高速铁路接触网设备运行与维护课件：接触悬挂

高速铁路接触网设备运行与维护目录接触悬挂的认知接触悬挂的检查维护任务一任务二接触悬挂的认知【任务描述】本任务旨在认识接触悬挂装置，通过本任务的学习，使学生对接触悬挂装置有比较全面的认识，为后续任务的执行奠定坚实的基础。【任务目标】(1)掌握接触悬挂装置的组成结构。(2)熟练掌握各类接触悬挂的特点。任务一

接触悬挂的认知任务一

接触悬挂的认知接触悬挂是指安设于接触网支持和定位装置之上的，直接参与弓网受流完成电能传输的，由接触网线索及其悬挂零部件组成的结构的总称。接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索和补偿器等。动车组运行时，受电弓顶部的滑板紧贴接触线摩擦滑行取流。因此，要求接触线弹性均匀，弛度变化小，保证在任何条件下都能不间断地给动车组供电。接触悬挂的弹性是其质量优劣的主要标志。接触悬挂的弹性是指悬挂中某一点在受电弓的压力下，每单位垂直力使接触线升高的程度。衡量接触悬挂的弹性有两个指标：一是弹性的大小，取决于接触线的张力；二是弹性的均匀程度，取决于接触悬挂的结构。(1)尽量使受电弓对接触线的压力不随受电弓的起伏波动而变化。在受电弓抬升力的作用下，接触线的升高应尽量相等，且接触线在悬挂点间应无硬点存在。(3)接触悬挂在受电弓压力及风力作用下应有良好的稳定性，即动车组运行时，接触线不发生剧烈的上下振动，影响正常取流。(2)受电弓沿接触线滑行时接触点的轨迹，尽可能地接近于水平直线。接触线对轨面的高度应尽量相等，若受悬挂条件限制时，接触线高度变化应避免出现陡坡。(4)减轻接触悬挂(特别是接触线上)

的集中重量，采用轻型零件。零件应具有一定的抗腐蚀能力和耐磨性，以延长使用年限。任务一

接触悬挂的认知为了改善接触悬挂弹性，保证滑板的良好取流，接触悬挂应达到下列要求：任务一

接触悬挂的认知一、接触线接触线是接触网中直接和受电弓滑板摩擦接触取流的部分，电力机车从接触线上取得电能。接触线的材质、工艺及性能对接触网起着重要作用，要求它具有较小的电阻率、较大的导电能力；要有良好的抗磨损性能，具有较长的使用寿命；要有高强度的机械性，具有较强的抗张能力。接触线制成上部带沟槽的圆柱状，沟槽是为了便于安装固定接触线的线夹，同时又不影响受电弓取流。接触线底面与受电弓接触的部分呈圆弧状。1.

接触线按照材质的分类按照材质不同，接触线主要分为铜接触线、钢铝接触线和铜合金接触线(银铜合金、镁铜合金、锡铜合金)。尺寸类型A/mmB/mmC/mmD/mmE/mmK/mmR/mmG/

(°)H/

(°)150

mm2铜合金接

触线14.4014.409.717.246.804.000.402751120

mm2铜合金接

触线12.9012.909.767.246.804.350.402751目前我国高速铁路普遍采用铜合金接触线，其结构如图3-1所示。铜合金接触线主要参数如表3-1所示。图3-1铜合金接触线截面图表3-1

铜合金接触线参数图任务一

接触悬挂的认知任务一

接触悬挂的认知2.

