接触网特性综述.ppt

接触网技术专题讲座主讲人董昭德西南交通大学电气工程学院2006 6 两个特点 第3讲接触网特性综述 3 1接触网的基本特点3 2牵引供电对接触网的基本要求3 3接触网的研究内容及其理论体系3 4接触网的发展方向 环境空间特性 气候特性 无备用特性 机电特性 负荷不确定性 多学科复合特性 3 1 接触网的基本特点 原来所认识的特点 无备用户外供电装置 接触网的特点之一空间环境特性 接触网沿路轨架设 线路四周的各类建筑物 电力输电设施 通讯信号线路与接触网之间相互影响 接触网的设计 施工 运营都须充分考虑这种影响 将其减少至最低程度 考虑 1接触网与电力输电线之间的间距 2接触网与轨道电路和通讯线路之间的干扰问题 3接触网与受电弓及其它建筑物的限界问题 3 1 接触网的基本特点 接触网的特点之二气候特性 大气温度 湿度 冰雪 大风 大雾 污染 雷电等气象条件对接触网的作用十分明显 接触网的机电参数 如线索弛度 线索张力 悬挂弹性 零部件的机械松紧度及空间位置 设备的绝缘强度 线索的载流能力 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行车事故 接触网设计计算中有大部分内容是与气象条件相关的 如计算负载的确定 状态方程及安装曲线 跨距和锚段长度的确定 支柱负载 接触线载流容量等 3 1 接触网的基本特点 接触网的特点之三无备用特性 接触网沿铁道线架设 分布区域广 加之必须与受电弓滑动接触才能将电能输送给电力牵引机车 因此 从技术上无法实现接触网的备用 无备用性决定了它的脆弱性和重要性 一旦出现事故 必将影响列车运行 造成一定的经济损失 解决这一问题的最好途径有二 从技术上提高接触网的可靠性 从运营维护上加强现代化检测手段 真正实现接触网的状态修 3 1 接触网的基本特点 接触网的特点之四机电特性 接触网是一电力输电线 它具有电力输电线所具有的一切特性 但它又有一般电力输电线所不具备的特殊性 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 为此 接触网应具备良好的机械性能 因此 接触网不仅要满足电气性能的要求 也应满足机械性能的要求 它是一个庞大的机电系统 具有明显的机电特性 3 1 接触网的基本特点 接触网的特点之五负荷不确定性 接触网所承担的电力牵引负荷是移动的 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 3 1 接触网的基本特点 接触网的特点之六多学科复合特性 接触网不仅涉及电气工程和机械工程的相关知识 还涉及弹性力学 振动力学 空气动力学 计算机仿真学 弓网受流理论 概率与数理统计和专家智能系统 弓网故障分析 地质学 接触网下部工程 理论力学 材料力学 结构力学 材料学 结构分析与优化 新材料应用 电磁兼容技术 噪音防护技术 动物保护知识 环境保护 等多门学科的相关知识 因此 接触网具有典型的多学科复合特性 3 1 接触网的基本特点 3 2牵引供电对接触网的基本要求 1几何空间要求 限界和弓网关系 2安全要求 绝缘 防雷 接地 3机电性能要求 载流量 稳定性 4动态要求 弓网匹配 机电磨耗 5环境要求 电磁兼容 噪音 动物 6运营维护要求 维护成本 维护方便 3 2牵引供电对接触网的基本要求 德国对接触网的基本要求 1基本要求综述 1 能全天候不间断地正常可靠地向电力牵引机车提供电能 2 确保障人员和设备的安全 并高效 可靠 稳定地运行 3 在设计条件下具有可靠的稳定性和良好的弓网特性 4 能满足牵引负荷对牵引电能的需求和必要的过负荷能力 5 部件和设备的空间位置不影响受电弓 取流靴 正常取流 6 网上部件和设备的质量轻且分布均 无硬点 弹性均匀 3 2牵引供电对接触网的基本要求 1基本要求综述 7 接触网的零件 