区间接触网设计

兰州交通大学毕业设计（论文）

精伊霍线DK281～293区间接触网平面设计

摘要

电气化铁路因其运输能力强、运营成本低、能源消耗少和环境污染小等优点，受到世界各国的普遍重视，成为了当今铁路的发展方向。而接触网作为电气化铁路的重要组成部分，其状态的优劣直接影响到电气化铁路的运行安全。因此，合理的接触网设计，能够提高接触网系统的可靠性，保证铁路生产的正常运行。

本论文以接触网基本原理为核心，首先介绍了接触网的基本组成，阐述了接触网各个组成部分的作用和设备，并论述了高速接触网的技术特征和受流质量指标。其次，进行接触网的初步设计，通过分析比较国内外高速铁路接触网采用的新技术，新设备，完成对接触网悬挂模式及设备，材料的选型，并进行相关的设计计算。另外，按照接触网平面设计程序，依据区间接触网平面设计的技术原则，完成精伊霍线（DK281～293）区间接触网平面设计，在设计过程中，充分考虑了设计区间的气象资料和线路条件。最后利用CAD软件绘制出接触网平面图，并对特殊区段的跨距和支柱容量进行技术校验，使设计更加完善，合理。

本文从接触网设计的特点出发，结合国内外高速电气化铁路的新技术，新材料，按照牵引供电设计规范，完成了区间接触网的平面设计，能够适应列车在高速运行时对接触悬挂的要求。

关键词：电气化铁路，接触网，平面设计

GRAPHIC DESIGN OF CONTACT SYSTEM OF JINGHE-YINING-HUOERGUOSI RAILWAY LINE(DK281-293)

ABSTRACT

With its advantages of stronger transport capacity, lower operating costs, less energy consumption, smaller environmental pollution and so on, the electrified railway is universally concerned and has became the railway development orientation. The overhead contact system, as one of the most important components in the electrified railway, its state has been taking great effects on the safe operating of the electrified railway. Therefore, reasonable design can improve reliability of the system, to ensure that the electrified railway would operate safely.

The core of this thesis is contact system principle. Firstly the thesis introduces the basic component of contact system, expounds the function of each component of contact system and equipment, and discusses the technique characteristics of high-speed contact system and flow quality indicators. Secondly, the article start preliminary design of the system, Through the analysis and comparison of the high-speed railway contact system adopted new technology, new equipment at home and abroad, contact system hanging pattern , equipment, materials selection are done, and related design calculation is completed. In addition, according to plane design program and the contact of graphic design based on principle, the design complete about Jinghe-Yining-Huoerguosi (DK281～293) contact system graphic design, and in the design process, it fully consider account of the design range of meteorological information and line conditions. Finally, the use of CAD software to map the contact system plans, and technical calibration is done for special sections of the span and the capacity of the pillar, which make a design more reasonable, perfect.

The thesis base on the characteristics of contact system design, and it combine high-speed electrified railway at home and abroad of new technologies, new materials, in accordance with design specifications of traction power,completed the design of contact system system ,which are able to adapt to high-speed train.

Key words: the electrified railway，contact system，graphic design

目录

1 绪论 ------------------------------------------------------------------------------------------------ - 1 -

1.1 电气化铁道接触网的基本概述 ------------------------------------------------------- - 1 -

1.2 国内外高速铁路接触网的发展现状 ------------------------------------------------- - 2 -

1.3 接触网设计的程序 ---------------------------------------------------------------------- - 3 -

1.4 本设计完成的主要工作 ---------------------------------------------------------------- - 3 -

2 接触网的设备与结构--------------------------------------------------------------------------- - 4 -

2.1 接触网组成 ------------------------------------------------------------------------------- - 4 -

2.2 支柱 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 5 -

2.2.1 支柱分类--------------------------------------------------------------------------- - 5 -

2.2.2 钢筋混凝土支柱------------------------------------------------------------------ - 5 -

2.2.3 钢柱--------------------------------------------------------------------------------- - 6 -

2.3 支持装置 ---------------------------------------------------------------------------------- - 6 -

2.3.1 概述--------------------------------------------------------------------------------- - 7 -

2.3.2 腕臂支持装置--------------------------------------------------------------------- - 7 -

2.4 定位装置 ---------------------------------------------------------------------------------- - 9 -

2.4.1 定位装置作用--------------------------------------------------------------------- - 9 -

2.4.2 定位装置的形式------------------------------------------------------------------ - 9 -

2.5 接触网线索 ----------------------------------------------------------------------------- - 10 -

2.5.1 接触线---------------------------------------------------------------------------- - 11 -

2.5.2 承力索---------------------------------------------------------------------------- - 12 -

2.6 锚段关节及中心锚结 ----------------------------------------------------------------- - 12 -

