电气化铁路知识

一、接触网接触网的组成接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。

其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。

接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。

接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。

支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。

根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。

支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。

定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。

支柱与基础用以承受接触悬挂、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。

我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。

预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。

接触网的电压等级接触网的电压等级：工频单相交流制：25KV接触悬挂的类型接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分。

我们所讲的接触悬挂的分类是对接触网的每个锚段而言的。

接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。

简单接触悬挂（以下简称简单悬挂）系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。

国内外对简单悬挂做了不少研究和改进。

我国现采用的带补偿装置的弹性简单悬挂系在接触线下锚处装设了张力补偿装置，以调节张力和弛度的变化。

在悬挂点上加装8～16m长的弹性吊索，通过弹性吊索悬挂接触线，这就减少了悬挂点处产生的硬点，改善了取流条件。

另外跨距适当缩小，增大接触线的张力去改善弛度对取流的影响。

链形悬挂的接触线是通过吊弦悬挂在承力索上。

承力索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。

链形悬挂减小了接触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。

链形悬挂比简单悬挂得到了较好的性能，但也带来了结构复杂、造价高、施工和维修任务量大等许多问题。

链形悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形，双链形和多链形（又称三链形）。

目前我国采用单链形悬挂。

链形悬挂根据线索的锚定方式（即线索两端下锚的方式），可分为下列几种方式未补偿链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂。

接触网供电方式接触网供电方式有单边、双边供电和越区供电。

单边和双边供电为正常的供电方式。

单边供电：供电臂只从一端的变电所取得电流的供电方式。

双边供电：供电臂从两端相邻的变电所取得电流的供电方式。

越区供电是一种非正常供电方式（也称事故供电方式）。

越区供电是当某一牵引变电所因故障不能正常供电时，故障变电所担负的供电臂，经开关设备成分区亭同相邻的供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供电。

复线区段的供电情况与上述类同，但牵引变电所馈出线有四条，分别向两侧上、下行接触网供电。

牵引变电所同一侧上、下行实现并联供电，提高供电臂末端电压。

越区供电时，通过分区亭内的开关设备去实现。

接触网的特点及要求接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。

因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。

由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：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。

总的来说，要求接触网无论在任何条件下，都能保证良好地供给电力机车电能，保证电力机车在线路上安全，高速运行，并在符合上述要求的情况下，尽可能地节省投资、结构合理、维修简便、便于新技术的应用。

支柱及基础支柱是接触网中最基本、应用最广泛的支撑设备，用来承受接触悬挂与支持设备的负荷。

接触网支柱，按其使用材质分为预应力钢筋混凝土支柱和钢支柱两大类。

预应力钢筋混凝土支柱，简称为钢筋混凝土支柱采用高强度的钢筋，在制造时预先使钢筋产生拉力，它比普通钢筋混凝土支柱在同等容量情况下节省钢材、强度大、支柱轻等优点。

钢筋混凝土支柱本身是一个整体结构，不需另制基础钢柱以角钢焊成架结构，具有支柱较轻、强度高、抗碰撞、安装运输方便等优点。

根据安装使用地点不同，钢柱的型号规格及外形结构也不同。

支柱按其在接触网中的作用可分为中间支柱、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。

接触网支柱的侧面限界接触网支柱的侧面限界是指支柱靠线路一侧至线路中心线的距离。

它是为了确保行车的安全。

支柱侧面限界任何时候不得小于2440mm；机车走行线可降为2000mm；曲线区段适当加宽；直线中间支柱一般取为2500mm；软横跨支柱一般取为3000mm；软横跨支柱位于站台时，为便于旅客行走，一般取为3000mm。

接触网支柱及定位装置支柱装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。

支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备定位装置包括定位管和定位器。

其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱，定位器有直管定位器、弯管定位器。

提速后采用带减振阻尼装置的多功能定位器，改善了受电弓的取流特性。

接触网承力索接触网承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来。

承力索还可承载一定电流来减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。

承力索根据材质可分为铜承力索、钢承力索、铝包钢承力索。

钢承力索需采取防腐措施。

接触网吊弦在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。

按其使用位置是在跨距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型，吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。

