高速铁路接触网技术

2024/10/30接触网技术接触网技术

绪论一、电气化铁路二、高速铁路发展概述三、牵引供电系统主要关键技术四、牵引网的供电方式2024/10/30一、电气化铁路2024/10/30铁路运输的牵引的牵引方式：

蒸汽牵引以煤为燃料 内燃牵引以柴油为燃料 电力牵引以电能为燃料1.概念：采用电力牵引的铁路称为电气化铁路。一、电气化铁路2024/10/302.优越性：提高铁路的运输能力、改进铁路的运营工作、合理利用资源和保护生态环境。3.不足之处：1）修建电气化铁路的一次投资较大，需要较大容量的发电厂及高压输电线路；（2）三相负荷不平衡而造成的负序电流对电力系统有影响；（3）对沿线通信线路有干扰。一、电气化铁路4.电气化铁路的组成

2024/10/30电气化铁路接触网馈电线钢轨回流线电力机车牵引供电系统牵引网牵引变电所2024/10/30电力机车接触网钢轨5.牵引供电系统原理示意图2024/10/30电力系统（发电厂）牵引变电所

馈电线接触网T钢轨R回流线电力机车韶山12024/10/301968年，经过对6Y1型10年的研究改进，在中国半导体工业发展的条件下，将引燃管整流改为大功率半导体整流，试制出韶山1型，代号SS1。1969年开始批量生产，到1988年止，共生产826台。机车持续功率3780kW，最大速度90km/h，车长19400mm，轴式C0-C0，电流制为单相工频交流。韶山1型电力机车获全国科学大会奖。（1）电力机车2024/10/30韶山22024/10/301969年，株洲电力机车研究所和株洲电力机车工厂联合研制了韶山2型电力机车试验车，代号SS2。主电路采用高压侧调压、硅半导体桥式整流集中供电线路。1971年和1974年又先后进行了两次重大技术改造，应用了大功率可控硅元件和电子技术，实现无级调速；采用他励牵引电动机等，从而大大改善了机车牵引性能，为中国电力机车的发展积累了宝贵的经验。机车持续功率达到4620kW，最大速度100km/h，车长20000mm，轴式C0-C0，电流制为单相工频交流。韶山32024/10/30

株洲电力机车工厂1978年设计试制的大功率电力机车。1989年开始批量生产至今。该车采用大功率硅整流管和晶闸管组成的不等分三段桥式全波整流电路，晶闸管相控平滑调压和补偿绕组的脉冲串励四极牵引电动机。机车具有恒流起动、准恒速运行、加馈电阻制动、防滑防空转及轴重转移电气补偿等特性，起动平稳、加速度大、牵引性能好、制动特性优越、性能可靠。获国家科技进步二等奖、国家优质产品奖。机车功率持续4350kW，最大速度100km/h，车长20200mm，轴式C0-C0，电流制为单相工频交流。韶山3B（SS3B）

重载货运电力机车。株洲电力机车厂2002年在SS系列机车的设计平台上开发的一种12轴重载货运电力机车。该车由两节完全相同的6轴电力机车通过内重联环节连接组成，每节车为一完整系统。每节机车装有一台牵引变压器，两台整流器，每台整流器给三台并联的直流牵引电机供电，每台牵引电机在故障情况均可单独隔离，保证其他电机正常工作，以提高机车的利用率。机车空气制动采用SS系列电力机车使用的DK-1型电空制动机，动力制动采用加馈电阻制动。控制系统由列车总线和车辆总线两极网络构成。两节机车之间的重联控制及信息交换采用WTB（绞线式列车总线），双份冗余并自动转换。单节机车内部采用MVB（多功能列车总线），连接本节车内各控制单元。机车功率持续2×4350kW，最大速度100km/h，车长2×20200mm，轴式2（C0-C0），电流制为单相工频交流。2024/10/30韶山4（SS4）2024/10/30

株洲电力机车工厂1985年设计试制的8轴干线货运电力机车。由各自独立又互相联系的两节车组成。主电路采用四段经济半控桥，相控调压。它具有恒压或恒流控制的牵引特性和恒速或恒励磁控制的电阻制动特性。空气制动采用DK-1型电空制动机。牵引力传递系统则采用斜拉低位牵引杆，有较高的粘看性能。车体广泛使用高强度低合金结构钢。该机车牵引及制动功率大、起动平稳、加速快、工作可靠、司机室工作条件良好、污染少、维修简便。获国家科技进步一等奖。机车功率持续6400kW，最大速度100km/h，车长2×15200mm，轴式2（B0-B0），电流制为单相工频交流。2024/10/30