接触线的主要性能高速接触网要求使用受流性能好、稳定性能好、抗张性能好、导电性能好、电流强度大的接触线，因而要求具备下述主要技术性能：1)抗拉强度高为了提高接触线的波动速度，因此需相应提高接触线的张力，要求抗张强度在500N/m左右。在考虑选择高强度材料以提高其应力的同时，还要注意其线密度要低。2)电阻系数低高速接触网中电流强度较大，为此，必须要求接触线的电阻率要低，一般在工作温度20°C时，电阻率应在0.01768~0.02000(Ωmm2/m)以适应流经大电流的需要。任务一

接触悬挂的认知3)耐热性能好高速接触网一般都具有列车运行速度高、密度大、持续时间长的特点，因而，接触线内长时间流经大电流。接触网在持续流过较大的电流以后，自然引起导线发热，在温升达到一定程度时，导线的材质会软化，强度会降低，严重时，接触线会产生因温度影响形成的蠕动性伸长，从而破坏正常的受流。因此，选择的接触线材质应具有较好的耐热性能，一般要求软化点在300°C以上，以适应较高载流量。4)耐磨性能好接触线和受电弓是滑动接触的，接触压力大，速度高，要求接触线具有良好耐磨性的同时注意其抗腐蚀性能，尽量延长接触线的使用寿命。5)制造长度长为了保证高速电气化区段的良好受流，消除硬点及断线隐患，一般要求在一个锚段内不允许有接头，这就要求接触线的制造长度在1800~2000m，以适应锚段长度需要。任务一

接触悬挂的认知二、承力索承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来，故要求承力索能够承受较大的张力和具有抗腐蚀能力，并且在温度变化时弛度变化较小。承力索根据材质一般可分为铜承力索、钢承力索、铝包钢承力索和镁铜合金承力索，有多种规格。按照设计时是否通过牵引电流，可以将承力索分为载流承力索和非载流承力索。目前我国高速电气化铁路均采用镁铜合金承力索，其由19根单线绞合而成，

截面如图3-2所示。图3-2承力索断面图序号项目120

mm295

mm2备注1标称截面积/mm2120952计算截面积/mm2116.9993.273绞线单位质量/(kg/km)1065849允许偏差为土

3%4线胀系数/(1/°C)17×10-617×10-65弹性模量/MPa105001050006绞线最小计算拉断力/kN67.5754.767单丝抗拉强度/MPa≥578≥587绞后8单丝弯曲(至开裂)次数≥6≥69单丝弯曲(至断开)次数≥8≥810单丝扭转次数≥20≥2011单丝缠绕圈数≥8≥812绞线20°C时直流电阻/(Ωmm2/m)≤0.242≤0.30313载流量/A＞545＞47514疲劳/次5×1055×10515振动/次2×1052×105任务一

接触悬挂的认知镁铜合金承力索的主要技术性能如表3-2所示。表3-2承力索断面图任务一

接触悬挂的认知三、高速电气化铁路接触网的悬挂类型按接触线和承力索布置的相对位置关系分为：直链形悬挂、半斜链形悬挂、斜链形悬挂。直链形悬挂承力索和接触线布置在同一个垂直平面内；半斜链形悬挂承力索沿铁路的线路中心正上方布置；斜链形悬挂接触线、承力索均布置成“之”字形，但两者的“之”字布置方向相反。高速电气化铁路接触网均采用全补偿弹性链形接触悬挂，即接触线通过吊弦悬挂在承力索上，定位点接触线通过布置安装整体载流吊弦连接在弹性吊索上，弹性吊索固定在承力索上，承力索在接触线的上方。目前，世界各国为满足高速受流的要求，都根据自己国家高速铁路规划的动力设置(动力集中式或动力分散式)和受电弓的结构及性能的不同，而采用了不同的悬挂类型。高速接触网的悬挂类型就其现有的情况而言，有弹性链形悬挂、简单链形悬挂和复式链

形悬挂(或称双链形悬挂)。名称量值名称量值接触线CuAgRi120最大跨距/m65/(44)接触线张力/kN15结构高度/m1.8/

(1.1)承力索Bz

Ⅱ72接触线高度/m5.3承力索张力/kN15弹性变形(跨中)/(mm/N)0.6/(0.4)弹性吊弦Bz

Ⅱ35弹性变形(支柱点)

