刚性接触网专题汇报

城市轨道交通接触网系统专题介绍江苏安荣电气设备有限公司JIANGSUANRONGELECTRICEQUIPMENTCo.，LTD.一、接触网概述•1、接触网定义•大功率电车的电能一般都是通过受流过程获得的。所谓受流，是指车辆通过具有弹性的受电弓或集电靴在固定的导电体上获取电能。•接触网指沿线路方向，向列车提供电能的系统（装置）。•接触网按设置位置可分为架空接触网和三轨两种；架空接触网根据其与机车受电弓的配合关系以及抬升情况，可分为柔性接触网和刚性接触网一、接触网概述•所谓受流，是指车辆通过具有弹性的受电弓或集电靴在固定的导电体上获取电能。按悬挂特性可分为刚性悬挂和弹性悬挂（柔性悬挂）。所谓刚性悬挂是指固定的导电体受流过程中在受电弓或集电靴的作用下基本不变形。而柔性悬挂是指固定的导电体受流过程中在受电弓（一般不采用集电靴）的作用下有一定程度的变形。刚性悬挂又分为架空式和其他方式（三轨或复合三轨，四轨或复合四轨，机车侧面悬挂受流等）。•（插入地铁直流供电系统图）二、柔性悬挂介绍•1、柔性悬挂其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。三、刚性悬挂介绍•1、架空刚性悬挂定义•刚性悬挂受流示意图三、刚性悬挂介绍•2、架空刚性悬挂的历史概况及国外应用情况•世界上，早在1895年的美国巴尔的摩的第一条电气化铁路中就已经应用。最初是为了减少隧道的净空，缩小隧道断面而采用的。日本在1960年为了市郊电车与市内地铁直通运转的需要，开发和使用了刚性接触网，于1961年在营团地铁日比谷线投入运营。现在全日本8个主要城市地铁都有刚性接触网，至1996年3月末的统计数据，共建成18条线路，总延长约240km。近几年又不断的延长和修建新线。在瑞士的苏黎士地区快速交通系统已安装了连续最长的3.8公里的刚性悬挂和16组道岔、16组电分段。三、刚性悬挂介绍•2、架空刚性悬挂的历史概况及国外应用情况•1988年在瑞士的辛普伦低净空隧道也采用了1100m刚性悬挂。刚性悬挂经历了漫长的发展阶段，终于在城市轨道交通中充分发挥了其特长，在90年代得到了较快的发展。从90年代在法国、瑞典、英国、比利时、西班牙、意大利、奥地利、韩国等世界各地都有刚性接触网在为列车不停的提供着可靠的电流。应用较多的有日本、瑞士、法国、西班牙等国家。三、刚性悬挂介绍•2、架空刚性悬挂的历史概况及国外应用情况•1988年在瑞士的辛普伦低净空隧道也采用了1100m刚性悬挂。刚性悬挂经历了漫长的发展阶段，终于在城市轨道交通中充分发挥了其特长，在90年代得到了较快的发展。从90年代在法国、瑞典、英国、比利时、西班牙、意大利、奥地利、韩国等世界各地都有刚性接触网在为列车不停的提供着可靠的电流。应用较多的有日本、瑞士、法国、西班牙等国家。三、刚性悬挂介绍•3、架空刚性悬挂主要技术特点•刚性接触网是将传统的接触线夹装在汇流排中，汇流排取代了承力索，并靠它自身的刚性保持接触线的恒定位置，使接触线不因重力而产生弛度。汇流排一般由铝材制成，一般12米一段，安装时用鱼尾板将其连接为一体。•刚性悬挂的汇流排一般由铝合金制作，其当量铜截面为1400mm，相当于9根150mm的铜导线，能满足大容量地铁车辆供电取流的要求。刚性悬挂另一个最大优点在于可以取消柔性悬挂中的承力索和辅助馈线，使接触网的结构变得简单紧凑，极大地方便运营管理和维修。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•刚性接触网起初的设计是考虑地铁车辆的低速行驶速度，一般不高于80km/h。但随着科技的发展和交通运输市场的需求，刚性接触网在提高速度方面已有较大的进步。到目前为止，运行在瑞士和英国的刚性悬挂安装规定的速度为100~110km/h。1998年在瑞士辛普伦隧道安装的长度为1100m的刚性接触网试验线路的试验结果表明，普通的受电弓速度达到140km/h是可能的，而且有弹性的受电弓时速可达160km/h。