韶山4B型干线货运电力机车，代号SS4B。在SS4基础上加以改进，技术参数与SS4基本相同。机车功率持续6400kW，最大速度100km/h，车长2×15200mm，轴式2（B0-B0），电流制为单相工频交流。由大同机车厂制造。

韶山5型准高速电力机车，代号SS5。为准高速铁路试制的样车。韶山62024/10/30

韶山6型干线客货运电力机车，代号SS6。株洲电力机车工厂制造的国际招标中标机车。机车功率持续4800kW，最大速度100km/h，车长20200mm，轴式C0-C0，电流制为单相工频交流。韶山7（SS7）2024/10/30

是大同机车工厂自行研制开发的新型干线客货两用电力机车，该机车填补了我国山区小曲线区段线路客、货运电力机车的空白，荣获国家级科技进步二等奖及铁道部科技进步一等奖。该车在采用国内相控电力机车成功经验的基础上，吸引了进口机车的先进技术，在技术上有新的突破。韶山7（SS7）2024/10/30B0-B0-B0轴式转向架。轮缘磨耗小，提高了小曲率半径线路的通过能力和运行安全性。增加了客车供电绕组，体积小，重量轻，性能稳定。全叠片复励牵引电机，低速转距大，恒功范围宽，换向性能好，电机特性一致。晶闸管全控+半控两段桥他励无级调速特性控制。具有无级磁场削弱及防空转装置。再生制动技术。机车制动力大，工作稳定，并可向电网反馈电能，反馈电能约为总消耗电能的3%，具有明显的节电效果。功率因数补偿控制系统完善。可提高机车功率因数，减少谐波含量，改善电网供电质量。机车功率持续4800kW，最大速度，货运100km/h、客运135km/h，车长20200mm，轴式B0-B0-B0，电流制为单相工频交流。2024/10/30

韶山7B型重载货运电力机车，代号SS7B

韶山7C型电力机车，代号SS7C。该车是从牵引客车的实际出发，吸收国内外客车的成熟经验，对机车的牵引性能、动力学性能、主要电机电器性能等方面进行了专门设计，是韶山7型电力机车系列化产品之一。

韶山7D型客运电力机车，代号SS7D。由大同机车厂、株洲电力机车研究所、成都机车车辆厂联合研制的适应我国铁路提速需要的新产品，是目前国内技术水平最为先进的交直传动客运电力机车，也是韶山7型电力机车系列化产品之一。

韶山7E型客运电力机车，代号SS7E。是最新开发的客运机车，是韶山7型电力机车系列化产品之一，其技术参数、性能与韶山7D基本相当。韶山7序列韶山82024/10/30

韶山8型快速客运机车，代号SS8。株洲电力机车厂于1994年研制成功，填补了我国快速客运电力机车的空白，目前成为我国快速客运的主型机车。曾创造了中国铁路机车的最高速度240km／h。机车所用的牵引电动机为ZD115型脉流牵引电动机，它是带有补偿绕组的六极串励电机。采用全叠片，H/H绝缘等先进技术。转向架采用轮对空心轴式六连杆弹性传动机构，架悬式传动，牵引装置为平拉杆结构。采用单边直齿传动。二系为高绕金属弹簧。机车功率持续3600kW，最大速度107km/h，车长17516mm，轴式B0-B0，电流制为单相工频交流。韶山9（SS9）2024/10/30

采用了许多国际客运机车先进技术，是我国干线铁路牵引旅客列车功率最大的机车。实现了机车全过程的无级调速；实现了六轴电力机车主变压器与平波电抗器及滤波电抗器的一体化；机车具有向列车供电能力，供电电压DC600V、容量为2×400kW；可牵引18节客车在16‰、14‰、12‰、10‰

