接触网各种悬挂结构类型的综合分析、比较.ppt

培训目标,掌握：接触网各种悬挂结构类型的综合分析、比较,一、架空刚性接触网的结构,1、汇流排 “”形结构的刚性接触网汇流排为铝型材, 如图1所示，起着支承接触线和负载大电流的作用。它可通过内置的鱼尾板用螺栓连接成整体,两边的沟槽配合放线小车的外张导轮而形成拉链式放线将接触线卡入汇流排中。 汇流排特性： 标准制造长度12m； 截面积2213mm2 ； 重量5.9Kg/m； 电阻3.29Ohms/mm2/m ； 型材的最大高度110mm；最大宽度： 90mm。,汇流排载流： 铝质截面2213mm2 相当于铜截面:2213*0.61=1350mm2 图1 汇流排断面图 电流分配(银铜导线面积为120mm2): 汇流排1350/(1350+120)=0.918,即占载流的91.8%； 接触线120/(1350+120)=0.0816,即占载流的8.16%。 在柔性接触网中(3根150mm2馈线、1根150mm2承力索和2根120mm2接触线,总铜截面为840mm2),其中一根导线载流占14.29%电流。,汇流排曲率： 铝的特性使汇流排有很好的弹性,因此刚性接触网在安装时可以靠自然压力而弯曲, 不借助机械扭弯的情况下允许的最小曲线半经为80m，在借助机械弯曲时，最小半经可达45m或更小，特殊需要时可在出厂前设定好曲率来获得较小半经的型材。 汇流排中间接头： 汇流排中间接头用于汇流排的连接，由左右两块自定心的鱼尾板组成，鱼尾板上攻丝，螺栓通过汇流排与鱼尾板相连，这样就将每根汇流排连接在一起形成一个整体，而不用焊接的方法将汇流排连接到一起。上紧力矩是20N.M。中间接头的外形尺寸与汇流排的内表面良好匹配，结合紧密。 中间接头的机电性能与汇流排一致，其导电率不低于汇流排。,2、支撑装置 典型的刚性接触网支撑装置如图2所示。它的结构简单，在每一种支撑装置的底部都装有提挂夹部件,这样可避免造成硬点,它是靠两个滑动轴承来托住汇流排,并允许导杆因热胀冷缩而产生移动。提挂夹自动与导杆对正，支撑装置除了安装及减少维护以外,还应允许调节汇流排对轨道的偏差,符合最小绝缘距离,以及使所有的支撑装置接地。整个支撑装置在上下左右包括倾斜调整都可实现。 距形隧道及车站悬挂图 园形隧道及马蹄形隧道悬挂图 图2 刚性接触悬挂典型安装图,3、跨距 汇流排是一种刚性导体,其跨距的大小与其跨中驰度相对应，而驰度的大小因受弓的速度而影响受流质量。跨距应尽量均匀布置，由于每段铝排连接后可看作一条连续梁，如布置不均匀，极易造成整体的变形。 对于截面积为2213mm2汇流排而言,其运行速度与支撑装置的跨距关系选择见表1,4、锚段 刚性接触网同样也会受到热胀冷缩的影响，所以也有必要对刚性接触网进行分段，即俗称的锚段。最大锚段长度取决于环境温度的温差t=t（max）-t（min）。其关系见表2。 鉴于一般地铁隧道环境最大温差不会大于50，所以我们可以考虑接受采用250m一个锚段的设计。,5、中心锚结 因为刚性接触网采用了分段，这就有必要在每一分段的刚性接触网中点处安装中心锚结线夹，来防止每一分段刚性接触网在热胀冷缩过程中产生任何的偏离。具体做法是在中点处支撑装置的两侧各安装一套中心锚结线夹并通过拉线在隧道顶上下锚来实现。,6、之字值 和传统柔性接触网一样,刚性接触网也须按“之”字形布置安装。刚性接触网允许的之字形的尺寸范围为500m长度上偏移220mm。