2.6.1 锚段关节------------------------------------------------------------------------- - 12 -

2.6.2 中心锚结------------------------------------------------------------------------- - 15 -

3 高速铁路接触网的技术特征和受流质量指标 ------------------------------------------ - 17 -

3.1 高速铁路接触网概述 ----------------------------------------------------------------- - 17 -

3.2 高速接触网技术特征 ----------------------------------------------------------------- - 17 -

3.3 高速受流技术的质量性能指标 ----------------------------------------------------- - 19 -

3.3.1 动态标准------------------------------------------------------------------------- - 20 -

3.3.2 静态标准------------------------------------------------------------------------- - 21 -

4 精伊霍线（DK281-293）接触网平面设计---------------------------------------------- - 22 -

4.1 工程设计线路概况 -------------------------------------------------------------------- - 23 -

4.2 气象资料的确定 ----------------------------------------------------------------------- - 23 -

4.2.1 概述------------------------------------------------------------------------------- - 23 -

4.2.2 接触网设计计算气象条件的确定 ------------------------------------------ - 24 -

4.2.3 我国气象区的划分------------------------------------------------------------- - 25 -

4.3 接触悬挂类型及相关参数的选择 -------------------------------------------------- - 27 -

4.3.1 悬挂形式的选择---------------------------------------------------------------- - 27 -

4.3.2 补偿形式的选择---------------------------------------------------------------- - 28 -

4.3.3 吊弦形式的选择---------------------------------------------------------------- - 28 -

4.3.4 弹性吊弦的选择---------------------------------------------------------------- - 28 -

4.3.5 导线和承力索张力的确定---------------------------------------------------- - 28 -

4.3.6 悬挂断面尺寸的确定---------------------------------------------------------- - 29 -

4.3.7 锚段关节与中心锚结---------------------------------------------------------- - 29 -

4.4 设备选型 -------------------------------------------------------------------------------- - 29 -

4.4.1 线索选型及参数---------------------------------------------------------------- - 29 -

4.4.2 行车速度的校验---------------------------------------------------------------- - 30 -

4.4.3 接触悬挂设备选型及参数---------------------------------------------------- - 30 -

4.4.4 补偿装置的选择---------------------------------------------------------------- - 31 -

4.5 设计计算 -------------------------------------------------------------------------------- - 31 -

4.5.1 概述------------------------------------------------------------------------------- - 31 -

4.5.2 计算负载------------------------------------------------------------------------- - 32 -

4.5.3 最大允许跨距的确定---------------------------------------------------------- - 34 -

4.5.4 锚段长度的确定---------------------------------------------------------------- - 35 -

4.6 区间平面设计 -------------------------------------------------------------------------- - 38 -

4.6.1 高速接触网平面设计概述---------------------------------------------------- - 38 -

4.6.2 接触网平面设计程序---------------------------------------------------------- - 39 -

4.6.3 放图------------------------------------------------------------------------------- - 40 -

4.6.4 划分锚段------------------------------------------------------------------------- - 41 -

4.6.5 支柱布置------------------------------------------------------------------------- - 42 -

4.6.6 确定拉出值---------------------------------------------------------------------- - 42 -

4.7 平面图表格栏及相关说明 ----------------------------------------------------------- - 43 -

4.7.1 侧面限界------------------------------------------------------------------------- - 43 -

4.7.2 支柱类型------------------------------------------------------------------------- - 44 -

4.7.3 地质情况------------------------------------------------------------------------- - 44 -

4.7.4 基础类型------------------------------------------------------------------------- - 45 -

4.7.5 安装图号------------------------------------------------------------------------- - 47 -

4.7.6 工程数量统计表---------------------------------------------------------------- - 47 -

5 技术校验---------------------------------------------------------------------------------------- - 48 -

5.1 特殊区段风偏移校验 ----------------------------------------------------------------- - 48 -

5.2 支柱容量的校验 ----------------------------------------------------------------------- - 48 -

5.2.1 中间柱容量校验---------------------------------------------------------------- - 48 -

5.2.2 转换柱容量校验---------------------------------------------------------------- - 50 -

5.2.3 锚柱容量的校验---------------------------------------------------------------- - 52 - 结论 ------------------------------------------------------------------------------------------------- - 54 - 致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------- - 55 - 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------- - 56 - 附录A 精伊霍线（DK281-293）区间接触网平面图 ----------------------------------- - 57 - 附录B 接触网支柱的安装图 ----------------------------------------------------------------- - 57 -

