接触网的维护与检修.doc
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内蒙古工业大学专科毕业论文
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内蒙古工业大学专科毕业论文
绪论
高速铁路是当今世界铁路发展的潮流，随着经济技术的发展和交通运输的激烈竞争，高速铁路以其独特的优点被许多国家作为大力研制和重点发展的目标。
目前，我国铁路总体上与发达国家相比有相当大的差距，作为高速铁路牵引供电力系统的主体接触网，同时也作为铁路电气化工程的主构架，其性能的优劣直接决定着电力机车受电弓的受流质量，最终影响列车的运行速度与安全。
因此，学习，借鉴国外先进技术，加大国内高速铁路接触网技术的研究和实施力度，对满足我国高速铁路建设的需要，适应未来高速铁路建设市场的竞争有十分积极的意义。
本文在综合比较分析发达国家高速铁路接触网技术的基础上，结合我国在准高速铁路接触网技术领域的实践经验，对高速铁路接触网技术及应用展开研究。
电气化铁路中,接触网是向电力机车提供动力的关键设备,其可靠与否直接影响着整个铁路运输系统的安全与效率。
由于接触网是露天架设,极易受环境、气候等自然因素的影响,而其负荷（机车）具有冲击性、不稳定性的特点,使接触网成为铁路牵引供电系统中主要的故障点。
接触网设备是由多种部件组成的系统,各类部件在使用寿命、损耗特点、疲劳（老化）特性、故障的影响程度等方面都存在着较大的差异。
接触网设备的故障种类繁多,既有电气原因引发的故障、又有机械原因引发的故障、还有自然灾害原因引发的故障。
研究接触网设备的故障与维修特点、探索科学的接触网设备维修策略、在不断提高接触网设备可靠性的同时降低维修成本,对最大限度的提高铁路运能有着特殊的意义,也是本文所研究的方向。
多年来,我国对接触网设备一直采用以计划修为主的维修策略,即根据经验安排检修周期,利用维修天窗时间组织作业。
这种维修策略与组织模式针对性差、效率低。
近年来,各铁路局对电气化铁路的管理体制和设备维修模式进行了不同的改革尝试,取得了较好的成果和经验。
在目前众多的维修理论中,以可靠性为中心的维修（RCM,ReliabilityCenteredMaintenance）是被广泛接受的一种全新的维修方法。
RCM的基本目标是以最小的资源消耗保持设备的可靠性和安全性,能使维修项目具有很强的针对性,从而达到事半而功倍的效果。
关键词：
维护；检修；接触网;维修策略;动态规划;集中修
内蒙古工业大学专科毕业论文
目录
第一章接触网设计基础 1
1.1接触网简介 1
1.2接触网的基本要求 1
1.3接触网的设计组成及计算条件 1
1.3.1接触网的设计组成 1
1.3.2接触网的计算条件 2
第二章接触网站场平面设计的相关概念 3
2.1接触网平面设计的内容 3
2.2站场平面设计原则 3
第三章负载计算 8
第四章软横跨支柱容量校验 10
4.1确定横向承力索的水平张力 10
4.2确定上、下部固定绳的张力 11
第五章接触网的安装及日常维护注意事项 13
5.1接触网的安装注意事项 13
5.2接触网的日常维护注意事项 13
5.3接触网检修车安全注意事项 13
第六章接触网的检修 14
6.1接触网的检修标准 14
6.2接触网的日常检修 14
6.2.1吊弦制作 14
6.2.2承为索回头制作 15
6.2.3隔离开关检调 15
6.2.4腕臂组装和安装 16
6.2.5电连接制作安装 16
6.2.6拉出值及线岔检调 17
6.2.7更换补偿绳和腕臂棒式绝缘子 17
结论 19
致谢 20
参考文献 21
附录 22
第一章接触网设计基础
1.1接触网简介
目前普通铁路接触网的情况介绍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。
其由支柱与基础、支持装置、定位装置、接触悬挂等四个部分组成。
我国普通接触网的电压等级为25KV，供电系统采用工频单相交流制。
组成部分介绍：
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。
我国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。