的长大坡道上，分别以84km/h、92km/h、96km/h、105km/h的速度匀速上坡，大大的提高了平均运营速度。机车功率持续4800kW，最大速度170km/h，车长22216mm，轴式Co-Co，电流制为单相工频交流。AC40002024/10/301996年6月中国自行研制的第一台交流传动电力机车诞生，标志着我国电力机车有望从直流传动向交流传动跃进，为赶上世界先进水平打下了基础。交流传动机车可靠性高、维护检修少、上线运用率可高达95%。DJ型交流传动高速客运电力机车2024/10/302000年制造。具有优异的运行性能，节能效率高、通讯干扰小、良好的可靠性与可维修性和全寿命成本低等优点。其牵引、制动工况功率因数接近1，比传统相控机车接触网电流可降低20%，功耗减小50%，牵引变电站装机容量可减荷。采用再生制动，可反馈能量10～40%，且反馈电能的品质好。由于其采用了模块化结构，维修更换方便，诊断系统使维修时间缩短，其维修费用为相控机车的三分之一，运营费用为相控机车的70%。交流传动高速客运电力机车的通用性、高性能，使机车牵引、制动特性可覆盖普速(100km/h)、准高速（160km/h）、高速（200km/h）运用范围，是快速客运网牵引动力的最佳选择。机车持续功率4800千瓦，最高速度每小时220公里。2024/10/30DJ序列CRH1、CRH2、CRH3、CRH5简介

2024/10/30中国铁路高速1型动车组CRH12024/10/30中国铁路高速2型动车组CRH22024/10/302024/10/302024/10/30中国铁路高速3型动车组CRH3

2024/10/302024/10/302024/10/30中国铁路高速5型动车组CRH52024/10/302024/10/30受电弓作用：电力机车取流的装置。结构：接触板条（铜质、钢质、炭质）滑板（2mm厚的铝板冷压而成）工作范围：最大工作范围1250mm

最小工作范围950mm2024/10/30静态接触压力：58.4～78.4N2024/10/30（2）牵引变电所作用：1将电力系统的电能变为适合电力机车使用的电能。2降低电气化铁路对电力系统的影响。2024/10/30（3）接触网2024/10/301接触网的定义（功能性定义）

电气化轨道交通所特有的、沿路轨架设的、为电力机车或电动车组提供电能的特殊供电线路，是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。

接触网的定义（结构性定义）接触网是由支柱与基础，支持与定位装置、接触悬挂及其辅助设备组成的为电力机车或电动车组提供电能的特殊供电线路，是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。

（3）接触网2024/10/30普速：160km/h以下；准高速:160km/h~200km/h；高速:200km/h以上.1接触网的定义

1985年联合国欧洲经济委员会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定：新建客运专用型高速铁路时速为300公里；新建客货运混用型高速铁路时速为250公里。欧洲将新建时速250公里到300公里的铁路，旧线改造时速200公里以上的铁路称为高速铁路。（3）接触网2024/10/30狭义：架空接触网（OverheadContactSystem）广义：接触轨和架空接触网（ContactLine

）接触轨分为：第三轨和第四轨架空接触网包括：刚性悬挂和柔(弹)性悬挂特殊接触网：可移动，可上下升降，可在特殊情况下斩断2接触网的分类（3）接触网2024/10/302接触网的分类按安装位置分：地面轨、架空轨；按与取流靴的位置分：上磨式、下磨式、侧磨式；按牵引回流路径分：第三轨供电+走行轨回流第三轨供电+第四轨回流。接触轨主要应用于城市轨道交通,具有:(1)占用净空少;(2)维修工作量少;（3）接触网2024/10/302接触网的分类刚性架空接触网具有结构紧凑、占用净空小、维护方便的特点，广泛应用于城市轨道交通的地下线路，它有“T型汇流排+接触线”和“II型汇流排＋接触线”两种形式。

T型汇流排需用汇流排线夹夹持接触线，结构较型汇流排复杂，零件多，单位重量重。重庆轻轨的“T”型汇流排接触网（3）接触网2024/10/302接触网的分类

II型汇流排结构紧奏，它通过自身弹性夹持接触线，零件较少，应用较多；昆明移动式接触网（3）接触网2024/10/302接触网的分类柔性架空接触网具有较好的弹性，广泛应用于干线电气化铁路和城市轨道交通中，由于电压等级和电流制式不同，电气化铁路接触网和城市轨道交通接触网的结构和要求不完全相同，由于直流接触网电流很大，一般采用双接触线和双承力索。（3）接触网2024/10/302接触网的分类

