城市轨道交通接触网的研究

广东交通职业技术学院城市轨道交通学院城市轨道交通车辆专业毕业论文论文题目:探究架空刚性接触网快速发展的原因学生姓名: 李国水学 号: 1313172231指导教师:齐 群专 业: 城市轨道交通车辆 班 级: 13城市轨道交通车俩2班 二0一五年六月探究架空刚性接触网快速发展的原因摘要城市轨道交通接触网是城市轨道交通工程中的重要设备系统之一，它架设在轨道的上方（或边上），是一种特殊的输电线。机车通过受电弓（或集电靴）从接触网中得到电能，其对机车起着重要的作用。接触网可分为架空式接触网和接触式接触网，其中架空式接触网的悬挂类型可分为柔性架空接触网和刚性接触网。从20世纪90年代来，柔性架空接触网已经越来越少的在正线使用，而刚性接触网较快速地发展，我国广州、南京等地的城市轨道交通都采用刚性架空接触网形式。本文从分析刚性接触网的特点为起点，结合架空线的悬挂方式的选用依据，以广州二号线为实例，浅谈刚性接触网普遍应用的原因以及未来的发展状况。关键词:架空刚性接触网、特点、广州二号线、原因目录1.绪论11.1 架空刚性接触网的国内外应用情况11.2 架空刚性接触网的研究的意义12.架空接触网的概述12.1 架空刚性接触网的组成12.1.1 接触悬挂22.1.2 支持定位装置22.1.3 绝缘部件22.1.4 架空地线22.2 架空接触网的优点32.3 架空接触网的缺点33.广州二号线接触网的分析33.1 广州二号线接触网的组成33.2 广州二号线刚性接触网的特点43.3 广州二号线刚性接触网生产的效果44. 结束语5参考文献71.绪论1.1 架空刚性接触网的国内外应用情况 在城市轨道交通方面，至2013年底，全国已有13座城市开通了城市轨道交通线路，其中上海、广州、深圳等的城市轨道交通系统都大量地采用了刚性悬挂接触网。另外还用18座城市正在进行城市轨道交通线路建设，其牵引网也大部分拟采用刚性悬挂接触网。在国外，架空刚性接触网已在地铁工程、大型密集的场所、集装箱节点站、城市轻轨以及一些特殊工中得到了有效的应用。比如：瑞士Simplon隧道、美国North East Corridor线。目前拟建的奥地利意大利Brenner Base Tunnel线等线路采用刚性接触网。1.2 架空刚性接触网的研究的意义 与柔性接触网相比,刚性接触网的最大优点在于无轴向张力,不存在断线的可能，此外还有结构相对简单、检修维护工作量小、安全性能高、污染少等优点。虽然其第一次投资费用高，但凭借它的优点，架空刚性接触网在国外地铁中已得到广泛地发展。为此，国内的地铁线路在几年的时间里也大力地发展了架空刚性接触网。广州地铁2号线采用刚性接触网,自开通以来一直运行良好，自开通以来一直运行良好。但是,随着运行时间的增加,某些区段列车受电弓与接触线之间弓网关系不良,使得接触线局部磨耗严重的现象日益突出;同时,列车受电弓滑板磨损也较为严重,进一步恶化了弓网关系。为保证接触网设备的良好工作状态,需对接触线磨耗等问题进行研究。2.架空接触网的概述2.1 架空刚性接触网的组成刚性接触网主要由接触悬挂、支持定位装置、绝缘部件以及架空地线等部分组成。 2.1.1 接触悬挂接触悬挂由汇流排、接触线、伸缩部件、中心锚结等组成。2.1.2 支持定位装置支持和定位装置的作用是通过绝缘子把铝合金汇流排、接触线等固定在隧道顶或隧道壁的规定位置上。其安装形式主要有腕臂结构和“II”型结构等形式。如下图： 图2.1 典型刚性悬挂示意图2.1.3 绝缘部件绝缘部件一般采用公称泄露距离不小于250mm的表面上釉的瓷质绝缘子。2.1.4 架空地线架空地线在隧道内吊柱上的下锚如图：图2.2 架空地线终端锚固安装图2.2 架空接触网的优点1、刚性悬挂能满足最大离线时间、传输功率、电压电流、受电弓单弓受流电流以及最大行车速度的要求。2、刚性汇流排和接触线无轴向力，不存在断排或断线的可能，从而避免了钻弓、烧融、不均匀磨耗以及受电弓故障造成的断线故障。刚性悬挂的故障是点故障，所以刚性悬挂事故范围小。3.刚性悬挂的锚段关节简单，锚段长度短，因此，固定金具窜动回转范围小，相应地提高了运行中的安全性和适应性。4.实际运营情况，受电弓维修周期长。接触线方面，从磨耗情况推算使用寿命约20年。 刚性接触网是一种没有弹性的接触网形式，适应于隧道内安装，设计速度一般不大于160kmh。2.3 架空接触网的缺点 （1）技术要求高：设计对刚性悬挂系统性能要求很高，在设计时要根据设计的车辆运行速度合理的布置支撑点的间距，根据温度变化合理的布置锚段长度。 