【正文】 板選用表 第七節(jié) 錨段關(guān)節(jié)及中心錨節(jié) 一、錨段關(guān)節(jié) 接觸懸掛中的承力索和接觸線在延續(xù)到一定的長(zhǎng)度后，為了滿足機(jī)械受力方面的要求及方便施工，必須分成為一個(gè)個(gè)相互獨(dú)立的線段，這些相互獨(dú)立的線段即為接觸網(wǎng)的機(jī)械分段。錨段關(guān)節(jié)的設(shè)置，使接觸網(wǎng)不間斷地貫通于全線。稱為絕緣錨段關(guān)節(jié)；帶有中性嵌入段，既起機(jī)械分段的作用，又具有電分相功能的，稱為電分相錨段關(guān)節(jié)。根據(jù)所含跨距數(shù)可分為二跨、三跨、四跨、五跨、七跨及九跨式錨段關(guān)節(jié)。 二跨非絕緣錨段關(guān)節(jié) 二跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)是一種僅為機(jī)械分段的錨段關(guān)節(jié)，因其運(yùn)行情況不好，一般不采用。對(duì)于高速電氣化鐵路，出于對(duì)受流的要求及考慮，一般是不采用的。此時(shí)用電連接線將工作支和非工作支連接起來(lái)，保證電流通過(guò)。在圖中， Z 表示直線區(qū)段； Q 表示曲線區(qū)段； F 表示非絕緣錨段關(guān)節(jié)；下標(biāo) 2 表示轉(zhuǎn)換支柱裝配的形式。其平面布置如圖 210 所示。 五跨非絕緣錨段關(guān)節(jié) 五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)是錨段關(guān)節(jié)中含有五個(gè)跨距，主要 在高速電氣化鐵路中應(yīng)用。很明顯，其兩組懸掛的轉(zhuǎn)換點(diǎn)在中間跨距的中心，這樣就可以保證彈性良好、過(guò)渡乎穩(wěn)，如圖 211 所示。 圖 211 五跨絕緣錨段關(guān)節(jié) 七跨電分相錨段關(guān)節(jié) 圖 212 七跨電分相錨段關(guān)節(jié) 常規(guī)式電分相裝置動(dòng)態(tài)特性差，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)在電分相處形成 一連串的硬點(diǎn)，不電氣化鐵道技術(shù)畢業(yè)論文 20 僅會(huì)造成接觸線磨耗加劇，而且嚴(yán)重時(shí)，會(huì)形成火花甚至拉弧，燒損接觸線。因而，對(duì)于 160 km／ h 以上的很高速及高速電氣化鐵路，電分相都采用錨段關(guān)節(jié)的過(guò)渡形式。七跨電分相錨段關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)如圖 212 所示。該中性嵌入線從左側(cè)的 ZJ 2 處 變?yōu)楣ぷ髦?，到右?cè) ZJ 2 處開始拾升，變?yōu)榉枪ぷ髦?，有三個(gè)跨距長(zhǎng)度處于工作狀態(tài)，可保證約有 100— 150 m長(zhǎng)度的中性區(qū)。九跨電分相錨段關(guān)節(jié)與七跨錨段關(guān)節(jié)在功用上是完全相同的，只不過(guò)九跨電分相錨段關(guān)節(jié)可以相應(yīng)加大中性區(qū)的長(zhǎng)度，有利于雙弓運(yùn)行及多弓運(yùn)行。但是遇有長(zhǎng)大隧道，在隧道兩端，按規(guī)定應(yīng)設(shè)置四跨錨段關(guān)節(jié)．這是根據(jù)安全、方便、靈活的需要，防止萬(wàn)一在隧道發(fā)生設(shè)備故障時(shí)便于檢修。 中心錨結(jié)的形式和 結(jié)構(gòu)，根據(jù)接觸網(wǎng)的懸掛類型及安裝地點(diǎn)而有所不同。承力索兩端都是硬錨，縱向不產(chǎn)生位移，接觸線兩端為補(bǔ)償下錨，用錨結(jié)繩固定在承力索上，使該點(diǎn)接觸線也不產(chǎn)生位移。錨結(jié)繩的長(zhǎng)度 l ，一般應(yīng)為承力索與接觸線間距離的 20 倍，但不得小于 15m。