在链形悬挂中安设吊弦，使每个跨距中在不增加支柱的情况下，增加了对接触线的悬挂点，这样使接触线的弛度和弹性均得到改善，提高了接触线工作质量。

另外，通过调节吊弦的长度来调整，保证接触线对轨面的高度，使其符合技术要求。

普通环节吊弦以直径4mm（一般称为8号铁线）的镀锌铁线制成。

提速后采用不锈钢直吊弦，不锈钢直吊弦是一个整体吊弦，减小了检修工作量，提高了接触悬挂的工作特性。

接触网导线接触网导线也称为电车线，是接触网中重要的组成部分之一。

电力机车运行中其受电弓滑板直接与接触摩擦，并从接触线上获得电能。

性能、接触线截面积的选择应满足牵引供电计算的要求。

接触线一般制成两侧带沟槽的圆柱状，其沟槽为便于安装线夹并按技术要求悬吊固定接触线位置而又不影响受电弓滑板的滑行取流。

接触线下面与受电弓滑板接触的部分呈圆狐状，称为接触线的工作面。

我国采用的铜接触线多为TCG-110和TCG-85两种型号，其字母T表示铜材，C表示电车线，G表示带沟槽形式，后面的数字表示该型铜接触线的截面积。

近年来我国也引进使用日本的铜接触线。

我国研制和使用了钢铝接触线。

钢铝接触线以铝和钢两种金属压接制成。

以铝面作为导电部分，与受电弓滑板接触磨擦的是钢面，既保证了导电性能又提高了工作面的耐磨性，我国采用的钢铝接触线有GLCA100/215和GLCB80/173两种型号。

字母GLC表示钢铝电车线，A、B表示线型，后面分式中，分母表示该型钢铝接触线的截面积，分子表示该型钢铝接触线的载流量当量于铜接触线的截面积。

接触网导线高度接触网导线高度是指悬挂定位点处接触线距轨面的垂直高度，设计规范规定如下：最高高度：不大于6500mm。

最低高度：（1）区间、站场：①一般中间站和区间不小于5700mm。

②编组站、区段站及配有调车组的大型中间站，一般情况不小于6200mm。

确有困难时可不小于5700mm。

（2）隧道内（包括按规定降低高度的隧道口外及跨线建筑物范围内）：①正常情况（带电通过5300mm超限货物）不小于5700mm。

②困难情况（带电通过5300mm超限货物）不小于5650mm。

③特殊情况不小于5250mm。

接触线高度的允许施工偏差为±30mm。

接触线的磨耗在接触网运营中，为了保证接触线在一定张力的情况下不断线，要求每年至少要进行一次接触线磨耗测量，当接触网接触线磨耗到一定程度时应当补强或更换。

若发现全锚段接触线平均磨耗超过该型接触线截面积的25%时，应当全部更换。

平均磨耗没达到25%，局部磨耗超过30%时可局部补强，当局部磨耗达到40%时应切换。

测量磨耗重点放在定位点、电联接、导线接头、中心锚结、电分相、电分段接头处，测量磨耗要利用游标卡尺，测量接触线的残存高度，然后对照该型号接能线磨耗换算表，即可查出该处接触线磨耗面积（磨掉的截面积）。

接触线之字值和拉出值定位器将接触线固定在正确的位置上就叫定位，定位器定位线夹与接触线固定处叫定位点。

定位点至受电弓中心运行轨迹的水平距离，在直线区段叫之字值，在曲线区段叫拉出值，之字值和拉出值的作用是使受电弓滑板工作均匀，并防止发生脱弓和刮弓事故。

在直线区段受电弓中心与线路中心重和，接触线之字值沿线路中心对称不止，其标准为±300mm。

提速后为200～250mm之间；拉出值350～450mm之间。

在曲线区段，拉出值和曲线半径大小有关。

接触网用绝缘子绝缘子用以悬挂并对接地体保持电气绝缘。

接触网上所用的绝缘子一般为瓷质的，即在瓷土中加入石英和长石烧制而成表面涂有一层光滑的釉质。

接触网上使用的绝缘子按结构分成悬式和棒式绝缘子两类：按绝缘子表面长度（即泄漏距离）又可分成普通型和防污型两种。

近年来，大量推广采用了钢化玻璃悬式绝缘子，这种绝缘子机械强度高（为瓷质绝缘子的2～3倍）、电气性能好（在冲击波作用下其平均击穿强度为瓷绝缘子的3.5倍）、使用寿命长、不易老化、维护方便，具有良好的自洁性，它的最大特点是“零值自破”，即当绝缘子失去绝缘性能或机械过负荷时，伞裙就会自动破裂脱落，容易发现，可及时进行更换。

我国近年来研制并使用了E?1型环氧树脂绝缘子，氟塑料和硅橡胶盘棒式绝缘子和半X?，5型、半TX-25型半导体釉绝缘子。

半导体釉绝缘子大幅度延长了绝缘子清扫周期，提高了供电的可靠性，试用效果良好，但是存在泄漏电流较大等缺点。

较为理想的新型绝缘子是复合式聚合绝缘子。