接触网战场设计.doc

郑州铁路职业技术学院电气工程系毕业设计郑州铁路职业技术学院毕业设计说明书设计题目： 接触网站场平面设计 作者姓名： 班级学号： 系 部： 电气工程系 专 业： 铁道供电专业 指导教师： 2009年5月15 日目 录目 录- 1 -概 述- 2 -1. 接触网设计计算- 3 -1.1 接触网设计气象条件- 3 -1.2 负载计算- 3 -1.2.1计算负载的确定- 3 -1.2.2支柱负载计算及其容量选择- 5 -2. 接触网平面设计- 7 -2.1 站场接触网平面设计程序- 7 -2.1.1放图- 8 -2.1.2 布置咽喉区- 8 -2.1.3划分锚段- 8 -2.1.4确定接触线拉出值- 9 -2.1.5确定电分段、电分相及隔离开关的位置- 9 -2.1.6确定支柱类型- 9 -2.1.7确定软横及跨点类型- 9 -2.1.8工程数量设计- 9 -2.2接触网平面设计的技术原则- 9 -2.2.1支柱布置- 9 -2.2.2划分锚段- 11 -2.2.3拉出值的确定- 13 -2.2.4咽喉区放大图- 14 -致 谢- 15 -设计任务书- 16 -参考材料- 16 -原始资料- 16 -设计内容- 17 -设计要求- 17 -参考文献- 19 -概 述电力牵引是一种先进的牵引动力。在繁忙干线、运煤专线、长大坡道、长大隧道及高速铁路等线路上具有明显的优越感和良好的经济效益。电力牵引相对于其他牵引形式而言，它可以充分利用各种动力资源，而且具有牵引力大、速度快、能耗少、效率高、价格低、无污染等优点，堪称发展方向。因而积极发展电力牵引、实现铁路电气化是国家发展的需要，也是实现现代化的需要。我国三十年的运营实践及国外经验均表明：铁路电气化是铁路现代化的方向及标志。接触网是电气化铁路重要供电设备，它自身具有三大特点：其一是接触网沿铁路线架设，是露天供电设备，工作条件恶劣，自然事故较多；其二是接触网是特殊供电设备，靠受电弓与接触线滑动接触供电，在高速运行下，受电弓和接触线都要引起振动并相互磨损，易出弓网事故；其三接触网是无备用设备，一旦损坏将中断行车，有时会酿成大事故。这些特点都说明接触网的特殊性和重要性。提高电气化铁路的供电质量、保证安全运营，关键在于提高接触网的设计、施工和运营维护质量。诚然，设计质量是保证安全运营的中心环节。1. 接触网设计计算1.1 接触网设计气象条件由于本车站处于第气象区，查相关资料可知： 大气温度最高+40 最低-5 最大风速+10大气过电压+15内部过压年均气温+20风速（m/s）最大风速35覆冰10安装10大气过电压15内部过电压0.5*最大风速1.2 负载计算1.2.1计算负载的确定（一）计算负载的分类 接触悬挂单位长度负载系指每米悬挂本身及外部条件（冰、风等）对其所形成的负载。计算负载分为垂直负载和水平负载。 垂直负载包括悬挂的自重和覆冰载荷，在计算时，不考虑吊弦及其线夹的冰重。水平负载包括风负载和由吊弦横偏造成的水平负载。由于吊弦横偏引起的水平负载很小，在设计中一般不予考虑。另外还有承力索、接触线由于之字力、曲线力及下锚力的作用，这些水平负载将对支柱、支持装置形成水平力。（二）各种负载的计算1、自重负载一般标准型号的线索，其单位长度自重可通过查材料表确认。在链形悬挂负载计算中，还应考虑吊弦及其线夹的自重，通常按平均计算，并以符号表示。2、风负载风负载是指风作用到线索和支柱上的压力，又称风压。在线索上的风负载可由下式决定： 式中：线索所受的风载（）；风速不均匀系数；风载体形系数；线索直径，接触线取平均直径（）；跨距中线索的长度（）；风向与线索的夹角；最大风速（）。 对于支柱所承受的风负载可由下式求 式中支柱承受的风载（）； 支柱迎风面的面积（）。 