哈大电气化铁路接触网介绍.ppt
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,哈大电气化铁路接触网介绍,沈阳供电段教育科,哈大电气化铁路是我国系统引进德国的接触网及牵引供电技术及设备的第一条电气化铁路。
1999年5月中国铁道部与德国联合体BalfourBeatty（Adtranz公司）和Siemens公司签订了这条铁路电气化改造的合同。
合同主要内容是：
德方联合体提供2800条公里Re200C和部分Re100C悬挂方式的主要接触网材料。
此种悬挂方式是匹配中国情况的运行速度为200km/h的德国接触网德方提供17座变电所的主要设备。
变电所的功率最大为263MVA。
德方提供远动控制系统（SCADA）。
由沈阳调度中心和4个位于大连、沈阳、长春、哈尔滨的分调中心，控制约934个接触网开关和17座变电所。
德方提供460个速度为200km/h的电力机车用受电弓。
德方提供接触网专用检测设备。
德方协助制定维修体制并进行人员培训。
德方提供此条线路设计所需要的专用软硬件。
2001年8月18日沈北大连段首先交付使用2001年11月8日哈大线全线正式开通。
2001年8月18日，沈北大连段首先交付使用，2001年11月8日，哈大线全线正式开通。
哈大线电气化范围包括：
大约3100条公里，其中2800条公里为Re200C或Re100C。
106个车站（其中部分带编组场）。
66个分相点（防护区段）大约900个柱上开关大约800个分段绝缘器大约300个短路报警互感器,支柱和基础支持装置定位装置接触悬挂补偿装置电连接器隔离开关,线岔分段绝缘器电分相附加导线限界门接触网标志牌,接触网构造,一、支柱和基础,作用：
支柱用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。
支柱按材质分类：
预应力钢筋混凝土支柱和钢柱支柱按用途分类：
支柱按其在接触网中的位置分为中间支柱、转换支柱、中心支柱、锚柱、定位支柱、道岔支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及桥梁支柱等几种。
预应力钢筋混土支柱,哈大线使用的凝土支柱有三种：
H93、H170、H350。
H93支柱一般用于区间和站内下锚，H170和H350支柱一般用于站场软横跨。
H93、H170为直埋式安装，H350为基础式安装。
钢支柱,多用于站内软横跨、桥梁和双线路腕臂等处。
钢支柱主要有G250-450/15及Gr650-800/20等多种型号。
支柱侧面限界：
支柱侧面限界是指轨面（或轨面连线中心）处支柱内侧与线路中心的距离，用CX表示。
所有支柱侧面限界均必须符合接触网平面竣工图的规定，必须符合技规、检规相关要求。
哈大线支柱侧面限界正常为3.00m，最小限界不小于2.50m。
轨面标准线：
轨面标准线（俗称“红线”）是为保证接触网与线路的相对位置，在接触网支柱的线路侧或隧道一侧的边墙上标出的。
哈大线建线之初并没按要求在红线标记上方标注其它参数（设计的线路超高、导线高度、侧面限界等），有待进一步完善。
二、支持装置,作用：
支持装置用以支持接触悬挂并将其负荷传给支柱或其他建筑物。
1、腕臂支持装置,1水平腕臂：
55铝合金管；2斜腕臂：
70铝合金管；3水平腕臂绝缘子：
4斜腕臂绝缘子；5定位管；6组合承力索线夹；7定位支架；8定位器；9吊钩；10防风拉线环；11定位环；12叉头连接器；13楔型连接器；14管帽；1555型钩头连接器；16水平腕臂底座；17斜腕臂底座；18斜拉线,2、软横跨,3、硬横梁,4、其它支持装置,带倒立柱式硬横梁。
多线路腕臂。
弹性支撑。
三、定位装置,作用：
为使电力机车受电弓滑板在运行中与接触线始终良好地接触取流，需要将接触线按受电弓运行要求进行定位。
这种确定接触线平面位置的装置称为定位装置。
