毕业设计（论文）：接触网平面设计.doc

1、 兰州交通大学毕业设计（论文） 题 目 接触网平面设计 院 系 自动化与 电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气 1101 学生姓名 学 号 201121418 指导教师 2007 年 06 月 15 日 兰州交通大学毕业设计（论文） I 摘 要 近年来，高速 电气化铁路的发展十分迅猛。接触网技术的研究和设计是高速电气化铁路发展的基础。本论文在概述接触网基本组成的基础上，系统的阐述了高速电气化铁路接触网的支持装置、结构特征、供电方式等，并着重论述了高速接触网的设计原理及设计内容。最后，本论文完成了安家河至打柴沟区间的接触网平面设计。 本论文共包括七章内容，第一章是对高速电气化铁

2、路接触网的概述；第二章则主要介绍了高速电气化接触网的基本组成和结构特征；第三章是关于接触网设计的基本内容；第四、五章主要包括接触网设计计算基础和平面设计基础；最后两章主要是对安家河至打柴沟区 间的接触网平面设计。 关键词 高速电气化铁路，接触网，平面设计 ，结构特征 兰州交通大学毕业设计（论文） II Abstract The development of high-speed electrified railway is very tendency in recent years. It is based on the research and design of the catenary

3、systems. Based on the introduction of the basic contents of catenary systems, this thesis systematically elaborates the supporting equipments, structure features and power way of high-speed catenary systems, emphasizes on the principle and contents of design catenary systems. At last, this thesis ha

4、s completed the graphic design of the interval from An Jia He to Da Chai Gou. This thesis includes 7 Chapters .The first Chapter summaries to catenary systems of high-speed electrified railway. The second Chapter is the introduction of the basic contents and the structure features of catenary system

5、s. The third Chapter is about the basic contents of the design of the catenary systems . The forth and fifth Chapter are mainly including basic knowledge of the design calculation and graphic design. The last two Chapters are mainly about the graphic design from An Jia He to Da Chai Gou. Key Words H

6、igh-speed electrified railway, catenary systems, graphic design, structure features 兰州交通大学毕业设计（论文） III 目 录 摘 要 . I ABSTRACT . II 第一章 绪论 . 1 第一节 电气化铁道概述 . 1 第二节 接触网（平面）设计原则 . 1 第三节 本论文的主要设计内容 . 2 第二章 接触网的设备与结构 . 3 第一节 接触网悬挂类型 . 3 一、简单接触悬挂 . 3 二、链形接触悬挂 . 3 三、高速接触网的悬挂模式 . 4 第二节 接触网线索 . 4 一、接触线 . 4 二、承力

7、索 . 6 第三节 支持装置 . 7 一、概述 . 7 二、 腕臂支持装置 . 7 第四节 定位装置 . 11 一、 定位装置的作用 . 11 二、 定位器类型 . 11 三、 定位装置形式 . 12 四、高速接触网 定位装置 . 14 第五节 支柱 . 14 一、支柱的分类原则 . 14 二、预应力钢 筋混凝土支柱 . 14 三、钢支柱 . 15 第六节 基础及其类型选择 . 15 一、基础类型 . 15 兰州交通大学毕业设计（论文） IV 二、钢筋混凝土柱横卧板 . 16 第七节 锚段关节及中心锚节 . 17 一、锚段关节 . 17 二、中心锚结 . 21 第八节 张力自动补偿装置 . 2

8、3 第九节 线岔及供电设施 . 24 一、线岔 . 24 二、 接触网 供电设施 . 24 第三章 接触网设计的基本内容 . 26 第一节 接触网的设计程序 . 26 第二节 接触网设计的原始资料 . 27 第三节 接触网设计的主要内容 . 27 第四章 接触网设计计算基础 . 29 第一节 气象条件的确定 . 29 一、 概述 . 29 二、 接触网设计计算气象条件的确定 . 29 第二节 计算 负载的确定 . 31 一、 自重负载 . 31 二、 冰负载 . 32 三、 风负载 . 32 第三节 全补偿链形悬挂的安装曲线 . 33 第四节 接触线跨距许可长度的计算 . 35 第五节 链形悬