1．绪论

1.1 电气化铁道接触网的基本概述

在铁路运输中，主要有三种牵引形式：蒸汽牵引，内燃牵引和电力牵引。蒸汽牵引是铁路上最早采用的一种牵引形式，它是以煤为能源,因热效率低、燃料消耗大、污染环境重，严重影响铁路技术经济效能和铁路运输能力的提高，从20世纪60年代初开始，已逐渐被淘汰。内然牵引是在内燃机出现后开始使用的，它是以柴油为能源。随着电力工业的发展，一种新的牵引方式，电力牵引应运而生，电力牵引是以电能为铁路运输动力能源，我们把使用电力牵引的铁路叫电气化铁路。这种牵引无论从经济效益、运输能力及工作条件诸方面都比前两种优越。因此，电力牵引将成为今后很长一段时间内铁路牵引动力技术改造的发展方向。

电气化铁路的牵引动力是电力机车，机车本身不带能源，所需能源由电力牵引供电系统提供。牵引供电系统主要是指牵引变电所和接触网两大部分。变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线送来的电流，送到铁路上空的接触网上。接触网是向电力机车直接输送电能的设备。沿着铁路线的两旁，架设着一排支柱，上面悬挂着金属线，即为接触网，它也可以被看作是电气化铁路的动脉。电力机车利用车顶的受电弓从接触网获得电能，牵引列车运行。牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。直流制是将高压、三相电力在牵引变电所降压和整流后，向接触网供直流电，这是发展最早的一种电流制，到20世纪50年代以后已较少使用。交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后，向接触网供交流电。交流制供电电压较高，发展很快。我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频25千伏交流制。

接触网是电气化铁路的主要供电装置之一，是一种无备用的户外供电装置，经常遭受雨雪风等恶劣天气的影响，一旦损坏，将中断行车，给铁路生产带来损失。所以在接触网设计方面提出了以下要求：

(1)接触悬挂应弹性均匀，高度一致，在高速行车和恶劣气象条件下能保证正常取流；

(2)结构应力求简单，并保证在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活

性；

(3)寿命应尽量长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。

1.2 国内外高速铁路接触网的发展现状

自从1825年第一条铁路在英国建成以后，以其先进技术经济优势迅速风靡世界。至今170年，已有117个国家和地区修建了130余万公里铁路。随着科学技术和社会经济发展,高速铁路应运而生并得到很大发展。1964年10月，日本建成了世界上第一条高速铁路—东海道新干线，以210km时速令人瞻目，把世界铁路推向新的发展阶段。接着，德国建成时速为250km的高速铁路,法国建成时速为300km的高速铁路,不少欧洲国家铁路时速已达200km以上。在亚洲、美洲，有的国家正在积极筹建高速铁路。依靠科技进步发展起来的高速铁路，使传统的铁路获得崭新的生机，展示出光辉的前景。

纵观世界各国铁路发展史，电气化铁路的蓬勃发展已是必然趋势，高速电气化铁路的建设方兴未艾，就连美国和加拿大这两个世界上铁路最多的国家，近年来，随着世界石油资源的日益短缺，也出现了发展电气化铁路的新动向，并开始修建高速电气化铁路。预计到2015年，世界上修建高速电气化铁路的国家和地区将达到23个，高速电气化铁路里程将突破30000km。

我国铁路运输长期以来能力不足,在新形势下，人们对铁路提出了更高的要求。因此提高列车速度是我们面临的紧迫任务，是加快中国铁路发展的正确方向。我国于1958年建成第一条宝成电气化铁路以来，电气化铁路营业里程已超过10000km。目前，在国内主要干线上，旅客列车速度已提高到时速140～160km，广深准高速铁路运行时速达到200km，在秦沈客运专线,时速已达到250～300km。十五期间，国家加大了对铁路的投资力度，国家修建新线6000公里，复线3000公里，地方铁路1000公里；总投资3500亿。将筹建京沪高速铁路；将在全国建立“八纵八横”铁路网主骨架，形成以北京、上海、广州为中心的提速客运网，做到：300～500公里范围内实现“朝发夕至”，1200～1500公里范围内实现“夕发朝至”，2000～2500公里内实现“一日到达”。高速列车的运行速度达到200～300km/h，试验速度将达到350km/h以上。“十一五”期间，国家将建9800公里高速客运专线。

1.3 接触网设计的程序

接触网设计程序和铁路电气化工程的设计阶段相一致[1]。一般按照三个阶段设计，有初步设计，技术设计，和施工设计。具体步骤为：研究任务书；初步设计；初步设计文件鉴定；技术设计；技术设计文件审批；施工设计；施工配合及处理；参加交接验收。

接触网初步设计是根据国家下达的设计任务书，确定接触网建设的技术原则和概算。初步设计阶段完成的主要文件是说明书。说明书中确定的主要技术原则有：线路及车站概况，气象条件，接触网架设范围，悬挂类型，平面布置，支柱设备及支撑装置，附加导线的架设标准，接触网维修组织，防护措施及存在的问题等。并且在初步说明书中应列上主要材料设备表。