/(mm/N)0.5/(0.5)弹性吊弦张力/kN3.5非均匀度/%10/(6)弹性吊弦长度/m18载流量/A970任务一

接触悬挂的认知(一)弹性链形悬挂模式德国高速电气化铁路(ICE)接触网采用的悬挂类型是弹性链形悬挂，代表类型为Re250型和Re330型，它们适应的速度分别为250km/h和330km/h，其结构图如图3-3所示。其注：括号()内的数字为隧道内数据。表3-3Re250型接触悬挂的技术参数中Re250型的主要技术参数见表3-3。图3-3弹性链形悬挂结构示意图从表3-3可以知道，Re250型接触悬挂，其最大跨距为65m，弹性吊索长度为18m，导线的张力为15kN，承力索的材质为青铜丝，张力为15kN，这些参数比原有Re160型都有较大的提高。Re250型适应的运行速度为250km/h，随着ICE列车运行速度的提高，后来又研发了Re330型接触网，就其基本结构而言未有多大变化，但是在技术参数上有所调整，导线材质也有所改进。任务一

接触悬挂的认知任务一

接触悬挂的认知(二)简单链形悬挂模式法国在修建大西洋新干线时采用了简单链形悬挂。从结构上看，简单链形悬挂与弹性链形悬挂的主要区别是取消了弹性吊索。法国采用简单链形悬挂的主要原因是其结构简单，造价较便宜，不仅一次性投资减小，而且运营费也有所降低，这是牺牲有限的受流质量来换取经济效益，在同样的运行条件下，接触线寿命会有所缩短。为了得到良好的受流，采用了调整承力索和接触线张力的办法，以达到沿跨距内的弹性尽量均匀，最后使接触线的张力达到了20kN。其结构如图3-4所示。图3-4简单链形悬挂结构示意图任务一

接触悬挂的认知(三)复式链形悬挂模式日本高速铁路是唯一采用简单复链形悬挂类型的国家。日本在开始建造电气化铁路线时，曾对简单复链形悬挂、弹性复链形悬挂、带空气弹簧吊弦的复链形悬挂及三链形等四种悬挂类型进行选择性试验。经过运行试验，很快淘汰了后三种类型，保留了复式链形悬挂，其结构如图3-5所示。图3-5复链形悬挂接结构示意图日本当初采用复链形悬挂，是因为复链形悬挂对日本有着特殊的优点，主要是由于它受流稳定性及风稳定性都较为优越，弹性均匀度较好。日本在动力配置方面采用动力分散式，四动四拖的动车组。同时，日本又是一个岛国，风速普遍较大，这是采用复链形悬挂的主要原因，也是新干线首次取得受流成功的基础。但复链形悬挂单位长度质量较大，造成波动速度无法提升，影响列车速度进一步提高，而且也会造成接触线较大的波磨耗，进而影响使用寿命。上述三种代表性的接触网悬挂模式，运行实践证明，都能适应200km/h以上的运行速度，而且这种不同的悬挂类型都是根据各国的具体情况决定的，并且都选择了与悬挂类型相匹配的高速受电弓。任务一

接触悬挂的认知京津高速铁路是我国第一条城际高速铁路，于2008年正式投入运营，全线长约117km，从北京到天津需要29min，是连接北京至天津的主要客运通道，是2008年奥运会的客运干线之一，同时也是加快我国铁路现代化建设的重点工程项目，在我国铁路发展史上是具有重要意义的一件大事。京津接触网采用简单链型悬挂，分高速和常速两种类型，即SICATHAC、SICAT

SAC型接触网。SICAT

HAC采用CuMg0.5AC120接触线和BZⅡ120承力索；承力索张力为21kN，接触线张力为27kN。接触网波动传播速度为572km/h，最高速度350km/h，低于70%的接触悬挂的波动传播速度。任务一

