接触网复习题

接触网总复习题

一填空题

1 “安装曲线”是指根据、和随温度变化的规律绘制的用于指导接触网施工和运营维护的曲线。

2 接触网状态方程是根据线索的长度变化推导出的表示和之间的关系式，只有未补偿和半补偿悬挂才有状态方程，而悬挂是没有状态方程的。

3 在接触网支柱上标注“红线”是为了线路抬高和观测支柱的沉降情况，它是轨面高程与支柱基础沉降关系的标志线，除此而外，支柱上还应标注、、外轨超高、侧面限界、曲线半径、轨道宽度等参数。

4 在软横跨的节点中，相当于道岔柱定位的节点是：和号节点，相当于中间柱定位的节点是：号节点，含有绝缘子的节点是：号节点。

5 调整好后的软横跨，其上下部固定绳可以有弛度而不能有弛度。

6 接触网具有、、、、特性。

7 接触网附加导线主要有供电线、加强线、、、保护线、正馈线和。

8 直链形悬挂的承力索和接触线的投影，悬挂的承力索和接触线的走向相反。

9 将风压高度变化系数取为1，这对大部分线路是可以的，但当线路位于、时，这样考虑就偏于不安全。

10 柔性架空接触网的计算理论是基于假设基础上的，它不适用于刚性悬挂。

11、接触网是电气化轨道交通所特有的沿为电力机车或电动车组提供电能的特殊供电线路，是的重要组成部分。

12、接触网有和两大类。接触轨有和两种结构；架空式接触网有和两大类，刚性架空接触网又有和两种形式。

13、刚性接触悬挂具有、、的特点，广泛应用于地铁和轻轨交通的部分。

14、柔性架空接触网一般包括、、、以及

和 五大部分。

15、高速接触网与常速接触网比较，其悬挂形式和结构形式都没太大变化，但弓网关系的实质已发生了质的变化，高速接触网在电气强度、机械强度、受力稳定性、悬挂弹性、悬挂抬升量、导线高度及其变化率、弓网动态特性等方面的技术要求要远远高于常速接触网。

二、名词解释(10分)

1、拉出值 ；

2、结构高度；

3、接触悬挂；

4、悬挂弹性；

5、弹性差异系数；

6、当量跨距；

7、临界跨距；

8、跨距；

9、锚段关节；10、中心锚结；11、基础；12、土壤安息角；13、土壤承载力；14、弹性链形悬挂；15、安装曲线；16、支柱侧面限界；17、导线高度；18、波动传播速度；19、接触网平面图；20、弛度；21、接触线坡度。

三 判断题 (正确的画“O ”，错误的打“X ” ，计10分)。

1 刚性悬挂中的补偿装置和柔性悬挂中的补偿装置，其作用是一样的。（ ）

2 临界跨距是一计算跨距，其作用是用于判定简单悬挂状态方程的起始条件。 （ ）

3 拉出值的作用是使滑板与接触线的磨耗均匀，增加悬挂稳定性。（ ）

4 安设中心锚结是为了减少张力差，改善悬挂弹性，缩小事故范围。 （ ）

5 车载设备过电分相需在地面安设四个地面感应器，其中1＃（4＃）地面感应器与2＃（3＃）之间的距离是根据列车最高运行速度和系统动作时间确定的。（ ）

6 接触线坡度是指两定位点间接触线的高差。 ( )

7 绝缘腕臂与支柱间是绝缘的，非绝缘腕臂与支柱间是非绝缘的。 （ ） 8 在高速接触网中，线岔有交叉和无交叉两种结构形式，一般而言，18号以下道岔采用交叉线岔，而18号以上道岔采用无交叉线岔。 （ ）

9 波动速度是接触网的一个特征参数，一旦接触网的结构和参数确定后，其值不随外部条件的改变而改变。 （ ）

10 接触式检测和非接触式检测是针对传感器与被测体的相互关系而言的。 （ ） 11 横卧板通常用于钢筋混凝土支柱基础，钢支柱基础是不用横卧板的。 （ ） 12 接触压力的标准偏差是一个统计概念，对于不同的受电弓其偏差是不同的，但它们的统计值均符合正态分布曲线。 （ ）