设备 线索具有良好的防腐性 使用寿命较长 8 线索质量轻 抗拉强度高 具有良好的波动特性 9 线索电导率高 网阻抗小 网上能耗低 10 接触线与受电弓滑板之间具有良好的互磨特性 11 结构简洁 零部件型号统一 便于施工和维修 12 在最高运行速度下 弓网离线率应在可容许的范围内 13 对周围环境的干扰 电磁干扰和噪音干扰 应在控制范围之内 3 2牵引供电对接触网的基本要求 弓网的最基本关系 几何关系磨耗关系电气关系 三大摩擦系统 车轮 钢轨滚动接触牵引力系统 车轮 闸瓦滑动接触制动力系统 导线 受电弓滑板滑动接触受流系统 滚动接触决定了疲劳寿命 滑动接触支配着磨损寿命 3 2牵引供电对接触网的基本要求 世界第一架受电弓 DSA200单臂受电弓 3 2牵引供电对接触网的基本要求 3 2牵引供电对接触网的基本要求 3 2牵引供电对接触网的基本要求 3 2牵引供电对接触网的基本要求 3 2牵引供电对接触网的基本要求 DSA200受电弓动态包络线 3 2牵引供电对接触网的基本要求 3 2牵引供电对接触网的基本要求 常用接触线的机械强度与温度的关系 3 2牵引供电对接触网的基本要求 滑板材料的特性要求 电导率高 接触电阻小 具有良好的机械磨耗特性和电磨耗特性 3 对接触线的损伤小 4 耐冲击性好 韧性好 防止缺损 破裂 5 密度小 质量轻 6 价格低 节约经费 3 2牵引供电对接触网的基本要求 研究表明 在大电流作用下 滑板磨耗与电流增量成1 6次方的比例剧增 电气磨耗 3 2牵引供电对接触网的基本要求 各类滑板的特性 3 2牵引供电对接触网的基本要求 3 3接触网的研究内容及其理论体系 接触网的研究内容 新材料 新技术的应用 2 结构和零部件的优化 3 接触网设计标准及设计技术 接触网施工标准及施工工法和工艺 高速弓网受流理论 接触网运营管理标准与维护技术 接触网检测技术 接触网与环境关系研究 3 3接触网的研究内容及其理论体系 新材料 新技术的应用 接触网线索的材料研究受电弓滑板材料的研究防腐技术的研究支持和定位设备的新材料应用研究 3 3接触网的研究内容及其理论体系 结构和零部件的优化 支持和定位装配结构的优化研究 零部件无螺栓化研究 零部件的结构优化研究 3 3接触网的研究内容及其理论体系 接触网设计技术 标准接触网体系的建立 设计标准研究 设计技术 OCSCAD 研究 接触网施工技术 施工管理技术施工工法研究施工工艺研究 施工机械及工具开发施工标准及其监理工程交接体制 3 3接触网的研究内容及其理论体系 弓网受流理论 接触网特性研究接触网结构优化研究受电弓结构优化研究弓网关系研究影响弓网受流的因素研究研究弓网关系之研究方法和试验方法研究 3 3接触网的研究内容及其理论体系 接触网运营管理 接触网运营管理体制研究接触网运营维护技术研究接触网运营维护规范研究接触网运营维护信息化实现 3 3接触网的研究内容及其理论体系 接触网检测技术 检测技术研究检测标准研究检测方式和手段研究检测结果的评判与应用研究检测设备研究 3 3接触网的研究内容及其理论体系 接触网与环境关系 接触网与大气气候的关系接触网谐波对通讯信号的干扰及其护接触网谐波对电力系统的影响研究接触网对人和鸟的干扰弓网噪音对接触网四周环境的影响接触网对环境美观的影响 3 3接触网的研究内容及其理论体系 接触网理论及其体系结构 接触网理论是指建立在数学 力学 机械学 电工学 材料学 环境学等基础学科之上的关于接触网结构优化 弓网受流 设计施工 运营检测的技术和方法 接触网的理论体系包括基础知识 弓网关系 设计施工技术 运营维护技术 检测及评判技术 新材料及其应用技术 结构优化技术 环境关系等八个理论子系统 3 4接触网的发展方向 向标准化 规格化方向发展 悬挂的弹性均匀性会进一步提高 接触网的电气载流量会进一步增加 接触网的机械强度会进一步提高 接触线的机电性能将会成为制约和评价