目前，中国政府和铁道部还没有进行接触网标准化和规范化的工作，没有严格意义上的接触网等级划分。德国的经验值得中国借鉴，德国接触网划分为Re75、Re100，Re160、Re200，Re250，Re330等标准形式，不同等级的接触网，其参数设计、建设费用、设备配置均不相同。

问题与建议（3）接触网2024/10/302接触网的分类

接触网标准化有利于投资管理、简化设计、规范验收、运营维护、设备配置、人员培训和零部件标准化和规格化。建议各位专家应积极推进中国接触网的标准化和系列化建设工作。问题与建议（3）接触网2024/10/30原来所认识的特点：无备用；户外供电装置；移动负荷3接触网的特点（3）接触网2024/10/30（1）环境特性；（2）气候特性；（3）备用特性；（4）机电特性；（5）负荷特性；（6）学科特性。3接触网的特点这六大特性是接触网具有而其它机电设备所没有的独特特性！（3）接触网2024/10/303接触网的特点（1）环境特性：空间环境气候环境电磁环境（3）接触网2024/10/30（2）气候特性在接触网的设计工作和运营维护工作中，绝大部分内容与气象条件密切相关！线索弛度；线索张力；悬挂弹性；空间位置；绝缘强度；载流能力；磨耗关系。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。3接触网的特点（3）接触网2024/10/30（3）无备用特性从技术上讲：很难从经济上讲：没有必要。

无备用性决定了它的脆弱性和重要性！

解决途径有三：

从工程质量上提高接触网的可靠性，实现免维护；从运营维护上加强现代化检测手段，实现状态修；从人员素质上提高专业知识，实现科学施工与维护。3接触网的特点（3）接触网2024/10/30接触网是机电复合型整体构造；本质：电力输电线，过程：特殊性，弓网匹配、波动速度；电气方面：电气强度、牵引功率，电压水平，电气安全；机械方面：机械强度、空间位置、振动特性、动态弹性；

机电任何一方的偏颇，都会造成受流质量的下降。电磁方面：不对称回路；电磁场不平衡，对周围的各类金属管线和电子设备存在电磁干扰；对人员和设备构成潜在威胁。（4）机电特性3接触网的特点（3）接触网2024/10/30高速移动、不稳定、随机出现；对某一供电臂而言，负荷电流时有时无；接触网时常处于电气过渡状态，时常承受较大的电气冲击；过渡状态对接触网电气设备的寿命和绝缘安全极为不利。（5）负荷特性3接触网的特点（3）接触网2024/10/30接触网涉及：电气工程：牵引供电、高电压工程、电磁兼容；机械工程：机械振动、机械磨耗、机械制造；力学工程：材料力学、弹性力学、空气动力学、结构力学；计算机工程学：弓网受流理论、弓网故障分析、弓网检测；地质基础学：接触网下部工程；材料工程学：新材料研究、金属工艺学、金属磨擦学。环境工程学：环境协调，噪音防护、动植物保护等3接触网的特点（6）学科特性多学科交叉与综合应用（3）接触网2024/10/30从宏观上综合考虑和解决问题，对接触网进行综合性研发！增加对接触网的重视和投入！从三个层次上看待和分析问题：（1）基本层次：几何安全；（2）中间层次：受流质量；（3）高端层次：核心技术；认识接触网特点的重要意义3接触网的特点问题与建议建议：重视接触网综合性人才的培养；重视接触网工程一次性质量；重视弓网系统一体化研究；（3）接触网2024/10/304高速客专接触网的运营特点及受流环境运营特点1白天运营、夜间不休息；2行车密度大、速度高、电压和电流波动大；3温差大白天日照长、电流大、发热大；(一热)夜间温度低、无日照和电流焦耳热.（一冷）（3）接触网2024/10/30受流环境和特点

1）为提高受流质量，特别强调机电特性；（机械强度大、电气要求高）

2）为提高弓网几何安全，特别强调动态包络线和无线夹区；（上下左右、稳定性、追随特性）

3）空气流对接触网的影响不容忽视；（接触压力偏差、隧道内空气动力对设备稳定性影响）4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30受流环境和特点4）综合考虑列车振动和线路不平顺度对弓网关系的影响；5）牵引电流及噪音（牵引电流大、波动大、离线噪音大）；6）特别强调环境保护和环境协调性。4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/301）、波动速度和电气强度（一对矛盾）