13 所有支柱在加上负载后，允许向受力方向倾斜mm 30~0。 （ ）

14 在电气化铁路接触网中，任一带电体与接地体的绝缘间距不得小于mm 300。 （ ）

15 受电弓归算质量是将受电弓的全部质量按动能相等原理归算到受电弓工作高度的质量。（ ）

16 在弓网磨耗关系中，有机械磨耗、电气磨耗和化学磨耗三大类，当运行速度大于200公里以后，磨耗主要以电气磨耗为主，并且与牵引电流之间存在1.6次方的比例关系。 （ ） 17 在接触网设计中，接触线无弛度时的温度通常要低于设计平均温度。 （ ） 18 标准大气压(温度+15℃)条件下的单位空气动力称为理论风压系数。( ) 19 我国电气化铁路是三相交流供电制式，城市轨道交通是单相工频供电制式（ ）。 20 产生上拔力的根本原因是不等高悬挂，而且高差超过一定限制 （ ）。 21 拉出值是指接触线在轨平面内的投影与线路中心线间的水平距离 （ ）。

22 在安装曲线的计算过程中，设当量跨距是为了减少设计工作量，由此使得张力温度曲线和弛度温度曲线由一个跨距一根减少为一个锚段一根 （ ）。

23 在高速接触网中，导高的施工误差一般均控制在±20mm 或~±30mm 以下 （ ）。 24 在带中性段的绝缘锚段关节式电分相结构中，中性段的长度主要取决于机车或电动车组的编组形式、升弓数量以及受电弓之间的电气连接等因素 （ ）。

25 在接触网运营支柱上均要标注“红线”，其主要作用是为了限制线路抬高和观测支柱的沉降情况，它是轨面高程与支柱基础沉降关系的标志线 （ ）。

26 临界负载是一计算负载，其作用是用于判定链形悬挂状态方程的起始条件 （ ）。 27 所有支柱在加上负载后，允许向受力方向相反的方向倾斜0~30mm （ ）。 28 在电气化铁路接触网中，任一带电体距离接地体的绝缘间距不得小于300mm （ ）。 29 在高速接触网中，线岔有交叉和无交叉两种结构形式，一般而言，18号以下道岔采用交叉线岔，而18号以上道岔采用无交叉线岔 （ ）。

30 在接触网设计中，接触线无弛度时的温度通常要低于设计平均温度 （ ）。 31 在高速接触网中通常采用刚性支撑，其主要原因是刚性支撑结构简单，其稳定性和高速特征系数较柔性支撑要好许多 （ ）。

四、问答题

1 请简述接触网理论体系的构成？

2 请你说明符号0

.37.8250

60+-H

中各字母及数字在接触网中表示的意义。

3 请你说明链形悬挂风偏移计算公式：j j j j

j j l

m p T a T l m p b γ++

=

2

2228中“m ”的工程意义。

4、确定跨距要考虑哪些因素，其中哪些是决定因素？

5、中国电气化铁路牵引供电系统有哪几种供电方式？高速电气化铁路一般选用什么供电方式？为什么?

