接触网复习题.doc

一、 名词解释 (本题共5小题，每小题2分)1 基本运行风速：在一定风速作用下,接触线不会因为风的作用脱离受电弓滑板的有效工作范围,弓网受流能够正常进行,这样的风速成为基本运行风速. 2 粘着磨耗：由于黏附作用使两摩擦表面的材料迁移而引起的机械磨损. 3 土壤承载力： 土壤不产生形变所能承载的最大压力! 4 接触网平面图：接触网线路和接触网设备及结构状况，用接触网平面图表示。它采用部颁电气化铁道接触网图形符号来示意接触网各种设备和结构的配置情况。5 接触压力标准偏差： 6 结构高度：链型悬挂在支柱定位点处，承力索与接触线间的垂直距离。 7 临界跨距：该跨距内的线索在最低设计温度或最大设计覆冰时其张力达到临界状态，即接触网线索即将产生最大张力时的状态。8 支柱侧面限界：支柱侧面限界是指在正线轨面水平面内，左右侧支柱内缘分别至临近线路中心的距离。9 反射因数：表明弓网系统的振动波在传播过程中遇到吊弦、定位器等非均质点时反射波向受电弓传播并在受电弓处引起新的反射的一个系数。反射系数的大小受制于承力索和接触线的补偿张力，一般而言，承力的补偿张力越大，接触悬挂的反射系数也就越大。 10 弓网电弧：滑板和接触线脱离接触，使处于滑板和接触线间的空气游离击穿所产生的温度极高的耀眼光斑。 二 判断题(本题共10小题，每小题1分)。1 承力索宜采用恒张力架设、接触线应采用恒张力架设。架线张力偏差不得大于8%。接触网在架设后应进行超拉以克服新线蠕变引起的初伸长。（）2 为了提高供电质量，在高速接触网中一般采用AT和DRR供电。（）3 相邻悬挂点的高度差最大允许值为20mm。假如两个悬挂点之间的误差值为20mm，下一个悬挂点必须在同样的高度或者与驶入接触线的方向一致，不允许走向相反的方向。（）4 接触线允许最大磨损为标称截面的20%。一个锚段长度内如果有一个点达到这一临界值时，应更换接触导线。根据经验CTMH150型接触线最大磨损20% 时，剩余厚度为10.95mm。（）5 承力索支撑线夹安装处的承力索上应涂抹润滑脂，加铜铝过渡套，放入支撑线夹，受力方向应为承力索支撑线夹的中心螺栓，即铜铝过渡套开口背向螺栓45朝下压合，用力矩扳手紧固所有螺栓。（）6 在绝缘锚段关节和非绝缘锚段关节中，转换柱处两悬挂的垂直距离、水平距离分别为：500mm和600mm，允许偏差：20mm。（）7 五跨绝缘锚段关节的转换柱处绝缘子串距悬挂点的距离应符合设计要求，允许偏差为50mm。承力索、接触线两绝缘子串上下应对齐，允许偏差为30mm。（）8 绝缘锚段关节式电分相中性区长度符合设计要求，满足双弓运行(即不大于190m)，允许误差+500mm。地面应答器的纵向距离应符合设计要求，允许误差1m。（）9 桥基础底部顺桥向预留有一个 120150mm的长方形孔洞，以便电缆通过。桥上基础只有一个接地端子，设在基础顶面，与顶面平齐，距线路侧基础面边沿 260mm，距基础面北侧边沿60mm，接地端子与接触网基础上钢板齐平(不得设置在钢柱法兰盘下)。 （）10 燃弧是指通过受电弓滑板和接触线之间空气间隙的电流流动，通常伴有强光产生。燃弧测量一般运用于实际运行电动客车车辆上和检测受电弓具有取流功能的检测车上。（）11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，大小应符合设计要求，最大允许偏差为30mm。（ ）12结构高度是一个定值，它指定位点处承力索与接触线之间的垂直距离。（）13 波动传播速度是接触网的一个特征参数，是高速列车运行速度的极限值，列车最大运行速度不宜大于接触网波动传播速度的70%。（）14 在高速铁路接触网中，定位器坡度必须控制在1/61/8之间。 （）15根据制造工艺，接触网零件可分为铸造件、锻造件、液态模锻件和挤压件等几种类型。 （）16 接触网的静态验收包括徒步验收和作业车验收，静态验收检测是对接触网单方面的测量，用于评价接触网施工质量是否达到设计要求。 （）17 受电弓是接触网方案与参数选取的重要依据。 （）18 高速正线接触线工作支高度不应发生变化，设计坡度为零（锚段关节除外）。（）19 当跨中不设预留弛度时，吊弦与吊线之间的导高差最大允许值为10mm。（）20 临界跨距这一理论概念是用于判定链形悬挂状态方程起始条件的。（）三、作图题 (15分)1 请画出直线区段五跨绝缘锚段关节的平面布置图，并标明主要技术参数。