为什么强调波动速度？为什么是矛盾？4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/302）动态包络线受电弓的上下振动和左右摆动直接影响到弓网安全和受流质量，对受电弓的这种幌动必须加以充分考虑，为此、各国除了研究受电弓的动静态特性外，还在高速接触网的设计与施工中明确提出了“受电弓动态包络线”这一技术概念。受电弓动态包络线是指列车在最高设计速度运行下，受电弓上下左右所允许达到的极限尺寸。由于接触网和受电弓的特性不同，各国对此并无共同的标准4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/303）空气动力对接触压力的影响明显

在高速运行下，受电弓将受到一个在低速时可以忽略的外加的空气动力，该力会因受电弓的运行方向不同而不同，它的存在造成弓网之间的接触力变化巨大，胶济线的试验测试证实了这种情况的存在；造成：弓网离线、加剧受电弓滑板和接触线的磨耗。

空气动力对高速受流的影响处处存在！

4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30土木方面线间距、受列车会车时空气压力波的影响，线间距（包括站台安全距离）要适当加大；列车高速通过隧道时，由于洞口空气阻力、瞬变压力、洞口微气压波等的影响，当加大隧道断面积及改善洞及辅助结构的设置等。特别强调接触网基础工程与桥隧工程的同步完成！4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/304高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/304）振动对接触压力的影响明显

在高速运行下，任何一点外部的不平顺都会造成列车的振动，这种振动的振级与列车速度成正比。振动同样将使弓网动态接触压力与静态接触压力产生较大的偏差，造成动态接触压力上下波动。弓网离线，加剧受电弓滑板和接触线网的磨耗

4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30桥梁及建筑物除了满足静态荷载（强度）的条件外，还必须满足高速列车动力学的特性要求。严控“变形”，以满足高速运行时出现的高频振动要求。

振动的影响4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30

根据研究：各种微小的不平顺所引起的列车振动，都将导致乘座不舒适，使司机工作能力明显降低。甚至恶化轨道状态，引发轮轨轴的断裂。因此，保持轨道持续稳定的高平顺性，是高速铁路土木工程最基本的要求。但是，轨道的高平顺性又是路基、桥梁、轨道变形的综合表现，要求轨道高平顺性，必须从控制上述工程变形着手。振动的影响4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30路基变形会引起列车振动和改变弓网几何关系；线路平面应有较大的曲线半径和适当长度的缓和曲线、夹直线；线路纵断面应有较大的竖曲线半径和适当长度的缓和竖曲线；控制路基工程变形。

振动的影响4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30设计、施工都要将重点放在控制路基变形：工后沉降、不均匀沉降及路基顶面的初始不平顺。京沪高速铁路设计暂规规定，工后沉降<10cm，台尾过渡段<5cm（地基固结度达到90~95%）。这是从路基竣工算起至15~20年内的沉降总和，初期沉降值<2~3cm/年。振动的影响4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30

桥梁的挠度，梁端转角，扭转变形，结构自振频率，应力徐变和不均匀温差引起的结构变形等参数所必须与高速列车的动态作用力相耦合。设计暂规虽作了某些规定，但不具可操作性。振动的影响4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30严格控制铺轨的初始不平顺，保证精度达到高平顺性的要求。钢轨的物理化学性能都有新的要求。施工组织及方法：传统的边铺边架方式显然也不适用。振动的影响4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/305）牵引电流大高速列车所需的牵引电流是普速列车牵引电流的两倍，甚至更大，牵引电流的加大造成接触线与滑板之间容易过热，点接触和大电流之间的矛盾是高速弓网关系应注重关心的问题之一，采用单弓受流时离线引起的冲击很大，采用多弓受流又会增加阻力、加大噪声，并引起接触网扰动。这对滑板和接触线的材质提出了新要求。大电流的存在对接触网的回流线路及接地系统也会有更高的要求。

4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/306）电磁环境

前面讲述过：电气化铁路属于不对称电回路，不平衡电磁场对周围的各类金属管线和电子设备存在电磁干扰，对人员和设备存在潜在威胁。

4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/306）电磁环境

由于牵引功率的加大，流过接触网中的牵引电流加大，电流对周围金属体的阻性耦合和感性耦合影响更强；网中高次谐波电流对通讯环境的影响更强。接触网产生电磁干扰的根源：弓网离线产生的高频电磁辐射；绝缘子放电产生的闪络；静电感应；电磁感应。4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/307）噪声干扰