预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体下端直接埋入地下。
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。
根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。
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。
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。
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。
接触悬挂的种类较多，一般根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。
目前我国普通接触网主要采用简单链形悬挂。
【1】
1.2接触网的基本要求
接触网是电气化铁道中主供电装置之一，其功用是通过它与受电弓的接触，而将电能传送给电力机车。
接触网是一种无备用的户外供电装置，经常受冰、风等恶劣气候的影响，一旦损坏将中断行车，会给运输工作带来巨大损失。
所以，一个好的接触网应该满足以下基本要求：
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。
（1）、接触网结构应该力求简单，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。
（2）、接触网的寿命应尽量长，具有足够的耐磨性和抵抗腐蚀的能力。
（3）、接触网的建设应注意节约有色金属及其它贵重材料，降低成本。
1.3接触网的设计组成及计算条件
1.3.1接触网的设计组成
设计工作是基本建设的一个主要环节，接触网设计是铁道电气化设计中重要的组成部分。
接触网设计文件要体现根据我国政治、经济、自然资源特点所制定的技术政策，反映革新和科研成果，采用国外先进技术，遵循国家和铁道部颁发的有关管理上的规范，章程。
铁道电气化工程设计，一般采用两段设计，即初步设计和施工设计。
（1）、初步设计主要解决下列问题:
①．确定主要技术条件、主要设备类型。
②．提出主要工程数量、材料、设备数量。
③．提出工程建设项目总预算，作为国家控制的依据。
④．初步设计作为进行技术设计或编制施工设计的依据。
（2）、施工设计:
施工设计应根据批准的初步设计进行。
在施工设计阶段，应完成我部施工图纸，经鉴定后作为施工的依据。
它主要提供车站、区间及隧道内的接触网平面图；各种支柱、隧道悬挂及设备的装配图；安装曲线与全部特殊设计及必要的说明等。
1.3.2接触网的计算条件
（1）、气象条件的确定
接触网是置于铁路沿线的供电装置，它要经受一切自然条件的影响，主要有：
风吹、日晒、雨淋和覆冰等。
接触网设计中所用到的气象资料主要包括：
最高温度，接触线无弛度时的温度，吊弦及定位器处于正常位置时的温度，最大风速及出现的温度，线索覆冰厚度，覆冰时风速及温度。
（2）、计算负载的确定
计算负载分为垂直负载和水平负载两种。
垂直负载：
简单悬挂，包括本身重量和接触线的覆冰重量等。
链形悬挂，包括本身重量、接触线、吊弦及点的重量，接触线及承力索的覆冰重量等。
水平负载：
水平负载包括风负载和由吊弦偏斜所造成的负载，后者在设计中一般不考虑。
另外还有承力索，接触线由“之”字力和曲线力以及下锚力作用，对支柱和支持装置所形成的水平分力。
第二章接触网站场平面设计的相关概念
2.1接触网平面设计的内容
（1）、接触网的组成与分类：
由馈电线、接触网、轨道回路及回流线组成的供电网络，称为牵引网。
接触网是牵引网中的重要环节，按其结构可分为架空式和接触轨式。
架空式接触网分为简单接触悬挂和链形接触悬挂两种基本类型，接触轨式接触网可分为上磨式和下磨式两种。
（2）、接触网平面设计（站场）的一般次序：
①．放图根据站场施工图复制站场平面图，即将站场平面图有关部分描绘下来。
由于站场股道岔密集，比例尺应适当放大，一般取1：
1000或1：
2000。
②．布置支柱先从咽喉区着手，然后布置站场中部，最后完成咽喉以外的部分。
③．划分锚段确定锚段的路径，下锚点和中心锚结地点。
④．确定接触线拉出值，从咽喉开始，与支柱布置次序相同。
⑤．确定电分段和隔离开关位置，根据站线，货线，操作方便以及有无牵引变电所等综合考虑确定。
