接触网 第八章.ppt

接触网 你好 欢迎学习 崔乐梅编著 8 1接触网补偿装置 一 补偿装置的作用及组成1 补偿器的作用接触网补偿装置 又称张力自动补偿器 它安装在锚段的两侧 并且串接在接触线 承力索内 它的作用是补偿线索内的张力变化 使张力保持恒定 当温度变化时 线索受温度变化的影响热胀冷缩 出现伸长或缩短 由于在锚段两端线索下锚处安装了补偿器 在坠砣串重力作用下 能够自动调整线索的张力并保持线索弛度满足技术要求 从而使接触悬挂的稳定性与弹性得到了改善 提高了接触网的运行质量 对张力自动补偿装置的要求 1 补偿装置应灵活 在线索内的张力发生缓慢变化时 应能及时补偿 传送效率不应小于97 2 具有快速制动作用 一旦发生断线事故或其他异常情况 线索内的张力迅速发生变化时 补偿装置还应有一种制动装置 以防止在一旦发生断线时 坠砣串落地而造成事故扩大 恢复困难 2 补偿器的组成补偿器一般由补偿滑轮 补偿绳 杵环杆 坠砣杆 坠砣块及连接零件组成 补偿滑轮分为动滑轮和定滑轮 补偿绳一般选用GJ 50镀锌钢绞线制成 坠砣块一般采用混凝土或灰口铸铁制成 每块约重25kg 呈中间开口的圆饼状 坠砣杆一般用 16mm的圆钢加工制成 上端有单孔焊环 底部焊有托板 根据其放置坠砣块的数量的不同分为17型 20型和30型3种规格 杵环杆系动滑轮与下锚绝缘子串之间的连接件 一般用 16mm圆钢加工制成 3 补偿器的安设与要求补偿器串接在锚段内线索两端与支柱固定处 根据接触悬挂类型的不同有不同的补偿器结构 半补偿时 接触线带补偿器 滑轮组的传动比一般为1 2 也就是说坠砣块的重力为接触线标称张力的一半 全补偿时 接触线与承力索两端均带补偿器 承力索补偿器滑轮组一般采用1 3 接触线滑轮组一般采用1 2 在新建线路的3t系悬挂中 接触线补偿滑轮组一般采用1 3 各类接触悬挂补偿器结构分别如图8 1 8 2 8 3所示 图8 1半补偿下锚结构图 1 承锚角钢2 多节杵环杆3 杵座楔形线夹4 承力索5 线锚角钢6 双耳楔形线夹7 杵环杆8 悬式绝缘子串9 终端锚结线夹10 接触线11 动滑轮12 补偿绳13 叉型连接板14 定滑轮15 坠砣杆16 坠砣17 限界架18 锚柱19 下锚拉线 图8 2全补偿下锚结构图 1 接触线2 承力索3 杵环杆4 动滑轮5 补偿绳6 定滑轮7 承锚角钢8 定滑轮9 补偿制动框架10 继线制动装置11 坠砣杆12 坠砣13 限界架 图8 3钢柱及隧道口下锚图 a 钢柱下锚b 隧道口下锚1 埋入杆2 限界架角钢 在运营线路上 当接触线因磨耗其截面逐渐减小时 坠砣串块数也相应地减少 使接触线维持一定的张力防止出现断线事故 线索的张力是根据线索的抗拉断力除以安全系数决定的 铜或铜合金接触线在最大允许磨耗面积20 的情况下 其强度安全系数不应小于2 0 承力索的强度安全系数 铜或铜合金绞线不应小于2 0 钢绞线不应小于3 0 钢芯铝绞线 铝包钢和铜包钢系列绞线不应小于2 5 不同材质 不同截面积线索 选用张力不同时 坠陀的重量 片数 和传动比会有所不同 在各类接触悬挂补偿器中 也有几种改进的补偿器在目前的新建线路上得到广泛应用 比如接触线和承力索补偿器坠砣在支柱同一侧下锚的大滑轮装置 由于采用了大滑轮 使补偿滑轮转动更加灵活 对线索张力的调整更加及时和均匀 另外 还有为缩小事故范围而加装了断线制动装置的改进式补偿制动器等 二 补偿器的a b值补偿器补偿绳回头末端至补偿 定 滑轮或制动部件的距离为a值 由坠砣串最下面一块坠砣的底面至地面的距离称为补偿器的b值 补偿器的a b值随温度变化而变化 补偿器靠坠砣串的重力使线索的张力保持平衡 当温度变化时 线索的伸缩使坠砣串上升和下降 当坠砣串升降超出允许范围时 如下降过多使坠砣串底部接触地面或上升过多使坠砣杆耳环孔卡在定滑轮槽中 