全補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)形式加圖216。輔助繩的中間與承力索固定，兩端錨固定在支柱上。 隧道內(nèi)中心錨結(jié) 圖 217 隧道內(nèi)中心錨結(jié)示意圖 電氣化鐵道技術(shù)畢業(yè)論文 23 在隧道中，對(duì)應(yīng)于不同的懸掛類型，隧道內(nèi)中心錨結(jié)分為簡(jiǎn)單懸掛中心錨結(jié)、半補(bǔ)償鏈形懸掛 中心錨結(jié)及全補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)。半補(bǔ)償鏈形懸掛中心錨結(jié)設(shè)在跨距的中間，在結(jié)構(gòu)形式上與全補(bǔ)償形式類同。隧道內(nèi)中心錨結(jié)示意圖如圖 217 所示。因?yàn)樵诖髿鉁囟劝l(fā)生變化時(shí)，接觸線或承力索會(huì)發(fā)生伸長(zhǎng)或縮短，從而 使線索內(nèi)張力發(fā)生變化，這時(shí)就會(huì)影響到接觸線或承力索的弛度也發(fā)生變化，因而使受流條件惡化。 張力自動(dòng)補(bǔ)償裝置有許多種類，有滑輪式、棘輪式、鼓輪式、液壓式及彈簧式等。對(duì)于半補(bǔ)償鏈形懸掛，承力索為硬錨，就是直接下錨，如圖 318(a)所示；對(duì)于全補(bǔ)償鏈形懸掛，接觸線和承力索都通過(guò)滑輪組補(bǔ)償裝置后下錨，此時(shí)承力索采用三個(gè)滑 輪，接觸線采用兩個(gè)滑輪，承力索張力為 15kN，接觸線張力為 10 kN，承力索采用的傳動(dòng)比為 3： 1，接觸線采用的傳動(dòng)比為 2： 1，所以墜砣的重負(fù)載都是 5kN，如圖 218(b)所示。另外我國(guó)還試行裝設(shè)鼓輪式張力自動(dòng)補(bǔ)償裝置 、 Re200C 型非并聯(lián)電氣化鐵道技術(shù)畢業(yè)論文 24 棘輪式補(bǔ)償裝置等。一般對(duì)于全補(bǔ)償?shù)某辛λ鲀?nèi)的補(bǔ)償裝置，如不具備這種功能時(shí)，還需專門加有斷線制動(dòng)裝置，以防止在一旦發(fā)生斷線時(shí)，墜砣串落地而造成事故擴(kuò)大、恢復(fù)困難。如果線路設(shè)一個(gè)道岔，接觸網(wǎng)就必須設(shè)一個(gè)線岔 (也稱架空轉(zhuǎn)轍器 )。 普通線岔 在站場(chǎng)內(nèi)的道岔處必有兩組接觸懸掛相交，在兩組懸掛相交處設(shè)置的限制器或限制管叫 線岔，有時(shí)也稱架空轉(zhuǎn)轍器。 高速無(wú)交叉線岔 高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)廣泛地使用交叉布置的線岔，這種線岔能較好地確保高速列車在通過(guò)線岔時(shí)障礙通過(guò)。無(wú)交叉線岔應(yīng)能保證正線高速通過(guò)時(shí)不 受側(cè)線接觸懸掛的影響，同時(shí)在機(jī)車從正線駛向側(cè)線或從側(cè)線駛?cè)胝€時(shí)都能平穩(wěn)順利地過(guò)渡。被分段的接觸網(wǎng)在電氣方面是獨(dú)立的，并用隔離開關(guān)連電氣化鐵道技術(shù)畢業(yè)論文 25 接。 接觸網(wǎng)分段有橫向分段和縱向分段兩種形式。橫向分段采用分段 絕緣器的方法進(jìn)行分段。站場(chǎng)和區(qū)間的接觸網(wǎng)應(yīng)是各自獨(dú)立的，因此在它們的連接處必須進(jìn)行分段。 分段絕緣器 分段絕緣器是接觸網(wǎng)分段設(shè)備之一。當(dāng)某一側(cè)接觸網(wǎng)發(fā)生故障或因檢修需要停電時(shí)，可打開分段絕緣器處的隔離開關(guān)，將該部分接觸網(wǎng)斷電，而其他部分接觸網(wǎng)仍能正常供電，從而提高了接 觸網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和靈活性。 電分相及分相絕緣裝置 在單相交流牽引供電系統(tǒng)中，電力機(jī)車是由單相電供電的，為了平衡電力系統(tǒng)的 A、B、 C 各相負(fù)荷，一般要實(shí)行 A、 B 相輪流供電。