⑥．支柱编号，选定材料，统计工程数量以及编写必要的说明。
【2】
2.2站场平面设计原则
目前，在站场咽喉以内，一般使用绝缘软横跨或硬横跨，尽量不用双线
腕臂柱。
因此线路都是接地的，在维修方面不如绝缘软横跨安全、方便。
硬横跨在带电作业方面也会受到限制。
软横跨所跨越的股道数一般不超过8股。
如果股数过多，横跨距离太大，而股道间距允许时，可在中间加设一软横跨柱，该柱类型应按较大一侧容量来决定。
软横跨柱允许在后侧兼挂腕臂，如下表2-2-1：
表2-2-1道岔柱与道岔理论中心的相对位置
线间距（mm）
道岔型号
700
650
600
550
500
定位柱至岔心距离（mm）
1\8
4960
4370
3780
3180
2500
1\9
5640
5070
4350
3670
2970
1\10
6200
5490
4690
4000
3200
1\11
6750
5980
5170
4310
3420
1\12
7500
6030
5720
4840
3870
跨距应尽可能接近最大允许值，以减少支柱数量。
特别是注意减少软横跨柱和钢柱等大型支柱数量。
相邻跨距之间，小跨距值应尽量不小于大跨距的75%。
若使用的跨距与原计算跨距值不符合，确定接触线的拉出值时，应校验其风偏移值。
站场支柱平面布置，应考虑各个站场的特点。
首先应尽可能地照顾到站场的远期发展。
如果将来股道增加，则在近期设支柱时要考虑将来不用拆移，并可资利用。
对于远期铺设的股道，如果土石方已做好，则软横跨支柱的容量及侧面限界，一般均应考虑预留。
对于股道延长部分，当设立近期支柱时，对以后整个支柱布置不产生影响为原则。
站场是客货的集散地，在技术合理的条件下，也应当注意美观。
而对于大型客流或者有政治影响的特等站或者一等站，尤其要更多地考虑美观。
不能因经济上的某些得失而破坏了美观条件。
靠近站旁的支柱，要注意不要正堵着门窗，站旁两侧的支柱，应尽量对称布置。
基本站台或中间站台上的支柱，其边缘至站台边的距离，应分别不小于4m或2m.。
咽喉区聚集着大量的道岔，各个站场的情况变化不一。
对于3——4股道的小站，支柱布置起来比较容易。
对于较大的站场有时相当复杂。
一般则应先提出两个或两个以上的布置方案比较，然后确定较优方案。
道岔，特别上正线道岔，道岔定位柱的布置首先应考虑标准定位。
要标准定位时，对于单开道岔，定位柱位于距岔心为4350mm处或5720mm处，参见上表。
也即是位于道岔曲线两线间距为600mm处线路一侧，接触线相交于道岔曲线两线间距为690mm处中间点的上方。
标准定位就是使接触线在道岔转换处具有最佳位置和保持良好地工作状态。
在由于受条件限制无法实现标准定位时，考虑设置非标准定位。
采用非标准定位，是使接触线的交叉点尽量设置在道岔导曲线两线间距为500——700mm处的中间点的上方。
采用非标准定位是在考虑了技术条件后，还注意了经济上的合理。
如果能用一组软横跨兼顾两组道岔的定位，就不要设两个独立的承重柱。
在采用非标准定位时，非标准定位点一般应设在标准定位处的岔尖侧。
如在辙岔侧时，应检查拉出值是否过大（设计值一般不超过450mm）。
在低速道岔上允许不定位，对于无定位道岔，在它两侧的定位点之间，接触线是拉直的。
其非工作支可能离股道中心很远，要注意不要使其腕臂、定位器离得太长。
如果为软横跨，应加大支柱对股道中心的距离，以解决带电体至接地体绝缘距离不足的问题。
在咽喉区由于道岔密集，问题较多，支柱布置形式可以是各式各样的，但所遵循的基本原则应是节约支柱、技术合理和便于信号传输。
在确定锚段路径时，其道岔处接触线最好采用一次交叉的方式，尽量不用二次交叉方式。
无交叉的线岔易刮弓，不宜采用。
两个相邻道岔柱间，把两个接触线布置成平行的比布置成交叉的要好。
跨距和考虑站场和考虑站场的美观。
在道岔区的外侧，应考虑站场与区间的衔接。
站场两端，一般应设绝缘锚段关节，若受地形条件的影响，允许三股道以下的车站一般设置。
要牵引变电所及分区亭附近应设电分相装置。
靠近电分相装置车站的一端，一般设非绝缘锚段关节。
分相装置的位置，应尽可能考虑车站调车作业的方便，并避免设在大坡道上。
车站两端的绝缘锚段关节，一般应设在最外道岔与进站信号机之间。
但是，靠车站的转换柱距正线上最外道岔的岔尖（对岔尖向外的道岔），一般不应小于50m以便于电力机车转线。