6 请说明链形悬挂结构系数 的理论意义和工程意义，并写出其定义式和计算式。

7、直流接触网和交流接触网在接地系统和回流系统的处理上有何不同，为什么？

8、引起线索张力差的因素有哪些？确定锚段长度时主要考虑哪些因素？

9、为什么接触线无弛度时的温度比平均温度低？

10、为什么时速300km/h以上的高速接触网需施加27kN以上的补偿张力。

11、腕臂装配计算包括哪些内容？

12、接触悬挂是指什么？它可以分为哪几类？

13、接触网有哪些主要的典型结构？请你写出它们的名称。

14、请写出常用锚段关节的名称及其主要技术参数。

15、接触网有哪些安装曲线？请你一一回答。

16、什么是接触网电分段和电分相？为什么接触网要实行电分段和电分相？

17、接触网接地的目的是什么？有何要求？

18、接触网设计的主要过程有哪些？

19、请说明带中性段绝缘锚段关节式电分相的基本工作原理及其注意问题。

20 请说明如何评价一对弓网系统性能的优劣

21、简述交叉线岔的基本构成和工作原理，说明无交叉线岔与交叉线岔的主要区别

22 覆冰对接触网的危害有哪些？

23 接触线选型应考虑哪些因素？哪些是决定性要素？

五作图题

1 请画出曲线区段中间柱受力分析图，并写出其力矩计算公式。

2 请画出直线区段五跨绝缘锚段关节的平面布置图，标明其主要参数,并说明受电弓过五跨的过程。

3 请画出无交叉线岔的平面布置图，并说明三区分布情况。

4 请画出DSA250受电弓的静态特性曲线图，并依据此图对动车组和接触网间的接口问题进行说明。

5、有一处于曲线外侧的转换柱，其装配简图如图2所示，请在图中标明支柱所受各力的方向、作用点、力臂，并说明所标注各符号表示的意义。

6、请标明图3中(a)、(b)、(c)、(d)各节点的节点号。

7、请画出转换柱下锚支下锚力分析图，并写出相关参数的计算公式。

8、请画出高速接触网四跨非绝缘锚段关节在直线区段的平面布置图，并标明其主要参数。

9 请指出图1中各数字表示的零部件名称。

图1 图2

图3 软横跨节点示意图

六 证明题

1 试证明：链形悬挂的结构系数2

2

)2(l

e l -=? 2 试证明临界跨距的计算式：2

2min max

)

(24j

b b lj g q t t T l --=α (m ) 式中：lj l --临界跨跨(m)；max T --接触线允许的最大张力(kN)；α--接触线线胀系数(C m 0

/)；

b q --接触线单位覆冰重量(kN/m)；j g --接触线单位自重(kN/m)；b t --结冰时温度（C 0

）；m i

n t --设计最低温度（C 0

）

3 试证明吊弦通用计算式：2

0)

(4l

x l F h C x --= (m ) (提示：可先建立线索的导曲线方程)

式中：h --接触悬挂的结构高度(m)；0F --接触线无弛度时承力索弛度(m)；x --所求吊弦的安装位置距定位点的距离(m)；l --吊弦所在跨距的长度(m)；x C --所求吊弦的长度(m)。

解：

图1 图2

由图1可知：y h C x -=，而y 可由图2求得 由图2写出力学平衡方程式：

??

?

??==→=∑==→=∑?=∑)

2(21

0)1(00gl V V F T T T F F B A y B A X A

?=∑00

M 02

1

=?-?+?x V x gx y T A A A

A T gx x V y 2

21-

=

? （3）

将（1）、（2）代入（3）式得

T

x l gx T gx glx y 2)(21

212

-=

-=…………………………(4) 将f

gl T 82

= 代入式（4）化简得 2

)(4l x l f y -= （5） 因此、2

0)

(4l x l F h C x --

= 证毕。

七、计算题 (本题共3小题，共30分)

图1

1 某链形悬挂如图1所示，设承力索的额定张力为15kN ，接触线无弛度时链形悬挂的单

位负载为0.015kN/m ，若需为接触线设置0.05m 的预弛度，试问： （1）对承力索施加的附加张力T ?为多少？（5分）

（2）附加张力T ?取消后，定位点处接触线的高度变化为多少？（5分） 解：

由 )(0c cx F F f -=? 知 ?

f

F F cx c -

=0 而由题可知：m f 05.0=，

64.050)5250()2(22

22=?-=-=l e l ? 312

5.015850015.08220=??==cx cx T l q F 234.00=c F 而 234.0)

15(850015.0)(82

200=?+?=?+=T T T l q F c 由此解得：kN T 5=?

2 已知某半补偿链形悬挂的承力索张力差如表1所示，其对应的线路条件如图2所示，若将中心锚结设置在A 点（假设A 点在R ＝600m 线路的中点），并且承力索的额定允许张力为15kN ，请你确定该锚段的长度。（7分）

表1 某半补偿链形悬挂的张力差（单位N ）

图2

解：

锚段长度是由锚段张力差确定的，根据设计规范，应使中心锚结两边的张力差尽量相等，并且不超其额定张力的10%，即总张力差不超过1500N 。因此，首先计算张力差。

对于A 点的左边部分：

A 点至点3的张力差，N F 313=；

A 点至点2的张力差N F 644)27640(312=-+=； A 点至点1的张力差N F 1137493)27640(311=+-+=； 对于A 点的右边部分：

A 点至点4的张力差，N F 314=；

A 点至点5的张力差N F 756)29754(315=-+=； A 点至点6的张力差N F 1249493)29754(316=+-+=；

根所据以上计算可以看出：两边的张力差都没有超过1500N ，且中心锚结两边的张力差仅为112N ，因此、该锚段的长度可取为：

1900400400200400500=++++=L ，考虑到中心锚结两边张力差问题，该锚段最

终可取为1800m.