9、挂锚段长度的计算 . 37 第六节 支柱负载的计算 . 38 一、垂直负载 . 39 二、水平负载 . 39 第五章 接触网平面设计基 础 . 42 第一节 概述 . 42 第二节 区间接触网平面设计 . 42 一、 区间锚段长度的划分 . 42 二、 区间支柱的平面布置 . 43 第三节 表格栏及相应说明 . 44 一、 侧面限界及拉出值 . 44 二、 支柱类型 . 45 兰州交通大学毕业设计（论文） V 三、 地质情况 . 45 四、 基础 (横卧板 )类型 . 45 五、 软横跨结点或拉杆、腕臂、定位管、定 位器 . 46 六、安装图号 . 46 七、 接触线高度 . 47 第六章 安

10、家河 打柴沟接触网平面设计 . 49 第一节 原始资料 . 49 一、 气象资料 . 49 二、 线路资料 . 49 第二节 设计计算（调整校验） . 50 一、全补偿链形悬挂的安装曲线计算 . 50 二、最大跨距许可长度的校验计算 . 51 三、锚段长度的 校验计算 . 53 四、支柱容量的校验计算 . 54 第三节 设备选择及设计参数 . 57 第四节 平面布置（设计） . 57 第七章 结 论 . 59 致 谢 . 60 参考文献 . 61 附录 1 外文资料翻译 . 62 A1.1 译文 . 62 A1.2 原文 . 65 附录 2 相关装配图 . 68 一支柱装配图 . 68 附录

11、3 安家河至打柴沟区间平面设计图（ CAD 图） . 70 兰州交通大学毕业设计（论文） 1 第一章 绪论 第一节 电气化铁道概述 采用电力机车为主要牵引动力的铁路成为电气化铁路，它是在 19 世纪 70年代末的欧洲最先出现。早期的电气化 铁路多采用直流供电方式，电压等级较低，需要整流装置，不利设置在长距离的铁路干线上。 目前国际上普遍采用比较先进的单相工频交流制电气化铁路，它便于升压和电能的损耗，可以增加牵引变电所之间的距离，大大降低了建设投资和运营费用。牵引供电系统是电气化铁路供电设备上的主要特点，牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两大部分。 由于牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网

12、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”。 接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路。 它是电气化铁道中主要供电装 置之一，其功用是通过它与受电弓的直接接触，而将电能传送给电力机车。接触网最早出现的形式是利用钢轨供电。随着电压的提高、运输量的增大、技术的不断改进以及对人身安全的严格要求等，使接触网的结构逐渐发展成为目前广泛采用的架空式接触网。 接触网在供电回路中起着十分重要的作用，直接影响着电气化铁道的运行，因此使接触网始终处于良好的工作状态，安全可靠的向电力机车供电，对于保证铁路运输畅通无阻有着极为重大的意义。 随着高新技术技术的发展，特别是计算机技术

13、的应用，使电力机车和牵引供电装置的工作性能不断提高。低能耗、高效率、高 速度的电力牵引已成为世界各国铁路发展趋势。 第二节 接触网（平面）设计原则 设计工作是铁路基本建设的一个重要环节，是一项十分重要的辅助工作。接触网设计是铁道电气化设计中重要的组成部分。接触网设计要体现根据我国政治、经济、自然资源特点等制定的技术政策，反映革新和科研成果，采用国内外先进技术，遵循国家和铁道部颁布的有关技术和管理上的规程、规范等。 接触网平面图表示了接触网线路和接触网设备及结构状况。接触网平面设计即接触网平面布置图的设计应采用铁道部规定的电气化铁道接触网图形符号，来示意接触网各兰州交通大学毕业设计（论文） 2