确定正线上的锚段长度时，一般按照下列原则：
（1）、直线区段：
全补偿链形悬挂，一般情况取1800m，困难条件时，为2000m。
半补偿链形悬挂，一般情况取1600m，困难条件时，为1800m。
（2）、曲线区段：
全补偿链形悬挂，在曲线半径小于1500m的曲线长度占锚段长度50%及其以上时，其锚段长度不得不大于1500m。
半补偿链形悬挂，应根据中心锚结处与补偿器处的张力差决定。
接触线的张力增值不大于额定张力的，承力索的张力增量值不大于额定张力的。
站线的锚段长度，不像正线要求那么严格。
一般一股道发线只设一个锚段。
对于不长的站线，如货物线，渡线等，在锚段长度不超过900m时，可以仅在一端设置补偿器，成为所谓的“半个锚段”。
为了简化设备，减少锚柱，设置锚段时，要注意减少锚段数目。
一些渡线等，应尽量合并到别的锚段中去，只在不得已时，才自一个小锚段。
当正线作为一个锚段太长时，可以分成一个半或者两个锚段。
该两个锚段是衔接，可以用锚段关节，而是通过道岔后分别下锚。
整个锚段位于直线上时，中心锚结一般设在锚段的中部。
锚段中有曲线时，中心锚结应适当偏置于曲线较长，且曲线半径较小的一侧。
在进行接触网的平面设计时，还应标出接触线的位出值。
当接触悬挂在沿线路布置时，其接触线在定位点处，与受电弓中心线的行迹设置一个相对位移，此位移值称拉出值。
拉出值的作用是使电力机车受电弓的滑板磨损均匀。
拉出值的大小由受电弓的有效长度决定的。
在直线区段一般取值为。
在曲线区段则根据曲线半径大小的不同，拉出值也不同。
而在道岔定位处的拉出值，一般取374mm。
接触线的拉出值，一般从道岔区开始布置。
如果后碰到直线股道上相邻定位点同方向拉出时，可找两边跨距较小的支柱，让其拉出值等于零。
在绝缘锚段关节处，对于有开关的转换柱，应把锚支柱放在靠支柱一边，以便连接跳线，保证安全。
选用支柱类型时，注意全补偿中心锚结绳的转角柱，其容量增加。
锚接绳的转角柱，应采用锚柱。
尽头线的锚柱，应距车挡有一定距离。
条件不允许时，才把锚柱放在车挡近旁，但这样缩短了尽头线的有效长度。
一般正线上的接触线用GLCA—100\215型，站线及段管线用GLCB—80\173型。
在有其它类型的接触线可以代替时，其载流量不得低于上述类型的钢铝接触线。
支柱编号，一般顺着公里标的方向从左侧到右侧，从上行到下行。
货物线、专用线都另行编号。
（3）、站场平面图中表格栏的内容说明
①．支柱侧面限定：
指由支柱内缘至线路中心的距离，其值随线路曲线半径而变化。
根据规定，直线上建筑接近限界宽度为2440m。
但在机车走行线上允许将为2000mm。
在曲线区段上，建筑接近限界的宽度还应加宽，加宽公式为
曲线内侧加宽宽度
曲线外侧加宽宽度
式中R—曲线半径（m）；
H—计算点至轨面算起的高度（mm），一般取3000mm；
h—外轨超高值（mm）；
目前在设计中，又接触网支柱内缘至线路中心线的距离，习惯上被称为“支柱侧面限界”，用符号表示。
常见选用值见下表5-2—2：
表5-2—2（a）腕臂支柱侧面限界
曲线半径（m）
200
200—599
600—1000
>1000
曲线外侧限界（m）
2.8
2.7
2.6
2.6
2.5
曲线内侧限界（m）
3.1
3.1
2.8
2.7
—
表5-2—2（b）桥上支柱侧面限界
支柱设置线路条件
曲线外侧
曲线内侧
曲线半径（m）
250—1500
>1500
250—350
400—1500
2000—4000
侧面限界（m）
2.9
2.7
3.0
2.9
2.8
注意：
对于软横跨支柱，一般取3.0m，位于基本站台上时，取6.0m.。
②．支柱类型：
表示支柱的材质、型号、容量及数量。
如，表示两根容量为，高为13m的钢支柱。
表示容量为垂直线路方向，顺线路方向的钢筋混凝土支柱。
8.7表示支柱基础以上高度，3.0为基面以下支柱埋置深度。
因为支柱都是定型设计，为简便起见，上面类型可以简化为H—4.8—25。
③．地质情况：
表示支柱所在位置的地质状态。
如土的种类及挖填方等。
一般安息角或土的承压力表示。
若标示，表示填方，安息角为。
为挖方，土的允许承压力为147pa。
④．基础或软横卧板类型：
表示所选用基础或横卧板的类型及数量。
它是根据支柱容量大小和支柱所在地点的地质情况决定的。
如支柱为，表示两个型基础。
J—基础类型，8—基础型号，15—表示用于15m高钢支柱的基础。