技术设计的目的在于进一步补充，完善和修改初步设计，或者解决初步设计说明书中提出的各类问题，它是对初步设计的深化和完善，实际上它是接触网设计中的齐，优，新问题，即设计的内容齐全，选择的设备优良，采用的技术先进。技术设计应包括三个方面：技术说明书，附表和附图。

施工设计是根据已批准的初步设计文件进行，应完成全部施工图纸，经鉴定后作为接触网施工的依据。施工设计完成的文件有：接触网平面图，支柱安装图，锚段关节图，隧道悬挂安装图，附加导线安装图，零件图，安装曲线，全部特殊设计安装图，施工设计说明书等。

1.4 本设计完成的主要工作

参考所查阅的资料，根据接触网设计程序，首先完成接触网初步设计，包括确定设计任务区间的气象资料，线路资料，分析比较现行的国内外高速铁路接触网，确定接触网悬挂模式，补偿形式及接触网的相关参数，根据设计时速，选择合适的材料和设备，进而完成相关的设计计算。

分析线路图，进行区间锚段长度的划分和区间支柱的布置，确定锚段关节的类型，完成接触网平面设计。依照接触网平面图图例，绘制精伊霍线（DK281～293）区间接触网的平面图。

完善设计内容，对接触网设计区间的特殊跨距，支柱容量进行技术校验。

2．接触网的设备与结构

2.1 接触网组成

接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础组成，如图2-1所示。

图2-1接触网结构图

(1)接触悬挂

接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。电力机车运行时，

受电弓顶部的滑板紧贴接触线摩擦滑行得到电能（简称取流）。

(2)支持结构

支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。根据接

触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。

(3)定位装置

定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓

滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。

(4) 支柱与基础

支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定

在规定的位置和高度上。在中国，接触网主要采用预应力力钢筋混凝土支柱和钢柱，其作用时用来承载支柱负荷，即将支柱固定在用钢筋混凝土制成的地下基础上，由基础承受支柱传送给全部负荷，并保证支柱的稳定性。

2.2 支柱

2.2.1 支柱分类

接触悬挂是被支柱支持在铁路线上方的，支柱有很多种，支柱可按其材料，支持装置形式，用途以及负载条件进行分类。目前采用的有预应力钢筋混泥土柱和钢柱。我国电气化铁路广泛采用的是预应力钢筋混凝土支柱[2]。

根据支柱上的支持装置的不同，支柱可分为腕臂支柱，硬横跨支柱和定位支柱。定位支柱仅仅是为了对悬挂导线进行水平固定（定位），以保证与受电弓中心的距离。按用途划分，支柱可分为中间支柱、转换支柱和锚柱。支柱可以分为不带拉线的（自承载支柱）和带拉线的。如果支柱地面的上下两部分是一个整体的话，那么这就是整体式（不能拆卸的）支柱；如果这两部分在生产和安装过程中都是分别进行的话，那么这就是分离式（可拆卸的）支柱。支柱可以设计成能承受某一固定方向负载的支柱，即方向支柱；也可以设计成能承受任何方向负载的支柱，即等强度支柱。

2.2.2 钢筋混凝土支柱

钢筋混凝土支柱有普通钢筋混凝土支柱和预应力钢筋混凝土支柱。预应力钢筋混凝土支柱采用高强度钢筋，在制造支柱时预先进行预拉伸使其产生预应力，它比普通钢筋混凝土支柱在同等支柱容量情况下，具有用材少、重量轻等特点。接触网支柱应尽量采用预应力钢筋混凝土支柱，这种支柱与钢支柱相比较，其优点是节省钢材；同时，支柱的地面以下部分代替基础的效用，故不需要另浇注基础，因而又具有利于施工、维护工作量小、使用寿命长等诸多优点。在我国已广泛推荐使用钢筋混凝土支柱。钢筋混凝土支柱广泛使用的是矩形断面的横旗杆支柱。

目前，几乎全部钢筋混凝土支柱都采用预应力钢筋混凝土支柱。这种支柱在安装使用之前，混凝土处于受压状态，而钢筋则处于受拉状态。当支柱承受权载以后，混凝土里将出现拉应力，它等于弯矩引起的拉应力与预压应力之差，这样，采用混凝土的负载能力就可使支柱的负载能力大大提高。受拉层里的钢筋的总张力等于预拉应力和弯矩作用引起的拉应力之和。但是这不会使支柱承受负载的能力受到什么限制，因为此时钢筋还远没有达到满载，钢筋混凝土支柱型号及规格见表2-1。

