高铁接触网的结构

高铁接触网的结构与设施§2--3高铁接触网的结构与设施接触网结构是根据接触网供电需求由接触网零部件组合而成的，能完成一项或多项功能的一种零部件组合形式。在接触网中比较典型的有：支柱和基础、支撑装置、锚段和锚段关节、中心锚结、线岔、软横跨、硬横跨、补偿装置、腕臂装配、分段、分相等。接触网组成接触悬挂：接触线、承力索、吊弦、中心锚结、电连接、补偿装置附加导线：AF线、PW线、回流线、架空地线、供电线及肩架等支持及定位装置腕臂：平、斜腕臂、腕臂支撑、棒式绝缘子等横跨：软横跨、硬软横跨、硬横跨定位装置：定位器、定位管、锚支定位卡子、防风拉线等支柱：横腹杆、等径圆杆、H型钢柱、钢管柱等基础：直埋、杯形基础、钻孔桩、扩大基础等牵引变电所：电能转换，电力系统—牵引网牵引网：馈线（供电线）+接触网+回流网电气化铁路：牵引变电所+牵引网因此，接触网零部件设计：电流性能要求+机械性能要求§2--3高铁接触网的结构与设施接触网结构是根据接触网供电需求由接触网零部件组合而成的，能完成一项或多项功能的一种零部件组合形式。在接触网中比较典型的有：支柱和基础、支撑装置、锚段和锚段关节、中心锚结、线岔、软横跨、硬横跨、补偿装置、腕臂装配、分段、分相等。接触网组成接触悬挂：接触线、承力索、吊弦、中心锚结、电连接、补偿装置附加导线：AF线、PW线、回流线、架空地线、供电线及肩架等支持及定位装置腕臂：平、斜腕臂、腕臂支撑、棒式绝缘子等横跨：软横跨、硬软横跨、硬横跨定位装置：定位器、定位管、锚支定位卡子、防风拉线等支柱：横腹杆、等径圆杆、H型钢柱、钢管柱等基础：直埋、杯形基础、钻孔桩、扩大基础等接触网特点：露天设置+无备用+荷载多变+气象条件多样对接触网零部件要求：1、良好的稳定性和足够的弹性，电气上有良好的受流性能；2、互换性，具有足够的抗振动、抗疲劳、抗腐蚀和耐磨性，较长的使用寿命，紧固用零件具有很好的抗振能力，良好的防松措施；3、结构尽量简单，便于施工，利于运营和维修；4、投资控制，保证安全可靠的前提下，尽量降低成本。接触网运行环境1、风摆动、振动、舞动、导致断线、折断、断裂2、覆冰舞动现象，增加机械负荷支柱折断、塌网3、温度热胀冷缩，导线弛度、导线张力变化低温时：零件材质脆断高温时：机械负荷减小，但弛度变大，电气绝缘距离不够4、污染酸雨、海风等，材质腐蚀§2--3高铁接触网的结构与设施作用：用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部荷载，并将接触悬挂固定在规定位置和高度上。选型、设置：要考虑支柱和基础的承受能力，还要综合考虑路基、桥梁、隧道、大型高架候车室、跨线桥、干线通信电缆等的协调配合。1、接触网支柱的功能（1）中间柱：位于区间和站场，承受工作支接触悬挂的垂直和水平负荷。（2）转换柱：位于锚段关节内，承受下锚支和工作支接触悬挂的垂直和水平负荷。（3）中心柱：位于四跨或五跨锚段关节中，承受两组接触悬挂的垂直和水平负荷。（4）锚柱：位于锚段关节的两端或需下锚的地点，承受顺线路方向的下锚拉力和工作支接触悬挂的垂直和水平负荷。（5）定位柱：位于站场道岔后曲线处或需支柱定位的地方，承受接触线的水平负荷。（6）道岔柱：用于站场两端道岔处使线岔定位符合要求。（7）软横跨柱或硬横跨柱：用于多股道站场，容量要求较大，一般采用钢支柱。§2--3高铁接触网的结构与设施一、高铁接触网支柱和基础图2-5支柱按用途分类及一般安设图1-中间柱；2-锚柱；3-转换柱；4-中心柱；5-定位柱；6-软横跨柱；7-道岔柱强度高、重量轻、结构简单、材料经济合理、具有良好的耐腐蚀能力以及施工运营维护方便。还应考虑与周围环境的协调，要造型美观和漂亮。§2--3高铁接触网的结构与设施2、对接触网支柱的要求图2-3等径圆支柱一、高铁接触网支柱和基础（1）H形钢柱能适应客运专线以桥代路的现况，能满足占地小、自重轻、容量大、外形轻巧的要求。优点：断面尺寸小、制造和运输简单、安装方便，价格适中。缺点：抗扭性能差。高速铁路接触网施工中大规模使用H形钢。§2--3高铁接触网的结构与设施一、高铁接触网支柱和基础3、支柱类型垂直线路方向顺线路方向（1）H型钢柱特点：强轴的抗弯性能好，弱轴的抗弯性能差。