接觸網(wǎng)工程課程設(shè)計(jì)--高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)無交叉線岔的設(shè)計(jì)

1、<p>　　接觸網(wǎng)工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師：

2、 </p><p>　　2013年7月15日</p><p>　　1設(shè)計(jì)原始題目及分析</p><p><b>　　1.1具體題目</b></p><p>　　高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)無交叉線岔的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p>

3、;<p>　　根據(jù)高速電氣化鐵路道岔的要求，進(jìn)行高速接觸網(wǎng)無交叉線岔設(shè)計(jì)，并說明其工作原理，計(jì)算始觸區(qū)位置。</p><p><b>　　1.3題目分析</b></p><p>　　在鐵路的站場上，站線、側(cè)線、到發(fā)線總是并入正線的。如果線路設(shè)一個道岔，那么接觸網(wǎng)就必須設(shè)一個線岔。就像道岔的形式多種多樣，線岔的形式也是多種多樣的，無交叉線岔就是在道岔處，正

4、線和側(cè)線兩組接觸網(wǎng)懸掛無相交點(diǎn)。</p><p>　　2高速電氣化鐵道接觸網(wǎng)無交叉線岔的平面布置</p><p><b>　　2.1線岔的作用</b></p><p>　　線岔在道岔處對接觸圖線起定位作用,能夠保證機(jī)車受電弓從一支懸掛順利地過渡到另一支懸掛,目前在我國電氣化鐵道中主要采用以下兩種方式:交叉線岔和無交叉線岔。</p>

5、<p>　　2.2高速接觸網(wǎng)對線岔的要求</p><p>　　機(jī)車在正線可實(shí)現(xiàn)高速行車,不受站線接觸懸掛的影響;必須保證兩支懸掛過渡平滑,機(jī)車從正線駛?cè)胝揪€,受電弓可以平穩(wěn)過渡到站線,不出現(xiàn)打弓、鉆弓等現(xiàn)象;必須保證線岔處的彈性,減少硬點(diǎn); 要求施工時安裝簡單,運(yùn)營時減少維修,事故時容易恢復(fù)。</p><p>　　2.3無交叉線岔的平面布置</p><p&g

6、t;　　標(biāo)準(zhǔn)定位時接觸網(wǎng)支柱位于兩線間距600mm處，正線支拉出值為400mm，站線支拉出值為350mm，站線接觸線距正線線路中心為950mm,兩接觸線水平距為550mm。</p><p>　　無交叉線的布置規(guī)則：</p><p>　　(1) 側(cè)線接觸懸掛應(yīng)盡量遠(yuǎn)離正線線路中心，使其處于從正線高速通過的受電弓的動態(tài)包絡(luò)線之外，保證受電弓以最大允許抬升量和最大允許擺動量高速通過正線接觸線時碰

7、觸不到側(cè)線接觸線。</p><p>　　(2) 正線接觸懸掛應(yīng)盡量靠近側(cè)線線路中心，使受電弓能順利地在正線接觸線與側(cè)線接觸線間相互轉(zhuǎn)換。</p><p>　　(3) 道岔區(qū)域上空的正線接觸懸掛的技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式盡量與道岔區(qū)域外的懸掛一致，以保證受電弓在正線上的受流環(huán)境不產(chǎn)生變化。</p><p>　　(4) 為便于受電弓在正線接觸線與側(cè)線接觸線間相互轉(zhuǎn)換，側(cè)線接觸

8、懸掛應(yīng)按一定坡度布置，使側(cè)線懸掛在道岔前端高于正線接觸線，道岔后端低于正線接觸線，保證受電弓無論從正線進(jìn)側(cè)線或從側(cè)線進(jìn)正線都是由低向高運(yùn)行。</p><p>　　(5) 為降低外界因素對無交叉線岔的影響，正線接觸懸掛和側(cè)線接觸懸掛的懸掛類型、線索和零部件型號、技術(shù)參數(shù)應(yīng)盡量一致。</p><p>　　(6) 對于350 km/h 的正線，接觸線的變化坡度為0 。側(cè)線由于速度較低，其坡度的變

9、化應(yīng)考慮受電弓在正線和側(cè)線轉(zhuǎn)換運(yùn)行時，任何方向都應(yīng)滿足始觸區(qū)范圍內(nèi)無線夾。</p><p>　　(7) 將正線或側(cè)線線路中心線兩側(cè)600-1050mm的區(qū)域內(nèi)設(shè)置為無線夾區(qū)，以保證在受電弓限界范圍內(nèi)無接觸網(wǎng)零部件。</p><p>　　注：A、C為懸掛點(diǎn)，B為側(cè)線支接觸線始抬點(diǎn)</p><p>　　圖1 無交叉線岔平面布置圖</p><p>