接触悬挂的认知在2003年中国高速铁路发展开始时，一直存在全补偿简单链形悬挂及全补偿弹性链形悬挂之争。曾经一段时间，简单链形悬挂结构因简单、施工维护方便而获得了业内的认可。在此前提下，京津城际铁路采取了简单链形悬挂(原型Re330为弹性链形悬挂)。然而在应用中逐渐发现，简单链形悬挂需要设置的预留弛度不并好调整，因此实际施工工作量基本与弹性链形悬挂相同。同时，由于双弓运行，采用简单链形悬挂方式时后弓运行状态不理想，故目前我国高速电气化铁路区段接触网一般采用全补偿弹性链形悬挂方式。任务一

接触悬挂的认知任务一

接触悬挂的认知四、技术标准(一)承力索1.

材质承力索应采用铜合金材质，容许载流量符合运能需要。2.

承力索位置标准值：直链形悬挂位于接触线正上方；标准状态：标准值±50mm；警示值：标准值±150mm；限界值：标准值±200mm。3.

承力索磨耗及损伤承力索损伤后不能满足该线通过的最大电流时，若系局部损伤，可以加电气补强线，若系普遍损伤则应更换；承力索损伤后不能满足规定的机械强度安全系数时，可以加补强线或切除损坏部分重新接续，若系普遍损伤则应更换。任务一

接触悬挂的认知4.

悬吊滑轮承力索在悬吊滑轮处应转动灵活、无卡滞，悬吊滑轮与线索相匹配。5.

预绞丝护线条承力索在承力索座、悬吊滑轮等处悬吊固定时，应加装与承力索材质匹配的预绞丝护线条。标准值：无损伤；标准状态：无损伤；警示值：无散股、损伤3股；限界值：断股。7.

保护条隧道口、棚洞口、跨线桥涵处、上跨线路下方、关节式分相中性区承力索应加装保护条。(1)隧道口、棚洞口、跨线桥涵处安装范围不小于8m。向构筑物内侧延伸1m，外部延伸7m。(2)跨越接触网线缆下方以投影点为中心，各向外延伸10m。(3)关节式分相在有电区与无电区转换区段内加装不低于8m。6.

承力索接头和断股补强的总数量一个锚段内，承力索接头和断股补强的总数量应符合以下规定(不包括分段及下锚接头)：标准值：0处；标准状态：0处；警示值：2处；限界值：4处。承力索的接头距悬挂点应不小于2m，同一跨距内不允许有两个接头。任务一

接触悬挂的认知任务一

接触悬挂的认知(二)接触线1.

材质接触线应采用铜合金材质、容许载流量符合运能需要。2.

拉出值接触线拉出值(含最大风偏时跨中偏移值)标准值：设计值；标准状态：标准值±30mm；警示值：400mm；限界值：450mm。3.

接触线高度接触线高度标准值：设计值；标准状态：标准值±30mm；警示值：标准值±60mm；限界值：标准值±100mm且小于6500mm。任务一

接触悬挂的认知4.

接触线坡度接触线坡度(工作支接触线相邻悬挂点高度变化)标准值：V≤250km/h时，坡度≤1‰，V＞250km/h时，坡度为0；标准状态：V≤250km/h时，坡度≤1‰，V＞250km/h时，坡度≤0.5‰；

警示值：V≤250km/h时，坡度≤1‰，V＞250km/h时，坡度≤0.5‰；

限界值：V≤250km/h时，坡度≤1.5‰，V＞250km/h时，坡度≤1‰。5.

接触线偏角接触线偏角(水平面内改变方向)标准值：设计值；标准状态：标准值±1°且≤4°；警示值：6°；限界值：8°。任务一

接触悬挂的认知6.

