接触网工程课程设计
指导教师评语
平时（30） 修改（40） 报告（30） 总成绩
专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气09X 姓 名： XXXXXX 学 号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXX
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2012 年 7月 13日
接触网工程课程设计报告
1 基本题目
1.1 题目
高速电气化铁路接触网电分相式锚段关节设计。
1.2 要完成的内容
本设计要完成的主要内容是对各类锚段关节进行分析比较，确定应用锚段关节实现电分相的条件，对电分相式锚段关节进行设计，在传统的器件式电分相方面的改进。
2 高速电气化铁路接触网电分相式锚段关节分析
2.1 概述
两个相邻的锚段的斜接部分称为锚段关节。锚段关节结构复杂，其工作状态的好坏直接影响接触网供电质量和电力机车取流。电力机车通过锚段关节时，受电弓应能平滑、安全地由一个锚段过渡到另一个锚段，且弓线接触良好，取流正常。
2.2 设立锚段关节的作用
设立锚段可以限制事故范围。当发生断线或支柱折断等事故时，由于各锚段间在机械受力上是独立的，则使事故限制在一个锚段内，缩小了事故范围。
设立锚段便于在接触线和承力索两端设置补偿装置，以调整线索的弛度与张力。 设立锚段有利于供电分段，配合开关设备，满足供电方式的需要，可实现一定范围内的停电检修作业。
2.3 电分相锚段关节设计时的基本要求
要求保证受电弓的平滑过渡；每个断口(空气绝缘间隙)必须能满足相间绝缘要求；断口间距应与机车受电弓间距满足一定的配合关系，即有2个断口电分相锚段关节（含3 个断口除外）的间距不等于重联或大编组动车组允许同时升起的2个受电弓间的距离，防止2 个受电弓同时将2个断口短接造成相间短路。
设置位置符合线路坡度及距信号机距离要求。
2.4 对各类锚段关节进行分析比较
锚段关节按用途可分为非绝缘锚段关节和绝缘锚段关节两种。区别在于：非绝缘锚
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段关节只起机械分段作用，不进行电分段；绝缘锚段关节起机械分段作用，又进行电分段作用。
按锚段关节的衔接长度可分为二跨、三跨、四跨、五跨、七跨、八跨、九跨锚段关节等几种不同形式。构成电分相的绝缘锚段关节有3种形式：三跨、四跨、五跨。 2.4.1四跨绝缘锚段关节
四跨绝缘锚段关节由两根锚柱、两根转换柱和一根中心支柱形成四个跨距组成。电力机车受电弓在中心支柱处实现两锚段的转换和过渡，两锚段靠安装在转换支柱上的隔离开关实现电气连接。但由于要满足绝缘的要求，中心柱就需采取特殊定位方式。一种方式是采用反定位管低头的特殊安装方式，这使得接触网稳定性降低；另外的方式是一根定位器采用特型定位器(直线区段)或两根均采用特型软定位器(曲线区段)，质量大于提速区段普遍采用的铝合金定位器，又由于中心柱处受电弓要同时抬起两支接触线，这样就对接触网弹性造成了较大的影响，不利于受电弓高速受流。
四跨绝缘锚段关节除了进行机械分段外，主要用于电分段，多用于站场和区间的衔接处。这种锚段关节的特点是相邻两锚段的两组悬挂，其承力索之间、接触线之间在垂直方向和水平都彼此相距500mm，以保证其电气方面的绝缘。在中心支柱处，两接触线等高，并保证受电弓在由一个锚段过渡到另一个锚段时，过渡较平稳，其平面布置如图1所示。
↑800↑300接触线↑250↓300↓250↓800↓300受电弓中心图1 四跨绝缘锚段关节
另一方面，提速区段接触线张力大，非支接触线抬高量（一跨中抬高450~500mm）较大，中心柱处两定位器会出现较大的上抬力。当环境温度变化时难以保证两支接触线等高，也对高速取流不利。根据哈大线的资料，四跨绝缘关节较多在800m 及以下曲线半径的线路采用。
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2.4.2 四跨绝缘锚段关节技术要求
(1) 在两转换柱之间，两接触线的投影应保持平行，线间距离为500mm,允许误差±50mm。
(2) 在转换柱处，非工作支接触线比工作支接触线抬高500mm，允许误差±50mm。 (3) 四跨绝缘锚段关节在中心柱处两接触线距轨面等高，允许误差±10mm；三跨绝缘锚段关节在两转换柱跨距中间处两接触线距轨面等高（为受电弓转换点）。 2.4.3 三跨与五跨绝缘锚段关节
三跨与五跨绝缘锚段关节分别如图2及图3所示。它们均是在跨中两接触线等高，受电弓实现从一个锚段向另一个锚段过渡。由于跨中弹性大，不会对受电弓运行造成大的影响。三跨绝缘锚段关节相比五跨，少了两根转换支柱，结构简单，但由于三跨转换跨中坡度(7‰~8‰)大于五跨(2‰~4‰)，也远大于接触线坡度不宜大于3‰的标准，不利于高速受流。从工程投资上讲，五跨与三跨相比，不增加接触网支柱，只是增加两套定位支撑装置和少量的接触网，投资增加很少，也为接触网进一步提速创造了条件。
受电弓中心接触线↑300↑200↓200↓300接触线
图2 三跨绝缘锚段关节
↑800↑300↑300↑300↓300接触线↓200 ↓300
↑200↓800↓300受电弓中心图3 五跨绝缘关节
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2.5 在传统的器件式电分相方面的改进
2.5.1 器件式电分相
器件式电分相如图4所示。它是利用电分相绝缘器串接在一起而形成一种在电气上分开、在机械上不分段的电分相结构。常用器件式电分相构造是由三组分相绝缘元件串接在接触线中而构成的分相设备，绝缘元件为环氧树脂玻璃布层压板，每个绝缘元件长度为1.8m，宽度为25mm，高度为60mm，在底部开有斜沟槽。也有用四组绝缘元件串联组成分相器的，增加一组绝缘元件是为了增加可靠性，同时增加中性区的有效长度，以适应高速及新型电力机车运行的需要。
绝缘子串承力索接触线分相绝缘元件18660
图4 器件式电分相结构图
2.5.2 对电分相式锚段关节进行设计
设计为典型的高速动车六跨电分相，如图5所示。由2个4跨绝缘锚段关节重叠2跨构成,为6跨形式,按满足双列重联动车组正常工作双弓弓间距200~215m设计，中性段长度小于200m、无电区长度约30m。但这种形式电分相中间支柱需要安装3套腕臂来分别悬挂3支接触悬挂，使安装调整比较复杂，且需要双支柱实现。
图5 高速动车六跨电分相示意图
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