噪声干扰是高速铁路必须解决的课题之一，高速铁路的噪声声源主要来源于弓网系统、轮轨系统和空气阻力。世界各国对铁路噪声规定了容许标准值。中国《京沪高速铁路暂行规定》，70dB；法国TGV：重要地区65分贝以下、非重要地区75分贝以下。

4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/307）噪声干扰

为降低噪音，除了在轨道、线路、车辆、电气化接触网等方面采取降噪技术外，在人口稠密区的路基和高架桥上还应采用隔声屏障对噪声进行防范治理。方法：选线、隔音设施；隔音设施：2000mm高的隔音墙；植树。4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/308）环境保护环境包括：农业环境、森林环境、动植物生存环境、自然风光环境、噪音、水利水系、文物古迹、社区。法国环境保护法（1976年）的两条重要原则：（1）把保护环境宣布为涉及全民利益的问题；（2）论证大型工程必须首先研究对环境可能产生的影响。4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30法国修建高速客专时对环境保护的具体做法（1977）（1）记录并分析有关地区的原始状态，搞清受工程影响的有哪些自然资源、农、林、海洋等经济区域以及休闲娱乐区。（2）研究对环境的影响，特别是风景名胜、自然环境、动植物和生态平衡，考虑列车通过时的特别影响，如振动、噪音，气味、公共卫生各方面。（3）从环境保护的观点阐述为什么要采取某种施工方法；（4）得出准备采取哪些补救措施来消除、弥补、减小工程对环境的负面影响，并对这些措施有效性进行评估。

1983年法国政府又推广“将群众调查作为必不可少的一部分”。4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30加强三大问题的研究（1）空气动力对弓网系统和隧道内基础构建的影响；（2）接触网对环境的影响；（3）轨道不平顺度对弓网受流的影响。问题与建议4高速客专接触网的运营特点及受流环境（3）接触网2024/10/30接触网的研究内容新材料、新技术的应用；结构和零部件的优化；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；高速弓网受流理论；接触网运营管理标准与维护技术；接触网检测技术；接触网与环境关系研究。5.接触网的研究内容和理论体系（3）接触网2024/10/30接触网线索的材料研究受电弓滑板材料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装配结构的优化研究；零部件无螺栓化研究；零部件的结构优化研究；接触网的研究内容5.接触网的研究内容和理论体系新材料新技术的应用结构和零部件的优化（3）接触网2024/10/30接触网设计技术标准接触网体系的建立；设计标准研究；设计技术(OCSCAD)研究。接触网施工技术施工管理技术施工工法研究施工工艺研究施工机械及工具开发施工标准及其监理工程交接体制5.接触网的研究内容和理论体系（3）接触网2024/10/30接触网特性研究接触网结构优化研究受电弓结构优化研究弓网关系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弓网受流理论5.接触网的研究内容和理论体系（3）接触网2024/10/30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规范研究接触网运营维护信息化实现接触网运营管理5.接触网的研究内容和理论体系（3）接触网2024/10/30检测技术研究检测标准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设备研究接触网检测技术5.接触网的研究内容和理论体系（3）接触网2024/10/305.接触网的研究内容和理论体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防护接触网谐波对电力系统的影响研究接触网对动植物的干扰和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与环境关系（3）接触网2024/10/30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、机械工程学、电气工程学、材料工程学、环境工程学等学科之上的关于接触网结构优化、设计施工、运营检测、弓网受流质量的理论和知识。接触网的理论体系包括基础知识、弓网关系、设计施工技术、运营维护技术、检测及评判技术、新材料及其应用技术、结构优化技术、环境关系等八个理论子系统。5.接触网的研究内容和理论体系（3）接触网2024/10/30近年来，德、法、日等国在高速弓网受流方面取得了较大进步，可总结出以下观点：（1）为获得良好的高速受流质量，必须提高接触网（线）的波动传播速度；（2）出于安全考虑，应妥善处理导线应力与疲劳振动的关系；（3）简化设计方案，增加接触网的可靠性和可维护性；

