城市轨道交通接触网运行与检修课件：刚性和三轨接触网

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INTERNALUSEONLY《城市轨道交通接触网运营与检修》

刚性和三轨接触网

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架空接触网是电气化铁路常用的两种供电网络方式之一（也是公交无轨电车唯一的供电方式），另外一种供电方式是刚性接触网和第三轨供电。架空接触网受到隧道净空的限制比较大，在城市地铁的运用当中会受到土建成本的压力。另外，与第三轨相比，架空电缆会可能使人产生视觉和心理障碍，对城市景观造成一定的负面影响因此目前已有的城市轨道交通当中，刚性接触悬挂和第三轨供电仍然占有较大的比重。《城市轨道交通接触网运营与检修》

刚性接触网1

刚性和三轨接触网知识点1．刚性接触网的发展过程；2．刚性接触网的特点；行车速度与跨距的关系。《城市轨道交通接触网运营与检修》

刚性和三轨接触网技能目标1．能够识别刚性接触悬挂上各零部件；2．掌握接触悬挂上各零部件的作用。《城市轨道交通接触网运营与检修》

刚性和三轨接触网

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刚性接触网是和柔性接触网相对应的一种接触悬挂形式，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。1895年，架空刚性悬挂首次在美国巴尔的摩第一条电气化铁路中应用；1961年，作为架空刚性悬挂主要型式“T”型刚性悬挂在日本营团城市轨道日比谷线投入使用；1983年，作为架空刚性悬挂另一主要型式“Π”型刚性悬挂在法国巴黎RATPA线投入使用。国内第一条架空刚性悬挂于2003年6月28日在广州建成（即广州地下铁道二号线，三元里――琶洲，长约18.4Km），采用了PAC110型单“Π”型汇流排结构。如图。

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刚性悬挂接触网作为一种全新的接触悬挂方式，具有占用空间少、安装简单、少维护、稳定性好、安全可靠等特点。刚性悬挂系统的特点是高阻力，只有极少的几个零部件是可移动的，且移动量微小，接触导线沿汇流排全长加牢，不承受机械应力，所以运营期间磨耗最小、无须维修和调整。刚性悬挂系统中接触导线及汇流排不受张力作用，与柔性接触悬挂系统相比，基本不会出现断线故障。1．刚性悬挂柔性悬挂都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。一．刚性悬挂接触网特点

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2．在受电弓运行的安全性以及对弓网故障的适应性方面：1）刚性悬挂事故范围小。2）刚性悬挂的锚段关节简单提高了运行中的安全性和适应性。运营维护：无论是日常维护，还是事故抢修、导线更换，刚性悬挂的工作量要少于柔性。一．刚性悬挂接触网特点

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4．架空刚性悬挂与柔性悬挂的技术比较一．刚性悬挂接触网特点序号项目架空刚性悬挂柔性悬挂1悬挂组成结构紧凑（汇流排+接触线+地线）较复杂（1根承力索+2根接触线+3或4根辅助馈线+1根地线）2允许车速（km/h）一般为80～160。瑞士实验速度提高到140，弹性受电弓可达160一般为80～1603可靠性无断线之忧，可靠性高有断线隐患，可靠性较差4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5受电弓受流情况无特殊硬点，受流效果良好。受流特性主要取决于受电弓特性存在硬点，硬点处受流效果较差。受流特性取决于弓网匹配6精度要求安装精度要求高安装精度相对较低7设计、施工技术有较丰富的设计和施工经验有较丰富的设计和施工经验8施工机械导线安装和更换虚进口专用设备有成熟的施工机械设备9国产化率90%以上90%以上10维修、养护维护工作量少维护工作量大

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5．架空刚性悬挂与柔性悬挂的经济比较一．刚性悬挂接触网特点序号项目架空刚性悬挂柔性悬挂1隧道净空要求的土建费用净空要求相对较小。无需下锚装置，可避免无必要的局部开挖，可节省土建费用净空要求相对较大。需下锚装置，有时需要局部开挖2悬挂装置费用悬挂点相对较多，费用相应较高相对较少3维护费用维护工作量少，周期长，费用低。根据日本、韩国的经验，维护费用相对柔性悬挂可减少30%～50%维护工作量大，周期短，维护费用较高

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刚性悬挂是将接触导线夹装在汇流排上的一种悬挂方式，依靠汇流排自身的刚性使得接触导线保持在同一安装高度，从而取消链形悬挂承力索而使接触悬挂系统具备最小的结构高度，最大程度利用有限的悬挂空间。刚性接触网是一种几乎没有弹性的接触网形式，适应于隧道内安装，其设计速度一般不大于160km/h。二．行车速度与跨距