偏移点应该是逐渐过渡的，接触线不应呈现棱角状。就刚性接触网的运用而言,其之字形更类似一正弦曲线。,7、膨胀元件 各锚段汇流排因温度引起的长度变化，由锚段之间的补偿元件，即膨胀元件予以解决。当运行速度100km/h时,就是在两段汇流排终端间设置平行段再加电连接完成过渡。其具体做法是两根汇流排相距200250mm,每根汇流排固定有两个支撑装置,第一个支撑装置离弯曲的一端有1500mm；另一个支撑装置离同一端有2500mm,这样受电弓在长度1000mm上与两个平行汇流排都保持接触以顺利通过。在这种膨胀过渡段中两段刚性接触网之间的供电连续性是通过电联接（柔性电缆）实现。其方式如示意图3所示。,当运行速度100km/h时,使用连续性膨胀接头特殊装置。对于这种接头装置，汇流排及导线都可在膨胀时进行内部滑动,这种接头可以保持刚性接触网的供电和机械性能的连续性。,1500,1000,1500,8、锚段关节 上述的膨胀过渡段实即我们所俗称的锚段关节，其中有电联接的就是无绝缘的；无电联接的就是绝缘的。 中性区的分段，因当电流大时可能引起的拉弧,故使用刚性接触网特殊分段绝缘器,其原理则类似于柔性接触网的分段绝缘器。,9、正线电分段 正线两个供电区段间的电分段应是一种绝缘分段。正线电分段的特点是保证受电弓滑动的机械连续性,在电分段两侧各段正常供电情况下,保证受电弓从一段滑行到另一段时没有电气中断。在发生事故时,可以使一段绝缘,另一段有电,同时禁止电分段上的受电弓向绝缘区段产生误送电。,图4 正线电分段的原理图 Dg左段供电断路器;Dd右段供电断路器;C保护段供电开关，与Dg和Dd两个断路器的位置连动，当有一个断路器打开时，C也打开; d左段和右段两个接触网之间的距离。 电分段的原理是在正常供电的情况下，断路器（Dg和Dd）是闭合的，保护段通过闭合开关C处于带电状态，从而保证了两个段之间的电连续性。当一个段停电时，两个断路器中的一个打开，带动开关C打开使保护段停电。这样受电弓不能再向停电区供电。每个气隙分段装置是由一段平行的两根汇流排，其间距至少为200mm，气隙分段装置d的长度一般不超过5m。,10、线岔 为保证道岔区电气和机械的连续性，刚性接触网的安装是用一些气隙分段装置来完成的，,如图5所示。直线上刚性接触网架设没有中断，岔道上的汇流排末端与直线上汇流排开成平行间隙,间隙至少是200mm,平行段2000mm,而端部向上弯曲,整体是一个很短的气隙分段装置。岔道上汇流排稍微抬起以避免当直道上有列车行驶时产生碰撞（如果在两段铝排之间电是连接的，可以在两个铝排上部安装电连接）。当受电弓经过线岔时,是通过一分叉斜轨组成的线岔,它是一根预制的4m长的导杆,它的末端被垂直弯曲,这样受电弓就可以逐渐地移到另一段刚性接触网上.,11、刚柔过渡装置 刚性接触网和柔性接触网过渡主要发生在隧道的出口处，如图6所示，它是在刚性接触网的铝汇流排上作一些切口，这样能减少铝质型材的垂直惰性（或者在接近过渡段和接触共同区内把柔性接触网变硬）。它是一个5m长的汇流排, ,这样从柔性接触网过渡到刚性接触网的过程是一个循序渐进的过渡,受电弓从其间通过时其受力惯性是逐渐减小。当与过渡装置连接的刚性接触网的长度小于50m时,由于传统的柔性接触网的牵引力作用,铜导线有可能会滑进汇流排内。为了减小这一危险,在汇流排内有一专门配备的钩套以固定，这时刚性接触网受到很大的纵向作用力,需采用一重载固定装置。