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电气化铁道接触网信息工程系自动化教研室李靖本课程总学时：56学时授课方式：课堂理论教学+现场教学考核方式：考试+平时成绩联系电话：13931160243QQ:363105333课程介绍本课程是电气自动化技术专业的一门专业课，主要内容：接触网的供电方式；电气化铁道接触网的设备、结构及其运用；接触网设计的基本内容、步骤及方法；接触网施工的基本程序及基本工艺和要求；有关接触网运营管理及日常检修维护的基本内容。学完本课程后应达到以下要求：１、熟悉电气化铁道接触网结构的组成、作用及选用依据；２、了解接触网结构中各种负载的分析计算方法，了解接触网的简单力学分析和计算；３、熟悉接触网设计的主要内容及一般程序，掌握接触网平面图的识别；４、熟悉接触网运营、检修和施工的基本标准及其基本工艺要求和操作方法；５、了解接触网不同检修方式下的基本要求、标准化作业程序、管理模式。项目1:电气化铁道接触网基本知识单元1:电气化铁道基本知识一、电气化铁道概述1、机车的发展采用电力机车为主要牵引动力的铁路称为电气化铁路。历史上，机车经历了蒸汽机车、内燃机车、电力机车、磁悬浮机车等几种。蒸汽机车•蒸汽机车是利用蒸汽机，把燃料(一般用煤)的化学能变成热能，再变成机械能，而使机车运行的一种火车机车。它主要由锅炉、蒸汽机、车架走行部和煤水车四大部分组成。内燃机车•内燃机车以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车上内燃机的种类，可分为柴油机车和燃气轮机车。由于燃气轮机车的效率低于柴油机车以及耐高温材料成本高、噪声大等原因，所以其发展落后于柴油机车。在中国，内燃机车的概念习惯上指的是柴油机。电力机车•电力机车由牵引电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网供给，所以是一种非自带能源的机车。电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引及节约能量等优点。使用电力机车牵引列车，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力。和谐号动车组•把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。磁悬浮列车•磁悬浮列车利用“同性相斥，异性相吸”的原理，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁，在磁场作用下产生的排斥力使车辆浮起来，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶。列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与车辆不接触，不但运行速度快，而且运行平稳、舒适，易于实现自动控制；无噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护；世界主要的高铁机车生产厂家中国（南车、北车）CRH（ChinaRailwayHigh-speed）法国:阿尔斯通，TGV德国：西门子，ICE日本:川崎重工，新干线加拿大:庞巴迪2、电气化铁路的出现1879年，在柏林举办世界贸易博览会上，德国西门子公司建造并展示了世界上第一条电气化铁路，这条铁路不足600米长，采用两轨道间设置第三轨的供电方式，电压采用DC100V，牵引功率3马力（735瓦特），时速只有4英里/小时（1.609344公里），牵引三节车厢，最多可以搭乘30名旅客。但是这开创了新的牵引方式----电气化铁道诞生，也是铁路现代化的标志。世早期的电气化铁道多采用直流供电方式。后来，随着科技的进步，在日本、德国等国家相继采用了低频单向交流制的供电方式。直到20世纪20年代，随着工频单相交流制供电方式在电气化铁道干线上的应用，经过六十多年的实践，它终于成为电力牵引供电的主要方式和发展方向。3、高速电气化铁路时代的到来1964年，世界上第一条高速电气化铁路-----东京至大阪的新干线建成通车，该段铁路采用60Hz，25KV交流供电制，最高时速210KM/h，拉开了高速电气化铁路建设的新篇章。4、我国电气化铁道的发展我国第一条电气化铁路是宝（鸡）成（都）线宝鸡----凤州段，并于1961年8月15日正式通车并交付运营，从此揭开了我国电气化铁路建设的序幕。2002年11月27日，“中华之星”在秦沈客运专线综合实验中，成功创造了中国铁路的最高时速321.5Km/h，这也标志着我国进入了高速电气化铁路时代。电气化铁道的优点：（1）能多拉快跑，提高运输能力。（2）降低能源消耗，综合利用能源。（3）机车运用效率高，大大降低运输成本。（4）机车性能好，改善工作条件。（5）减少污染，保护环境。（6）有利于铁路沿线实现电气化。二、电气化铁道的组成电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置组成的，牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网两部分，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的“三大元件”。1、电力机车我国目前使用的电力机车主要是国产韶山型电力机车，其牵引功率已达9000KW，时速超过250KM/h。投入使用的有ss1、ss4、ss7、ss8、ss9型及最近推出的时速超过300KM/h的和谐号动车组。电力机车靠其顶部升起的受电弓，直接接触导线获取电能。每台电力机车前后各有一受电弓，由司机控制其升降。变电弓升起工作时，以68.6±9.8N的接触压力紧贴接触线摩擦滑行，将电能引入机车，机车主断路器将电压加至变压器，经变压器降压后给牵引电动机，通过齿轮传动使列车运行。工作原理：电力机车受电弓直接从接触线滑行取流，受电弓的滑板紧贴接触线，滑板固定在托架上。受电弓的最大工作范围1250mm，允许工作范围950mm。单臂受电弓受电弓和接触线运行中的情况三相牵引变电所•变压器原边绕组通常为星形连接，副边绕组为三角形连接。三角形的一个连接点接铁路行车轨道，另两个连接点分别接牵引变电所左右两侧的供电分区接触网。这种牵引变电所的优点是变压器副边保持三相，可供变电所本身和地方的三相用电；缺点是变压器的容量未能充分利用。单相牵引变电所有两种情况。用一台单相变压器时，副边绕组的一端接轨道，另一端同时供给左右两侧的供电分区接触网。为了检修方便，两供电分区采用相关分段加以隔离。若用两台单相变压器时，其原边绕组分别接到高压三相母线中两对不同的母线上，使三相负载平衡；两个副边绕组按V形接线,公共点接轨道,其余两端分别向两侧的分区供电,并用相关分段。单相变电所的优点是变压器容量利用较充分。但地区负荷需专用变压器。近年来，我国引进了AT（自耦变压器）供电方式，其牵引变电所的变压器采用较特殊的接线方式——斯科特（scott）接线方式，或者结成另一种称为伍德桥（woodbridge）的接线方式，采用这种接线方式的变电所称为三相——二相变电所。三相--两相牵引变电所这种接线方式的优点：是变压器次边电压提高至55kv，在其供电臂上并接自偶变压器AT，自偶变压器两边线圈匝数相等，通过接线使供给接触网上的电压仍为27.5kv。三相——二相变电所是为了防止接触网对通信线路干扰而运用的一种方式。本节小结：1、电气化铁道概述2、电气化铁道基本组成3、基本牵引回路