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•1）架空刚性悬挂的基本组成•刚性悬挂由支持结构、绝缘子、汇流排和与受电弓接触的接触面或接触线组成。不同的工程、不同的设计者所采用的支持体、绝缘子、汇流排和接触线等种类不同。•2）架空刚性悬挂的典型结构•目前投入使用的架空刚性悬挂的断面结构主要有以日本为代表的“T”型结构和以法国、瑞士等国为代表的“Π”型结构。“Π”型结构目前采用了约150km，“T”型结构目前采用了约300km。韩国早期采用“T”型88km，以后均采用“Π”型60km。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•（1）“Π”型结构示意•共有两种类型，一种高80mm，另一种高110mm（截面2213mm2），用弹性夹来固定接触线，汇流排制造长度为1014m。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•（2）“T”型结构示意三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•两种不同结构断面的汇流排在刚度、接触线的固定方式、和成本上各有差异。总体上，“Π”型较“T”型更趋合理。韩国明显进行了改变。国内设计者优先选用“Π”型结构，主要是因为“Π”型结构比“T”型结构更适合于在隧道内悬挂安装，重庆轻轨采用侧式““T”型结构是安装与高架桥体侧面的缘故。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•3）刚性悬挂的弓网关系及关键技术要点•弓网受流的热效应及导线截面、数量的选择•A、接触线的温度•接触线的温度取决于以下因素：•环境温度：无论采用架空刚性悬挂还是柔性悬挂，环境温度相同。•接触线的载流量和载流截面：有设计者经过计算，架空刚性悬挂单根接触线的载流量为柔性悬挂单根接触线载流量的1/6（接触线均为AgCu（CTAH）120mm2），架空刚性悬挂单根接触线由于载流产生的热效应仅为柔性悬挂单根接触线的1/36。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•接触电阻：决定接触电阻的主要因素是弓网之间动态的接触力。接触力大，接触电阻小；反之，接触电阻则大。如前所述，架空刚性悬挂接触线与受电弓之间的接触压力比柔性悬挂单根接触线大，接触电阻相对柔性悬挂较小，其热效应随之减小，这一点可以抵消由于接触面减小而引起增大的接触电阻所产生的热量。•散热面：架空刚性悬挂接触线的散热面为柔性悬挂的7倍。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•受电弓的温度：受电弓的温度主要取决于受电弓取流量和接触电阻。架空刚性悬挂受电弓的取流量与柔性悬挂相同，接触面相对减小一半，但由于弓网之间的接触力增大，可以抵消由于接触面减小而引起增大的接触电阻所产生的热量。•接触线的选择：法国、瑞士等欧洲国家大部分架空刚性悬挂均采用单根Cu—107mm2接触线或Cu--150mm2扁园接触线，日本架空刚性悬挂采用单根、双根接触线两种类型均有。铜银120mm2接触线（国内应用较成熟）、钢铜110mm2和铜150mm2导线截面见下图：三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•两种导线的差异在于截面、形状、软化温度和国产化。由于刚性悬挂导线不受力，导线截面只会延长更换周期，而不会造成在柔性网中引起的其他问题，导线截面大是有好处的；形状上，150mm2是扁圆形，在初期磨耗上要优于缺口圆形；软化温度，银铜线要高于纯铜线，近100C耐磨耗性要好；目前在国内，主要采用CTAH120mm2和CTAH150mm2两种。