接触线局部磨耗、变形及损伤(1)接触线允许最大局部磨耗面积如表3-4所示。接触线局部磨耗达到或超出限界值，应立即进行更换；达到或超出警示值，进行重点监控，纳入三级修(精测精修)更换。(2)检查接触线与检测尺之间的间隙，其间隙不得大于0.1mm/m。(3)接触线扭面角度标准值：0°；标准状态：5°；警示值：15°；限界值：20°。设计速度导线材质工作张力标准值警示值限界值200~

250

km/hCTS—无磨损15%20%300~

350

km/hCTSH-15028.5

kN无磨损11%15%CTMH-15028.5

kN无磨损17%23%CTMH-15030

kN无磨损14%19%CTCZ-15031.5

kN无磨损19%25%CTCZ-15033

kN无磨损16%21%RiM12027

kN无磨损13%17%表3-4接触线局部磨耗表任务一

接触悬挂的认知7.

接触线接头正线接触线不允许有接头。侧线一个锚段内接触线接头的总数量应符合以下规定(不包括分段、分相及下锚接头)：标准值：0处；标准状态：0处；警示值：1处；限界值：2处。接触悬挂的检查维护序号名称规格或型号单位数量备

注1吊弦压接钳(含模块)套1作业车/梯车检修2梯车台13力矩扳手0~

100N·m套2带数显功能4五轮直弯器台1作业车5划线笔支36千分尺把17短接线组18防松胶瓶29相机台110手扳葫芦3T、1.5T台各一11钢丝套子个212紧线器个2任务二

接触悬挂的检查维护一、作业准备1.人员准备一个作业组(一般不少于10人)。2.工具准备工具清单，如表3-5所示。表3-5工具清单序号名称规格单位数量备

注1中锚线夹个12吊弦未压接套5含吊弦线夹、线鼻子、压接管、心形环、铜绞线3开口销个104螺母、垫片M8-M16套各55贴温片张16铜绑线根若干7弹吊线夹套2任务二

接触悬挂的检查维护3.材料准备材料清单，如表2-2所示。表3-6材料清单任务二

接触悬挂的检查维护二、检修作业内容及标准1.

承力索检修标准(1)检查承力索本体状态是否良好，如图3-6所示。图3-6承力索任务二

接触悬挂的检查维护(2)检查承力索是否互磨或承力索与腕臂互磨，如图3-7所示。图3-7承力索预绞线(3)承力索(铜承力索)互磨处理方案：①两支承力索交叉间距小于50mm的处所，采取加大两线间距的措施。如调整平腕臂、吊弦，

改变两支承力索悬挂高度，同时要调整结构高度，保证接触网导高不发生变化。②两支承力索交叉间距小于50mm的处所(确认不能调整)，两支承力索均加装预绞丝。相邻跨距内有的加装铜材质等位线，相邻跨距内没有的加装门型电连接。(4)承力索技术要求：①承力索损伤后不能满足该线通过的最大电流时，若是局部损伤，可以加电气补强线，若是普遍损伤则应更换。②承力索损伤后不能满足规定的机械强度安全系数时，可以加补强线或切除损坏部分重新接续，若是普遍损伤则应更换。承力索在悬吊滑轮处应转动灵活、无卡滞现象，悬吊滑轮与线索相匹配。任务二

接触悬挂的检查维护③任务二

接触悬挂的检查维护④承力索在承力索座、悬吊滑轮等处悬吊固定时，应加装与承力索材质匹配的预绞丝条。标准值：无损伤。标准状态：无损伤。警示值：无散股、损伤3股。限界值：断股。⑤一个锚段内，承力索接头和断股补强的总数量应符合以下规定(不包括分段及下锚接头)：标准值：0处。标准状态：0处。警示值：2处。限界值：4处。⑥承力索的接头距悬挂点应不小于2m，同一跨距内不允许有两个接头。⑦当承力索状态超出限界值时，在损伤部位制作承力索接头。任务二

接触悬挂的检查维护2.