受力有方向性，下锚承载力折减很大。风载体型系数较大，风阻大。相对于圆管钢柱和矩形钢柱，H型钢柱的单位长度内的钢材消耗量大。§2--3高铁接触网的结构与设施一、高铁接触网支柱和基础3、支柱类型H型钢柱代号：GHT240×7.5GHT：符合标准DIN1025—4的H型钢柱7.5---支柱高度§2--3高铁接触网的结构与设施（2）环形等径预应力混凝土支柱是一种上下直径相等的圆形支柱，目前生产的主要有350mm和400mm两种直径的环形等径支柱。一、高铁接触网支柱和基础3、支柱类型（3）圆管钢柱分为锥形支柱和等径支柱与基础的连接：用法兰盘连接优点：受力无方向性，抗扭刚度高，质量稳定，占用空间小，制造简单，重量较轻、承载力能满足要求。缺点：使用造价昂贵。图2-3等径圆支柱圆管形钢柱实物图双圆管钢柱图圆管钢柱（1）普通钢筋混凝土支柱基础分为整体式支柱基础与独立基础。整体式支柱埋置深一般为3000㎜；独立基础要设置专门的混凝土基础。§2--3高铁接触网的结构与设施一、高铁接触网支柱和基础4、支柱基础（2）钢支柱基础分类：杯形、桩形、工字形、锥形、单阶梯形、多阶梯形等杯型基础杯型基础用于Ф400㎜、Ф550㎜砼圆柱圆形基础圆形基础用于H型钢柱和圆管形钢柱螺栓螺纹生锈符合要求基础基础少螺栓基础螺栓外露不足基础表面不平整高铁接触网采用刚性支持装置优点：（1）承力索为底座式，通过调节其位置来达到调整承力索的偏差，从而缩短了接触网的安装调整时间，提高了工作效率。（2）承力索由悬挂状态改为支持状态，消除了承力索、接触线晃动缺陷。（3）刚性水平腕臂使接触网的腕臂装配结构简化，装配零件数大大减少，有利于设计和施工标准化；高速接触网一般采用刚性支持，以保证系统的稳定性。§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置1、腕臂式支持包括腕臂式支持、软横跨支持、硬横跨支持、桥隧支持等；它的作用是支持悬挂，并把悬挂的负荷传递给支柱和基础§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置1、腕臂式支持腕臂支持装置组成表型号零件1零件2零件3零件4零件5零件6零件7L型PL型平腕臂XL型斜腕臂套管座L型承力索座管帽L型支撑L型支撑管卡子§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置1、腕臂式支持.平腕臂结构的材料：水平腕臂、斜腕臂、定位管支撑和腕臂支撑均采用铝合金制成；平腕臂的结构特点：抗风稳定性好；承力索固定在承力索座上（高于平腕臂）；抗震动性好平腕臂和斜腕臂之间用腕臂支撑连接高速客专接触网对腕臂的技术要求：（1）承力索悬挂点处的最大水平工作荷重和垂直工作荷重满足技术要求。工作支不小于4.0kN、转换柱非支不小于3.5(3.0)kN；（2）承力索支承线夹与承力索间的滑动荷重应不小于3.9kN；承力索支承线夹与腕臂管间的滑动荷重应不小于10.5kN；（3）套管双耳与腕臂管间的滑动荷重应不小于7.9kN。（4）防震动及抗疲劳能力满足高速运行条件的要求；采用螺栓连接的螺纹副应有可靠的防松措施。（5）腕臂管本体采用优质碳素无缝钢管(内外表面热浸镀锌防腐)或铝合金管；每种装配结构的腕臂管都需进行强度校验，除考虑来自线索的张力负荷外，还应充分考虑附加负载。§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置1、腕臂式支持§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置2、硬横梁的支持与定位（1）优点：结构简单、机械独立性强、股道之间不产生影响、事故范围小，支柱所受横向力矩小，结构稳定、抗震性强、可有效降低弓网磨耗和离线、有利于弓网受流。与软横跨比较：具有结构简单稳定，机械独立性强、各股道悬挂互不影响，站场与区间悬挂形式一致，站场更加整洁美观。