跨距的计算

评语：接触网技术课程设计报告班级：电气084学号：200809323姓名：张仁杰指导教师：余小英年月日自动化与电气工程学院接触网技术课程设计11.题目及分析1.1题目某地区为160km/h的直线区段，该地区的计算风速是25m/s,求该地区的跨距。1.2分析跨距就是两相邻支柱间的距离，其长度的决定涉及到一系列经济、技术问题，是接触网设计中重要的问题之一。某地区的接触悬挂类型决定了这地区跨距长度的计算结果，假设该地区接触悬挂的类型为简单的接触悬挂，对于简单接触悬挂，弛度也是决定跨距的重要因素。跨距的大小与接触悬挂弹性、接触线磨耗、接触线风偏移有密切关系。跨距偏大，跨中弹性偏大、弹性差异系数偏大、跨中接触线的磨耗偏大，接触线的疲劳应力增加，疲劳断裂的概率随之增加；跨距偏小，跨中弹性与定位点弹性差异降低，接触悬挂的弹性均匀度增加，但一方面不经济、另一方面增大产生硬点的概率，定位点磨耗增大，对受流不利，同时接触线寿命缩短。因此，在大跨距和小跨距之间有一个最佳跨距问题，研究和实践都表明，在高速接触网中采用60m跨距较为合理。要使接触线良好地工作，就要保证在受风作用下，接触线对受电弓中心线的受风偏移值不要超过其规定的最大许可值。根据受电弓滑板的最大工作宽度，铁路工程技术规范规定，在最大计算风速条件下，接触线对受电弓中心的最大水平偏移值不应超过500mm。在接触网设计中，仍按此规定处理。确定跨距的理论基础:技术要求：接触线在最大风速情况下能满足受电弓取流。计算方法：静力学分析法，按给定的最大计算风速，计算接触线在水平面内的最大偏移，由此确定最大跨距的取值。假设条件：（1）只考虑极限条件下风对接触线的作用，将这一状态作为静止状态来分析，不考虑动态过程。（2）只考虑水平吹动的极限风速，不考虑风速的变化。（3）不考虑补偿对导线弛度的影响，即假定悬挂线索在支柱定位点死固定。（4）不考虑导线在风作用下产生的弹性伸长。在接触网设计中，一般是先选定最大风偏移值和拉出值，计算出最大跨距值，自动化与电气工程学院接触网技术课程设计2然后利用该值验算接触网线索的弛度是否满足要求,以此检验跨距值的选取是否合理。2计算跨距长度为了简化计算，假设跨距两端是死固定，即不考虑补偿器的补偿作用，同时认为在受风以后，导线内张力变大，而不考虑张力变大后的导线的弹性伸长。此时，接触线的水平偏移值jb如图1所示图中表示的是接触线在跨距内任意点横断面，接触线在水平负载jp的作用下位于斜面内。由图中可知：图1接触线的水平受风偏移vjjqpyb即vjjqpyb(1)接触线在跨距内任意点的弛度y值可由式Txlgxy2)(得jvTxlxqy2)((2)将y值代入式(2)中得jjjTxlxpb2)(max(3)当2/lx时，具有最大水平风偏移，即yjbjpjgvq自动化与电气工程学院接触网技术课程设计3jjjTlpb82max(4)在直线区段上，当接触线布置成之字形时，对其线路中心(也即是受电弓中心)线的偏移巨鼎与1y及2y，如图2所示。其值由下式确定图2等之字值布置图3不等之字值布置jjTxlxpy2)(1lxlay)2(2式中a——接触线之字值(mm)jp——接触线单位长度上的风负载(kN/m)jT——接触线张力(kN)l——跨距长度(m)由此可得接触线在跨距长度内任意点(距左侧支柱为x)对线路中心的偏移值jb为lxlaTxlxpbjjj)2(2)((5)maxjbaxl1y2y1aa3y2amaxjbaxl1y2ya自动化与电气工程学院接触网技术课程设计4令0dxdbj解式(5)得lpaTlxjj22将x值再代入式(5)，整理可得222max28lpTaTlpbjjjj(6)在接触线具有不等之字值和时，如图3所示。