3 某软横跨，其结构参数如表2所示，己知无横卧板时基础抗倾覆力矩

m kN M j ?=2800，基础上部内侧加横卧板后基础抗倾覆力矩m kN M j ?=3601，基础上部

内侧及下部外侧加横卧板后基础抗倾覆力矩m kN M j ?=4002，试计算：

（1）、支柱的最大弯矩出现在何种情况？（5分） （2）、若选用5

.312130

+H

型支柱，是否满足设计要求？（3分）

（3）、验算支柱无横卧板时是否稳定，若不稳定应如何处理？（5分）

表2、某软横跨结构参数 ［表中单位为（m ）（kN ）］

解：

（1）由表可以算出：

覆冰时支柱的弯矩：m kN M b .04.2154.76.396.21115=?+?+?= 最大风时支柱的弯矩：38.2174.77.598.3154.9=?+?+?=V M 由以上计算可以看出：支柱的最大弯矩出现在最大风时。

（2） 由以上计算可知，支柱的实际工作力矩已达217.38kN/m ,因此选用5

.312130

+H 型

支柱显然是不能满足设计要求。

（3） 若取安全系数为1.5，则支柱实际容量应达到326.07 kN/m 。由题目己知，无横卧板时基础抗倾覆力矩m kN M j ?=2800不能满足要求，基础不稳定，又由题目知：基础上部内侧加横卧板后基础抗倾覆力矩m kN M j ?=3601，已能满足要求，因此、可在基础上部内侧加横卧板。

4 某软横跨如下图所示，正线悬挂：12095-+-CTHA TJ ，站线悬11095-+-TCG TJ ，

m l m R 50,1000==，处于典型气象分区的第IV 区，

导线高度mm 6000，横承力索安装高度选用支柱

5

.31290

+H

。

请写出校验该支柱容量的详细步骤(要求写出步骤和公式,不 不要求具体数据计算)。

5 某接触网,采用12095-+-CTHA TJ 半补偿弹性链形悬挂。设计参数如下：

m h 7.10=;5.8m e =m l D 55=;45max c t ?=;30min c t ?-=;5c t b ?-=;10mm b =;

/10s m v b =;/93m kN b =γ;/25max s m v =6105.11-?=α，kN T j 15max =kN T c 15,max =。

求：(1) 该悬挂的各类负载；

(2) 若取max 08.0c c T T =，试计算lj q 并确定状态方程的起始条件。

表一、承力索、接触线参数表

6 某半补偿弹性链形悬挂11095-+-TCG TJ ，设计参数如下：m h 7.10=、

;5.8m e =;5;30;40min max c t c t c t b ?-=?-=?=;/25max s m V =,;/10s m V b =m

l D 55=

;/9003m kg b =γkN T j 10=,kN T c 15=,6105.11;10-?==αmm b ,其它参数在表一中

查找。试计算：（1）、该悬挂的各类计算负载；

（2）、若取c c T T 75.00=，计算临界负载并确定状态方程的起始条件； （3）、写出绘制该悬挂安装曲线的具体步骤。

软横跨计算实例

已知某软横跨，正线采用215

100

70GLCA GJ +-链形悬挂， 站线采用173

80

70GLCA

GJ +-链形悬挂，股道及软横跨尺寸如图所示 其它参数：接触线高度为mm 6000，最大风速s m V /22max =，无冰，直线、m l 60=，

kN T kN T kN T c j j 15,5.8,10173215===。请问，选用5

.31290

+H

型支柱作为该软横跨的支柱

是否满足安全要求。

分析：

要判断支柱选取是否合适，就要计算出支柱承受的实际力矩，所以该题的关键是找出横向承力索，上下部固定绳的水平负载以及它们的作用点。根据软横跨的计算原则，横承力索承担全部悬挂的垂直负载，上部固定绳承担纵向承力索的水平负载，下部固定绳承担纵向接触线的水平负载，分别计算出各线索的负载。找出各线索的安装位置，即可计算出支柱的实际力矩。另外,为了求出软横跨所受最大负载,再计算前应首先判定出软横跨出现最大附加负载. 的气象条件。