都会使补偿器失去补偿作用 因此 对补偿器的a b值提出以下要求来限制坠砣串的升降范围 在最低温度时 a值应大于零 最高温度时 b值应大于零 铁道部颁发的 接触网运行检修规程 规定 补偿器a b值最小不小于200mm 在进行接触网设计时 a b值小于300mm 这里强调一点 在实际运行中 由于施工质量等多种原因 补偿器处接触线双环杆与承力索补偿绳往往产生相磨 为了解决这个问题 现场往往采取在承力索补偿绳上装防磨滑轮的办法 装防磨滑轮的位置要求尽量靠近接触线双环杆而不与双环杆发生卡滞为宜 这时承力索的a值从上部要从防磨滑轮处算起 一 桥梁接触网设备铁路桥梁的种类很多 根据桥梁的承载方式可分为上承桥和下承桥 1 上承桥支持装置上承桥的支持装置和悬挂类型与区间基本相同 一般采用桥钢柱 使用腕臂结构 钢柱固定在桥墩上 根据不同形式的桥墩有不同的支柱安装方式 当桥梁墩台端面比较狭窄时 支柱只能安装在桥墩侧壁上 在桥墩侧壁钻孔 灌注埋入螺栓 安装金属支架和支柱接腿 桥钢柱安设在接腿上 如图 所示 拱桥也可以用这种方式来固定钢柱 为了适应不同尺寸的桥梁 接腿和金属支架的尺寸按其高度和长度可分为成二节 三节 四节等几种结构 8 2桥 隧接触网设备 图8 4用支架和接腿安装的桥钢柱 图8 5桥支柱安装斜腿柱在桥梁上的安装 a 斜腿柱在桥梁上的安装b 预留支柱的墩台 桥墩台及墩帽顶面虽然狭窄 但其端面横向与纵向尺寸均满足斜腿桥钢柱时 可直接将斜腿桥钢柱安设在顶帽上 如图8 5a 所示 这种安装方法只需在台顶帽上钻孔 灌注锚栓 可减少施工难度 方便维护 在新建电化线路或预留电气化空间线路的铁路桥梁施工时 建桥单位可根据电气化工设计部门所提供的设计依据 预先在墩台的一侧预留出安装桥钢柱的位置 桥钢柱可直接立于桥台顶面 如图8 5b 所示 钢柱规格型号见表8 1 支柱容量单位为kN m 在桥粱上 由于支柱之间的跨距受到桥墩间距的限制 当跨距较大时 风对接触网的影响将增加 有出现脱弓的危险 为了避免发生事故 要求支持装置采用一定的防风措施 主要有双定位的防风定位装置 x形腕臂结构等 如图8 6所示 1 接触线2 腕臂3 框架 2 下承桥支持装置接触网在下承桥上是利用桥上的钢架结构来支持接触悬挂的 其结构形式与隧道中的装配类似 接触悬挂带电部分对钢架结构 接地部分 应保持足够的绝缘距离 二 隧道内接触悬挂隧道内接触悬挂是接触网结构中的重要组成部分 由于隧道接触悬挂的结构高度受到隧道净空的限制 所以悬挂类型和支持装置结构都要根据不同断面的隧道来进行选择和设计 一个好的悬挂结构形式 既要充分利用隧道净空 保证安全可靠的供电 又要改善隧道内悬挂的受流条件 1 隧道内接触悬挂的特点隧道内的悬挂可以利用隧道壁 而不需设立支柱 可按技术要求在隧道壁上任意选取固定位置 隧道内的跨距受隧道净空的制约 一般常采用小跨距 对于链形悬挂其跨距值可取25 40m 简单悬挂可取15 25rn 跨距值的确定必须结合隧道断面情况 并经过技术 经济综合比较后决定 隧道内接触悬挂类型应优先采用全补偿链形悬挂 并宜与区间悬挂方式相一致 当隧道净空高度不能满足要求时 可采用简单悬挂 但列车运行速度不宜超过80Km h 隧道内接触悬挂宜采用承力索位于接触线正上方的直链形悬挂 接触线距轨面的最低高度正常情况不应小于5700mm 困难情况不应小于5650mm 但最低高度不应小于5330mm 如图8 7所示 由于隧道内接触线高度低于区间设计高度 因而要求从区间至隧道内的接触线坡度变化一般为2 困难情况不超过4 力求平缓过渡 以免使接触缱出现硬点影响受电弓取流 图8 7电气化铁道隧道限界标准 GB146 2 2 隧道内接触悬挂结构 1 隧道内的链形悬挂隧道悬挂分为半补偿和全补偿链形悬挂两种类型 如图 图 所示 图8 