要求钢轨线路中心接触导线接触导线线岔交叉点导曲线轨1085mm630mm钢轨交叉点投影应位于此范围内的横向中间位置处钢轨线岔处两接触线交叉点在轨道平面上的投影点应位于道岔导曲线两内轨距6301085mm（V

12、160Km/h）的横向中间位置处；当 V160Km/h时 ，正线线岔（18#道岔）交叉点位于导曲线两内轨距940mm横向中间位置处，站场侧线线岔交叉点位于导曲线两内轨距7351085mm横向中间位置处（允许偏差50mm）二、接触网的组成-接触悬挂（线岔）无线夹区（始触区） 受电弓在道岔区域短时间内同时与两条接触线接触，侧线接触线在受电弓的一个侧面上运行过渡。由于受电弓动态抬升作用可能在这个过渡范围内，引起接触线滑板与线夹发生冲撞，这个范围叫无线夹区。无线夹区范围：接触线的投影与邻线线路中心间距为6001050mm不得安装任何线夹。二、接触网的组成-接触悬挂（线岔）二、接触网的组成-接触悬挂（线

13、岔）正线工支接触线侧线工支接触线正线工支接触线侧线非支接触线500mm两点水平距离500mm2、正线工支与侧线非支的接触线在相距500mm处，非支接触线应比工作支接触线高80mm。 如图B点比A点高80mm1、正线工支与侧线工支的接触线在相距500mm处的地方，侧线接触线应比正线接触线高20mm； 如图C点比D点高20mm。两支均为两侧线工作支时，500mm处应等高。线岔接触线相距500mm处的高差BCD二、接触网的组成-接触悬挂（线岔） 为满足供电、机械方面的分段要求，将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段，每一分段叫锚段。两个相邻锚段衔接部分称为锚段关节。 作用：（1）限制事故范围；（2

14、）改善线索的受力状况；（3）增加补偿装置；（4）便于机械、供电分段；二、接触网的组成-接触悬挂（锚段关节）三跨非绝缘锚段关节：只起机械分段作用。两相临两锚段重叠三个跨距，只进行机械分段，电气上是连通的。也称为电不分段锚段关节。二、接触网的组成-接触悬挂（锚段关节）四跨绝缘锚段关节 相临两锚段重叠四个跨距，机械上分段，电气上相互独立。通过隔离开关实现电路的通断。实现同相位接触网间的绝缘。二、接触网的组成-接触悬挂（锚段关节）五跨绝缘锚段关节 克服了四跨结构受电弓接触两接触线时间长且又在悬挂点接触压力大的缺陷和出现硬点的不足。保证了机车高速通过关节时与一般区段的动态接触压力和弓网受流状态几乎没有差

15、异，弓网受流质量良好。二、接触网的组成-接触悬挂（锚段关节） 补偿装置又称补偿器，它设在锚段两端，能自动补偿接触线或承力索张力。二、接触网的组成-接触悬挂（补偿装置）补偿装置的组成: 补偿装置(补偿器)，由补偿滑轮、补偿绳、杵环杆、坠砣杆和坠砣组成。坠砣一般采用混凝土制成，每块约重25kg。补偿滑轮补偿绳坠砣杆坠砣二、接触网的组成-接触悬挂（补偿装置）补偿装置分类：滑轮式、棘轮式、 弹簧式、液压式、鼓轮式棘轮补偿滑轮补偿鼓轮式弹簧补偿二、接触网的组成-接触悬挂（补偿装置）温度b值L中锚至补偿器的距离b值任何情况下要大于200mm补偿装置b值安装曲线二、接触网的组成-接触悬挂（补偿装置） 分段绝

16、缘器设置在车站装卸线、机车整备线、上下行渡线、专用线、存车线等地，为保证工作人员的作业方便及人身安全，保证上下行接触网实现同相供电，将接触网在电气方面分成独立的区段。 分段绝缘器结构既能保证供电的分段，又能使受电弓平滑地通过该设备。除上下行渡线分段器外，其他分段器大多应配合隔离开关使用。可以使受电弓通过时不间断的取流二、接触网的组成-设备（分段器）当隔离开关打开时，独立区段接触网中没有电，便于该独立区段进行作业。二、接触网的组成-设备（分段器）当隔离开关闭合时，将有电接触网设备上的电送入独立区段接触网；二、接触网的组成-设备（分段器）上下行间的分段器，主要实现同相电的接触网分段；二、接触网的组