14、种设备和结构的配置 情况。接触网平面图应体现电气化铁道的技术性能、设备安装位置、技术参数等重要内容。 第三节 本论文的主要设计内容 本论文主要从电气化铁道接触网的组成、结构、设备和接触网设计的基础出发阐述了安家河至打柴沟区间接触网平面设计的设计依据、原则 和方法并做出了此区间具体的接触网平面布置图等。 论文共包括七大章内容，前四章主要包括绪论及接触网的设计依据原则及方法；第五章主要是接触网平面设计基础的内容；第六 、七 章则是安家河至打柴沟区间具体设计内容，包括：此区间的原始资料（气象资料 、线路资料等 ） 、 平面设计相关的设计计算 、设备 的具体选择和区间平面布置图的具体绘制等 。 兰州交

15、通大学毕业设计（论文） 3 第二章 接触网的设备与结构 第一节 接触网悬挂类型 接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分。接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。 一、简单接触悬挂 简单接触悬挂（简称简单悬挂）系由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。简单悬挂分为未补偿简单悬挂和加补偿简单悬挂及吊索式简单悬挂。 二、链形接触悬挂 随着高速电气化铁路的发展，出现了链形悬挂这种新的悬挂类型。 链形悬挂是一种运行性能较 好的悬挂形式。减小了接触线在跨距中的驰度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。 链形悬挂根据线索

16、两端的下锚方式，可分为下列几种形式： 1、 未补偿简单链形悬挂 这种悬挂方式的承力索和接触线两端无补偿装置，均为硬锚。因此，在温度变化时，承力索和接触线的张力弛度变化较大，一般不采用。 2、 半补偿链形悬挂 在半补偿简单链形悬挂中，接触线两端设补偿装置，承力索两端为硬锚。这种悬挂只用于行车速度不高的车站侧线和支线上。 3、 半补偿弹性链形悬挂 半补偿弹性链形悬挂和半补偿简单链形悬挂的区别在于支柱定位点处吊弦形成的不同。这种悬挂方式用于行车速度不超过 100km/h 的线路上。 4、 全补偿链形悬挂 全补偿链形悬挂，即承力索和接触线两端下锚处均装设补偿装置。全补偿链形悬挂也分为全补偿简单链形悬挂

17、和全补偿弹性链形悬挂。行车速度较高的线路，多采用全补偿弹性链形悬挂。 兰州交通大学毕业设计（论文） 4 三、高速接触网的悬挂模式 目前，世界各国为满足高速受流的要求，都根据自己国家高速铁路规划的动力设置(动力集中式或动力分散式 )和受电弓的结构及性能的不同，而采用了不同的悬挂类型。 高速接触网的悬挂类型就其现有的情况而言，有弹性链形悬挂、简单链形悬挂和复式链形悬挂 (或称双链形悬挂 )。 第二节 接触网线索 一、接触线 接触线是接触网的主要组成部分，接触线的材质、工艺及性能对接触网起着重要作用，要求它具有较小的电阻率、较大的导电能力；要有良好的抗磨损性能，具有较长的使用寿命有高强度的机械性，具

18、有较强的抗张能力。 1、 我国电气化铁路建设在几十年的发展中，采用了多种类型接触线，并随着世界高速电气化铁路的不断发展，又不断研制开发了新型接触线，主要有以下几种： （ 1）铜接触线 我国电气 化铁路建设初期，采用的是铜接触线，型号为 TCG 100 型和 TCG 85型，分别用于正线和站线，其 A 型尺寸如图 2-1 (a)所示。 （ 2） 钢铝复合新型接触线 20 世纪 70 年代我国研制了以铝代铜的 GLCA100/215 型和 GLCB80/173 型钢铝复合新型接触线，其数字 215 和 173 为 A 型及 B 型钢铝接触线的实际横截面积， A 型和 B型在导电性能上，分别当量于 TCG 100 型和 TCG 85 型，其 A 型断面形状如图 2-1(b)所示。电气和机械性能见表 2-1。 （ 3） 内包钢的 GLCN 型钢铝电车线 为了解决钢表面锈蚀的 问题，我国又开发研制了内包钢的 GLCN 型钢铝电车线。如图 2-1(c)所示。这种接触线的特点，是将承受张力的钢包在铝内，既保留了耐磨性能和抗张性能好的优点，又提高了它的防腐蚀性能，可相应延长使用寿命，具有较好的受流效果，其电气及机械性能见表 2-1。