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刚性悬挂接触网分成若干个锚段，每个锚段长度一般不超过250m，跨距一般为6～12m，且行车速度有密切的关系，整个悬挂布置成正弦波的形状，相当于柔性接触悬挂接触线之字布置。一个跨距形成半个正弦波，各悬挂点与受电弓中心的距离一般不大于200mm。行车速度与跨距的关系如下表所示：二．行车速度与跨距行车速度（km/h）60708090100110120跨距（m）1211109876

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架空刚性悬挂主要由汇流排、接触导线、伸缩部件、中心锚结等组成。接触悬挂通过支持与定位装置安装于隧道顶或隧道壁上，如图所示。三．刚性接触网的结构图3-3架空刚性悬挂安装

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1、汇流排汇流排包括标准型汇流排、汇流排终端及刚柔过渡元件。标准型汇流排是刚性接触悬挂的主要组成部分，其长度一般被制成10m或12m。如图所示。三．刚性接触网的结构

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刚柔过渡元件用于刚性悬挂与柔性悬挂过渡处，其作用是保证两种悬挂方式的平滑、顺畅过渡。刚柔过渡部件有两种形式，关节式刚柔过渡和切槽贯通式刚柔过渡。刚柔过渡适用于刚性悬挂与柔性悬挂的相互过渡处，其性能应满足刚柔之间刚度的逐渐变化，并能承受柔性悬挂接触线的张力。如图所示。三．刚性接触网的结构

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接触导线一般采用银铜导线，与柔性接触悬挂所采用的接触导线相同或相似，其截面积一般采用120mm2或150mm2。接触导线通过特殊的机械镶嵌于“Π”型汇流排上、或通过专用线夹固定于“T”汇流排上，与汇流排一起组成接触悬挂。如图所示。三．刚性接触网的结构

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2．汇流排接头和伸缩元件汇流排接头由汇流排接头连接板和螺栓组成，用于连接两根汇流排。如图所示。三．刚性接触网的结构

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伸缩元件，其功能是能在一定范围内自由伸缩，同时又能满足电气性能的要求，即既能保证电气上的良好接触和导电的需要，又能保证机械上的良好伸缩性。由于接触线和汇流排的材质不同，其线胀系数也不同，为了解决在热膨胀过程中的伸缩问题，因此膨胀接头是一个十分重要的设备。如图。三．刚性接触网的结构

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中心锚结中心锚节是由中心锚结线夹、绝缘线索、调节螺栓及固定底座组成。其作用是防止接触悬挂窜动。如图。三．刚性接触网的结构

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4．支持和定位装置（1）腕臂结构。由可调节式绝缘腕臂、汇流排线夹、腕臂底座、倒立柱或支柱等组成。如图。三．刚性接触网的结构

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4．支持和定位装置（2）门形结构。由悬吊螺栓、横担槽钢、绝缘子及汇流排线夹等组成。如图。三．刚性接触网的结构

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5．绝缘器和电连接刚性分段绝缘器除了在结构和形式上与柔性分段绝缘器有所不同以外，其作用与柔性分段绝缘器完全一致。如图。三．刚性接触网的结构

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刚性悬挂上的电连接按安装位置不同分为道岔、锚段关节电连接，作用是保证各锚段之间或各股道悬挂之间的电流畅通。如图。三．刚性接触网的结构

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6．锚段关节和线岔锚段关节用于锚段之间的平滑过渡，可分为绝缘锚段关节和非绝缘锚段关节；线岔在刚性网中与钷段关节结构相同，只是作用不同。汇流排终端用于锚段关节、线岔及刚柔过渡处，其作用是保证关节、线岔和刚柔过渡的平滑、顺畅过渡。如图。三．刚性接触网的结构《城市轨道交通接触网运营与检修》

第三轨接触网2

刚性和三轨接触网知识点1．三轨接触网的特点；2．三轨接触网的组成；接触轨的材质。《城市轨道交通接触网运营与检修》

刚性和三轨接触网技能目标1．能够利用受流靴的磨擦方式对三轨接触网分类；2．能识别三轨接触网主要部件。《城市轨道交通接触网运营与检修》

刚性和三轨接触网

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架空接触网受到隧道净空的限制比较大，在城市地铁的运用当中会受到土建成本的压力。因此目前已有的城市轨道交通当中，第三轨供电仍然占有较大的份额。据资料分析，采用DC750V三轨授电比采用DC1500V架空接触网系统总投资要高18%。然而，架空接触网特别是柔性悬挂，在系统运营维护方面，检修周期短、维修费用高。对城市轨道交通而言，运输密度大，间隔小，在夜间停运很短的时间内进行定期检修是比较难的。地铁或城轨企业，基础设施的无维修化具有非常重要的意义。三轨式接触网采用钢铝复合轨与刚性悬挂技术，虽然一次投资费用稍高，但维护材料与人工费节约，有较好的长远经济效益。