17、成-设备（分段器）分段绝缘器分类按照材质分：环氧树脂分段器、高铝陶瓷分段器、复合玻璃纤维分段器、硅橡胶绝缘棒分段器。按照结构特点分：普通菱形分段器、提速消弧分段器 。二、接触网的组成-设备（分段器）分段绝缘器实物图片二、接触网的组成-设备（分段器）分相绝缘器作用在电气化铁路中，电力机车由接触网单相电供给，为了平衡电力系统中A、B、C各相负荷，接触网一般实行A、B相轮流供给电力机车，所以在A、B相之间要进行分开，这称为电分相。分相绝缘器用在牵引变电所向接触网馈送不同相电源时，接触网需要分相供电的电分相处。一般设置在变电所不同相位的供电臂间，它既承受接触网设备上不同相位的电压，又起到机械连接作用。

18、受电弓通过分相时不取流,机车 断电惰性滑行二、接触网的组成-设备（分相器）分相器的布置二、接触网的组成-设备（分相器）无电区分相应配合地面标志使用二、接触网的组成-设备（分相器）分相标志牌等电磁枕分相器分相联络开关电磁枕标志牌分区所关节式分相分相联络开关现场示意图二、接触网的组成-设备（分相器）带联络开关的分相，便于实现越区供电二、接触网的组成-设备（分相器） 分相绝缘器分类器械式分相器：普通XTK分相器、提速XTK分相器。按照结构特点分：器械式分相器、关节式分相器 。关节式分相器：六跨式、七跨式、八跨式、九跨式。二、接触网的组成-设备（分相器）器械式分相绝缘器类型普通XTK分相器 二、接触网

19、的组成-设备（分相器）二、接触网的组成-设备（分相器）二、接触网的组成-设备（分相器）二、接触网的组成-设备（分相器）（中性段： 无电区：） 接触网六跨关节式电分相示意图 二、接触网的组成-设备（分相器）关节式分相主要是采用了一段接触网作为中性段，在电气隔离的条件下，受电弓能平滑过渡。它采用空气间隙绝缘。（中性段： 无电区：） 接触网七跨关节式电分相示意图 二、接触网的组成-设备（分相器）（中性段： 无电区：） 接触网八跨关节式电分相示意图 二、接触网的组成-设备（分相器）接触网九跨关节式电分相示意图 （中性段： 无电区：） 关节式分相跨数越多，有利于平缓导线坡度。二、接触网的组成-设备（分相

20、器）二、接触网的组成-设备（分相器） 在大型建筑物、车站两端，装卸线、专用线、电力机车库线、机车整备线需要进行电的分段，凡需要进行电分段的地方(除上、下行渡线)都应设置隔离开关。另外，当供电线距上网点隔离过高长需设置隔离开关。隔离开关主要增加接触网供电的灵活性。二、接触网的组成-设备（隔离开关）机车整备线隔离开关货线处隔离开关分相处隔离开关绝缘锚段关节处隔离开关二、接触网的组成-设备（隔离开关）隔离开关的组成：一般有操作机构、导电刀闸、瓷柱、传动杆、底座、交叉连杆、设备线夹、接地刀闸（带接地刀闸的隔离开关）设备线夹隔离开关引线开关托架操作杆瓷柱交叉连杆刀闸二、接触网的组成-设备（隔离开关）按照

21、接触悬挂结构分为两大类： 简单悬挂：无承力索 链形悬挂：承力索、吊弦、接触线组成链形悬挂：按照接触线、承力索的补偿情况：未补偿、半补偿、全补偿按照接触线、承力索的相对位置：直链型、半斜链形、斜链形按照定位点处是否安装弹性吊索：简单链形和弹性链形接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分 按承力索的多少分为： 单链形(1根) 双链形(2根) 多链形(3根及以上) 三、接触网的悬挂类型1、简单悬挂 由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。优点：结构简单、支柱高度低、投资小、施工检修方便。缺点：导线的张力、驰度随温度变化较大； 导线弹性不均匀；不利于机车高速受流 。三、接触网的悬挂类型三、接触网

22、的悬挂类型 链形悬挂是一种运行性能较好的悬挂形式。它的结构特点是接触线通过吊弦悬挂在承力索上。 减小了接触线在跨中的弛度，改善了接触线弹性差异，增加了接触悬挂的重量，提高了稳定性。可满足电力机车高速运行时取流的要求。 (一) 按悬挂链数的多少可分为单链形、双链形(又称复链形)和多链形(又称三链形)。2、链形悬挂 三、接触网的悬挂类型 根据悬挂点处吊弦形式不同可分为简单链形悬挂、弹性链形悬挂。简单链形悬挂结构简单，造价较便宜。 1承力索 2吊弦 3接触线简单链形悬挂示意图 简单链形悬挂 悬挂点处无弹性吊弦是我国接触悬挂的主要形式(1)单链形三、接触网的悬挂类型三、接触网的悬挂类型弹性链形悬挂 1

