接触网课程设计(段嘉旭).doc

自动化与电气工程学院接触网技术课程设计

接触网技术课程设计报告

班 级： 电气083
学 号：200809242
姓 名： 段嘉旭
指导教师： 张廷荣

评语：

2012 年 2 月 28 日
1.基本题目
1.1 题目
直线地区锚段长度的计算
1.2 题目分析
在区间或站场上，为满足供电方面和机械方面的要求，将接触网分成若干一定长度且相互独立的分段，这种独立的分段叫做锚段。划分锚段的目的主要是：加补偿器；缩小机械事故范围；使吊弦的偏移不致超过许可值以及改善接触线的受力情况等。划分锚段的主要依据是在气象条件发生变化时，使接触网内所产生的张力增量不超过规定值。锚段长度的决定和跨距长度一样，也必须进行相应的计算。高速电气化铁路，接触网基本上全部采用全补偿链形悬挂，对于全补偿链形悬挂，其锚段长度的计算方法及理论基础与半补偿链形悬挂的情况相同。
2.题目：直线地区锚段长度的计算
2.1 半补偿链形悬挂张力增量计算及其锚段长度的计算
2.1.1 锚段长度的确定
直线区段锚段长度的确定仅按在极限温度下，中心锚结与补偿器之间接触线的张力差不大于其额定张力的±15%来要求。即不考虑承力索的张力差变化。曲线区段锚段长度的确定按在极限温度下，中心锚结与补偿器之间的张力差，接触线不大于其额定张力的±15%，承力索不大于其张力差的±10%来要求。
同时由于全补偿链形悬挂中，接触线弛度的变化很小，因温度变化而耗损于弛度变化方向的纵向位移更小，故在计算中可令为零。
2.1.2 已知条件

我国电气化铁路广泛采用承力索线胀系数=11.55×10-61/℃，承力索弹性系数Ec=18500Kg/mm2，承力索计算横截面积Sc=70mm2 ；
接触线胀系数=17×10-61/℃，接触线弹性系数Ej=12600Kg/mm2，接触线计算横截面积Sj=100mm2；
吊弦及定位器处于正常位置时的温度td==15℃，结构高度=1.2m,计算中取零。
悬挂合成自重负载：=1.555Kg/m
2.1.3 张力增量计算过程及其锚段长度的确定
（1）直线区段接触线张力增量计算
1、接触线无弛度时相应跨距下承力索弛度：
通过查表3-2可得，
根据可得：吊弦的平均长度
2、计算温度差，确定计算条件：

由于||=||，所以以为计算条件。
3、接触线张力增量的计算
接触线的张力变化，在直线区段上因定位器正、反定位的影响，其张力差甚小，可以忽略不计，此时，仅考虑吊弦作用。若同时还考虑接触线的弹性伸长，其张力增量的计算公式为：

式中 ——由中心锚结至补偿器之间的距离（m）；
——跨距，此处取当量跨距=60m；
——接触线单位自重负载（Kg/m）；
——吊弦的平均长度（m），其值为；
——接触线线胀系数（1/℃）；
——接触线弹性系数（Kg/mm2）；
——接触线的截面积（mm2）。
计算结果见表5-2。
⑵ 曲线区段接触线张力增量计算
其计算公式为：

式中 ——中心锚结和补偿器之间接触线的张力差（Kg）；
——仅考虑温度变化时吊弦作用所引起的张力差（Kg）；
——仅考虑温度变化时，定位器作用所引起的张力差（Kg）；
——极限温度与吊弦、定位器正常位置时温度的差值，取-25℃。
其中和由下面两式决定：

