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高速铁路接触网简介

日本
法国 德国 欧铁

接触网的静态弹性跨中≤0.36mm/N (Re330) 最大接触力(N)≤ 250(Re330)
最小接触力(N)50(Re330)
接触网静态弹性不均度≤8%(Re330)


接触力标准偏差与平均接触压力的比 值≤ 20%
离线率5%以下
联盟
二、关于弓网受流质量的评价标准
一、国外高速接触网的发展状况
三国高速铁路接触网发展过程及趋势 法国:

第一条高速铁路采用弹链,但不很成功,经过研 究试验后在以后时速大于250km/h的线路上完全 采用简链,放弃弹链,随着速度的提高不断增大 接 触 线 的 张 力 ( 20kN-300km/h , 25kN350km/h),改进受电弓性能,研发高性能的受 电弓。
悬挂类型 接触线类型 接触线线密度(kg/m) 接触线额定张力(kN) 承力索类型 承力索线密度(kg/m) 承力索额定张力(kN) 弹性吊索类型/长度 弹性吊索额定张力(kN) 跨距(m) 接触网结构高度(mm) 接触线预留弛度 简链 Rim120 1.07 20(25) THJ120 1.06 20 ------60 1400 0‰~0.5‰ 弹链 Rim120 1.07 20(25) THJ120 1.06 20 THJ35/18m 3.5 60 1800 ----
高速铁路接触网简介
目 录
一、国外高速接触网的发展状况
二、关于弓网受流质量的评价标准
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
四、悬挂方式的技术经济比较
五、我国高速宜采用的悬挂方式
一、国外高速接触网的发展状况
主要介绍以下三个国家:
日本为代表的复链型悬挂
法国为代表的简单链型悬挂
德国为代表的弹性链型悬挂
四、悬挂方式的技术经济比较
综合比较结果:
1. 简单链型悬挂静态弹性不均匀度较大,导致受电弓运 行轨迹的平缓度稍差,但简单链型悬挂的结构最为简 单,投资最省,施工调整、运营维护及事故抢修较容 易。我国施工、维修部门有丰富的经验。 2. 弹性链型悬挂静态弹性不均匀度较小,受电弓的运行 轨迹也较平缓,但接触网的动态抬高量大,容易发生 打弓事故,且稳定性较差。弹性吊索的施工需要专门 的计算软件,专用工具,调整困难,不仅影响本跨, 同时影响相邻跨的导高,给维护和抢修带来难度。
简链
20000 60
6+37+6+37+6
弹链
20000 60
5+510+5
简链
20000 60
6+37+6+37+6
弹链
20000 60
5+510+5
简链
20000 60
6+37+6+37+6
弹链
20000 60
5+510+5
0.4 144.5 13.68 173.5 116 103.46 62.42 9.5% 58.1 28.2 29.9 A
日本
法国 德国 欧铁

最高运营速度与接触线波动传播 速度之比控制在70%以下
一次离线时间不应大于200ms, 离线率最好不超过5%,在最差的 情况下,应不超过20% 导线的最大允许抬升量 180mm 在设计中应妥善处理使用应力与 疲劳振动关系

联盟
二、关于弓网受流质量的评价标准
技术比较
零部件数量
结构的复杂程度 施工的难易程度 日常维修的便利性 事故抢修的难易程度 因接触网的抬升引起弓网事故 因接触网的振动引起螺栓松动的可能性

简单 容易 便利 容易 小 小 低 低
较多
较复杂 较难 不便利 较难 大 大 较高(仅弹性吊索需增加投资约1.65 万元/条公里) 较高
经济比较
一次性投资 运营维护费
—— 206.0 37.23 280.1 143.4 94.31 -17.38 18.1% 126.4 100.9 25.5 C
—— 204.1 33.06 284.7 156.3 104.92 5.74 16.2% 150.9 133.2 17.7 C
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
模拟软件模拟结果:受电弓最大抬高
日方已把该软件广泛的应用于日本高速铁路的研 究、设计、试验预测及弓网受流评价等领域

三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
仿真模拟界面
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
仿真模拟软件

CATMOS软件
该软件已应用于我国电气化铁路的研究、设计、 试验预测及弓网受流评价等领域

架线道软件
CPS软件

三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
悬挂类型
接触线张力(N) 跨距(m) 吊弦间距(m) 预留弛度(‰) 平均动态接触力:Fa(N) SDF(N) 最大动态接触力(N) 最小动态接触力(N) Fa-3*SDF(N) Fa-6*SDF(N) SDF/Fa 受电弓动态最大抬高(mm) 受电弓动态最小抬高(mm) 受电弓振动最大变化量(mm) 受流评价等级
日本
法国