施工中，有大量的测量工作。如前期的支撑点的测量、锚段关节位置的确定，锚段长度的测量。后期的支撑的高度、汇流排的高度、支撑点的拉出值、锚段关节的测量等。由于导线的高度误差范围非常小，大大增加了调整的难度。 （2）材料的运输难度增大：由于刚性悬挂采用硬质铝合金材质，施工过程中的一个小小的失误都可能造成难以恢复的永久性缺陷，例如不小心造成汇流排永久变形，有可能在锚段中间形成无法修正的缺陷，它不可能象柔性悬挂那样可以通过系统本身的匹配关系进行弥补。因此，在刚性悬挂施工过程中对系统关键点的控制的人员、技术、设备就显得犹为重要，它将决定整个项目工程的竣工质量。3.广州二号线接触网的分析3.1 广州二号线接触网的组成 广州地铁二号线接触网采用了2种形式的接触网，地下线路采用架空式刚性接触接触网，地面线路采用传统的柔性接触网，其中架空式刚性接触接触网是国内首条采用架空式刚性接触网技术的刚性接触网。 3.2 广州二号线刚性接触网的特点 架空刚性接触网一般采用具有相应刚度的导电轨或具有相应刚度的汇流排与接触线组成。广州地铁二号线刚性接触网由“II”型汇流排、接触导线、绝缘子以及网定位装置等组成，与柔性接触网有较大差异(见表2-1)和明显特点。表3-1架空刚性接触网与柔性接触网的技术比较表序号项目刚性接触网（广州地铁二号线）柔性接触网（广州地铁一号线）1允许车速设计最高时速80km/h设计最高时速80km/h2可靠性无断线之患，可靠性高有断线之患，可靠性差3导线磨耗导线磨耗均匀，允许磨耗是柔性2倍导线磨耗不均匀，允许磨耗小（允许磨耗1/3截面）4受电弓取流情况弹性均匀（几乎没有弹性），无特殊硬点，受流效果良好弹性不均匀，存在硬点，硬点效果较差5精度要求安装维护精度要求高相对较低6维护检修、养护维护工作少，费用较低维护工作量大，费用高 3.3 广州二号线刚性接触网生产的效果 1、结构简单，TRANBBS施工方便广州地铁采用架空式“”型结构，“II”型刚性悬挂汇流排当量截面积为1200 mm2，相当于柔性8根150 mm2 硬铜绞线。其下嵌入传统柔性悬挂接触导线后，即等于同于柔性悬挂承力索、接触导线和架空馈电线的作用。2、安全可靠、易于维护 首先，刚性悬挂接触网处于无张力自然悬挂状态，它依靠铝合金汇流排的刚性来保持接触导线的位置恒定，不需要象柔性悬挂设置重力下锚张力装置，悬挂结构变得更加简单，节约了有限了隧道空间，且对土建结构的承力要求较柔性悬小得多，系统的安全性及稳定性均较柔性悬挂要好。 其次，由于刚性悬挂接触网不存在张力作用，完成消除了突发断线之忧。而且，所有刚性悬挂提高了运营安全可靠性，同时也增加了系统的可维护性，使维护变得更容易。 再次，由于刚性悬挂接触网的安全可靠性决定了其正式投入运行后，日常维护和事故抢修工作量比柔性接触系统要少得多，事故平均恢复时间较柔性悬挂短得多，能最大限度地保证正常的运营。 3、灵活方便、性能优良广州地铁二号线的刚性接触网系统的运营经验得知，刚性悬挂接触网在柔性悬挂相对薄弱的环节上具有绝对的优势，如经过细心调整，机车受电弓在通过刚性悬挂关节时可以完全消除拉弧现象，可以有效地防止因机车通过关节时拉弧引起的对接触导线的损伤，而这一点在柔性悬挂接触网系统中几乎是不可能实现的。4. 结束语 目前城市轨道交通迅速发展，从广州二号线开始采用架空刚性接触网来，架空架空接触网凭借它在经济、技术上的优势，在我国城市轨道交通地铁项目中得到广泛地应用，各方面对刚性接触网的认识已经趋于一致。结合我国普遍地区的架线区的列车速度、电流容量等输送条件以及隧道架设环境进行综合勘察分析，我国城市轨道交通地铁将大力继续发展架空刚性接触网。随着“以人为本”设计理念不断深入，为保证旅客安全，减少隧道净空、减少隧道开发量，降低土建工程投资，缩短减少周期，进一步提高接触网设备安全可靠性，减少运营维护工作量，刚性接触网在国内新建、改建城市轨道交通项目当中得到了越来越多地应用。考虑到城市轨道交通的未来发展,列车提速是必然趋势，架空刚性接触网将会在接触网设计、制造、施工及运营维护技术的发展趋势将向高速化迈进。在此，结合资料分析，要实现地铁车辆保持良好的受流关系、减少弓网磨耗以及确保刚性悬挂寿命长、故障少、维护任务少的目标,改进地铁隧道内刚性悬挂的定位方式和发展新型刚性悬挂零部件，这会使这个目标达到。参考文献1张莹,陶艳.城市轨道交通供电技术M.北京:人民交通出版,2010:100-117.2 陆缙华.广州地铁一号线车辆的磨耗情况分析J