兰州交通大学毕业设计(论文)
3.1.2 气象资料
接触网设计中所用到的气象资料包括:最高温度、最低温度、接触线无弛度时的温度、吊弦及定位器在正常位置时的温度、最大风速及其出现时的温度、线索覆冰厚度、覆冰时的风速及温度等。
根据标准典型气象区的划分,武威车站位于标准典型气象区的IV区,其气象资料如表3.2所示。
表3.2 车站气象资料
计算条件
最高 最低
大 气 温 度 (℃)
覆冰 最大风速 安装 大气过电压 内部过电压年平均气温 接触线无弛度时的温度 (全补偿简单链型悬挂)
风 速 (m/s)
最大风速 覆冰 安装 大气过电压 内部过电压
覆冰厚度(mm) 覆冰的密度(kg/m3)
气象区IV +40 -20 — -5 -10 +15 +10 0 25 10 10 15
0.5×最大风速(不低于15m/s) 所以本设计中取值15m/s
5 900
3.1.3 线型选择
高速接触网要求受流性能要好、稳定性要好、抗张力性能要好、导电性能好、电流强度大的接触线具备以下主要技术性能:抗拉强度高,电阻系数低,耐热性能好,耐磨性能好,制造长度长(1800~2000m)。
考虑到线型选择的技术要求和电气化铁路大幅度提速及高速电气化铁路的要求,设计中接触线选择CTHA-120型银铜合金接触线,因为,采用银铜合金接触线可以提高载
- 27 -
兰州交通大学毕业设计(论文)
流量,提高接触线的抗拉强度、耐磨耗性能和高温软化性能,目前京—郑电气化线路上的使用效果良好。
对于承力索,选择TCG-150型铜承力索和THJ70型铜合金绞线,因为铜承力索有很好的机械强度,不易断线,安全性较好,并具有导电性能好,耐腐蚀性能好等优点,并且可以和接触线并联供电,可降低压损和能耗。横向承力索选用LBGJ70/19型铝包钢绞线,上、下部定位索选用LBGJ50。
线索选取型号及参数如下表3.3所示。
表3.3 接触导线基本参数表
导线类型 接触线 承力索
CTHA-120 CTHA-85 TCG-150 THJ70
截面积(mm2) 120 85 150 70
计算直径(mm) 13 10.8 15.8 9.4
张力(kN)
15 8.5 20 15
单位重量 (kg/km) 1070 769 1388 596
线胀系数(1/℃) 17×10-6 17×10-6 17×10-6 17×10-6
3.1.4 腕臂、拉杆、定位管、定位器类型的选择
这些选择与很多因素有关,其选择方法是根据悬挂类型(全、半补偿链型悬挂)、结构高度、支柱类型(中间柱、转换柱、中心柱)、侧面限界CX(直线区段或曲线区段)、支柱高度(8.2、8.7、9.2)、接触线高度(站场与区间、大站与小站)、定位方向(受拉或受压)、悬挂数量(一组或两组)、曲线半径大小以及支柱所在位置(曲线内侧或曲线外侧)的不同而有所不同。
腕臂按其与支柱之间是否通过绝缘装置分为绝缘腕臂和非绝缘腕臂。我国电气化铁路中,最广泛采用的是旋转绝缘腕臂,绝缘腕臂类型和拉杆及压管型号的选用如表3.4和表3.5所示[10]。
选取腕臂时,其长度与所跨越的线路股道的数目,接触悬挂的结构高度,支柱的侧面限界和支柱所在的位置(直线还是曲线上)等因素有关。腕臂跨越股道数目越多,接触悬挂结构高度越高,支柱的侧面限界越大,则腕臂就应大些。腕臂和拉杆的选用需要综合考虑线路的各种因素来做出正确的判断。
1腕臂,查下表3.4可知,选1?2.75型号,长度为2750mm,质量为11kg;
2拉杆,查下表3.5,选16型号的,长度为1600mm,质量为2.79kg;
- 28 -
兰州交通大学毕业设计(论文)
表3.4 绝缘腕臂类型和规格表
型号,规格
外径(mm) 长度(mm)
48 48 48 60 60 60
1750 3000 3150 3000 3150 3550
单件重量(kg)
11.0 12.0 12.6 15.2 16.0 18.0
直线或曲线半径R≥600m区段; 在R≥1000m的区段有反定位时;
R<600m的区段,腕臂只承受一支接触悬挂时。