6.接触网的发展方向（3）接触网2024/10/30（4）控制弓网接触压力偏差；（5）提高设计和施工精度，严控导高误差、导线坡度；合理控制锚段长度和张力差，提高补偿装置效率，严控坠砣重量；提高支撑设备和结构的稳定性；提高零部件和结构的预配精度；减轻零部件重量；改善测量手段，提高测量精度。（6）提高导线制造精度，严控导线自重误差；悬挂调整前消除导线蠕变伸长量。6.接触网的发展方向（3）接触网2024/10/306.接触网的发展方向大致发展方向：接触网零件轻型化、规格化、标准化、简约化；接触网线索许用应力加大，接触线的选用主要取决于其热软化特性；接触网施工精细化，施工误差要求更严；接触线的机电特性会成为评价和制约弓网受流质量的一个关键因素；弓网结构会进一步优化。（3）接触网1、在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。2、接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量廷长设备的使用年限。3、要求接触网对地绝缘好，安全可靠。4、设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。在事故情况下，便于抢修和迅速恢复送电。5、尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。2024/10/30对接触网提出以下要求：2024/10/302024/10/30国外高速接触网的发展状况:

主要介绍以下三个国家：

法国为代表的简单链型悬挂

德国为代表的弹性链型悬挂

日本为代表的复链型悬挂二、高速铁路发展概述2024/10/30法国专家认为：弹性吊索对于速度超过250km/h的高速来说意义不是很大，反而成为影响行车安全的因素之一。高速接触网悬挂优先选用简链。法国法国高速铁路主要特征：运营里程：1541km正在建设里程：320km规划里程：937km供电电压：25kV最高运营速度：350km/h接触网悬挂方式：简链接触网跨距：不大于63m，在各条线上基本不变2024/10/30日本高速铁路主要特征：运营里程：2237km正在建设里程：464km规划里程：349km供电电压：25kV最高运营速度：300km/h接触网悬挂方式：复链/简链接触网跨距：不大于50m，在各条线上基本不变2024/10/30三国高速铁路统计

国家

项目日本法国德国最高商业运营速度(km/h)300350300200km/h<V

250km/h的运营里程4660577250km/h<V300km/h的运营里程15911246准303300km/h<V

350km/h的运营里程02950在建铁路速度目标值(km/h)及采用的接触网悬挂方式360复链350简链300弹链二、高速铁路发展概述

广（州）－深（圳）线哈－大线160～200km/h

秦－沈高速客运专线200~250km/h

京－沪高速铁路300～350km/h。并将形成以北京为中心，以上海、广州、沈阳等城市为速度圈的高速铁路网。2024/10/30我国高速电气化铁路的发展:2024/10/30铁路已成为制约国民经济发展瓶颈电力牵引能源危机货运运能只能满足1/3运量客运节假日输送旅客4000万人次/日客运高速化既有线提速高密度运行货运重载化二、高速铁路发展概述2024/10/30中长期铁路网规划—客运专线电气化铁路建设背景

国家发展和改革委员会[2004]159号文件—《中长期铁路网规划》批准：“为满足快速增长的旅客运输要求，建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，规划“四纵四横”铁路快速客运通道以及三个城际快速客运系统。建设客运专线1.2万公里以上，客车速度目标值达到每小时200公里及以上。2024/10/30电气化铁路建设背景

四纵：北京-上海，北京-武汉-广州-深圳，北京-沈阳-哈尔滨（大连），杭州-宁波-福州-深圳。四横：徐州-郑州-兰州，杭州-南昌-长沙，青岛-石家庄-太原，南京-武汉-重庆-成都。三个城际客运系统：环渤海地区、长三角地区、珠三角地区，覆盖区域内主要城镇。

至2020年，中国铁路将形成以高/快速客运专线为主干网络的客运系统。

2024/10/30

2024/10/302024/10/30

“十一五”铁路规划

将建成新线19，800公里，其中客运专线9，800公里，既有线复线8，000公里，既有线电气化15，000公里。

2010年，全国铁路营业里程将达到95，000公里，其中复线里程42，750公里，电气化里程42，750公里。二、高速铁路发展概述2024/10/30

建成武汉—广州、郑州—西安、石家庄—太原三条客运专线，开工建设北京—武汉、哈尔滨—大连、天津—秦皇岛三条客运专线

二、高速铁路发展概述2024/10/30

建成北京—天津、广州—珠海、广州—深圳、上海—南京、上海—杭州城际客运铁路对京沪、京广、京哈、京九、陆桥、沪蓉和沪昆七条主通道进行系统配套改造，扩大运输能力。二、高速铁路发展概述2024/10/30