最大接触力(N) ≤ 300
最小接触力(N)≥0
静态弹性不均匀度≤ 20%
德国 欧铁
联盟
二、关于弓网受流质量的评价标准
我们推荐的标准
评 价 等 级 项目 最小动态接 触力(N) SDF与Fa的关 系(N) 最大动态接 触力(N) 性能 A ≥40 Fa-6*SDF>0 <250 B ≥30 Fa-3*SDF>40 <250 C ≥20 Fa-3*SDF>0 D ≥10 Fa-3*SDF≤0
完全满足运要 求
由于经济或技 术受限而提高 接触网或受电 弓性能很困难 情况下,可满 足运营要求
在紧急,偶然 超速或试验情 况下可临时满 足运营要求
不能满足运营 要求
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
模拟软件的功能:

展现受电弓与接触网间动态接触关系和每一时刻各部分的受力和 振动状况。 根据工程数据预测所要进行试验的结果及要注意的事项。 为设计方案的确定提供基础数据,并给予评价。 判断相同条件下不同弓网受流系统的优劣。 找出弓网关系恶化的边界条件,如共振速度、离线速度、接触线 应力、接触力标准偏差等。 选择与接触网相匹配的受电弓,根据特定的受电弓产品的数学模 型可评价其性能。
7.51kg 2Ns/m 2Ns/m
2496N/m
5.94kg
3.5Ns/m 3.5Ns/m
Faero=0.0011xV2N
10900N/m
Fsta=80N 5.43kg 80N/m 70Ns/m 70Ns/m
受电弓基本参数
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
模拟软件模拟结果
速度(km/h) 受电弓型号 V=250km/h DSA350 V=300km/h DSA350 V=350km/h DSA350
—— 143.0 21.89 197.2 93.5 77.33 11.66 15.3% 85.9 64.1 21.8 A
0.2 173.7 24.91 230.5 130.7 98.97 24.24 14.3% 85.4 54.5 30.9 A
—— 171.1 27.69 254.6 105.3 88.03 4.96 16.2% 109.3 85.8 22.5 A
日本高速铁路主要特征:
运营里程:2237km 正在建设里程:464km 规划里程:349km 供电电压:25kV 最高运营速度:300km/h 接触网悬挂方式:复链/简链 接触网跨距:不大于50m,在 各条线上基本不变
法国
法国专家认为: 弹性吊索对于速度超过250km/h的高速来说意义不是很大,反 而成为影响行车安全的因素之一。高速接触网悬挂优先选用简 链。
德 国
300 577 准303 0 300 弹链
300 200km/h<V 250km/h的运营里程(km) 466 250km/h<V 300km/h的运营里程(km) 1591 300km/h<V 350km/h的运营里程(km) 0 在建铁路速度目标值(km/h)及采用的 360 接触网悬挂方式 复链
仿真模拟应用
广州至深圳200km/h接触网的研究、设计
现场录像资料(香港地铁机场线) 接触网改造前后对比
改造前 V=125km/h 改造后 V=135km/h
改造后受流质量明显改善
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
仿真模拟界面
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
(一)接触网和受电弓的基本参数
接触网基本参数
复链型悬挂结构复杂,投资高,国内无成
熟的设计、施工和运营经验。简链和弹链 有着各自的不同特点,但对于时速 300km/h及以上的速度来说,均能满足高 速受流要求,在国外都有成功的运营实践。 其技术经济比较如下表:
四、悬挂方式的技术经济比较
内容 项目 静态弹性不均匀度 接触线的抬升量 受电弓运行轨迹的平缓度 接触网的动态稳定性 接触网的风稳定性 环境温度变化对网的稳定性影响 简链 大 较小 稍差 较好 较好 小 弹链 较小 大 较好 差 差 大
160 140 120 100 80 60 40 20 0 250 300 350 简链 弹 链 ( 6) 弹 链 ( 8)
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
模拟软件模拟结果:受电弓振幅
30 25 20 15 10 5 0 250 300 350 简链 弹链(6) 弹链(8)
四、悬挂方式的技术经济比较






模拟软件已成为世界各个国家电气化铁路的决策工具。
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
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