3、合成负载由于线索同时承受垂直负载和水平负载，因此还应确定两者的合成负载，合成负载系上述两负载的几何相加。应注意，在链形悬挂中，接触线所承受的水平负载被认为是由定位器传给了支柱，故计算悬挂的合成负载时不计算接触线的合负载，只计算承力索的合成负载。当最大风速时，承力索的合成负载由下式求得： 链形悬挂无冰无风时，其合成负载为链形悬挂的自重负载，以符号表 合成负载对铅垂线间的夹角由下式 1.2.2支柱负载计算及其容量选择在设计中，腕臂柱负载计算一般考虑：中间柱、中心柱、转换柱等。由于支柱所在位置和悬挂数目的不同，受力条件也不同，应根据具体情况精确计算，并经济合理的使用支柱。下面介绍常用的中间柱、中心柱和转换柱的计算方法。（一）中间柱负载计算及容量选择如接触网课本201页 图3-20中间柱负载分析图，其符号意义如下：支柱地面以上的高度（）；接触线至地面的高度（）（）;接触线工作高度（）；承力索至地面的高度（）（）；接触悬挂结构高度（）；悬挂点至支柱中心线的水平距离（）；接触悬挂垂直负载，包括承力索、接触线及吊弦线夹的重量，覆冰时应包括冰重（）;接触悬挂支持装置垂直负载，覆冰时应包括冰重（）； 第5页附加导线悬挂点处垂直负载，覆冰时应包括冰重（）；附加导线肩架及悬挂零件的重量（）；附加导线悬挂点至支柱中心线的水平距离（）；支柱侧面限界（）；支柱地面以上本身承受的风负载（）；接触线的风负载（）；承力索的风负载（）；附加导线的风负载（）；承力索的曲线水平力（）；接触线的曲线水平力（）;附加导线的曲线水平力（）；接触线的“之”字力（）。（一）直线区段支柱一般以选风从田野吹向线路侧为计算依据，支柱的力矩和由下式求出：（二）曲线区段曲外支柱以风从田野吹向线路为计算依据，其合力距为：2. 接触网平面设计2.1 站场接触网平面设计程序站场接触网平面设计的依据是战场竣工平面图，除此外还有其他桥、涵及隧道等图表。接触网平面设计的次序按下述步骤进行:2.1.1放图站场的放图一般根据站场的大小，其比例1：1000，对于小站也可以取1：2000。放图包括下列内容：（1） 全部电化股道（含元气电化股道及与架设接触网有关的非电化股道；（2）道岔型号、类型及编号以及理论岔心的坐标；（3）曲线起讫点、曲线半径及缓和曲线长度；（4）桥梁名称、中心里程标、结构类型及总长度；（5）隧道长度、起讫里程、（6）涵管、平交道、地道、天桥、跨线桥、架空渡槽等中心坐标及宽度；（7）站场名称，中心里程标，站台范围及与架设接触网有关的建筑物；（8） 进站信号机的位置及里程标。2.1.2 布置咽喉区先布置咽喉区支柱，然后布置站台中心，最后完成其他部分；2.1.3划分锚段确定锚段路径、起讫点与中心锚结位置，并绘出咽喉区放大图；2.1.4确定接触线拉出值从咽喉区开始，依次确定出拉出值的大小与方向；2.1.5确定电分段、电分相及隔离开关的位置根据站场线路的多少、站线与货线的可靠性及灵活性的要求，以及无牵引变电所等综合及编号；2.1.6确定支柱类型根据支柱所在的位置、功用，确定钢柱、钢筋混凝土以及软横跨柱、腕臂柱的类型、容量及编号；2.1.7确定软横及跨点类型对于软横结点类型要逐点确认，对于不是软横跨的悬挂点应选择支持装置类型；2.1.8工程数量设计编写必要的图注及说明。2.2接触网平面设计的技术原则2.2.1支柱布置1.支柱布置先从咽喉区开始，先设定正线上的道岔柱，道岔定位原则上应尽量采用标准定位。其标准最佳位置是在线间距为500700范围内。此时两接触线的交点应位于两内轨距745mm的中间位置，道岔柱与道岔理论岔心的距离见表。由于受地形条件限制，道岔柱无法按标准定位设置时，或从经济性考虑，不能实现标准定位时，才采用非标准定位。