当刚性接触网与柔性接触连接在一起时，重载固定装置抵消传统柔性接触网配重的牵力1500-2000kgf。重载固定系通过在隧道顶上设置下锚来实现。,12、铜铝过渡 如众所周知的，,当铝和铜相互接触时会存在一个电腐蚀的问题。因此，在将银铜接触线安装到铝汇流排之前,使用一专用的真空泵上油装置将银铜线的双沟凹槽中涂上一层油脂即导电脂。当所需安装的刚性接触网的长度较短时,该操作可以通过人工来完成。,13、刚性接触网的安装 刚性接触网安装比较简单、专用工具少、受土建影响因素及与其它专业干扰少，但刚性接触网调整精度要求高，特别是施工时不应产生任何硬点及较大的驰度，这确实是它的难点。安装顺序是第一步先装上支撑固定装置,然后再将汇流排及其它附件安装定位, 最后是银铜接触线的放线安装。 在进行汇流排安装前，应对线路的曲线充分了解，当曲线小于80m时，汇流排应进行工地预制。汇流排的安装坡度应不大于5mm/m。安装时，通过连接板（鱼尾板）将汇流排用螺栓相互联接在一起的,上紧力距是2mdaN。 放线时使用特殊的放线小车。该小车可以安装在刚性接触网的任何一点位置上,它包括两套轮子,上面装有一定大小的开口调节装置,通过该装置可以使汇流排的边缘（两导槽）分开,位于小车中心的一个轮子用来将导杆定位在刚性接触网上,在小车通过之后,汇流排边缘又合拢并且将铜线夹紧,使其位置得以最后的确定，放线小车的运行速度可达2km/h。安装小车用绞车来牵引。,14、刚性接触网的维修 由于刚性接触网无内张力,结构稳定、简单，所以维修周期相对较长（目前由于没有经验，仍按柔性接触网的周期进行）、工作量较小(日常主要是进行螺栓坚固、绝缘子清洁、部件状态检查和测量等)。,15、刚性接触网的特点 架空刚性接触网结构简单,最大优点是要求净空低(刚性接触网安装通常利用净空为300mm,极端230mm)、安全可靠、维护简便、运营检修周期长、成本低，其本身不需加重力补偿,结构内无外加应力,避免了断线事故之虑。同时刚性接触悬挂的铝合金汇流排具有较大的载流截面（相当于铜截面1300mm2），替代了柔性悬挂承力索和辅助导线，使结构较柔性网紧凑，更能充分利用有限隧道空间。,16、刚性接触网的造价 根据广州地铁的资料，2号线为95万/km；3号线为120万/km 。,17、刚性接触网运营中出现的问题 广州地铁2号线刚性接触网运行3年来出现了不少问题，而且随着运营时间的延长，行车间隔的缩短，这些问题会越来越突出，影响亦会更加明显（文中原话）。 （1）接触线的磨耗严重 2号线刚性接触网与1号线柔性接触网相比，其接触线平均磨耗要大的多。测试表明，刚性接触悬挂部分区段和部位（主要是加速区段、分段以及硬点处）磨耗较严重，个别处甚至受电弓已经能够接触到汇流排。仅35年就磨耗到需要换线的地步，这是比较严重的。此外，由于弓网接触取流的硬性，在有的区段接触线烧痕较严重，形成了很多的疤痕。,（2）中间接头螺纹滑牙 原因主要是刚性悬挂无抬升量，受电弓的接触压力和冲击力无法缓解，造成整个悬挂不断处于振动状态，其结果是最后所有的振动能量逐渐“消化”在刚性悬挂系统中，造成整个悬挂系统另部件松动，从而对行车安全造成很大威胁。 （3）T头螺栓偏转 刚性接触悬挂的定位底座槽钢通过T头螺栓连接，当T头螺栓在振动的累积作用下会慢慢偏转，如果没有及时予以纠正，将会造成T头螺栓从定位槽钢中脱落，其结果也是很严重的，甚至会中断行车。,（4）定位绝缘子与汇流排定位线夹及定位槽钢之间脱落 定位绝缘