定位器种类,定位方式,根据支柱设置的位置不同（即支柱是在直线区段还是在曲线区段，在曲线的外侧还是内侧，在锚段中还是在锚段关节处，是否在道岔处等），支柱所采用的定位方式也不相同，定位方式大体分为以下几种：
正定位反定位软定位双定位简单定位,直线区段“之”字值和曲线区段拉出值,概念：
接触线在定位点处距电力机车受电弓滑板中心的距离，在直线区段叫做接触线的“之”字值，在曲线区段称为拉出值。
作用：
主要是使在运行中的电力机车受电弓滑板工作面与接触线摩擦均匀（否则会使滑板工作面某些部分磨出沟槽，降低受电弓使用寿命），保证接触线与受电弓接触，不发生脱弓，避免因脱弓造成的弓网事故。
四、接触悬挂,作用：
接触悬挂是将电能传给电力机车的供电设备。
接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，接触线与电力机车受电弓直接接触。
它包括接触线、承力索、吊弦以及连接它们的零件。
1、接触线,型号：
接触线类型（正线）/张力/磨耗：
Ris100/10KN/20%接触线类型（侧线）/张力/磨耗：
Ri100/10KN/20%接触线类型（站场）/张力/磨耗：
CTA-85/8.5KN/20%,运行中的要求：
接触导线距轨面的高度符合要求，允许误差30mm，相临悬挂点相对高差在20mm之间。
接触导线在极限弛度时最高不得超过6500mm，最低不得底于5700mm（桥下低净空除外）。
接触导线的坡度变化一般不超过1，困难时不超过2。
接触线应顺直，不得有硬弯、扭面、裂纹、损伤等现象。
接触线磨耗及剩余高度见下表，当磨耗达到20%时必须补强，若一锚段内有4处磨耗达到20%及以上应整体更换。
拉出值应符合设计要求：
正常为200，最大不超过400，允许误差30mm。
Re200C接触线在水平面内改变方向时，工作支水平转角5。
，非工作支水平转角10。
；Re100C接触线在水平面内改变方向时，工作支水平转角15。
，非工作支水平转角20。
一锚段内接头、补强总数不超过4处，接头距悬挂点不小于2m。
接触导线上安装的所有零部件均应保证受电弓平滑通过和取流正常。
导高：
接触线与轨平面的垂直距离，称为接触线高度，简称导高。
哈大线正常情况下导高为6m，特殊条件下，应符合技规规定。
导高H,硬点,接触线硬点，会增加接触线局部磨耗，缩短其使用寿命，且易损坏受电弓。
所以要求接触线应顺直，不得有硬弯、扭面、裂纹、损伤等现象。
除日常巡视、检修时对接触线硬点进行检查外，动态检测车检查接触力是更方便的办法。
一般动态力在200N-20N之间，超出此范围，认为是有硬点存在。
接触线接头,当接触线磨耗超限、受损伤或事故断线时，需作接头。
对接头的一般要求：
接头至定位点的距离不小于2m。
接触线夹使用正确，不能歪斜。
接头处两线对齐，受电弓过渡平滑。
接头线夹螺母紧固符合要求。
2、承力索,承力索悬挂在腕臂（或软横跨上部固定绳）上。
承力索利用吊弦将接触线悬吊起来，在不增加支柱的情况下，使接触线增加了悬挂点，提高了接触线的稳定性，减小了接触线弛度。
承力索型号：
哈大线采用铜镁合金的BzII-50/7（50mm2、7股）承力索，张力为10KN。
运行中的要求：
承力索在直线地段应位于线路中心线的正上方，允许误差150mm。
在曲线地段承力索与接触线之间的连线应垂直于轨面连线，允许向曲线内侧偏差不超过100mm，但不得偏向曲线外侧。
一锚段内接头、补强和断股处不超过4处，接头距悬挂点不小于2m，两接头之间的距离不小于80m（一跨距内不得有两个接头）。
承力索不得有散股、断股、烧伤现象。
承力索损伤超过其截面积的15%时，需要补强；超过其截面积的20%时，须截断重新做接头。
承力索中心锚结处与补偿器端的张力差不得超过其额定张力的10%。
承力索相交叉时不得有互磨现象。