解：

(一)、求各悬挂点负载

1、 接触悬挂的单位自重

(1)、正线悬挂：)/(1059.110

)5.025.915.6(23

0m kN g g g q d c j --?=?++=++=

(2)、侧线悬挂：)/(1041.110)5.044.715.6(23/

///

0m kN g g g q d c j --?=?++=++= 2、 软横跨承担的纵向悬挂的垂直负载

侧线悬挂：)(846.0601041.12

/

0431kN l q G G G =??=?====-

正线悬挂：)(954.0601059.120kN l q G =??=?=- 3、 该软横跨各节点重量：

判定节点类型，并写出各悬挂点的垂直负载。 可以看出该软横跨有以下节点：从A 到B 点， 分别为：3、10、8、5、5、5、4节点。

)(3.04502

1

9.7221451kN J J G =?+=+

='

)(0729.05kN J G II =='

)(4.02.65621

9.7221853

kN J J G =?+=+=' )(666.02.65621

45021113212183104

kN J J J G =?+?+=++=' 4、 横向承力索、上、下部固定绳的单位负载：

)(102)411.02615.0(2)2(311kN a a a a g g P i

i i i d h i -++?+??+=+?

?+= )(06.01025

5.3)411.02615.0(2)2(2111kN a C g g P x d h =?+??+=+?

?+=- )(07.01025

5)411.02615.0(2)2(2212kN a a g g P d h =?+??+=+?

?+=- )(07.01025

5)411.02615.0(2)2(2323kN a a g g P d h =?+??+=+?

?+=- )(06.0102

5

.35)411.02615.0(2)2(2234kN C a g g P x d h =?+??+=+?

?+=- 5、 各悬挂点的总负载：

)(206.106.03.0846.01111kN P G G Q =++=+'+= )(094.107.007.0954.0kN P G G Q II II

II II =++=+'+= )(316.107.04.0846.033

33kN P G G Q =++=+'+= )(416.206.0666.069.1244

44kN P G G Q =++=+'+?= 二、求横向承力索水平张力

1、 支柱悬挂点的垂直反力： 由

∑=0A M 得：L

X Q X Q X Q X Q F II II B 4

43311+++=

)(453.3)5.18416.25.13315.15.8094.15.3205.1(22

1

kN =?+?+?+?=

)(579.24

1

kN F Q F i B i A ∑==-=

2、 判定最低点：

由试验法可以判定该悬挂的最低点是3Q 点。 3、 求max f 、并求悬挂点对最低点的力矩

假设该软横跨的安装尺寸如下：支柱高度12 m ，承力索安装高度11.9m ，上部固定绳安装高度8.66m ，下部固定绳安装高度7.1m

由图可见：)(84.24.066.89.11min max m C H H f s h =--=--= 左右悬挂点对最低点取矩，有

)(27.175416.25.8453.35.8443m kN a Q F M B Q ?=?-?=?-?=

4、 求横向承力索的横向力：

)(08.684

.227

.17max max kN f M T h ===

三、求上、下部固定绳的张力

根据题意可知，水平力主要有：风力、“之”字力、下锚分力。 1、 各线索水平力：

(1)、线索风负载 )

(283.0)2

(615.0)(343.0)2(615

.0)

(21.0615.02173

2

2152kN l B

A kV l P P kN l B

A kV l P P kN l d kV l P P j j j j c c c =+=?==+=?===?=ααα (2)、接触线“之”字力

)

(17.04)

(2.04173215kN l

T a P kN l T a P j z j z =?

?==?

?=

(3)、下锚分力

)

(89.0105.05.86sin )(58.1105.0156sin kN T P kN T P c jm c cm =?=??==?=??=

2、 上、下部固定绳的水平张力

∑∑===+++++=+'==++=+'=4

1

2151732151734

1)

(08.4341)

(63.351i jm z z j j i x x i cm c i s s kN P P P P P P T T kN P P P T T

3、 求支柱风负载：

(1)、支柱受风面面积：上边边长mm x c d 6.4005

.1512

6523002=??

+=+= 下边边长mm c 300= 面积22.412000)6.400300(2

1

m F =?+=

(2)、支柱风负载：)(75.110222.44.1615.010615.03232kN kFV P Z =????=?=--

四、支柱最大工作弯矩计算

)(2588.143968.284358.31352.725.101.708.466.863.39.1108.61275.12

1

21m kN H T H T H T H P M x x s s h h z Z ?=+++=?+?+?+??=+++=

五、判定：

由于所选支容的许用容量与实际工作力矩之比小于5.1，故所选支柱不合格。