（2）组成：由支柱、横梁、倒立柱、腕臂式支持定位装置组成（3）应用：高铁接触网在站场多采用硬横梁的支持与定位§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置2、硬横梁的支持与定位吊柱式硬横跨§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置2、硬横梁的支持与定位带定位索的门型硬横梁结构§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置2、硬横梁的支持与定位吊柱式硬横跨隧道中接触网布置需考虑的因数：上下行线间距、隧道断面的阻塞比；架空接触网系统所需的限界。3、桥梁、隧道支持与定位二、高铁接触网支持装置§2--3高铁接触网的结构与设施隧道中接触网常用的安装方式：水平悬挂方式、定位吊柱悬挂方式、弹性支撑悬挂方式。在隧道内或桥涵内采用弹性支撑悬挂方式。它不仅支撑、固定接触导线，为接触导线提供良好的弹性性能能满足受电弓与接触线的平稳接触，改善受流质量。隧道内定位吊柱悬挂方式。§2--3高铁接触网的结构与设施二、高铁接触网支持装置3、桥梁、隧道支持与定位§2--3高铁接触网的结构与设施三、高铁接触网定位装置作用：使接触线始终在受电弓滑板的工作范围内，并且使接触线对受电弓的磨耗均匀，将接触线所产生的水平力传递给腕臂；将接触线定位在受电弓取流所必须的空间位置。组成：由定位管、定位器、支持器、定位线夹、定位环、定位支座以及定位钩等零部件组成对定位装置的要求是：1.定位装置应保证接触线固定在要求的位置上。2.当温度变化时，定位管不影响接触线沿线路方向的移动。3.定位点弹性良好，当机车受电弓通过时，能使接触线均匀升高，不形成硬点，且不能与该装置发生碰撞。（1）工作支最大水平工作荷重不小于4.5kN；水平耐拉伸荷重应不小于3.0kN；水平耐压缩荷重不小于4.0kN；（2）定位线夹与接触线间的滑动荷重不小于1.5kN；（3）定位环及定位立柱连接件与腕臂管或定位管间的滑动荷重不小于4.0kN；（4）非工作支定位装置的最大水平工作荷重不小于4.5kN，水平耐拉伸荷重不小于6.8kN，水平耐压缩荷重不小于4.5kN；（5）锚支定位卡子与定位管间的滑动荷重不小于9.0kN；（6）防震动及抗疲劳能力满足高速运行条件的要求；采用螺栓连接的螺纹副应有可靠的防松措施；阻抗低、耐流量和其它电气数据应满足使用要求。（7）零件材料：定位器本体采用铝合金材料，所用材料的机械电气特性应满足使用要求，所有材料均应有良好的耐腐蚀能力。高速客专接触网的定位装置应满足以下技术条件：§2--3高铁接触网的结构与设施三、高铁接触网定位装置§2--3高铁接触网的结构与设施三、高铁接触网定位装置1、定位管定位管的作用是固定定位器并且使其在水平方向便于调节。材料：G型定位管是用208优质碳素钢制造的无缝钢管或Q235A碳素结构钢焊接的钢管。L型定位管为T6的铝合金管。§2--3高铁接触网的结构与设施三、高铁接触网定位装置2、定位器定位器的作用是将接触线按要求固定到一定位置上。材料：高铁接触网常用的定位器主要以铝合金定位器为主。定位器的结构及性能要求：定位器结构不妨碍受电弓顺利通过。有足够的强度，具有承受接触线的张力及风压的能力。有很好的灵活性，能自由地追随接触线在垂向和顺线路方向的移动和变化。重量要轻，不使接触悬挂形成硬点。要结构简单，安装方便，不需要特种或专用机具就可以拆卸和更换；具有良好的耐腐蚀性，使用寿命要长。各种部件要有互换性，价格便宜，经济性好。螺栓、楔类部件不易松动，做到免维护。定位器由定位钩、镀锌钢管或铝合金管、套筒和定位销钉、定位线夹等零部件组成。图2-33软横跨限位定位器图2-34弹性限位定位器限位定位器弹性限位定位器转换柱图定位器坡度应在1/8～1/6，拉力应在80～2500N之间限位定位器的限位间隙大小适中，取值计算：d=h×a/La—定位器底座的底部到限位止钉轴线中心的距离（㎜）L—定位器长度；（㎜）h—定位器根部到端部的高差（㎜）在支持与定位装置的几个主要机械连接点上应设固定电连接。§2--3高铁接触网的结构与设施三、高铁接触网定位装置2、定位方式分为正定位、反定位、组合定位、软定位、单拉手定位（1）正