3、吊弦,在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上，利用调节吊弦长短来保证接触悬挂的结构高度和接触线高度，从面改善接触悬挂的弹性，提高受电弓的受流质量。
哈大线接触网中吊弦为铜镁合金整体吊弦，线型为：
BzII-10/49（10mm2、49股）。
弹性吊索内无导流环，其它带导流环。
吊弦间距确定：
吊弦间距一般为10-12m，计算时以12m为基准往小选，以接近12m为好，但不能超过12m。
计算公式：
（a-2.5-3.5-2.5）/n式中a为跨距，2.5+3.5+2.5=8.5一般为固定数值（定位处弹性吊索内的吊弦距离，n为经验值，跨中吊弦数为n-1。
（65-2.5-3.5-2.5）/5=11.3例：
a=65时，计算吊弦间距，取n=5，则吊弦间距：
（65-2.5-3.5-2.5）/5=11.3弹性吊索内吊弦间距：
当弹性吊索为18m时，弹性吊索内四根吊弦，距定位点依次2.5m、3.5m，当弹性吊索为14m时，弹性吊索内两根吊弦，距定位点2.5m。
4、弹性吊索,为使接触网弹性均匀，Re200C使用了弹性吊索。
弹性吊索安装于R1200m的线路区段。
哈大线接触网中弹性吊索为铜镁合，线型为：
BzII-25/7（25mm2、7股）。
安装要求,在腕臂支持装置定位处，正定位时弹性吊索长度为18m，反定位时弹性吊索长度为14m；在站场，当软横跨跨距50m时，弹性吊索长度为18m，当软横跨跨距50m时，弹性吊索长度为14m。
当弹性吊索长度为18米时，额定张力为2.3KN；当弹性吊索长度为14m时，额定张力为1.7KN。
弹性吊索在无偏移温度时两端的长度应相等，允许误差不超过100mm，弹性吊索两端用25-70并联线夹与承力索连接，弹性吊索靠近下锚侧预留200mm。
弹性吊索不得有断股、散股和接头。
5、锚段与锚段关节,根据供电和机械方面的要求，将接触网分成许多独立的分段，这种独立的分段称为锚段。
两个相邻锚段的衔接部分称为锚段关节。
锚段关节的作用是保证电力机车受电弓能平滑、安全地由一个锚段过渡到另一个锚段，且取流情况良好。
锚段关节的分类,锚段关节按用途分：
分为绝缘锚段关节和非绝缘锚段关节两种。
非绝缘锚段关节只起机械分段作用，不进行电分段，又称为电不分段锚段关节。
绝缘锚段关节不仅起机械分段作用，同时起同相电分段作用，又称为电分段锚段关节。
按两锚段衔接部分的总跨距来分：
锚段关节又可分为三跨、四跨和五跨锚段关节。
按锚段关节所在线路的特征来分：
锚段关节又分为直线锚段关节和曲线锚段关节。
6、中心锚结,中心锚结一般安装在链形悬挂锚段中间，作用是为了防止由于各种原因而使导线向一侧滑动，从而保证了接触线有良好的工作状态。
中心锚结还可以缩小事故范围，即因中心锚结将锚段分成两部分，在一侧发生机械事故（如断线等）时，不致波及整个锚段，便于抢修。
在区间，采用带承力索中锚绳的即防断又防串中心锚结；在站场软横跨采用只带接触线中锚绳（Z绳）的防串中心锚结。
五、补偿装置,作用：
是当温度变化时，线索受温度影响而伸长或缩短，由于补偿附砣重量的作用，使线索顺线路方向移动而自动调整线索的张力，借以保持线索的弛度使之符合规定，从面保证接触悬挂的技术状态。
哈大线使用轮式补偿装置，全补偿下锚，其传动比是3：
1，接触线和承力索通过补偿绳同各自的补偿滑轮相连。
棘轮下方有一制动卡销，即使接触线断线，坠砣也掉不下来。
此轮式补偿器能够承受的拉力最大为13KN。
坠砣制动原理:
当突然断线时，线索失去拉力，在坠砣和棘轮等自身重力作用下，棘轮下坠，瞬间，棘轮卡在限制卡销上，不再下坠，同时轮不再旋转，从而限制了坠砣下坠。
a值的调整哈大线补偿装置的a值，在于初装，初装好了就不需要调整。
有两种情况需要调整：
一、下锚线长度不合适，至使a值过大或过小（最常见）；二、补偿绳在轮中缠绕圈数不对（不常见）。
所以调整时，也有两种办法：
一是调整下锚线长度调整，二是调整缠绕圈数。