23、 形弹性链形悬挂 2 Y 形弹性链形悬挂 弹性链形悬挂示意图三、接触网的悬挂类型弹性链形悬挂弹性吊索接触线承力索(Y型吊弦)三、接触网的悬挂类型弹性吊索接触线吊弦承力索弹性链形悬挂（型吊弦）三、接触网的悬挂类型(二) 按照线索的下锚方式分为： 未补偿链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂(1) 未补偿链形悬挂 1绝缘子 2拉线 3支柱 4承力索 5吊弦 6接触线未补偿链形悬挂结构示意图三、接触网的悬挂类型 优点：未补偿链形悬挂结构简单，要求支柱高度较低，因此建设投资低，施工和检修方便。 缺点：导线的张力和弛度随气温的变化较大，接触线在悬挂点受力集中，形成硬点，弹性不均匀，不利于电力机车高速运

24、行时取流。 (1) 未补偿链形悬挂 这种悬挂方式的承力索和接触线两端无补偿装置，均为硬锚。(2) 半补偿链形悬挂 这种悬挂方式中，接触线两端设张力补偿装置，承力索两端为硬锚。三、接触网的悬挂类型 我国很少采用半补偿链形悬挂 接触线补偿下锚，承力索未补偿存在明显吊弦偏斜和张力差。 1承力索 2吊弦 3补偿装置 4接触线半补偿链形悬挂结构示意图三、接触网的悬挂类型 接触线承力索都设有张力补偿装置接触线、承力索张力恒定、弹性较均匀、受流质量较好。适合高速行车需要，是我国接触悬挂的主要形式。(3) 全补偿链形悬挂全补偿链形悬挂结构示意图三、接触网的悬挂类型（三）按照接触线、承力索在空间的位置关系分类：

25、 直链型、半斜链形、斜链形 承力索和接触线布置在同一垂直平面内，它们在水平面上的投影是一条直线。便于吊弦长度计算，提高了施工精度，避免接触线在吊弦存在纵向倾斜时出现的接触线偏磨甚至是线夹与受电弓的碰撞。是我国提速线路优先选用的悬挂形式。 1接触线 2承力索 3线路中心线直链形悬挂示意图 (1) 直链形悬挂三、接触网的悬挂类型 承力索沿线路中心线布置，接触线在每一支柱定位点处，通过定位装置被布置成“之”字形。半斜链形悬挂风稳定性好，提速改造以前，我国在直线区段大量采用这种悬挂方式 。 (2) 半斜链形悬挂 1接触线 2承力索 3吊弦半斜链形悬挂示意图三、接触网的悬挂类型 接触线和承力索均布置成方

26、向相反“之”字形风稳定性好，结构复杂，我国很少采用。 (3) 斜链形悬挂 1承力索 2线路中心线 3接触线 4吊弦斜链形悬挂示意图三、接触网的悬挂类型馈线电压 27.5kV额定工作电压 25kV最高工作电压 29kV最低工作电压 19kV接触网的供电方式有四种： 单边供电、双边供电、越区供电、并联供电一、接触网的供电方式接触网是向电力机车供电的特殊输电线路。 几个参数：四、供电方式1单边供电 每个供电分区只从一端牵引变电所获得电能。 优点： 相邻供电臂电气上独立，运行灵活，接触网发生故障时，只影响到本供电分区，故障范围小，牵引变电所馈线保护装置较简单。应用范围：是我国主要的接触网供电方式。12

27、34657 1输电线 2牵引变电所 3馈电线 4接触线 5钢轨 6电力机车 7分区所（亭）供电系统图四、供电方式 2双边供电 每个供电分区同时从两个牵引变电所获得电能 。 优缺点： 可提高接触网电压水平，减少电能损耗。但馈线及分区亭的保护及开关设备都较复杂应用范围：1234657 1输电线 2牵引变电所 3馈电线 4接触线 5钢轨 6电力机车 7分区所（亭）供电系统图在我国很少采用。四、供电方式 3越区供电 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，经分区亭开关设备与相邻供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供电措施。 越区供电（非正常供电方式，属于单边供电的特殊形式）1#变

28、电所故障变电所3#变电所分区亭分区亭应用范围：只能在较短时间内实行越区供电，是避免中断运输的临时性措施。四、供电方式 4并联供电 复线区段同一侧供电臂上、下行线通过开关设备（或者电连接线）实行并联供电。优缺点： 并联供电可提高供电臂末端电压，但是接触网发生事故时，影响范围大，运行检修不够灵活。部分供电电流大的线路使用了并联供电，繁忙干线应优先采用上下行分开的供电方式。 复线区段供电示意图 应用范围：四、供电方式牵引供电系统可能对临近线路的影响： 静电感应电压影响 处于电场内的架空通讯线路将产生静电感应电位 电磁感应影响 观音坝实验：接触网与架空线相距100m，平行长度18.3m，接触网短路电流 Ik1140A，实测纵电动势787824V 杂音干扰：谐波成分在通信中产生感应电压，形成通信中