直线或曲线半径R≥600m区段,腕臂只承受一支接触悬挂时。
参考应用范围
11?2.75 211?3.0 211?3.15 22?3.0 2?3.15
2?3.55
表3.5 拉杆及压管型号规格
类别
型号 12 14 16 18 21 26 Y19 Y23 Y28
长度(mm)
1200 1400 1600 1800 2100 2600 1985 2385 2885
质量(kg)
2.16 2.47 2.79 3.11 3.58 4.38 8.7 10.3 12.3
水平 拉杆
压管
(1) 正定位
在直线区段或曲线半径为1200~4000m的区段上,采用这种定位方式。该定位装置由直管定位器和定位管组成。定位器一端利用定位线夹固定接触线;另一端通过定位环与定位管衔接,定位管又通过定位环固定在腕臂上,结构见图3.1(a)。
(2) 反定位
反定位一般用于曲线内侧支柱或直线区段之字值方向与支柱位置相反的地方。定位器附挂在较长的主定位管上,呈水平工作状态。主定位管受压力较大,为了使定位管保持水平,一般用两条斜拉线将定位管吊住,固定在承力索上。为了保证定位器与主定位管之间保持有一定的距离(大于或等于300mm),定位器通过长支持器与主定位管连接,结构见图3.1(b)。
- 29 -
兰州交通大学毕业设计(论文)
悬式绝缘子腕臂腕臂支柱定位器棒式绝缘子定位管支柱定位管定位器棒式绝缘子
(a)正定位 (b)反定位
图3.1 定位方式
(3) 软定位
这种定位装置只能承受拉力,不能承受压力,因而用于曲线R≤1000m的区段。 定位管及定位器的规格如表3.6和表3.7所示[11]。
表3.6 普通定位管型号规格表
型 号
1/2-700
JL6(1/2)-85
1/2-960 1/2-1350
JL6(3/4)-85
1/2-960 1/2-1150
适用范围 正反定位 正反定位 正反定位 正反定位 正反定位
主要尺寸(mm) φ 21.25 21.25 21.25 26.75 26.75
l 700 960 1350 960 1150
重量(kg) 1.12 1.52 2.02 1.81 2.21
表3.7 定位器型号规格表
类别 直管定位 器
定位器 型号 1/2-960 3/4A-960
焊接套筒
定位器套管外
安装倾
总长 (mm) 970 970 1145
单件重量(kg)
使用范围 直线或R>1000m曲线定位
曲线内侧反定位R≤1000m定位 软横跨定位
形式 径(mm) 斜度 有环 无环
21.25 26.75 26.75
1:10 1:10 1:6
1.51 1.88 2.20
3/4B-1150 无环
- 30 -
兰州交通大学毕业设计(论文)
1定位管,查表2.3,选?700型号,长度为700mm,质量为1.12kg;
21定位器,查表2.4,选?960型号,长度为960mm,质量为1.51kg;
2QBN1-25型棒式绝缘子,质量为16.0kg;
3.1.5 接触线高度和结构高度
接触线高度是接触网设计的重要技术参数之一,接触线高度有最高高度和最低高度。接触线的最高高度为6500mm,最低高度为5370mm。接触线高度一般取5300~5500mm为宜。
结构高度是指在悬挂点处承力索和接触线间的铅垂距离。 本车站设计的接触线悬挂高度为6300mm,结构高度为1100mm。
3.2 设计计算
为了保证安全运营,使之既具有经济性,又具有一定的可靠性,所以要进行一系列的计算。包括气象条件及负载计算、悬挂导线的张力计算与驰度计算、跨距许可长度的计算、锚段长度的计算以及安装曲线的计算等。 3.2.1 负载计算
(1) 线索自重负载
由公式(2.5)可知导线的自重负载 接触线:
gj?SγgH?10?9?120?1.33?9.81?10-9 ?15.65?N/m?承力索:
gc?SγgH?10?9?150?1.073?9.81?10-9 ?15.79?N/m?吊弦:
gd?0.5?N/m?
(2) 线索上的冰负载 ① 承力索上的冰负载
- 31 -