8隧道内半补偿水平悬挂图1 支持器2 定位管3 棒式绝缘子4 承力索和固定板夹5 承力横杆6 悬式绝缘子7 成套调整8 立柱9 立柱接头10 定位齿座 图 隧道内全补偿水平悬挂图1 水平悬挂埋入杆2 角鸭嘴3 调整螺栓4 悬式绝缘子5 滑轮支架6 悬吊滑轮7 杵环杆8 支持器9 定位管10 棒式绝缘子11 定位齿座 在图8 8中 加强埋入杆用水泥浇灌固定在隧道顶壁 外露部分连接立柱接头 立柱接头带有齿槽 便于悬挂绝缘子串 并可通过齿槽调节悬挂高度 承力索用固定板夹固定在水平承力索架上 在架上可以调节承力索的横向位置 通过成套调整器可以使整个悬挂装置基本呈水平状态 隧道中的定位装置由棒式绝缘子 定位管和支持器组成 调节支持器在定位管上的位置 可以调整接触线的拉出值 棒式绝缘子通过定位齿座与隧道壁相连 利用不同的齿位可以调节定位管的坡度 在图8 9中 在洞顶的埋入杆下安装角鸭嘴 可以调整悬挂高度 通过调整螺栓使装置处于水平状态 承力索敷设在悬吊滑轮内 这样安装可以不影响承力索顺线路的移动 两串绝缘予之间用滑轮支架相连 悬吊滑轮固定在支架上 其他装置与半补偿相同 隧道定位点和悬挂点的位置在顺线路方向错开1m 以防止接触线定位点被受电弓抬高时发生悬挂装置碰撞受电弓的事故 同时便于安装调整 在隧道净空范围内尽量加大结构高度 2 隧道内的简单悬挂当隧道净空较低时可采用简单悬挂 即承力索不进隧道而在洞口下锚 接触线进隧道 形成隧道内的简单悬挂方式 为了扩大通过货物的能力 简单悬挂从结构上可分为 人 字形悬挂和 形悬挂 如图8 10和图8 11所示 图8 10隧道 人 字形简单悬挂安装图1 滑动杆2 梯形板3 硅橡胶绝缘子4 定位线夹 a 横断面b 纵断面图8 11隧道内 T 形简单悬挂安装图1 埋入杆2 棒式绝缘子3 4 3型支持器4 连接调整板5 B型滑动管6 滑动吊弦7 接触线 人 字形悬挂采用两个硅橡胶绝缘子 通过梯形板呈人字形悬挂在滑动管上 其另一端通过定位线夹与接触线相连 梯形板可在滑动杆上滑动 因而整体装配结构不影响接触线顺线路的移动 滑动杆两端通过调整板和 人 字形悬挂埋入杆固定在隧道壁上 装配方向为顺线路方向 定位装置由硅橡胶绝缘子与定位管 支持器组成 定位点与悬挂点在顺线路方向错开1 5m 隧道净空较大时可采用 T 形悬挂 它主要由棒式绝缘子 B形滑动管 滑动吊弦 埋入杆及其他连接零件组成 滑动吊弦可随接触线的伸缩在滑动管上滑动 为了改善吊弦点的弹性 还可采用 人 字形吊弦 如图8 11c 所示 3 隧道内中心锚结当采用半补偿链形悬挂时 其结构与区间基本相同 当采用全补偿链形悬挂时 其结构如图8 12所示 在中心锚结处将承力索截断 分别通过绝缘子串固定在隧道顶壁内的丁字悬臂上 接触线中心锚结以两组半补偿结构形式的中心锚结组成 两中心锚结线夹之间的距离应为隧道内跨距长度 当采用简单悬挂时 其结构如图8 13所示 主要由环氧树脂绝缘子 中心锚结粱 调整架 埋人杆 中心锚结辅助绳和中心锚结线夹组成 中心锚结梁两端通过环氧树脂绝缘子固定在隧道顶部的埋入杆上 接触线中心锚结形式与半补偿相似 辅助绳的两端固定在中心锚结粱上 图8 12隧道内全补偿悬挂中心锚结图1 丁字悬臂2 球头长环3 绝缘子4 线夹5 锚结绳6 中心锚结线夹7 钢线卡子 图8 13简单悬挂中心锚结安装图1 加强埋入杆2 调整架3 销4 双连接板5 套环管接头6 环氧树脂绝缘子7 耳端连接板8 中心锚结梁9 线夹10 锚结绳11 中心锚结线夹 4 隧道内锚段关节在长大隧道内设置锚段关节时 其基本要求与区间相同 由于隧道内不设立支柱 因此所有接触悬挂均采用单串绝缘子垂直悬挂在洞顶 两锚段分别在线路两侧的隧道壁上下锚 图8 14和图8 15分别为隧道三跨与四跨锚段关节示意图 5 