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•B、受电弓静态抬升力•根据IEC所推荐DC1500V受电弓静压力为浸金属碳滑板采用80140N，三面覆金属石墨碳滑板，采用8090N。•法国、瑞士等欧洲国家大部分架空刚性悬挂据介绍受电弓静态抬升力采用70N，日本为5459N。我国干线铁路采用70N，上海明珠线采用120N，广州地铁一号线采用140N。•架空刚性悬挂采用的受电弓静态抬升力应依据不同的工程而有所不同，综合各方面资料，架空刚性悬挂受电弓静态抬升力范围为70N～140N是合适的。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•C、铜铝异金属接触腐蚀•架空刚性悬挂，因为铝合金汇流排直接与铜导线接触，从理论上加速了对铝的腐蚀。为解决此问题，日本采用了镀锡接触线；法国、瑞士等国家采用在架设接触线时，汇流排与导线接触部分涂一层导电油脂。但据实践运行经验表明，没有使用以上防护措施的刚性悬挂在实际运行中也没发现因受异种金属接触而产生腐蚀。•从国内已经运行的线路了解到，使用导电油脂在国内刚性悬挂被证明是成功的。三、刚性悬挂介绍•4、架空刚性悬挂主要技术特点•（4）架空刚性悬挂刚柔过渡、补偿元件、电分段等主要结构•刚柔过渡结构主要有两种方式：锚段关节式和切槽贯通式两种。•补偿元件结构主要有两种方式：膨胀接头和锚段关节•电分段主要有两种方式：传统用分段绝缘器和绝缘锚段关节。在应用中一般选用绝缘锚段关节，主要是因为锚段关节结构简单、减少维修设备种类和节约造价，同时采用传统的分段绝缘器，其硬点不易消除。架空刚性悬挂柔性受流刚性受流单根接触线汇流排双根接触线汇流排☆刚性悬挂的概念☆刚性悬挂的国外应用情况☆刚性悬挂的组成及布置原则☆刚性悬挂性能的优越性☆结合工程－刚性悬挂的主要结构☆关键技术问题的探讨☆刚性悬挂运行录像架空刚性悬挂国外应用情况总结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地铁日比谷线投入使用。1983年，作为架空刚性悬挂另一主要型式“”型刚性悬挂在法国巴黎RATPA线投入使用。架空刚性悬挂国外应用情况总结（1）．AC15kVAC25kV低净空隧道；（2）．AC15kV有复式交分道岔或车站的隧道；（3）.DC600V，DC750V，DC1500V低净空或小断面隧道；（4）.DC750V，DC1500V，DC3000V车辆段维修车间库内维修线，既有固定式架空刚性悬挂，也有由电机驱动的移动式架空刚性悬挂；（5）．隧道内防淹门处。国外应用接近600km，最大速度80～160km/h。架空刚性悬挂的组成及布置原则1.断面组成由安装零部件、绝缘子、汇流排和接触线组成，刚性悬挂的重要部件为汇流排。汇流排是刚性悬挂的关键部件截面积：2213mm2制造长度：10～14m高度：85mm，110mm两种。铜当量截面：约1400mm2燕尾槽夹紧力：约10kg/cm材质：铝合金架空刚性悬挂的组成及布置原则每一段汇流排之间用汇流排中间接头连接，构成刚性悬挂每一个锚段。架空刚性悬挂的组成及布置原则2.布置原则∮刚性悬挂汇流排、接触线无张力，无重力式补偿装置。∮锚段长度一般为200250m。∮跨距一般为512m。∮拉出值在500m范围内约200mm。刚性悬挂主要结构－安装形式刚性悬挂的安装形式，分为两种形式：（1）垂直悬挂安装（2）水平腕臂安装两种方式均应满足水平、垂直方向调整要求。刚性悬挂主要结构－电分段刚性悬挂的电分段形式，分为两种形式：（1）绝缘锚段关节（2）分段绝缘器，一般用于渡线处。刚性悬挂主要结构-电连接电连接电连接刚性悬挂主要结构－中心锚结刚性悬挂主要结构－中心锚结刚性悬挂主要结构－中心锚结刚性悬挂主要结构－补偿方式刚性悬挂的温度补偿方式，分为两种形式：（1）锚段关节（2）膨胀元件两种方式的选用原则主要根据速度等级而定。一般而言，运行速度大于100km/h,使用膨胀元件。刚性悬挂主要结构刚柔过渡刚性悬挂主要结构道岔处安装锚段关