的载流能力、弓线间的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化,突然的气候变化还可能造成重大的行车事故。接触网的运营维护工作和接触网设计计算工作中绝大多数内容是与气象条件相关的。
3. 接触网具有明显的无备用特性
接触网是一个综合供电系统,由于技术和经济的原因,接触网设备是无备用的,无备用性决定了接触网的脆弱和重要性,一旦出现事故,必将影响列车的运行,造成一定的经济损失。解决这一问题的最好途径是:提高接触网的可靠性,实现接触网的状态修。
4. 接触网具有明显的机电复合性
接触网是一电力输电线,它具有电力输电线所不具有的一切特性,它必须遵循电力输电的一切规律和要求,但接触网又具有一般电力输电线所不具有的特殊性,这种特殊性是由弓网系统的特殊性所决定的,弓网关系要求接触网必须具有稳定的空间结构,稳定的动静态特性、足够高的波动速度,因此、接触网除了应有良好的电气性能之外还必须具有良好的机械性能,它是一个庞大的机电系统。
5. 接触网负荷具有明显的不确定性和移动性
接触网所承担的电力牵引负荷是高速移动的,正因为这一特点使弓网关系成为高速电气化铁路的核心问题之一;不确定的和随机的,负荷变化使接触网经常承受较大冲击,为保证接触网正常运行,接触网必须具备较强的过负荷能力。负荷不确定性对接触网的寿命和安全造成较大的负面影响。
6. 接触网具有明显的多学科交叉特性
接触网工程涉及电气、机械、力学(弹性力学、振动学、材料力学、空气动力学、计算机仿真学等)、地质、材料、环保等多科学领域。因此,在外人看来十分简单的接触网,其本质确是多学科交叉形成的应用型学科,为取得接触网理论研和工程实践的突破性发展,我国急需培养既懂机、电,又懂力、材的复合型人才。
1.2高速接触网的技术特征
结构上的技术特征,总括起来有以下几点: 1. 全补偿悬挂结构
由于接触悬挂是露天装置,因此,大气温度对它的将产生较大的影响,在温度发生变化的时候,线性生产不应影响张力的变化。为保证良好受流,在设计时根据线索的材质、强度和截面积,一般张力选取为10~25KN,综合张力不宜超过50KN。
为保证接触线和承力索的恒定张力,通常采用全补偿的链型悬挂结构。计算表明,综合张力过大,其弹性性能变低,受流质量下降。
2. 整体吊弦
在高速接触网接触悬挂中,吊弦是其中的主要环节,为适应高速的要求,吊弦向整体式和轻型化发展,过去采用的环节吊弦逐步被淘汰,而改为采用整体式吊弦,同时相应的加大了吊弦的密度。根据计算和试验,吊弦密度太疏了效果不好,因为接触线存在自重负载的影响,在两根吊弦之间要产生寄生弛度,这种寄生弛度和吊弦的支持作用,造成受电弓运行的不平滑性。但是吊弦密度过大,吊弦支持点过密,将会破坏接触悬挂的柔性状态。经过计算机的优化,其吊弦间距一般以8-12m为宜。但在支柱点处,距悬挂点处两侧的简单支柱吊弦相距越近,则悬挂点处的弹性性能将显著变差。
3. 锚段关节
随着列车速度的提高,在锚段关节处,有一个区段是受电弓同时接触两组悬挂,这时悬挂重量相对加大,在高速运行时,受电弓的抬升量就要减小,相应的会增加接触线和受电弓的磨损,缩短其使用寿命。因而不同的运行速度,其锚段关节的结构参数也应有相应改变,适应不同运行速度的接触悬挂所采用不同的锚段关节类型。
在高速接触悬挂中,一般采用五跨绝缘锚段关节作为高速接触悬挂的电分段方式,这时的转换点在跨中,这样就有效的避免了硬点的产生。
4. 轻型定位器
在每一个定位点处,都必须设置定位器。在高速运行时,该处就是一个集中硬点。而且,速度越高,所反应的硬点越明显。为了解决这个问题,各国都采用铝合金的轻型定位器,这样既减小了硬点,又提高了定位器的灵活性。同时,由于速度的提高,接触线也会产生相应的动态抬高,为了不产生打弓,有些线路还采用弓形定位器。根据不同线路,多数是加设限位装置和防风装置,
以便在高速运行时,防止过多抬高和保持相对稳定。
5. 减小接触线坡度
高速运行中的列车,若接触线的坡度较大,在变坡点必然会引起火花或对受流的破坏,影响十分明显,高速接触网对坡度值的要求是较为严格的,其值不应大于0.3%,一般控制在0.15%以内。
第2章 接触网平面设计的相关计算
2.1 原始资料
1.线路条件:按站场实际线路条件考虑 2.气象条件:第I典型气象区
tmax??40℃, tmin??5℃,tb??5℃,tvmax??10℃
3Vmax?35m/s,Vb?10m/s,b?0mm,?b?900kg/m
3.技术条件:
? 接触线高度:5.4m; ? 结构高度:1.7m;
? 悬挂数据:正线:JTMH-120(20KN)+CTSH-150(25KN) 站线:JTMH-95(15KN)+CTSH-120(20KN);
? 悬挂形式:正线站线均为全补偿简单链型悬挂; ? 土壤特性:挖方地段 ??300 。
2.2接触网负载计算 2.2.1 相关资料
吊弦及线夹的单位长度重力负载g风速不均匀系数a=0.75; 线索风负载体型系数K?1.25。
标称截计算截计算外拉断力面积承力索 股数 (mm2) (mm2) (mm) (KN) (kg/kmd?0.5?10(KN/m);
?3单位质量面积径 不小于) JTMH-120(正线) JTMH-95(站线) 表 2-1 承力索的规格结构及尺寸性能
19 120 116.99 14.0 67.57 1065 19 95 93.27 12.5 54.76 849 标称截接触线 面积计算截面积截面直截面宽径A度B参考单位质量(mm2) (mm2) (mm) (mm) (kg/km) CTSH-150(正) CTSH-120(站) 150 120 151 121 14.40 14.40 12.90 12.90 1350 1082 表 2-2 接触线的规格结构及尺寸性能
2.2.2负载计算
1.自重负载 正线:q 站线:q10?gj1?gc1?gd?0.0242KN/m?gj2?gc2?gd?0.0194KN/m
202.覆冰负载
由于该站处于第I典型气象区,覆冰厚度为0,故不需计算。
3.单位长度风负载
正线:承力索JTMH-120:
Pc1?0.615akvmaxd1?102?6?0.615?0.75?1.25?35?14?102?6?0.0099kN/m
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