式中 ——由中心锚结至补偿器之间的距离（m）；
——跨距，不同曲线半径，取值不同；
——接触线单位自重负载（Kg/m）；
——吊弦的平均长度（m），其值为。

式中 R——曲线半径（m）；
——相应曲线半径下定位器的计算长度（m），这里为0.97m。
吊弦平均长度的计算值见表5-1：
表5-1 吊弦平均长度的计算值
曲线半径(m)
300
400
600
700
900
1800
直线
l(m)
35
40
45
50
55
60
65
FO(m)
0.1587
0.2073
0.2624
0.3240
0.3920
0.4665
0.5475
C(m)
1.0942
1.0618
1.0251
0.9840
0.9387
0．8890
0.8350
将代入上式,利用MATLAB计算出、和，其中的结果见表5-2。
表5-2 的计算结果
R(m)
L(m)
300
400
600
700
900
1800
直线
200
29.0951
22.7827
16.7877
14.9516
12.7489
9.2755
11.8275
300
67.8238
54.0499
440.5521
36.6422
31.7342
23.5003
24.0584
400
119.0387
96.0978
73.0481
66.5036
58.0763
43.4589
40.0287
500
179.2180
146.4288
112.6780
103.1393
90.6331
68.4180
59.2640
600
244.8260
202.4231
157.6819
144.9923
128.1109
97.5249
81.2323
700
312.6741
261.5618
206.3013
190.4848
168.1756
129.8730
105.3766
800
380.1956
321.7124
256.9089
238.1341
212.5470
164.5605
131.1449
900
445.4595
381.1226
380.0931
286.6307
257.0689
200.7389
158.0143
1000
507.1571
438.4864
358.6989
334.8817
301.7502
237.6468
185.5087
利用MATLAB绘制曲线：

图5-1 半补偿接触线张力差

2.2 全补偿链形悬挂张力增量计算及其锚段长度的确定
在直线区段上，承力索沿线路中心布置，在温度变化时，承力索虽有转动，仍可认为承力索不产生张力增量。
接触线的张力增量计算：
（1）直线区段张力增量计算，计算公式如下：

计算结果，见表6-1。
（2）曲线区段的张力增量计算，计算公式如下：

表6-1 的计算结果
R(m)
L(m)
300
400
600
700
900
1800
直线
200
25.4195
19.0660
13.0613
11.1366
8.8670
5.2925
3.7918
300
59.5948
45.5027
31.6402
27.4722
22.2246
13.5079
7.7128
400
105.3978
81.5594
57.4919
50.3170
41.0688
25.2494
12.8327
500
160.1345
125.5039
89.6384
78.9240
64.8725
40.7873
18.9994
600
220.9793
175.4284
127.0005
112.4165
93.0054
58.3460
26.0421
700
285.2664
229.4251
168.4335
149.8477
124.7709
79.1070
33.7825
800
350.6866
285.7240
212.7996
180.2580
159.4445
102.2239
42.0435
900
415.3839
342.7851
259.0725
232.7235
196.3076
127.3347
50.6575
1000
477.9703
399.3431
306.1541
276.3924
234.6757
154.0739
59.4719
利用MATLAB绘制曲线：

图6-1 全补偿接触线张力差增量曲线

3.结论与体会
接触网是一种复杂的供电设备，为了列车的安全运行，必须保证列车受流平稳，在技术上在要求接触线具有恒张力。然而接触网受温度和气象条件的影响很大，温度会使接触线和承力索的张力发生变化，不利于列车的安全运行。为了解决线索能够保持恒张力，在实际中采用了各种形式的张力自动补偿装置。
 我认为，在这次接触网课程设计中，在收获知识的同时，还收获了经验，收获了技能，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在课程设当中，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。我们才能做到更好更强更优异。
通过此次接触网的课程设计，体现了我们独立完成任务、发现问题并解决问题的能力，使自己在平时所学的知识在实际设计中得到应用和验证，通过讨论、计算、选材、整理的过程中，我更进一步了解了接触网设计中应注意的一些原则,熟悉了短路算、材料选取等实际问题。这次设计，使我对以往所学习的知识进行了一次系统的总结和复习,并且在本次设计中对以前不足的知识进行了再一次的巩固和学习。
通过这次课程设计,使我对接触网有了更全面的，更具体的理解和体会。在设计过程中,通过相关的参考书目,我接触到了更多课本上未曾深入研究探讨的问题,并且接触了新的知识，了解了新的设计方法.相信这对于我今后的工作和学习是有必然的帮助的。在完成设计的过程中也遇到了不少困难，感谢王老师的悉心指导和耐心讲解以及同学们的帮助，使我能够顺利完成接触网的课程设计。

参考书目
[1] 于万聚著.高速电气化铁路接触网. 成都:西南交通大学出版社,2003.
[2] 李爱敏主编.接触网生产实习指导.北京:中国铁道出版社,2000.
[3] 李伟主编.接触网.北京:中国铁道出版社,2000.
[4] 中国电气化局集团有限公司.电气化铁道接触往.中国电力出版社,2002。

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