二、高速铁路发展概述2024/10/30

二、高速铁路发展概述2024/10/30

二、高速铁路发展概述2024/10/30

二、高速铁路发展概述

研究牵引供电系统的成套技术，实现2024/10/30运行控制自动化运营管理信息化技术装备国产化二、高速铁路发展概述2024/10/30关键技术问题装备研制及系统集成主要关键技术问题:

电能质量与电磁兼容弓网关系与检测技术自动过电分相与同相供电牵引供电自动化与信息化三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

自动过电分相技术瑞士AF公司—柱上自动切换式QF1QF2三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法:

自动过电分相与同相供电技术牵引供电系统电分相环节是制约列车运行速度的瓶颈之一。

器件式电分相关节式电分相普速高速三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

日本新干线—地面自动转换式三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

英国—车上自动转换式中国三者都有采用！机车或动车组通过电分相引起的过电压？机车或动车组过电分相—电弧故障，保护拒动？需要研究的问题：三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法:

同相供电系统

通过在变压器二次侧绕组上并联相应的电感、电容器件实现同相供电。右图为SCOTT平衡变压器实现同相供电的电路图

三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

采用电力电子技术实现同相供电三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

需要研究的问题：同相供电系统的保护（馈线保护、变压器与平衡器）同相供电系统的运行管理模式三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

电能质量与电磁兼容

随着牵引负荷的增大，无功、负序、电压闪变和谐波问题更加突出。研制新型平衡变压器研制综合静止补偿装置采用独立供电系统

运行部门关注：大马拉小车问题、无功计量问题、再生制动能量反馈问题需要研究的问题：电能质量标准牵引供电系统经济运行高铁对环境的干扰三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

弓网关系与检测技术

弓网关系是决定受流质量的主要因素。通过理论与实验研究，确定最佳的悬挂形式、零件材质（简链?——弹链?）确定以接触压力为主要检测对象的接触网受流状态评价标准与体系受电弓动态包络线动、静态检测的拟合接触网受流质量评价标准弓网接触电弧模型需要研究的问题：三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

牵引供电自动化与信息化牵引供电自动化与信息化是保障电气化铁路安全可靠运行的有效手段。

三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

自适应三段距离保护

常规原理的阻抗继电器在牵引重负荷与励磁涌流叠加或牵引重负荷与再生制动负荷叠加时，可能发生误动作三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

保护原理与动作特性

需要研究的问题：对于动车组以综合谐波为控制量的距离保护原理的适用性三、牵引供电主要关键技术2024/10/30断线接地故障检测与保护AT牵引网断线接地故障将使阻抗急剧增大，常规原理的保护拒动ZL解决问题的方法

三、牵引供电主要关键技术2024/10/30断线接地故障检测与保护解决问题的方法

断线接地的故障电流与负荷电流识别在于：断线接地故障电流是突变的，而负荷电流是渐变的。电流增量保护原理：需要研究的问题：对于不同电力机车、动车组，供电臂内多列车运行的整定计算原则三、牵引供电主要关键技术2024/10/30异相短路故障保护电力机车带电过分相可能引起异相短路，烧毁电分相解决问题的方法

三、牵引供电主要关键技术2024/10/30电压增量故障检测原理解决问题的方法

异相短路故障，自由相电压—电弧电压，接近方波，谐波丰富；正常运行、常规短路故障，自由相电压—谐波含量低需要研究的问题：机车或动车组通过电分相未完全异相短路时，保护的动作行为三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

全并联AT供电方式故障测距—AT中性点吸上电流比原理三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

为了克服AT漏抗、线路不均衡的影响，对上式进行修正如下：三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

关于同步问题技术方案：利用AT站的电压互感器，采用低压元件进行启动（为实现ＡＴ站的电动隔离开关、负荷开关的投切，ＡＴ站安装有电压互感器）。三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

故障测距流程△供电臂发生故障，沿线电压降低，启动每个AT站的电流采集单元进行电流采集，持续至电流截断；△以电流截断前一个周波采样点作为计算电流幅值的基础，一方面消除衰减直流分量的影响；一方面可以确保同步；三、牵引供电主要关键技术2024/10/30解决问题的方法

故障性质识别原理限流施压识别法：与故障线路对应断路器并联一条由负荷开关、限流电阻、电流或电压