【正文】 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。對于高速電氣化鐵路，出于對受流的要求及考慮，一般是不采用的。此時用電連接線將工作支和非工作支連接起來，保證電流通過。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) 20 常規(guī)式電分相裝置動態(tài)特性差，在實(shí)際應(yīng)用中會在電分相處形成一連串的硬點(diǎn)，不僅會造成接觸線磨耗加劇，而且嚴(yán)重時，會形成火花甚至拉弧，燒損接觸線。因而，對于 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?，有三個跨距長度處于工作狀態(tài)，可保證約有 100— 150 m長度的中性區(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，只不過九跨電分相錨段關(guān)節(jié)可以相應(yīng)加大中性區(qū)的長度，有利于雙弓運(yùn)行及多弓運(yùn)行。但是遇有長大隧道，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，防止萬一在隧道發(fā)生設(shè)備故障時便于檢修。 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 23 在隧道中，對應(yīng)于不同的懸掛類型，隧道內(nèi)中心錨結(jié)分為簡單懸掛中心錨結(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，接觸線或承力索會發(fā)生伸長或縮短，從而使線索內(nèi)張力發(fā)生變化，這時就會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；對于全補(bǔ)償鏈形懸掛，接觸線和承力索都通過滑輪組補(bǔ)償裝置后下錨，此時承力索采用三個滑輪，接觸線采用兩個滑輪，承力索張力為 15kN，接觸線張力為 10 kN，承力索采用的傳動比為 3： 1，接觸線采用的傳動比為 2： 1，所以墜砣的重負(fù)載都是 5kN，如圖 218(b)所示。另外我國還試行裝設(shè)鼓輪式張力自動補(bǔ)償裝置 、 Re200C 型非并聯(lián)24 棘輪式補(bǔ)償裝置等。一般對于全補(bǔ)償?shù)某辛λ鲀?nèi)的補(bǔ)償裝置，如不具備這種功能時，還需專門加有斷線制動裝置， 以防止在一旦發(fā)生斷線時，墜砣串落地而造成事故擴(kuò)大、恢復(fù)困難。如果線路設(shè)一個道岔，接觸網(wǎng)就必須設(shè)一個線岔 (也稱架空轉(zhuǎn)轍器 )。 普通線岔 在站場內(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，有時也稱架空轉(zhuǎn)轍器。 高速無交叉線岔 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線岔時障礙通過。無交叉線岔應(yīng)能保證正線高速通過時不受側(cè)線接觸懸掛的影響，同時在機(jī)車從正線駛向側(cè)線或從側(cè)線駛?cè)胝€時都能平穩(wěn)順利地過渡。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，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)是一種不對稱回路。采用一定的供電方式可 以起到防干擾的效果。 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。對于工程簡易、技術(shù)不復(fù)雜的接觸網(wǎng)，可按兩個階段設(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)國家下達(dá)的技術(shù)文件為技術(shù)說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、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、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、說明初步設(shè)計(jì)中提出的各類問題，它是對初步設(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)；個別路 基設(shè)計(jì)地段表。 站場資料：站場表及車站類型；站場平面圖；電化股道表；站線軌道類型及高度；站場橫斷面圖；站內(nèi)平交道、平過道及地道表。 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、跨距許可長度的計(jì)算、錨段長度的計(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)以及錯綜復(fù)雜、變化多端的線路條件。重復(fù)性的勞動 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)，以及錨段長度張力增量和在溫度變化時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，我國在 1972 年進(jìn)香的全國社稷規(guī)范改革中，將全國劃分為九個標(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) 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 大氣過電壓 +15 內(nèi)部過電壓年平均氣溫 +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 大氣過電壓 15 10 內(nèi)部過電壓 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)檢錄通過地區(qū)的實(shí)際極限溫度并參考典型的氣象區(qū)來確定。 最大風(fēng)速出現(xiàn)時的溫度 vt 最大風(fēng)速出現(xiàn)時的溫度因地而不同，即便在一個地區(qū)，也有時高，有時低，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)載對于簡單懸掛，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)； 32 γ—所求線索的密度 (kg/m3)。通常把它換算為單位長度重力負(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，如無當(dāng)?shù)貙?shí)際觀測資料，可以充分利用全國基本風(fēng)壓分布圖給出的條件。因此，對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，則式 (42)可變?yōu)閱挝婚L度風(fēng) 負(fù)載的公式，即 62 ??? da K vP 式（ 43） 33 式中， P 為單位長度的風(fēng)負(fù)載，單位為 kN／ m,其余符號同前。 對于支柱所受的風(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 ??? 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，接觸線、承力索雖然也伸長 (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)為與溫度變化無關(guān) (實(shí)際受張力增量的影響，弛度也會有相應(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，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，承力索和接觸線會發(fā)生線性伸長 (或縮短 )。安裝曲線通常是受上端和下端兩端控制，由于我國疆域遼闊 ，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 ) 式（ 46） ?? minaax n θl +n l α )( minttx? 式（ 47） 式中 minb — 墜砣串底部至基礎(chǔ)面（或地面）的最小允許距離 (m)； mina — 墜砣串頂部至滑輪組的最小允許距離 (m)； L — 半個錨段的長度 (m)； θ— 新線延伸率，承力索取 ? 410? ,接觸線取 ?? ； α — 承力索或接觸線的線脹 系數(shù) ( 1?K )； n — 補(bǔ)償滑輪傳動比。 第四節(jié) 接觸線跨距許可長度的計(jì)算 任何架空導(dǎo)線在風(fēng)的作用下都要偏離其起始位置，在情況