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第三轨式接触网是沿线路敷设的与轨道平行的附加轨，又称为第三轨。接触轨是敷设在铁路旁的钢轨。电动车组由伸出的取流靴与之接触而接受电能。接触轨构造简单，安装方便，可维修性好，并对隧道建筑结构等的净空要求较低，在标准电压DC750V供电系统中得到广泛的采用。德国在1978年建成了世界上第一段钢铝复合轨，我国60年代初起源于北京。一．第三轨接触网

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第三轨接触网的特点如下：1．接触轨构造简单，安装方便，可维修性好，并对隧道建筑结构等的净空要求较低，在标准电压DC750V供电系统中得到广泛的采用。2．第三轨系统可降低隧道上方净空、节省投资，具有供电线路维修工作量少、架设不影响周围的景观等优点。有效地节约运营成本；安装简便；使用寿命长。一．第三轨接触网

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1．第三轨接触网的组成：接触轨、绝缘支架(或绝缘子)、防护罩，是接触轨系统中三大件。1）电压等级：目前国内接触轨系统标称电压为直流750V。国际上接触轨电压等级的发展趋向是IEC标准中的直流600V、750V。2）安装方式：接触轨系统根据授流位置的不同，可分为上接触式、下接触式及侧接触式接触轨三种形式。3）导电轨材料：接触轨可采用低碳钢材料或钢铝复合材料。二．第三轨接触网的组成和分类

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2．接触轨按与受流靴的磨擦方式可分为上接触式、下接触式及侧接触式三种。1）上接触式三轨安装在绝缘子组件上，由接触轨、绝缘子、三轨夹板、防护支架、防护板、端部三轨弯头、防爬器等构件组成。受流器滑靴从上压向接触轨轨头顶面受流。受流器的接触力是由下作用弹簧的压力调节的，受流平稳，由于端部弯头的过渡作用，能够减少在断电区的电流冲击。二．第三轨接触网的组成和分类

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上接触式三轨施工作业简便，可以在轨头上部通过支架安装不同类型的防护板。北京地铁、纽约地铁都是采用上接触式第三轨。如图。二．第三轨接触网的组成和分类

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2）下接触式接触轨系统下接触式三轨轨头朝下,通过绝缘肩架、橡胶垫、扣板收紧螺栓、支架等安装在底座上。如图下接触式的优点是防护罩从上部通过橡胶垫直接固定在接触轨周围,对人员安全性好。莫斯科地铁就采用这种方式,利于防止下雪和冰冻造成集电困难。在我国地铁建设中广泛推广使用。如图。二．第三轨接触网的组成和分类

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3）侧面接触式侧面接触式就是接触轨轨头端面朝向走行轨，集电靴从侧面受流。跨座式独轨车辆就采用侧面接触形式。其受流器装在转向架下部，接触轨装在轨道梁上。如图。二．第三轨接触网的组成和分类

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三轨用导电率较高的铁轨制成。近几年来随着复合材料的发展，由不锈钢与铝合金通过机械方法或冶金结合方法加工而成的钢铝复合接触轨已取代低碳钢接触轨，被世界上60多个城市采用。钢铝复合轨与低碳钢接触轨相比具有以下优势：三．接触轨材质

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1．电导率高，电压降及牵引能耗成比例下降，因此可加大供电距离约1.4倍，适当减少牵引变电站的数目。虽然目前钢铝导电轨还只能进口，成本比铁轨要贵3倍，但是节省下来的牵引变电站投资与接触轨增加的费用基本相抵，而且由于线路损耗降低，按20km长的线路计，仅靠节电一项，5年可收回多投的资金。

2．不锈钢接触面光滑，耐腐蚀，耐磨耗，可延长接触轨与受流器的寿命。

重量轻，便于施工安装。三．接触轨材质

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1．端部弯头四．接触轨式接触网的主要结构

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2．接头汇流排中间接头主要是通过固定螺栓将每节汇流排进行连接的设备。1）正常接头四．接触轨式接触网的主要结构

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2）温度伸缩接头汇流排温度伸缩接头主要用于刚性悬挂接触网汇流排的曲线地段，其功能是能在一定范围内自由伸缩，同时又能满足电气性能的要求，即既能保证电气上的良好接触和导电的需要，又能保证机械上的良好伸缩性。由于接触线和汇流排的材质不同，其线胀系数也不同，为了解决在热膨胀过程中的伸缩问题，因此温度伸缩接头是一个十分重要的设备。四．接触轨式接触网的主要结构

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3）防爬器。防爬器即中心锚结。中心锚结由中心锚结线夹、绝缘棒、调节螺栓及固定底座组成，主要是为了防止接触悬挂左右窜动。四．接触轨式接触网的主要结构

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4）安装底座四．接触轨式接触网的主要结构

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5）防护罩防护罩的作用在于尽可能地避免人员无意中触碰到带电的设备，一般采用玻璃纤维增强树脂（GRP）材质的防护罩，机械性能在工作支撑条件下可承受1