電分相通常由分相絕緣器實(shí)現(xiàn)。 接觸網(wǎng)的供電方式 我國(guó)干線供電系統(tǒng)采用工頻單相交流制，其牽引網(wǎng)是一種不對(duì)稱回路。采用一定的供電方式可以起到防干擾的效果。 電氣化鐵道技術(shù)畢業(yè)論文 26 第三章 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 第一節(jié) 接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)程序 接觸網(wǎng)工程是屬于鐵路電氣化工程的子項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)程序和鐵路電氣化工程的設(shè)計(jì)階段相一致。對(duì)于工程簡(jiǎn)易、技術(shù)不復(fù)雜的接觸網(wǎng)，可按兩個(gè)階段設(shè)計(jì)，即擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。接觸網(wǎng)的初步設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)家下達(dá)的技術(shù)文件為技術(shù)說(shuō)明書和若干裝配示意圖，主要技術(shù)原則包括： （ 1） 線路、車站概況說(shuō)明； （ 2） 氣象條件及污穢區(qū)劃分情況； （ 3） 接觸網(wǎng)架設(shè)范圍； （ 4）接觸網(wǎng)懸掛類型，包括站場(chǎng)、區(qū)間及大型建筑物采用的懸掛類型、方案比較、優(yōu)缺點(diǎn)、線材規(guī)格及許用張力；懸掛高度，站場(chǎng)、區(qū)間及大 型建筑物內(nèi)的懸掛高度、結(jié)構(gòu)高度等。 （ 6）支柱設(shè)備及支持裝量：站場(chǎng)支持裝置，包括大站及小站的支持裝置形式及支柱隧道內(nèi)支持裝置，包括支持形式及方案比較說(shuō)明。 技術(shù)設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì)的目的，在于進(jìn)一步補(bǔ)充、完善和修改初步設(shè)計(jì)，或者解決、說(shuō)明初步設(shè)計(jì)中提出的各類問題，它是對(duì)初步設(shè)計(jì)的深化和完善，實(shí)際上它是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中的齊、優(yōu)、問題，即設(shè)計(jì)的內(nèi)容齊全、選擇的設(shè)備優(yōu)良、采用的技術(shù)先進(jìn)。 施工設(shè)計(jì) 施工設(shè)計(jì)是根據(jù)已批準(zhǔn)的技術(shù)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行，應(yīng)完成全部施工圖紙，并作為接觸網(wǎng)工程施工的依據(jù)。、一般進(jìn)行接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)具備下列主要資料： 氣象資料：大氣溫度 、 最大風(fēng)速 、 覆冰厚度 、 雷電活動(dòng)資料和用于確定設(shè)計(jì)計(jì)算的其他氣象資料。 行車供電資料 。 地質(zhì)資料：地形特點(diǎn)及挖、填方狀態(tài)；個(gè)別路基設(shè)計(jì)地段表。 站場(chǎng)資料：站場(chǎng)表及車站類型；站場(chǎng)平面圖；電化股道表；站線軌道類型及高度；站場(chǎng)橫斷面圖；站內(nèi)平交道、平過(guò)道及地道表。 第三節(jié) 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)階段 (或設(shè)計(jì)程序 )分，有初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)計(jì)算 接觸網(wǎng)是一種復(fù)雜的供電設(shè)備。