表2-1 钢筋混凝土支柱型号及规格

型号

L （m ）

a （mm ）

b （mm ） 支柱重量 （kg ） 迎风面积 S （㎡） H

6.2

7.838

+

11.3 267 550 1330 2.04 H 6.22.838+ 10.8 280 550 1260 2.04 H 37.878+ 11.7 413 705 1730 2.11 H 32.878+ 11.2 425 705 1620 2.11 H 32.925060+- 12.2 400 705 1840 2.21 H 3

7.825060+- 11.7

413

705

1730

2.11

2.2.3 钢柱

目前，在接触网工程中，特别是较大站场上，大量利用钢拄，它是由角钢焊接成的立体衍架结构支柱，具有重量轻、耐碰撞、运输及安装方便。钢柱型号参考表2-2。

表2-2 钢柱型号参考表

型号

L （m ） a （mm ） b （mm ） 质量 （kN ） G

950

9 287 600 2.371 G 970 9 287 600 2.688 G 9100 9 287 600 3.102 G 5.950 9.5 270 600 2.470 G 5.9100 9.5 270 600 3.240 G 1050 10 250 600 2.560 G 1070 10 250 600 2.910 G 10

100 10

250

600

3.420

钢柱主要用于跨越股道比较多、需要支柱高度较高、容量较大的软横跨柱，其次用作桥梁墩台上的安装。但存在用钢量大、造价高、耐腐蚀性能差，需定期进行除锈、

涂漆防腐，且有维修不便等缺点。从节约钢材及方便运营维护的角度出发，要求尽量少采用。现在涂漆防腐已改为热镀锌防腐，提高了防腐性能，延长了维修周期。

2.3 支持装置

2.3.1 概述

支柱、支持装置和定位装置是使接触悬挂导线相对干线路中心保持在所要求的位置上的设备。支柱布置在线路的一侧，与线路中心保持一定的距离。因此，为了把导线悬挂到支柱并固定在一定的位置上，必须有一套中间装置，这就是所谓的支持装置。为了使导线在水平面上相对于受电弓中心保持在所要求的位置上，需采用定位装置。 2.3.2 腕臂支持装置

腕臂安装在支柱上部，用以支持接触悬挂，并起传递负荷的作用。腕臂应配合拉杆或压管使用，至于何种情况下采用拉杆或压管，则应根据支柱装配情况视腕臂受拉还是受压而定。

在我国电气化铁路中，广泛采用的是旋转绝缘腕臂，其型号见表2-3。

表2-3 绝缘腕臂类型和规格表

型号，规格

外径（mm ） 长度（mm ） 重量（kg ） 21

1－2.75 48 2750 11.0 21

1－3.0 48 3000 12.0 2

1

1－3.15 48 3150 12.6 2－3.0 60 3000 15.2 2－3.15 60 3150 16.0 2－3.55

60

3550

18.0

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，则腕臂就应长大些。

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。在我国电气化铁路中，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2-3和表2-4所示。

表2-4 拉杆及压管型号规格

类别水平拉杆压管

型号12 14 16 18 21 26 Y19 Y23 Y28

长度

1200 1400 1600 1800 2100 2600 1985 2385 2885 mm

质量

2.16 2.47 2.79

3.11 3.58

4.38 8.7 10.3 12.3

kg

绝缘腕臂根据它在线路中的作用和性质，分为中间柱、非绝缘转换柱、绝缘转换柱、中心柱、锚柱和道岔柱等。下面分别阐述。

(1)中间柱支持装置

在中间支柱上，只安装一个腕臂，悬吊一支接触悬挂，并把承力索和接触线定位在所要求的位置上，这种支持装置称为中间柱支持装置。区间中除锚段关节处的支柱外，其余均为中间柱，所以中间柱支持装置是用量最大的支持结构形式。在线路的直线区段，支柱一般立于线路的同一侧，但是接触线需要按之字形布置，其拉出值一般在支柱点处要变换方向，所以定位为一正一反。

正定位是指拉出值拉向支柱一侧，此时定位器受拉，拉力产生的弯矩使定位器有向上的趋势，当机车受电弓通过定位点时，该点向上抬升，这样的弹性较好。反定位是指拉出值拉向支柱的对侧，此时采用图中所示虚线部分的定位方式，仍使定位器受拉，以产生与上述正定位同样的效果。在线路的曲线区段，支柱应尽量设于曲线外侧，使定位器处于受拉状态，在较小曲线半径区段，一般采用软定位器结构。在大曲线半径区段，全部采用正定位器形式。

(2)非绝缘转换柱支持装置

对于三个跨距的非绝缘锚段关节，中间的两根支柱称为转换柱，它悬吊两支接触悬挂，其中一支为工作支，另一支为非工作支。工作支的接触线与受电弓接触；非工作支的接触线抬高约200mm，不与受电弓接触，通过转换柱拉向锚柱下锚。因此，转换柱需要安装两组定位器。两支接触悬挂的接触线在平面上平行，水平距离保持100mm，两支接触悬挂在电气上是连通的，在靠近锚柱一侧用电连接线连接起来。转换柱的悬挂形式有两种：一种称为ZF l转换柱，工作支靠近支柱侧，非工作支远离支柱侧；另一种称为ZF2转换柱，工作支远离支柱侧，非工作支靠近支柱侧。