双线隧道内的悬挂装配在复线区段隧道内的悬挂装配与单线隧道有所不同 图8 16为AT供电区段的双线隧道结构图 由于要分别固定两组接触悬挂 因而在两条线路中间隧道顶部安设一个中间立柱 支持装置与区间相似 采用腕臂装配结构 但考虑到隧道净空 其悬挂点处的结构高度较低 600mm 下部不得侵入限界 高速电气化线路中 为了减少相连线路间的干扰 提高线路运行可靠性 一般不采用上下行共用一个中间立柱的装配方式 上下行分别设立立柱 保证上下行接触悬挂相互独立 a 立面图 b 平面布置图 图8 14隧道内三跨锚段关节示意图 a 立面图 b 平面布置图 图8 15隧道内四跨锚段关节结构示意图 图8 16双线隧道悬挂安装图 一 接触网附加悬挂接触网的附加悬挂包括供电线 捷接线 并联线 加强线 正馈线 回流线 保护线 架空地线等 1 供电线 F线 供电线有时又称馈电线 其作用是将牵引变电所的电能输送到接触网上 一般送至接触网电分相两侧 供电线与接触网同杆架设在支柱田野侧 当有正馈线和其他附加悬挂同杆架设时 供电线悬挂在最高处 如图8 17所示 供电线的截面积要根据通过电流的太小来决定 目前常采用LJ 150和LJ 185铝绞线和LGJL 185等钢芯铝绞线 8 3接触网其他设备 图8 17供电线 正馈线 保护线架设 2 回流线在BT供电方式和直供加回流线的供电方式中 电流的回路是牵引变电所经馈电线 接触网 电力机车 钢轨 然后由回流线回到牵引变电所 回流线的作用是将牵引电流回送到牵引变电所和消除接触网对通信线路的干扰 附加导线不得散股 安装牢固 断股 损伤面积小于标准截面的7 时 可将断股处磨平并用铝线扎紧 断股损伤面积在7 25 时要局部补强 用并沟线夹将同材质线索在损伤处两侧夹持 如图8 18所示 断股破损面积大于25 应截断做接头或更换 锚段内供电线 回流线接头 断股和补强线段总数分别不得超过下列规定 锚段长度在800m及以下为4个 锚段长度在800m以上为8个 供电线 回流线与接触网同杆架设时 带电部分距支柱边缘的距离 回流线不得小于0 8m 供电线不得小于1m 3 保护线 PW线 保护线用于AT供电区段 采用钢芯铝绞线 经保护跳线与接触网各绝缘子接地端相连 在各个AT自耦变压器的中点处和钢轨连在一起 因此当绝缘子发生闪络或击穿时 保护线会给短路电流提供一个良好的金属通路 使变电所继电保护装置迅速动作 达到及时反映和排除故障的目的 保护跳线与正馈线间的间距为350mm 4 正馈线 AF线 正馈线用于AT供电区段 AT供电方式一个特点是有一根与接触网电压 27 5kv 相同但反相的正馈线 简称AF线 AF线采用铝绞线 AF线与PW线同时悬挂在支柱田野侧 其线肩架上PW线靠支柱侧 AF线靠田野侧 在停电作业时 AF线和接触线的地线同时接钢轨 而PW线经接地柱接大地 5 并联线 加强线在供电臂较长 坡度较大的线路上 为减小线路阻抗 有时采用并联供电的方法提高末端电压 加强线的作用同并联线相同 6 捷接线在线路弯曲 坡度较大及运输繁忙的区段上 由于接触网通过的电流大 路径较长 易造成电压损失较大 为提高供电臂末端电压 一般在接触网迂回弯折的最近处 设置捷接线以缩短电流的流动路径 7 架空地线 GW线 在基本站台或中间站台上 为了人身安全 除设了保护线外 还在支柱顶部架设了一段架空地线 架空地线直接固定在支架上 并与钢柱相连 架空地线在站台的两端下锚 在每端各打一个接地极 所以GW线的设置可以保证站台上人身安全 使站台钢柱有双重保护 一般采用GJ 50钢芯铝绞线 二 接触网安全防护标志1 接触网终点标在站场牵出线 安全线 装卸线及专用线的接触网终端应设置 接触网终点 标 接触网终点标应设在接触网锚支距受电弓中心线400mm处接触线的上方 2 安全作业标在装卸线 电力机车整备线 