包括氣象條件及負(fù)載計(jì)算、懸掛導(dǎo)線的張力與弛度計(jì)算、跨距許可長(zhǎng)度的計(jì)算、錨段長(zhǎng)度的計(jì)算以及安裝曲線的計(jì)算等。平面設(shè)計(jì)包括許多復(fù)雜的內(nèi)容，如地形、地 理、地貌、地質(zhì)以及錯(cuò)綜復(fù)雜、變化多端的線路條件。重復(fù)性的勞動(dòng)中伴隨著許多思維性的創(chuàng)造，是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)而又非常復(fù)雜的工作，也是一項(xiàng)非常重要的工作。電氣設(shè)備包括隔離開關(guān)、避雷器、吸流變壓器、電分相及分段絕緣器等。除此之外，還有許多線材的選型，如接觸線、承力索以及其他器材等。其二是技術(shù)性能方面的校驗(yàn)，如緩和曲線區(qū)段接觸線最大偏移值、道岔附帶曲線以及特殊區(qū)段最大跨距接觸線偏移值的校驗(yàn)，以及錨段長(zhǎng)度張力增量和在溫度變化時(shí)吊弦最大橫向及縱向偏角的校驗(yàn)等。 第一節(jié) 氣象條件的確定 一、 概述 接觸網(wǎng)是置 于鐵路沿線的供電裝置，它要經(jīng)受一切自然條件的影響，主要有風(fēng)吹 、日曬 (氣溫 )、雨淋和覆冰等。氣象資料齊備與否以及它所選擇的數(shù)值是否合適，對(duì)接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量有很大影響。 為設(shè)計(jì)工作的方便，開展設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)花工作，我國(guó)在 1972 年進(jìn)香的全國(guó)社稷規(guī)范改革中，將全國(guó) 劃分為九個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣象區(qū)（見表 41）。 二、 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算氣象條件的確定 接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算氣象條件要求較高，在設(shè)計(jì)計(jì)算前需要向所設(shè)計(jì)的電氣化區(qū) 電氣化鐵道技術(shù)畢業(yè)論文 30 表 41 標(biāo)準(zhǔn)典型氣象區(qū) 氣象區(qū) 計(jì)算條件 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 大 氣 溫 度 （℃） 最高 . +40 最低 5 10 10 20 10 20 40 20 20 覆冰 — 5 最大風(fēng)速 +10 +10 5 5 +10 5 5 5 5 安裝 0 0 5 10 5 10 15 10 10 大氣過(guò)電壓 +15 內(nèi)部過(guò)電壓年平均氣溫 +20 +15 +15 +10 +15 +10 5 +10 +10 風(fēng) 速 （ m/s） 最大風(fēng)速 35 30 25 25 30 25 30 30 30 覆冰 10 15 安裝 10 大氣過(guò)電壓 15 10 內(nèi)部過(guò)電壓 179。關(guān)于最大風(fēng)速的計(jì)算方法有：平均法，變通法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。 最高溫度 maxt 與最低溫度度 mint 最高溫度與 最低溫度，應(yīng)根據(jù)檢錄通過(guò)地區(qū)的實(shí)際極限溫度并參考典型的氣象區(qū)來(lái)確定。 最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)的溫度 vt 最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)的溫度因地而不同，即便在一個(gè)地區(qū)，也有時(shí)高，有時(shí)低，故不易選出合適的數(shù)值 ，一般的選取風(fēng)速大而出現(xiàn)次數(shù)多的月份的溫度平均值。 