(3) 绝缘转换柱支持装置

在四跨绝缘锚段关节处，悬吊两支接触悬挂，其中一支为工作支，另一支为非工作支。工作支的接触线与受电弓接触，非工作支的接触线抬高约500mm，不与受电弓接触，通过转换柱拉向锚柱下锚。两支悬挂的接触线在平面图上平行，空气间隙为500mm，电气上能互相分开。转换柱上设有一台隔离开关，以实现相衔接的两个锚段在电气上连接或断开。

绝缘转换支柱的装配应能满足被衔接的两个锚段，在电气上应是互相绝缘的，所以工作支和非工作支的接触线之间、承力索之间在垂直方向和水平方向的投影都必须保持500mm的绝缘距离以保证在风力作用下以及导线振动、摆动情况下，均不得小于最小的绝缘空气间隙。同样，在直线区段和曲线区段，其装配形式也是不相同的。

(4)中心柱的支持装置

位于四跨绝缘锚段关节的两转换柱之间的支柱，称为中心柱，用ZJ2表示。在中心柱上同样要安装两套支持装置，悬吊的两支接触悬挂均为工作支，两根接触线为等高。当受电弓通过时，同时接触两根接触线，使之平稳地过渡。两支悬挂的接触线在平面上平行，空气间隙为500mm，电气上能互相分开。两支接触悬挂在中心往两侧均经转换支柱向锚支柱下锚。

中心支柱在直线区段和曲线区段的装配形式也不一样，各用ZJ2，及QJ2表示，中心支柱位于两个绝缘转换支柱的中间。中心支柱的装配特点，除了具有绝缘转换支柱的电气方面的绝缘要求以外，它在结构上保持两组悬挂的两支接触线等高，以确保电力机车通过时，其受电弓同时接触两根接触线。并能从一个锚段平稳地过渡到另一个锚段，在电力机车通过时，受电弓将短接被绝缘的两个锚段。

2.4 定位装置

2.4.1 定位装置作用

定位装置是支持结构中的主要组成部分，它是在定位点处对接触线实现相对于线路中心进行横向定位的装置。也就是说，定位装置的作用就是根据技术要求，把接触线进行横向定位。在直线区段，相对于线路中心把接触线拉成之字形状，在曲线区段，相对于受电弓中心行迹则拉成切线或割线。

2.4.2 定位装置的形式

(1)正定位

在直线区段或曲线半径R＝1200～4000m区段，就采用这种定位方式。该定位装

置由直管定位器和定位管组成。定位器的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[3]。

(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。定位器通过长支持器与主定位管连接。

(3) 软定位

这种定位装置只能承受拉力，而不能承受压力，因而它用于曲线半径小于1000m 的区段。

定位管及定位器的规格如表2-5和表2-6所示。

表2-5 普通定位管型号规格表

型号 适用范围

（mm ）

l （mm ）

重量（kg ）

JL6（

21）—85 21

-700 正反定位 21.25 700 1.12 JL6（21）—85 21

-960

正反定位 21.25 960 1.52 JL6（21）—85 21

-1350

正反定位 21.25 1350 2.02 JL6（43）—85 21

-960

正反定位 26.75 960 1.81 JL6（43）—85 2

1

-1150

正反定位

26.75

1150

2.21

表2-6 定位器型号规格表

定位器 型号

焊接套筒形式

套管外径（mm ）

安装倾斜度

总长 （mm ）

单件重量（kg ）

使用范围

2

1

-960 有环 21.25 1：10 970 1.51

直线或R ＞1000m 曲线定位 43

A-960 无环 26.75 1：10 970 1.88 曲线内侧反定位R ≤1000m 定位 4

3

B-1150 无环

26.75

1：6

1145

2.20

软横跨定位 为了适应高速电气化铁路的要求，定位器的重量要轻，一般采用铝合金材料，在

定位点处不产生硬点。

2.5 接触网线索

2.5.1 接触线

接触线是接触网中直接与受电弓滑板摩擦取流的部分[4]，电力机车从接触线上取的电能。接触线的材质，工艺及性能对接触网起着重要作用。接触线制成上部带沟槽的圆柱状，沟槽是为了便于安装接触线夹，同时又不影响受电弓取流。接触线底面与受电弓接触部分呈圆弧状。