此时，应使两接触线的交点位于道岔导曲线两线间距为500700mm（内轨距935735）处的中间点的上方。2.尽量使用最大计算跨距接触网支柱跨距，应根据悬挂类型、曲线半径、接触线最大风偏移值和运营经验综合考虑确定。在最大计算风速条件下，接触线距受电弓中心轨迹的最大水平偏移值，一般不得大于500mm。设计中尽量采用标准跨距。常用标准跨距定为5的整倍数，即40、45、50、55、60、65m数种，最大允许跨距除在个别大站及特殊情况下，一般不超过67m。3.考虑支柱与信号机的相对位置在支柱布置时考虑不要妨碍信号瞭望。直线区段，在进站信号机前方5m以外；单线铁路直线区段在地形允许时，支柱应设置于信号机的对侧。4.站场上支柱布置应考虑各个站场的特点支柱设置要尽可能地照顾站场的远期发展，如果将来股道增多，则近期设立的支柱应考虑远期可资利用。对于元气铺设或预留的股道，如果土石方工程已做好，则软横跨支柱的容量及侧面限界，一般均应考虑预留。对于股道延长部分，当设立近期支柱时，以对今后整个支柱布置不产生影响为原则。5.支柱设置要考虑站场美观站场是客货集散地，在技术经济合理的条件下，应注意美观，而对于客流较大或有政治影响的特等站或一等站，尤应考虑美观因素，不能因经济上的某些损失而破坏了整体美观条件。靠近站房的支柱，要注意不要正对着门窗，站旁两侧的支柱，要尽量对称布置。基本站台或中间站台上的支柱其边缘的距离，应分别不小于4m或2m。6.尽量减少咽喉区的支柱数量 咽喉区聚集着大量的道岔群，各个站场的情况变化不一，对于较大的站场有时相当复杂，一般应提出两个或两个以上的布置方案进行比较，在保证技术条件合理的情况下，应尽量减少支柱数量，选择最优或较优方案。7.部分特殊跨距值应缩小 锚段关节的转换跨距、中心锚结所在跨距以及特殊跨距，应教一般距离缩减510，或缩减原跨距的10%。 在站场上由于两端咽喉区道岔密集，线路较多，存在有站台、地道、天桥、跨线桥、雨棚等多种建筑，支柱布置形式是各种各样的，但支柱布置所遵循的基本原则是技术合理、节省支柱、美观开阔和便于信号瞭望。2.2.2划分锚段1.合理选择锚段起讫点 站场上的锚段要充分利用锚段长度，原则上应每个独立股道设立一个锚段；2.张力差不应超过许可值 半补偿链型悬挂及简单悬挂接触线的张力差不得大于额定张力的15%；全补偿链型悬挂，承力索的张力差不得大于承力索张力额定值的10%，并满足接触线张力差的要求；3.正线锚段长度的确定（1）直线区段：全补偿链型悬挂，一般情况不大于1800m，困难条件时不大于1200m。半补偿链型悬挂，一般情况不大于1600m，困难条件时不大于1800m。（2）曲线区段：全补偿链型悬挂，在曲线半径小于1500m的曲线长度占锚段长度的50%及以上时，其锚段长度不得大于1500m，直线区段可适当加长。半补偿链型悬挂，一般根据中心锚结到补偿器处的张力差决定，一般不大于1500m。4.站线锚段走向 应避免在道岔处多次交叉，在站线下锚，接触悬挂改变方向时，与原方向的水平夹角，一般情况不宜超过6，困难情况不宜超过10。2.2.3拉出值的确定在进行接触网平面设计时，在定位点处，应标明接触线拉出值的大小和方向。设置拉出值的目的是使受电弓磨损均匀。因此，拉出值的大小是由受电弓的有效工作长度决定的。拉出值在直线区段一般取300mm，在曲线区段上则根据曲线半径大小决定，具体取值见表曲线半径（m）30012001200R1800R1800曲线拉出值（mm）400 250 150隧道内拉出值（mm） 300 150 100在设置拉出值时，一般应注意下述技术原则：（1）布置和确定拉出值时，一般先从咽喉区开始，在向站中心布置时，若最后碰到直线股道上相邻定位点向同方向拉出时，可找两边较小的跨距，在其定位点处其拉出值为零。