2 请画出直线区段四跨绝缘锚段关节中心柱装配结构示意图和受力分析简图。四、证明题(10分)1 试证明链形悬挂结构系数 ，并说明其理论和工程意义。 2 请建立简单悬挂状态方程五、简答题 (本小题共2题，计20分)1 简述弓网系统设计应遵守的基本原则和流程？(10分) 流程：1、系统仿真；2、接触网的平面设计；3、通过实际运行验证系统设计2 请依据教材134页图4-1-4所示受电弓静态特性曲线说明弓网匹配的基本问题(10分)3请你就接触网的机电复合特性进行说明。(10分)接触网的本质是电力输电线，但由于其电能传输过程的特殊性，它又不同于一般的电力输电线。为使弓网受流平稳、安全、可靠，接触网在电气方面要满足电气强度、牵引功率，电压水平，绝缘安全等方面的技术要求；在机械方面要满足机械强度、振动特性、波动特性、空间位置、动态弹性等方面的技术要求；机电任何一方的偏颇，都会造成受流质量的下降，甚至不能完成特定条件下的能量传输。这就是接触网的机电复合特性。接触网的机械特性表现在三个方面：机械强度、机械位置、机械振动。这三者是保障弓网系统安全良好运行的基础。接触网和受电弓是两大弹性振动系统，两大系统必须充分藕合和匹配才能保质完成电能传输。接触网和受电弓都应有良好的静态特性和动态特性，接触网线索弛度、悬挂弹性、波动速度，受电弓的静态抬升力、动态压力偏差等对弓网受流质量具有相当的影响。接触网的电气特性也表现在三个方面：载流容量、电能质量、电气安全。接触网的载流容量是衡量电气化轨道交通性能的重要指标，与一般架空电力输配电线相比，接触网系统发生短路的情况更为频繁，必须充分考虑接触网系统的短路容量；接触网负荷波动很大，必须充分考虑接触网系统的过负荷容量。接触网的供电电压和电能损失必须控制在可承受的范围以内，馈线上网点电压和供电臂末端电压不应超出系统所允许的最高电压值和最低电压值。另外，电气化铁路周围存在较强的交变电磁场，这些交变电磁场对其周围的各类电线、电缆、通信线路、电子设备均存在电磁干扰，对人员和设备构成潜在威胁和危险，处理不好就可能对人员生命和设备造成直接伤害，对接触网的电磁干扰必须足够重视并采取积极有效的防护措施。4什么叫最大许可跨距？确定最大许可跨距需要考虑哪些因素？(10分)最大许可跨距是指考虑预期车辆运行和给定最大风偏后，能确保接触线不离开受电弓滑板有效工作范围的跨距.因素:(1)接触悬挂的类型;(2)线材材料及形状;(3)承力索和接线张力及拉出值大小;(4)基本运行风速的大小;(5)受电弓的弓头尺寸和列车横向位移;(6)线路状况(横断面、纵断面)(7)支柱型号与材质;(8)相邻跨距的弹性差异;(9)相邻跨距的大小.5 请简述弓网耦合的具体内容(10分)弓网耦合主要表现在四个方面，即几何耦合，电气耦合，机械耦合和材料耦合。 几何耦合主要研究弓与网的几何关系，主要表征参数有：导高、拉出值、跨中风偏、坡度、弓网始触区、接触线无线夹区、受电弓动态包络线、受电弓有效工作范围、滑板有效工作长度； 电气耦合主要研究滑板和接触线之间的电接触、接触电阻、载流量和发热量、电弧和电火花；主要表征参数有：静态接触电阻、接触点温升、载流量等； 机械耦合主要研究弓和网间的振动和波动现象，主要表征参数有：波动速度、增强因素、反射系数、振幅、冲击和振动、接触线动态抬升、接触线疲劳等； 材料耦合主要研究接触线与滑板之间的电气和摩擦特性、滑板与接触线的组合、滑板和接触线的磨损。六、计算题 (本题共2小题，共30分)1 试计算处于典型第II气象区的“JTM-120CTM-150”全补偿链形悬挂的各类单位负载。(15分)解:课本P65-例3.12 某支柱位于轨距1450mm的曲线区段，外轨超高115mm，现实测得该支柱定位处导高为6000mm，定位点投影位于线路中心线和外轨之间，距线路中心80mm处。若该定位设计拉出值为400mm，请通过计算回答应如何调整该处拉出值才能保证弓网运行安全？ (15分)解：由题得：h=115mm m=80mm H=6000mm L=1450mm a标=400mm 根据公式：c=Hh/L=6000115/1450=476mm a= m+c=80+476=556mm a调=a测-a标=556-400=156mm 所以：为了保证弓网运行安全，拉出值应向曲内放156mm3 跨距的大小与弓头尺寸、基本运行风速、悬挂弹性和工程投资均有关系，在悬挂类型及线索张力确定时，跨中弹性与跨距成正比，高速铁路接触网的跨中弹性通常限定在0.4mm/N以内。