其最大偏移值由下式确定221aaa由图3可知222121113aaaaaaay(7)将不等之字值布置时形成的偏移分量代入式(6)，并将3y代替式中a值，就可求得接触线在跨距内最大偏移值maxjb，得22)(82122212maxaalpTaaTlpbjjJjj(8)如果取式(6)中的jxjbbmax，并求解出l，即可得到接触线在直线上的最大跨距)(222maxabbpTljxjxjj(9)式中maxl——最大计算跨距值(m)jT——接触线的张力(kN)jP——接触线单位长度的风负载(kN/m)jxb——接触线的许可偏移值(m)a——接触线之字值(在曲线区段上为拉出值)(mm)其中jP=0.615aKd2v610（10）a——风速不均匀系数K——风负载体形系数自动化与电气工程学院接触网技术课程设计5d——线索的直径（mm）v——设计计算风速（m/s）根据题目已知可得：jxb=500mm拉出值的取值：拉出值的大小与受电弓滑板的最大工作宽度、外轨超高、列车运行速度有关。拉出值的确定要考虑：应在保证安全的情况下，尽量使滑板的实际工作范围大；定位器的受力应在80N~2500N之间；跨中偏移值。考虑高速列车的摆动情况，高速客专接触网的拉出值在直线区段宜取为200~300mm之间。故取：a=300mm张力的取值：接触悬挂张力的大小应根据悬挂类型和最高运行速度来确定，在高速接触网中，主要由接触网波动速度的大小以及接触线线材的最大允许抗拉强度和安全系数确定。《京沪高速设计暂行规定》规定，接触线额定张力不小于10kN。当接触线磨耗达到25%时，其安全系数不小于2.0。故取：jT=10kN由于该地区为160km/h的直线区段,且平均风速为10m/s，故查有关资料得：a=1K=1.1d=28mm对于简单链形悬挂，要求较小的驰度，可充分利用接触线的许可张力。在这种条件下，张力T与接触线的实际张力T之间的夹角很小，R与T的差别也很小，通常可认为它们相等，这在工程计算中也是许可的。由以上数据可求的该地区的最大跨距为：maxl=58.13m3.结论与体会这次的接触网课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。要把所学的零散的知识用到实际中去解决问题确实还有很多需要动脑筋，认真思考的地方。这次的课程设计,我们实现了对接触网跨距的计算与研究，首先使我进一步了解并熟悉了影响接触网两支柱间跨距的主要因素，合理设计和选择跨距，能够自动化与电气工程学院接触网技术课程设计6完成相关简易数据处理及图形设计工作；其次让我真正理解了合理选择跨距在接触网中的作用；而且也掌握的了一些接触网的相关知识。并让我认识和填补了自己平时学习中的漏洞。所以只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才能牢固掌握所学的知识，才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。此次设计过程中，我们查阅了大量国内外有关接触网的文献，通过不断查阅和学习，更深刻地了解了接触网跨距的选择及其在实际使用中的重要性，加深了对课堂理论知识的理解。在今后的学习中，我们会着力培养这方面的能力，在知识深度和广度上得到更大的提升。另外，通过此次设计，我们学会了怎样去搜索资源，怎样去利用资源提出自己心的见解以及怎样向别人阐释自己的观点。在这个过程中，我们发现了自己的不足，明白了团队合作的重要性，今后将好的习惯继续培养努力改正自身的不足。自动化与电气工程学院接触网技术课程设计7参考书目[1]于万聚著.高速电气化铁路接触网.成都:西南交通大学出版社,2002。[2]李爱敏主编.接触网生产实习指导.北京:中国铁道出版社,2000。[3]李伟主编.接触网.北京:中国铁道出版社,2000。[3]何金良著，过电压防护及绝缘配合，清华大学出版社。