上水线等两侧分段绝缘器处分别设置 安全作业标 安全作业标 分别设在距分段绝缘器内侧2m 距线路中心3 5m处 两 安全作业标 面向相对而立 可用800mm 250mm 厚2 3mm的钢板制成 白底 黑字 黑框 标的背面 柱身涂白色 3 高压危险标站内和行人较多地方的接触网每根支柱上 在离轨面2 5m高的处所 以及安全挡板或细孔网栅上 均要有涂以白底用黑色书写 高压危险 字样和用红色画出闪电符号的警告标志 4 安全挡板跨越电气化铁路的跨线桥和天桥 在接触网带电部分正上方桥面的两侧要装设安全挡板或细孔网栅 安全挡板或细孔网栅要垂直于桥面 在桥面以上的高度不应低于2m 宽度距接触网带电部分每边应不小于1 5m 安全挡板或细孔网栅若是金属制品 在距接触网带电部分不足5m时应接地 5 限界门在机动车辆 兽力车通过的平交道口处铁路两侧的公路上应设置限界门 限界门应设在沿公路中心线距最近铁路的线路中心线不小于12m的地方 在限界门至铁路之间的公路两边各装设不少于6根防护桩 桩距不大于1 4m 防护桩埋深不小于0 8m 限界门的宽度不得小于平交道口处公路路面的宽度 限界门的吊板应为活动吊链 吊板要平齐 吊板下缘距地面的高度为4 5m 限界门框柱涂以黑白色相间是漆条 漆条宽度为200mm 在限界门处要按规定悬挂揭示牌 各种标识和揭示牌应安装牢固 字迹清楚 便于燎望 不得侵入限界 三 接触网接地1 接触网接地的作用我国交流电气化铁道接触网对地额定电压为25kV 接触网带电部分和接地部分经绝缘元件绝缘 在通常情况下总有微弱的泄漏电流经绝缘元件流回大地 这样的微弱泄漏电流 一般对设备和人身不会造成伤害 但随着绝缘元件的老化 严重脏污 出现裂纹或浸水时 绝缘强度下降 这时泄漏电流就会相应增加 当支柱对地有较大的接地电阻时 泄漏电流在支柱上形成较大过渡电压 严重时会危及人身安全 同时 较大的泄漏电流流经支柱 混凝土柱 其内部金属部分钢筋会发热 使金属软化造成支柱强度下降 拉断支柱 危及设备安全 另外 当绝缘元件缺残及遭到击穿时 会形成短路电流 由于支柱本身的电阻 基础电阻 基础至钢轨的过渡电阻较大 限制了短路电流值的大小 短路电流不足以使继电保护动作 而在短路点处形成长时间的连续电弧 烧损设备并在地表面形成跨步电压 为了避免上述情况的发生 接触网应设立接地装置 将接触网设备中非带电的金属部分与钢轨 牵引轨 或大地直接相连 接触网接地根据其目的不同可分为工作接地和安全 保护 接地 为保证设备安全运行而设置的接地称工作接地 以防护为目的而设置的接地称为安全接地 接触网中接地的实现形式有多种多样 接触网支柱可以利用回流线或保护线作闪络保护地线的集中接地方式 当成排支柱不悬挂回流线或保护线时 可设置架空地线实现集中接地 零散的接触网支柱宜单独设接地极接地 有信号轨道回路区段 或通过接地线直接接钢轨 无信号轨道回路区段 与回流线或保护线连接的吸上线在有信号轨道回路区殷可直接接扼流变压器线圈中性点 在无信号轨道回路区段可直接接钢轨 2 接地的安设及要求钢筋混凝土支柱地线安装如图8 19所示 地线分上 中 下三部分 拉杆底座到腕臂底座为上部地线 腕臂底座至支柱底部为中部地线 支柱底部至钢轨为下部地线 当支柱内有预埋地线时 则可省去上 中部地线 下部地线直接同支柱内预埋地线的地线孔相连 另一端固定在钢轨上 与钢轨相连接的地线采用接地线夹连接 不得采用焊接的方式 图8 19混凝土柱地线安装1 上部地线2 中部地线3 下部地线4 接地连接夹5 钢轨 对于钢柱 地线直接接在钢柱根部的螺桂孔上 另一端同定在钢轨或接地极上 如图8 20所示 与钢轨相连的地线不得采用焊接方式 安装时应接在牵引轨上 注意不能短接两根钢轨 否则造成短接信号 出现红光带 信号误动作 图8 20钢柱地线安装1 螺栓2 螺帽3 垫圈4 接地线 以上