（2）站场上布置拉出值，对于同一组软横跨各股的拉出值，其两组悬挂接触线的拉出值应相等，取值为375mm，两接触线定位点间距离为100150mm。在非标准定位时，应保证两接触线的交点（线岔）位于线间距为500700mm范围内。（3）在道岔附带曲线末端的支柱处拉出值是根据曲线半径大小及跨距长短决定，一般取400mm，通常不小于300mm。2.2.4咽喉区放大图 对站场图纸的放大比例有限，特别是大站一般是道岔密集，悬挂密布，其各组悬挂的走向、定位、跨越及下锚等均不易识别，不利于现场组织放线施工。因此，根据施工需要，每一个站场两端均应绘咽喉区布线放大图，以方便工程施工和提高工程建设质量。咽喉区布线放大图应注意以下各点： （1）放大图是纵方向上保持比例不变，横方向的线间距扩大到810mm； （2）着手绘放大图时，应从靠站中心的道岔，且从两侧站线做起，逐步向两端（与区间衔接处）赶，保持正线与区间衔接； （3）为了保证道岔的定位和避免悬挂多次交叉，允许两组悬挂在同一跨距内平行且等高布置； （4）保持两组悬挂的交点位于定位点与辙岔之间； （5）避免通过道岔下锚的站线的悬挂（下锚支）穿越线路过多，又要注意不要多次交叉，在接触线改变放向时，要使该线在水平方向的走向与原方向的夹角不大于6，困难时亦不大于10。致 谢经过一个多星期的资料准备，在整个设计过程中，吉鹏霄老师适时地指导, 再加上近一段时间对接触网理论知识的进一步学习，以及在济源供电车间的现场实践，对电气化铁道接触网有了更深的认识。经过多次修改，接触网站场平面设计已经成型。在此，谨向所有给予本人帮助的吉鹏霄老师和各位同学致以谢意。设计任务书参考材料：原始资料1、武村车站平面图一张2、悬挂类型：车站正线采用全补偿简单链型悬挂：；车站站线采用半补偿简单链型悬挂：；线采用直供加回流线供电方式，回流线与接触网同杆架设；回流线采用TJ70铜绞线；3、气象条件、污秽区划分(1)、气象条件： 第I气象区(2)、污秽区划分： 重污秽区4、设计速度：120km/h；5、地质条件：,支柱基础采用挖方；6、其它参数的选择：1）接触线高度:导线最低高度：5700mm；导线在悬挂点处的高度：6000mm.2）结构高度：h=1.3m3）本区为重污秽区。并有不同程度的酸雨腐蚀，故一般地段绝缘子泄露距离按1200mm选用。站场内均采用瓷质绝缘子；区间棒式绝缘子采用瓷质绝缘子；悬式绝缘子采用防污型钢型钢化玻璃绝缘子。吊弦（含吊丝）及软定位器后的拉线采用不锈钢线制作。4）第一气象区气象资料为：t=40c；t=-5c;V=35m/s;无覆冰；最大风速时的大气温度为10c;安装接触线时的温度为0c;安装时的风速为10m/s.5）支柱扰度：钢筋混凝土支柱为=0.02m;钢支柱=0.03m6）拉出值：在直线区段一般取a=200mm;在曲线区段，R1800m时，a=150mm；1200mm时，a=250mm；180mm时，a=400mm。7）接触线张力T=10kN。8）回流线的电压等级为1kV，在站台处回流线与地面的最小距离为6m。9）最大风偏移值取450mm。10由于该车站为三股道车站，软横跨采用单横力索。设计内容1、根据课程设计任务书所提供的站场或区间的初步设计平面图，复制站场或区间的接触网平面图；2、根据课程设计任务书所提供的原始设计资料，选用设计气象条件、计算各类计算负载；3、根据课程设计任务书所提供的原始设计资料和设计规范，确定悬挂的拉出值和最大跨距。校验典型区段（如缓和曲线区段、道岔附带曲线上）接触线的最大偏移值。初步确定支柱位置。4、确定锚段的走向和长度。6、选择和确定支柱、基础、腕臂、定位管、定位器、绝缘子、各类导线的型号和参数；参照原图选，不校验选一个支柱做受力分析7、对所选设备，如支柱、