高速接触网要求受流性能好、稳定性能好、抗张性能好、导电性能好、电流强度大的接触线，因而要求具备下述主要技术性能：

(1)抗拉强度高

为了提高接触线的波动速度，因此需相应提高接触线的张力，要求抗张强度在500N/mm2左右。在考虑选择高强度材料以提高其应力的同时，还要注意其线密度要低。

(2)电阻系数低

高速接触网中电流强度较大，为此，必须要求接触线的电阻率要低，一般在工作

温度20℃时，电阻率应在0.01768～0.0200

2

Ω×mm

m

范围内以适应流经大电流的需要。

(3) 耐热性能好

高速接触网一般都具有列车运行速度高、密度大、持续时间长的特点，因而，接触线内长时间流经大电流，在持续流过较大的载流量以后，自然引起导线发热，在温升达到一定程度时，导线的材质会软化，强度会降低，严重时，接触线会产生因温度影响形成的蠕动性伸长，从而破坏正常的受流。因此，选择的接触线材质应具有较好的耐热性能，一般要求软化点在300℃以上，以适应较高载流量。

(4)耐磨性能好

接触线和受电弓是滑动接触的，接触压力大，速度高，要求接触线具有良好的耐磨性能，同时注意其抗腐蚀性能，尽量延长接触线的使用寿命。

(5)制造长度长

为了保证高速电气化区段的良好受流，消除硬点及断线隐患，一般要求在一个锚段内不允许有接头，这就要求接触线的制造长度在1800～2000m，以适应锚段长度的

需要。常见的接触线型号见表2-7。

表2-7 接触线规格表

接触线型号

标称

面积

（mm2）

尺寸规格（mm）单位

重量

（kg/m）

A B C D

100

215

GLCA215 16.5 19.6 8.4 5.7 0.925 180

173

GLCA173 16.7 13.2 8.05 5.7 0.744

TCG-110 110 12.3 0.979

TCG-85 85 10.8 11.76 0.760

AgCu120 120 12.9 12.9 9.75 6.85 1.082

2.5.2 承力索

承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来，要求承力索能够承受较大的张力和具有抗腐能力，并且在温度变化时驰度变化较小。承力索根据材质一般分为铜承力索，钢承力索，铝包钢承力索三种规格。按照设计时承力索是否通过牵引电流，可以将承力索分为载流承力索和非载流承力索。铜承力索导电性能好，可做牵引电流的通道之一，和接触线并联供电，降低压损和能耗，且抗腐蚀性能高。但铜承力索消耗铜多，造价高且机械强度低，不能承受较大的张力，温度变化时，驰度变化也大。其常用规格见表2-8。

表2-8铜承力索规格型号表

型号截面积

（mm2）股数与单

股直径

（mm）

计算

直径

（mm）

有效

电阻

（Ω\km）

单位重量

（kg\km）

制造长

度（mm）

TJ-70 70 19?2.14 10.6 0.28 618 1500 TJ-95 95 19?2.49 12.4 0.20 837 1200 TJ-120 120 19?2.80 14.0 0.158 **** **** TJ-150 150 19?3.15 15.8 0.123 1388 800

2.6 锚段关节及中心锚结

2.6.1 锚段关节

接触悬挂中的承力索和接触线在延续到一定的长度后，为了满足机械受力方面的要求及方便施工，必须分成为一个个相互独立的线段，这些相互独立的线段即为接触网的机械分段[5]。机械分段的作用是缩小事故范围，即当某一个线段发生事故时，不影响另一个线段的接触悬挂，也便于在线段的两端设张力自动补偿装置。必要时，还可将其设置成电气上能相互分开的线段，同时起电分段的作用。

接触网进行机械分段的线段称为锚段，相邻两个锚段的衔接区段（重叠部分）称为锚段关节。锚段关节的设置，使接触网不间断地贯通于全线。锚段关节分为三种：

(1) 仅起机械分段作用的称为非绝缘锚段关节，该处相邻的两个锚段在电气上是连通的；

(2) 不仅起机械分段作用，同时又起同相电分段作用的锚段关节，称为绝缘锚段关节；

(3) 带有中性嵌入段，既起机械分段的作用，又具有电分相功能的，称为电分相锚段关节。

在锚段关节处，两锚段的接触悬挂是并排架设的。对它的基本要求是当机车通过时，应保证受电弓能平滑地由一个锚段过渡到另一个锚段。

根据锚段关节所起的作用，可分为非绝缘锚段关节、绝缘锚段关节及电分相锚段关节。根据所含跨距数可分为二跨、三跨、四跨、五跨、七跨锚段关节。

(1) 三跨非绝缘锚段关节

三跨非绝缘锚段关节仅用作接触悬挂在机械方面的分段，电气方面仍然相联结。此时用电连接线将工作支和非工作支连接起来，保证电流通过。在这种锚段关节内，其承力索和接触线在两转换支柱之间的跨距中心处过渡。过渡处，两接触线等高，且相距100mm ，非工作支在转换支柱处抬升200mm ，然后拉向锚支柱（抬升500mm ）去下锚，如图2-2所示。