10、　　2.4 無交叉線岔的設(shè)置原則</p><p>　　無交叉線岔的道岔支柱位于正線和側(cè)線的兩線間距的660mm處，正線拉出值約為330mm，側(cè)線相對于正線的線路中心999mm，距側(cè)線線路中心333mm，側(cè)線接觸線在過線岔后抬高下錨，如圖2所示。</p><p>　　圖2中，圖(a)為線岔的平面布置圖，點(diǎn)為道岔岔心，點(diǎn)為理論岔心，D點(diǎn)為道岔柱的位置，側(cè)線距正線線路中心最近距離為999mm；圖

11、(b)為立面圖，它表明不相交的正線和側(cè)線兩支接觸線在線岔過渡區(qū)不在同一水平面上。圖中虛線為接觸線正常高度水平線，正線接觸新在理論岔心方向，比定位點(diǎn)處低，在撤岔方向以4/1000的坡度升高。而側(cè)線相反，在理論岔心方向抬高后去下錨，在其撤岔方向以-3/1000的坡度降低。</p><p>　　圖2 無交叉線岔布置圖</p><p>　　3無交叉線岔工作原理</p><p&g

12、t;　　圖3為機(jī)車通過無交叉線岔時的過渡狀態(tài)示意圖。無交叉線岔的最大優(yōu)點(diǎn)是保證機(jī)車能從正線高速通過，在平面布置時，應(yīng)使側(cè)線接觸線位于正線線路中心以外999mm。因?yàn)椋瑱C(jī)車受電弓一半寬度為673mm，考慮受電弓擺動200mm富余量100mm，即運(yùn)行機(jī)車受電弓在側(cè)線側(cè)最外端可觸及到的尺寸限界為673+200+100=973（mm），其值小于999mm，如果受電弓向側(cè)線反向擺動200mm，則673-200=473（mm），其值大于定位點(diǎn)處拉出

13、值333mm,因而機(jī)車從正線高速通過岔區(qū)時，與區(qū)間接觸網(wǎng)一樣正常受流，而與側(cè)線接觸懸掛無關(guān)系，如圖3（a）所示。</p><p>　　當(dāng)機(jī)車從正線進(jìn)入側(cè)線時，在線間距126～526mm之間為受電弓與側(cè)線接觸線的始觸區(qū)，如圖3（b）所示。此時，因側(cè)線接觸懸掛被抬高下錨，側(cè)線接觸線高于正線接觸線，過岔時，側(cè)線接觸線比正線接觸線高度以-3/1000坡度降低，因而，受電弓可以順利過渡到側(cè)線接觸懸掛。</p>

14、<p>　　當(dāng)機(jī)車從側(cè)線進(jìn)入正線時，在線間距806～1306mm之間為受電弓與正線接觸線的始觸區(qū)，如圖3（c）所示。此時，因正線接觸線比側(cè)線接觸線高4/1000的坡度，過岔后，渡線被抬高下錨，正線接觸線高度又低于側(cè)線，因而，受電弓可以順利過渡到正線接觸懸掛。</p><p><b>　　(a)正線高速通過</b></p><p>　　(b)由正線進(jìn)入側(cè)線&

15、lt;/p><p>　　(c)由側(cè)線進(jìn)入正線</p><p>　　圖3 機(jī)車通過無交叉線岔時的過渡狀態(tài)示意圖</p><p><b>　　4始觸區(qū)的計(jì)算</b></p><p>　　4.1無交叉線岔始觸區(qū)的確定方法</p><p>　　不同型號的道岔，其線間距相同的點(diǎn)理論岔心的距離是不同的。確定始觸區(qū)

16、，除了研究線間距的范圍以外，還要確定所研究點(diǎn)距岔心的里程坐標(biāo)點(diǎn)。確定受電弓始觸區(qū)的位置取決于兩個方面的因素：其一是受電弓的工作寬度，在直線上考慮受電弓中心與線路中心相重合，受電弓的工作寬度的一半為673mm，加上機(jī)車橫向擺動量左右各為200mm，再考慮100mm富余量，計(jì)為b/2=673+200+100=973（mm）;其二是道岔相關(guān)參數(shù)，不同型號的道岔，岔心角不同，如圖4所示。</p><p>　　圖4 道岔參

17、數(shù)計(jì)算示意圖</p><p>　　設(shè)定已知側(cè)線的圓曲線半徑為R，岔心角為，其道岔參數(shù)為,令某點(diǎn)線間距為P,其值為</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　若道岔的理論岔心為A，道岔圓曲線的終點(diǎn)為B，則有</p><p><b>　?。?.2）</b></p>

18、<p>　　1)確定從正線進(jìn)入側(cè)線的始觸區(qū)</p><p>　　從正線進(jìn)入側(cè)線時，如圖5所示。假設(shè)受電弓中心與側(cè)線導(dǎo)曲線線路中心重合，受電弓半寬為b/2，則受電弓和側(cè)線線路中心的運(yùn)行軌跡方程為</p><p><b>　　（4.3）</b></p><p>　　當(dāng)側(cè)線位置與正線線路中心的距離為999mm時，即可看成是始觸區(qū)的起始點(diǎn)，