而不能通过调补偿绳长度来调整。
六、电连接器,作用：
保证接触网各导线之间，各分段之间，或各股道接触悬挂之间电流的畅通，实现电压平衡，减少电能损耗提高供电质量，是接触网主导电回路的重要组成部分。
哈大线一般使用70mm2189股电解铜线，使用专用的压接工具。
按作用不同分单支和双支。
安装处所及基本要求锚段关节处：
非绝缘锚段关节一般安装在开口侧，绝缘锚段关节有开关时加在开关的另一侧，具体位置在转换柱的第一根载流吊弦外侧约500mm处。
双支。
五跨锚段关节一般在交叉侧加装一支。
线岔处：
线岔电连接安装在线岔两接触线一支为工作支，另一支为非工作支一侧，两线间距500-1000mm处，如必须安装在两接触线均为工作支侧时，则必须安装无线夹空间之外（脱离始触区）。
双支。
桥梁、分段绝缘器等处，一般为单支，起平衡电压作用。
上网电连接、开关、避雷器、横向电连接等处都是此电连接为基础。
七、隔离开关,作用：
连通或切断接触网供电分段间的电路，增加供电的灵活性，以满足检修和供电方式的需要。
隔离开关装设地点在：
大型建筑物两端、车站装卸线、专用线、电力机车库线、机车整备线、绝缘锚段关节、分区、分相绝缘器等需要进行电分段的地方。
哈大线接触网上的隔离开关常见的有A型、B型25KV两种，A型不带接地刀闸；B型带接地刀闸，用于机务段内整备线。
还有一种是给较小站场（站区）供电的隔离开关，额定电流较小。
开关操作机构有手动和电动两种，手动操作机构与B型开关配套使用。
开关与操作机构间用操作杆连接，以控制开关的分、合。
八、线岔,作用：
保证受电弓由一股道上空的一条接触线平滑、安全地过渡到另一条股道上空的接触线上，从而完成转换线路的运行目的。
线岔的结构：
接触网线岔是由两相交接触线、一根限制管和固定在限制管的线夹、螺栓组成。
线岔质量标准,Re200C（Re100C）型标准接触网的线岔采用交叉线岔。
两接触线应相交于道岔导曲线两内轨400-800mm的横向中间位置，允许偏差50mm。
线岔定位器示意图如下图所示。
由正线和侧线组成道岔时，正线接触线应位于侧线接触线的下方；侧线和侧线组成道岔时，长锚段接触线应设于短锚段接触线的下方。
线岔限制管应安装于正线工作支接触线上且安装牢固，并使两接触线有一定的活动间隙，以保证接触线伸缩自如，两支接触线处于自然交叉互不接触状态，上下线间隙1-3mm。
两交叉吊弦的技术标准为。
正线接触线的交叉吊弦，接触线上吊弦固定点的投影与侧线线路中心间距为550-60Omm。
侧线接触线的交叉吊弦，接触线上吊弦固定点的投影与正线线路中心间距为550-60Omm。
交叉吊弦在承力索上采用滑动线夹。
在交叉线岔处两支接触线同时工作，其正线接触线的投影与侧线线路中心间距为1050mm，或侧线接触线的投影与正线线路中心间距为1050的范围内，除交叉吊弦线夹外，不得安装其它线夹。
两工作支接触线相距800mm处，两工作支接触线与轨面的高度应相等，侧线工作支接触线允许高于正线工作支接触线10-30mm。
交叉线岔承力索的交汇点和接触线的交汇点应在同一铅垂面内。
交汇点处正线工作支接触线的高度比两侧定位点处接触线抬高20mm。
线岔的编号应以其所在的线路道岔编号命名。
九、分段绝缘器,作用：
分段绝缘器是一种安装于机车整备线、车库线、专用线、渡线等处接触网上的设备，即能起到电分段作用、又能使电力机车不断电驶过。
分断绝缘器通常与隔离开关配合使用，通过隔离开关的开合使独立区段接触网停电或带电。
分段绝缘器运行分析,德式分段：
性能好，用于哈大正线上，一次安装调整后很少发生故障。
哈大建线至今无故障记录，只是有对个别的分段做调整。
而价钱较贵，有时受环境条件限制。
国产菱形分段：
多用于机务整备线。
国产菱形分段绝缘器性能相对差，主要问题是检修周期短，绝缘滑板粘上受电弓碳粉后绝缘性能下降，易产生局部烧损，最终断裂。
国产空气绝缘型分段：
