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接触网的工程设计与计算

目录

contents

接触网基本概念与原理

工程设计前期准备

接触网工程设计方法

接触网工程计算过程

施工图纸绘制与审查

工程实例分析与讨论

未来发展趋势展望

01

接触网基本概念与原理

接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。

接触网是电气化铁路的主要供电装置之一。其功能是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。

接触网作用

接触网定义

接触悬挂

包括承力索、接触线以及连接它们的吊弦、补偿装置和连接零件等。其主要作用是将电能传输给电力机车。

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。

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。其主要作用是支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。

接触网的工作原理是通过受电弓与接触线之间的滑动摩擦来传输电能。当电力机车运行时，其受电弓升起并与接触线紧密接触，从而从接触网上获取电能。

工作原理

接触网具有结构复杂、技术性强、无备用等特点。其性能和质量直接影响电气化铁道的运输能力。在运营中，受电弓和高速运行中的电力机车受流条件是很苛刻的，它要求接触网必须具有良好的导电和较高的耐磨性。

特点

02

工程设计前期准备

对接触网所在地区的自然环境、气候条件、地质状况等进行详细勘查。

现场环境勘查

既有设施调查

数据收集与整理

了解现有接触网设施的运行状态、技术参数及存在的问题。

收集相关的设计资料、技术标准和规范，为后续设计提供依据。

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02

01

明确接触网工程的设计目标，如提高供电可靠性、降低运营成本等。

设计目标确定

确定设计的范围，包括接触网的类型、电压等级、线路长度等。

设计范围界定

提出详细的技术要求，如导线类型、绝缘子类型、防雷接地等。

技术要求明确

气象条件参数

导线技术参数

绝缘子技术参数

其他关键设备参数

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根据现场勘查结果，确定设计所采用的气象条件参数，如风速、覆冰厚度等。

选择合适的导线类型，并确定其技术参数，如导线截面积、电阻率等。

根据工程要求，选择适当的绝缘子类型，并确定其技术参数，如绝缘强度、泄漏距离等。

确定其他关键设备如隔离开关、避雷器等的技术参数。

03

接触网工程设计方法

线路选择

根据铁路或城市轨道交通的规划和设计要求，选择合适的线路走向和路径，考虑地形、地质、气象等自然条件，以及与其他交通线路和设施的协调。

布局规划

根据线路选择结果，进行接触网的布局规划，包括分段、分相、电分段、锚段关节等的设置，以及车站、区间、隧道、桥梁等特殊区段的接触网布置。

根据线路条件和设计要求，选择合适的支柱类型，如钢柱、钢筋混凝土柱等，同时考虑支柱的高度、强度、耐腐蚀性等性能。

支柱类型

根据接触网的布局规划和设计要求，确定支柱的间距、排列方式、基础类型等，保证接触网的稳定性和安全性。

支柱配置

导线类型

根据设计要求和电流负载，选择合适的导线类型，如铜绞线、铝绞线等，同时考虑导线的截面积、电阻率、抗拉强度等性能。

导线配置

根据接触网的布局规划和设计要求，确定导线的悬挂方式、张力大小、弛度等参数，保证接触网的电气性能和机械性能。

绝缘子类型

根据设计要求和电压等级，选择合适的绝缘子类型，如瓷质绝缘子、复合绝缘子等，同时考虑绝缘子的机械强度、电气性能、耐污秽等性能。

绝缘子配置

根据接触网的布局规划和设计要求，确定绝缘子的数量、型号、安装方式等，保证接触网的绝缘性能和安全性。

04

接触网工程计算过程

导线张力是指接触网导线在受到外力作用时，内部产生的反作用力，是接触网设计中的重要参数。

导线张力定义

确定导线在不同气象条件下的张力值，保证接触网的稳定性和安全性。

张力计算目的

根据导线材料、截面积、气象条件等参数，采用专业软件进行计算。

张力计算方法

支柱受力类型

接触网支柱主要承受水平荷载、垂直荷载和弯矩等。

受力分析目的

确定支柱在不同荷载条件下的受力情况，为支柱的选型和设计提供依据。

受力分析方法

采用有限元分析等方法，对支柱进行建模和受力分析，得出支柱的应力、位移等结果。

长度计算目的

确定绝缘子串在不同电压等级和气象条件下的长度，保证接触网的电气性能和机械强度。

绝缘子串作用

绝缘子串是接触网中的重要组成部分，起到电气绝缘和机械支撑的作用。

长度计算方法

根据电压等级、气象条件、绝缘子型号等参数，采用专业软件进行计算。

接地电阻是指接地体与大地之间的电阻，是评价接地性能的重要指标。

接地