请依据跨中弹性计算式计算：当承力索与接触线的张力组合分别为：12kN+24kN和21kN+27kN时，简单链形悬挂和弹性链形悬挂的跨距最大值。(15分)解：由题意可得：悬挂的最大弹性emax=0.4mm/N 由emax=lmax/k(Tc+Tj)得：lmax= emaxk(Tc+Tj)简单链型悬挂时k=3.5，链型悬挂时k=4。承力索与接触线的张力组合为12kN+24kN时：简单链型悬挂的跨距最大值lmax=0.43.5（12+24）103=50.4m弹性链型悬挂的跨距最大值lmax=0.44（12+24）103=57.6m承力索与接触线的张力组合为21kN+27kN时：简单链型悬挂的跨距最大值lmax=0.43.5（21+27）103=67.2m弹性链型悬挂的跨距最大值lmax=0.44（21+27）103=76.8m4 电气列车最高速度vmax不应超过接触线波动传播速度Cp的70%，多普勒系数不低于0.2，反射系数r应不超过0.4，放大系数应不超过2.0，这是高速铁路接触网的动态标准。现有某电气化铁路，电气列车的运营速度目标值为350km/h，设计风速为30m/s、接触线相对于弓头中心的允许偏移为450mm。若牵引供电系统、行车组织与线路断面等因素允许承力索选用120mm2的铜合金绞线、接触线选用150mm2的铜合金电车线，且接触线磨损到标称截面积的80%时仍能满足接触网的载流量与短路载流量要求。试确定该电气化铁路所需之接触线承力索的型号。(15分)解：由教材表2-9-3可知，CTM120铜镁合金接触线、CTMH120铜镁合金接触线以及CTS120铜锡合金接触线未软化时的拉断力分别为52.03kN、59.29kN和50.82kN，均超过了48.58kN。根据Tw=TBmin0.65KtempKwearKloadKeffKclampKjoint (1)Tw最大允许工作张力（kN）；TBmin拉断力（kN）；Ktemp最高温度系数。表述接触线的允许工作张力与其最高温度的关系，当铜合金接触线的最高温度不超过80时，Ktemp取1.0；Kwear允许磨耗系数。接触线的允许磨耗使用一个与接触线的磨耗量相适应的系数表示，最大允许磨耗限定为标称截面积的20%时，Kwear的取值为1.0-0.2=0.8；Kload风和冰荷载系数。此系数对接触线最大工作张力的影响取决于接触悬挂的设计方案，对于全补偿链形悬挂，风和冰荷载同时存在时，Kload取0.95；只有风荷载时，Kload取1.00；Keff补偿精度和补偿效率系数。对于一般接触悬挂张力自动补偿装置的设计和施工，Keff取0.95；当接触悬挂张力自动补偿装置的精度和效率提高到超过95%时，Keff取1.00；Kclamp终端锚固系数。假如接触线终端锚固线夹的抗拉强度大于接触线抗拉强度的95及以上时，Kclamp取1.0，否则，Kclamp等于接触线终端锚固线夹的抗拉强度与接触线抗拉强度之比；Kjoint焊接或焊缝系数。接触线焊接接头对接触线抗拉强度的不利影响用Kjoint进行定义，且Kjoint等于0.95。如果接触线不存在焊接接头，Kjoint取1.00。可计算出上述三种接触线的最大允许工作张力分别为25.7kN、29.2kN和25.1kN。如选用CTM120或CTS120型接触线，接触线的工作张力Tj只能取为24kN，此时，接触线的波动传播速度为（km/h）无量纲系数多普勒系数如选用CTMH120型接触线，为最大限度利用接触线的机械性能，接触线的工作张力Tj可取为27kN，此时的波动传播速度Cp=568km/h，无量纲系数=0.615，多普勒系数=0.238。为使放大系数2.0，承力索的张力应限制在一定的范围内。如选用CTM120或CTS120型接触线，多普勒系数=0.211，反射系数r=/2.00.211=0.422，即120mm2截面承力索的单位长度质量为mc=1.065kg/m，接触线的工作张力为Tj=24kN，单位长度质量为mj=1.082kg/m，代入Fw=FBmin0.65KtempKwindKiceKeffKclampKload (2)式中：Fw最大允许工作张力（kN）；FBmin拉断力（kN）；Ktemp最高温度系数。表述绞线的