19、當(dāng)受電弓中心的行跡距正線線路中心的距離大于333+673+200=1206（mm）時，即為始觸區(qū)的結(jié)束點(diǎn)，據(jù)此計(jì)算出時觸區(qū)的線間距離為126~526mm。</p><p>　　圖5 機(jī)車從正線進(jìn)入側(cè)線</p><p>　　2) 確定從側(cè)線進(jìn)入正線的始觸區(qū)</p><p>　　當(dāng)從側(cè)線進(jìn)入正線時，如圖6所示。設(shè)受電弓從側(cè)線運(yùn)行到某點(diǎn)Ⅱ處，并且以定位點(diǎn)位置為基點(diǎn)，則始觸

20、區(qū)計(jì)算公式為：</p><p>　?、偃绻诘啦韺?dǎo)曲線內(nèi)與正線接觸線接觸，則計(jì)算公式為</p><p><b>　　（4.4）</b></p><p>　?、谌绻诰€岔導(dǎo)曲線以外與正線接觸，則計(jì)算公式為</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　通過

21、上述公式可計(jì)算出，從側(cè)線進(jìn)入正線始觸區(qū)線間距范圍為806~1306mm。</p><p>　　根據(jù)上述原則和方法所設(shè)計(jì)的無交叉線岔，在進(jìn)行無交叉線岔平面布置及裝配調(diào)整時，原則上應(yīng)按三個區(qū)域確定：在由正線進(jìn)入側(cè)線時，始觸區(qū)范圍應(yīng)為線間距的126~526mm區(qū)域內(nèi)；在由側(cè)線進(jìn)入正線時，始觸區(qū)范圍應(yīng)為線間距的806~1306區(qū)域內(nèi)；在安裝調(diào)整時，應(yīng)注意到正線和側(cè)線兩組接觸線有一段等高區(qū)，等高區(qū)范圍約在兩線間距的526~

22、806mm區(qū)域內(nèi)。</p><p>　　圖6 機(jī)車由側(cè)線進(jìn)入正線</p><p>　　4.2無交叉線岔的三個工作區(qū)</p><p>　　圖7為無交叉線岔進(jìn)出正線時受電弓始觸區(qū)范圍示意圖，無交叉線岔有兩個始觸區(qū)和一個等高區(qū)。在兩線路中心線線間距126mm至526mm之間為第一始觸區(qū)，在此區(qū)內(nèi)渡線接觸線比正線接觸線高。在兩線路中心線線間距526mm至806mm之間為等高

23、區(qū)，在此區(qū)內(nèi)兩接觸線等高；在兩線路中心線線間距806mm至1306mm之間為第二始觸區(qū)，在此區(qū)內(nèi)正線接觸線比渡線接觸線高。抬高值與道岔型號和行車速度有關(guān)。</p><p>　　圖7 始觸區(qū)兩線間距范圍示意圖</p><p><b>　　5總結(jié)</b></p><p>　　結(jié)合高速高速網(wǎng)對線岔的要求，綜合以上分析可以得出以下結(jié)論：</p&g

24、t;<p>　　無交叉線岔就是在道岔處，正線和側(cè)線兩組接觸懸掛無相交點(diǎn)。無交叉線岔的優(yōu)點(diǎn)是正線和側(cè)線兩組接觸線既不相交、不接觸，也沒有線岔設(shè)施，故既不會產(chǎn)生刮弓事故，也沒有因線岔形成的硬點(diǎn)，提高了接觸懸掛的彈性均勻性，從而保證在高速行車時，消除打弓、鉆弓及刮弓的可能性。</p><p>　　無交叉線岔能保證正線高速通過時不受側(cè)線接觸懸掛的影響，同時在機(jī)車從正線駛向側(cè)線或從側(cè)線駛?cè)胝€時都能平穩(wěn)順利地

25、過渡。無交叉線岔平面布置簡單，彈性好，沒有硬點(diǎn)，更適合高速列車運(yùn)行時的要求，更方便運(yùn)營維修和事故搶修。因此，在高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)廣泛使用無交叉線岔，能較好地確保高速列車在通過線岔時無障礙通過。</p><p>　　通過這次接觸網(wǎng)工程課程設(shè)計(jì)，我不僅將這學(xué)期所學(xué)的接觸網(wǎng)工程知識應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，同時更進(jìn)一步學(xué)習(xí)了高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)無交叉線岔的相關(guān)知識，還找了相關(guān)資料學(xué)習(xí)并參考。在這次課程設(shè)計(jì)中，我還自學(xué)了MathT

26、ype 6.0 Equation和Visio的使用，熟悉了公式的書寫的插入和Visio的繪圖，并可以熟練的應(yīng)用到以后的學(xué)習(xí)和工作中。每次課程設(shè)計(jì)都會遇到一些問題，隨著問題的解決自己又學(xué)到了更多的知識，充實(shí)了自己的知識儲備。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 于萬聚著.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng).成都:西南交通大學(xué)出版社,2002.&l