100

200

200

200

200

ZF1

ZF2

接触线

受电弓中心

图2-2三跨非绝缘锚段关节结构

(2) 四跨绝缘锚段关节

四跨绝缘锚段关节除了进行机械分段以外，主要用于电分段，多用于站场和区间的衔接处。这种锚段关节的持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方向都彼此相距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2-3所示。

锚柱

转换柱

ZJ1

中心柱 ZJ2转换柱 ZJ3

锚柱

a

a+500

250

250

a+500

a

a

图2-3四跨绝缘锚段关节

(3) 五跨绝缘锚段关节

五跨绝缘锚段关节是锚段关节中含有五个跨距，主要在高速电气化铁路中应用。因为四跨锚段关节在受电弓由一个锚段过渡到另一个锚段时，是在中心支柱处转换的．在此处，虽然可以控制并实现两支接触线等高，但在定位点处，由于有两个定位器，其弹性性能明显变差，在此不仅会加大接触线的磨损，而且影响受流。所以在时速为160km/h 以上的电气化线路上，绝缘锚段关节都用五跨绝缘锚段关节，在技术要求上和四跨绝缘锚段关节相同，两悬挂的接触线之间和承力索之间必须保持500mm 的绝缘距离。很明显，其两组悬挂的转换点在中间跨距的中心，从而保证过渡平稳，如图2-4所示。

200

300800

200

300

300

200

800

200

3

ZJ4

ZJ3

ZJ2

ZJ1

G 受电弓中心线

图2-4五跨绝缘锚段关节

(4) 七跨电分相锚段关节

对于高速电气化线路，其电分相已不能用常规带有绝缘滑条式的电分相装置：因为常规式电分相装置动态特性差，在实际应用中会在电分相处形成一连串的硬点，不仅会造成接触线磨耗加剧，而且严重时，会形成火花甚至拉弧，烧损接触线。当然，对高速运行的受电弓也会造成危害或烧伤。因而，对于160km/h 以上的准高速及高速

电气化铁路，电分相都采用锚段关节的过渡形式。以锚段关节的形式实现过电分相，使在高速运行时，受电弓平稳，保证设备良好运行及受流质量。

2.6.2 中心锚结

(1) 中心锚结的作用及装设

中心锚结设在锚段的中部，其作用有：其一，在一个锚段实行两端补偿时可防止补偿器向一侧滑动，特别是在具有坡度的线路上，设置中心锚结更显得必要，其作用和效果也愈加明显；其二，缩小事故范围，当中心锚结的一侧接触线发生断线时，不致影响另一侧的接触网，且容易排除事故及易于恢复正常运行。

接触悬挂的每一个锚段，它的导线都是独立的线段，在正常情况下，无论是硬锚还是补偿下锚，一个锚段内的导线都是作为整体而工作的。导线在温度变化时要伸长（或缩短），对于两端硬锚的导线，纵向不会产生位移，导线所产生的伸长都耗散在每一个跨距内。两端补偿下锚的导线，因导线上各种拉力和阻力不同，两端会出现不平衡的拉力，从而使导线向一端移动。为了防止这种现象的产生以及当锚段内出现断线后能缩小事故范围，可以在锚段的约一半长度的一个跨距内（锚段中间部位）设置中心锚结，将该点的导线拉紧固定，在任何情况下，该点都不会出现偏移。中心锚结的形式和结构，根据接触网的悬挂类型及安装地点而有所不同。

设置中心锚节时，在直线区段，一般尽量设置在锚段的中间部位，当含有曲线时，中心锚节应靠向曲线较多的部位。

(2)半补偿中心锚结

半补偿链形悬挂的中心锚结，其承力索两端都是硬锚，纵向不产生位移，接触线两端为补偿下锚，用锚结绳固定在承力索上，使该点接触线也下产生位移。中心锚结设在锚段中间部位的一个跨距中间。锚结绳的长度L，一般应为承力索与接触线间距离的20倍，但不得小于15m。

(3)全补偿中心锚结

全补偿链形悬挂的承力索和接触线两端都是补偿下锚，均可能因两端张力不平衡而产生移动，所以承力索和接触线都要设置中心锚结进行固定，其固定形式相当于由半补偿链形悬挂中心锚结与承力索中心锚结两部分组成。接触线的中心锚结绳在跨距中间与承力索固定，而承力索的中心锚结是在接触线中心锚结所在的跨距内增加一根承力索中心锚结辅助绳，在该跨距两端的腕臂上固定后，再延长一个跨距拉向另一支柱锚固，使该跨距的承力索不产生位移，因此承力索中心锚结由三个跨距组成。全补