第二節(jié) 計(jì)算負(fù)載的確定 計(jì)算負(fù)載分為水平負(fù)載和垂直負(fù)載 垂直負(fù)載對(duì)于簡(jiǎn)單懸掛，包括本身重量和接觸線的覆冰負(fù)載等； 水平負(fù)載包括風(fēng)負(fù)載和吊弦偏斜所造成的負(fù)載，以及承力索，接觸線的由于之字力和曲線力以及下錨力作用下對(duì)支柱和支持裝置所形成的水平分力。 910? 式（ 41） 式中 g —線索單位長(zhǎng)度重力負(fù)載（ kN/m）； S —線索的橫截面積 (mm2)； Hg —自由落體重力加速度 (m/s2)； 電氣化鐵道技術(shù)畢業(yè)論文 32 γ—所求線索的密度 (kg/m3)。通常把它換算為單位長(zhǎng)度重力負(fù)載，取為 ?? kN/m。承力索的覆冰厚度認(rèn)為是圓筒形的，且全線覆冰厚度相等。 三、 風(fēng)負(fù)載 在進(jìn)行電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，如無(wú)當(dāng)?shù)貙?shí)際觀測(cè)資料，可以充分利用全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖給出的條件。因此，對(duì)于以一般空曠平坦地面、離地 面 10 m高統(tǒng)計(jì)得到的 30 年一遇的 10min平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)壓，可以乘以調(diào)整系數(shù)得出相應(yīng)不同重現(xiàn)期的風(fēng)壓。 表 42 風(fēng)速不均勻系數(shù) 計(jì)算風(fēng)速 (m／ s) 20 以下 20～ 30 31～ 35 35 以上 a 式 (42)是表示一個(gè)跨距內(nèi)線索所受的實(shí)際風(fēng)負(fù)載。 sinθ=1。當(dāng)把 l 取為 l m時(shí)，則式 (42)可變?yōu)閱挝婚L(zhǎng)度風(fēng)負(fù)載的公式，即 62 ??? da K vP 式（ 43） 電氣化鐵道技術(shù)畢業(yè)論文 33 式中， P 為單位長(zhǎng)度的風(fēng)負(fù)載，單位為 kN／ m,其余符號(hào)同前。 對(duì)于支柱所受的風(fēng)負(fù)載，應(yīng)換成公式 計(jì)算 表 43 風(fēng)負(fù)載體形系數(shù) 320 106 1 ??? K F vP 式（ 44） 式中 0P — 支柱風(fēng)負(fù)載 (kN)； K — 風(fēng)負(fù)載體型系數(shù) (見表 523)； F — 塔身迎風(fēng)面的構(gòu)件投影面積（㎡）； v — 設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)速 (m／ s)。在溫度變化時(shí)，接觸線、承力索雖然也伸長(zhǎng) (或縮短 )，由于沒有補(bǔ)償器，它們的張力不受溫度變化的影響，其弛度也可認(rèn) 為與溫度變化無(wú)關(guān) (實(shí)際受張力增量的影響，弛度也會(huì)有相應(yīng)變化 )。 由式 (44)可知，全補(bǔ)償鏈形懸掛承力索弛度 0F ，在跨距一定時(shí)，由懸掛的負(fù)載 0q 和承力索張力 cT 決定。 隨著大氣溫度的變化，承力索和接觸線會(huì)發(fā)生線性伸長(zhǎng) (或縮短 )。安裝曲線通常是受上端和下端兩端控制，由于我國(guó)疆域遼闊，南北方的極限溫度的溫差較大，一般在北方由上端控制，計(jì)算出 xa 的安裝距離 (墜砣頂部至滑輪組 )；在南方由下端距地面的安裝高度 xb 控制，其安裝曲線是表示墜砣串底部至基礎(chǔ)面 (鋼筋混凝土支拄為至地面 )的高度，計(jì)算公式為 xb = minb +n θl +n l α ( xtt ?max )