接触线检修标准(1)检查接触线参数，主要是检查接触线高度和拉岀值，如图3-8所示。图3-8接触线导高、拉出值任务二

接触悬挂的检查维护(2)接触线线面有无扭面、偏磨、互磨、明显硬点及线索制造缺陷，如图3-9所示。处理方法：接触线与斜腕臂、防风支撑、定位管互磨时，通过调整腕臂、防风支撑、定位管位置消除互磨。悬挂间距不小于100mm。图3-9接触线与腕臂、定位管互磨(3)接触线无电弧烧伤痕迹，如图3-10所示。处理方法：用砂纸进行打磨，消除拉弧烧伤痕迹。任务二

接触悬挂的检查维护图3-10接触线电弧烧伤任务二

接触悬挂的检查维护(4)正线接触线不允许有接头。测量接触线导线磨耗：锚段关节开口方向工作支2根之间，中心锚节处，机械或电气损伤处，硬点造成磨耗严重处，导线扭面、扭弯造成的磨耗严重处，动检超限数据处。接触线技术要求：①接触线坡度(工作支接触线相邻悬挂点高度变化)。标准值：V≤250km/h时，坡度≤1‰；V＞250km/h时，坡度为0。②接触线偏角(水平面内改变方向)。标准值：设计值；标准状态：标准值±1°且≤4°；警示值：6°；限界值：8°。③接触线局部磨耗、变形及损伤。接触线允许最大局部磨耗面积。接触线局部磨耗达到或超出限界值，立即进行整锚段更换；达到或超出警示值，进行重点监控，纳入三级修(精测精修)更换。任务二

接触悬挂的检查维护3.

中心锚结的检查(1)防断中心锚结(如图3-11所示)：(a)1—接触线中心锚结线夹；2—承力索中心锚结线夹；3—压接管；4—接触线中心锚结绳；5—承力索中心锚结绳。图3-11防断中心锚结及中心锚结线夹(b)任务二

接触悬挂的检查维护①承力索中心锚结绳。中心锚结绳范围内承力索不得有接头和补强，无断股、散股、电气烧伤现象。中心锚结绳、固定线夹应与承力索材质匹配，其设置位置符合设计要求。承力索中心锚结线夹辅助绳外露长度不小于50mm。中心锚结绳弛度应等于或略高于该处承力索弛度，承力索中心锚结绳在其垂直投影与线路钢轨交叉处，应高于接触线300mm以上。②接触线中心锚结绳。中心锚结所在的跨距内接触线不得有接头和补强，无断股、散股、电气烧伤。中心锚结绳范围内不得安装吊弦和电连接。两端距相邻的吊弦或电连接距离不得小于500mm。任务二

接触悬挂的检查维护中心锚结线夹两边锚结绳的长度和张力力求相等。中心锚结绳处于受力状态，不得触及弹性吊索，不得改变相邻吊弦受力和接触线高度。接触线中心锚结绳不受力情况，如图3-12所示。中心锚结绳两端与承力索固定线夹的设置和间距符合设计要求。接触线侧锚结绳压接后回头外露长度不小于20mm。图3-12接触线中心锚结不受力情况任务二

接触悬挂的检查维护③中心锚结线夹。接触线中心锚结线夹应安装牢固，无断裂。在直线上保持铅垂状态，在曲线上与接触线的倾斜度一致。接触线中心锚结线夹破裂现象，如图3-13所示。图3-13接触线中心锚结线夹断裂任务二

接触悬挂的检查维护中心锚结线夹处接触线高度与相邻吊弦接触线高度应相等，允许偏差0~10mm。(2)防窜式中心锚结，如图3-14所示。①防窜绳两端固定线夹的设置位置符合设计要求。②接触线中心锚结绳与防断式相同。1—C形接触线中心锚结线夹；2—承力索中心锚结线夹；3—铜合金绞线型接触线中心锚结绳；4—防窜型中心锚结绳。图3-14防窜式中心锚结任务二

接触悬挂的检查维护4.

线索交叉互磨(所有交叉处)处置方案1)承力索交叉互磨①