西安铁路科学技术研究发展有限责任公司生产的XFFP-1.6T消弧分段绝缘器，总体看优于菱形分段。
但调整比较麻烦，技术要求较高，导电滑板相对单薄。
安装调整不当易产生刮弓（分段被刮坏）事故。
质量标准,分段绝缘器位置与线路平行且位于轨道中心正上方，最大允许误差为：
100mm。
滑轨距正线1.5m,困难情况1.22m，距侧线1.05m。
承力索绝缘子安装在分段绝缘器的开口侧（在20C时距滑轮2m）。
分段绝缘器处接触线高度应比两侧悬挂点高约50mm。
滑轨不应有任何横纵向弯曲。
分段绝缘器开口端滑轨下沿至接触线下沿距离约为2mm、闭口侧滑轨下沿至接触线下沿之间距离约为3mm。
B型悬挂方式的辅助滑道采用约1m长100mm2接触线外加铜套管制作。
分段绝缘器开口侧加设2米长加强线，每500mm用平行凹槽线夹同接触线连接。
20C时承力索热缩管（长2500mm）位于滑轮中心至分段绝缘器开口端约1800mm、至闭封侧约700mm处。
接触线和滑轨之间平滑过渡。
分段绝缘器主绝缘表面清洁无烧伤、裂纹、破损、老化现象。
分段绝缘器后端距接触线线夹200mm处，接触线低面与滑轨低面应平。
十、电分相,对于三相电网，当各锚段由不同相电源供电时，需在两个不同相的相邻锚段之间设置一个中性区。
电力机车运行至中性区时，牵引电机关闭，抬起的受电弓依然能顺利地通过中性区的接触线，从面防止接触线和受电弓之间产生电弧。
当机车进入中性区时，机车牵引电机上的自动断开装置，由机车控制装置与沿线路所设的磁感应器装置控制。
中性段在哈大线一般设计成四跨绝缘锚段关节，中心梯形设计为三腕臂悬挂。
在中性区的两端（考虑反向行车），线路上应按规定设置明显的“禁止双弓”和“断”、“合”标记。
十一、附加导线,1、供电线,供电线作用是由变电所向接触网供电，供电线经由变电所至接触网线路，通过隔离开关与接触网连接。
隔离开关随变电所内设备统一编号。
供电线线材选用240mm2铝绞线，单独架设。
2、加强线,加强线采用规格为240mm2铝绞线沿线路方向同接触网同杆架设，大约每隔1.5km（锚段关节处）与接触悬挂并联一次。
其作用是加强接触线导流截面，从而提高接触网的末端电压。
3、回流线,回流线采用规格为240mm2铝绞线沿线路方向同接触网同杆架设，采用接地方式（不设绝缘子）能够起到回流及支柱（设备）接地作用。
加强线与回流线均安装在田野侧，加强线肩架与回流线肩架安装高差为1.8m。
回流线设计为接地方式，区间每隔300m，上、下行回流线过道并联一次，站场软横跨每隔300m，双横承力索采用2XB270接地并联一次。
每隔600m，支柱连接火花间隙接钢轨一次（现已拆除，换为简单接地极）。
吸上线是为保证接触网回流畅通而设置的。
哈大线采用单芯95mm2铜电缆,4、架空地线,在站场，为保安全，通过架空地线将所有的非带电导流件（设备）进行接地。
其终端与回流线近时，同回流线连接，否则终端做接地极接地。
哈大线架空地线材质为：
70mm2钢芯铝绞线（LGJ-70）。
十二、限界门,十三、接触网标志牌,在电气化区段分相绝缘器前方，分别设断电标、禁止双弓标。
对于最高运行速度大于120km/h的旅客列车、行邮列车及最高运行速度为120km/h的货物列车、行包列车运行的线路，在断电标的前方增设特殊断电标。
在分相绝缘器后方设合电标。
在双线电气化区段，在“合”、“断”电标背面，可分别加装“断”、“合”字标，作为反方向行车的“断”、“合”电标使用。
接触网终点标，设在站内接触网边界,在电气化线路接触网故障降弓地段前方，分别设准备降下受电弓标、降下受电弓标；对于最高运行速度大于120km/h的旅客列车、行邮列车及最高运行速度为120km/h的货物列车、行包列车运行的线路，在降下受电弓标的前方增设特殊降弓标。
在降弓地段后方，设升起受电弓标。
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