1—Ⅱ为一块Ⅱ型横卧板。
E、软横跨结点及拉杆、腕臂、定位管、定位器类型表示软横跨结点的类型及数量：
1、2表示钢筋支柱的非站台侧、站台侧；3、4表示钢筋混凝土的非站台侧、站台侧；6、7表示道岔定位；8表示横向分段；9表示有中间站台的横向分段；10表示一组悬挂为工作支，另一组为非工作支定位；11、12表示两种形式的非工作支定位。
第三章负载计算
各种气象条件下悬挂负载的计算：
【3】
已知条件：
=40C，，，
，，，
技术条件：
：
，，，
：
，，
：
，，
a—风速不均匀系数
K—风载体型系数
（1）、接触悬挂的自重负载
：
：
（2）、最大风速时承力索风负载
（3）、承力索纯冰负载
（4）、接触线纯冰负载
：
：
（5）、承力索覆冰时风负载
（6）、承力索最大风速时合成负载
：
：
（7）、承力索覆冰时合成负载
：
：
第四章软横跨支柱容量校验
4.1确定横向承力索的水平张力【4】
（1）、求悬挂支座反力
由有：
（2）、确定最短吊弦位置
所以，最低悬挂点出现在处，即Ⅲ轨道上方。
（3）、求最大弛度及T
最大力矩由左侧悬挂对Q3悬挂点取矩为：
故水平张力
4.2确定上、下部固定绳的张力
取松边张力为100kg
（1）、线索的风负载：
（2）、接触线之字力：
（3）、固定绳张力
上部固定绳张力：
下部固定绳张力：
（4）、支柱受风力
由支柱类型可知，支柱顺线路方向顶宽支柱顺线路方向底宽，故支柱受风面积S为：
支柱受风力：
故作用于支柱上的总弯矩为：
故选择型的钢柱满足要求。
第五章接触网的安装及日常维护注意事项
5.1接触网的安装注意事项
（1）、安装前需检查零配件是否齐全，装配是否灵活，运输中是否发生碰撞、砸伤等缺陷。
（2）、M10的螺栓用扭矩扳手进行紧固，紧固时加力速度应均匀，不宜过大。
（3）、安装后，吊弦线夹应垂直与接触线，不应偏斜，吊弦跨距及伸缩位移角正确。
（4）、检查有无其他异常现象。
5.2接触网的日常维护注意事项
（1）、检查线夹板有无裂纹、变形等异状。
（2）、吊弦有无电烧伤，环节吊弦是否磨损到限。
（3）、螺母是否松动。
（4）、线夹位置是否正常。
接触网的日常维护与检修都是通过接触网检修作业车进行的。
（检修车见附录）
5.3接触网检修车安全注意事项
（1）、作业车移动，作业平台升、降转动时，严禁人员上下平台；人员上下作业平台时，严禁作业车移动及升、降、转动作业平台。
（2）、人员上下平台前必须告知平台上负责人，得到允许后方准上、下。
（3）、严禁执行呼唤应答制度。
（4）、严禁跨越踏步封板上下作业平台。
在电气化区段作业车收工后应及时装设踏步封板，禁止人员上下。
第六章接触网的检修
6.1接触网的检修标准【5】
（1）、检调拉出值、之字值。
（2）、接触线接头制作。
（3）、承力索接头制作。
（4）、检调定位装置。
（5）、调正及更换吊弦。
（6）、检调线岔。
（7）、检调支持装置。
（8）、检调锚段关节（绝缘和非绝缘）
（9）、检调更换分段绝缘器。
（10）、检调更换分项绝缘器（器件式）
（11）、检调电连接器。
（12）、更换悬式绝缘子。
（13）、更换棒式绝缘子。
（14）、检测补偿器。
（15）、检测隔离开关。
（16）、检测避雷器。
（17）、检测附加导线。
（18）、支柱检修。
（19）、检调软横跨。
（20）、检调安全网栅。
（21）、检修标志牌。
（22）、检调地线、下锚拉线。
（23）、检调限界门。
6.2接触网的日常检修【5】
6.2.1吊弦制作
（1）、工具材料：
2m长卷尺、个人检修工具。
（2）、时间：
6min
（3）、安全用品：
着工装、戴手套、佩戴安全帽。
（4）、技术要求
①．制作一根三节吊弦，标准长度为600mm＋300mm＋900mm，下料长度为900mm＋600mm十1000mm。
②．吊弦环缠绕圈数2．5～3圈（从交叉处起算），缠绕的第一圈交叉后应够90度，匝间应密贴，双环时两环互相垂直，缠绕余头不超过100。
，环孔呈水滴状长25～40mm，宽20～25mm，收口处线头不得上翘。
③．吊弦不得有明显伤痕，手不得有刮伤、划伤现象，必须戴手套操作。
6.2.2承为索回头制作
（1）、工具材料：
工具袋、2mm卷尺。
手锤、个人工具、GJ－70钢绞线、70型楔形线夹、细绑线。
大剪子。
（2）、时间：
5min
（3）、安全用品：
着工装、戴手套、佩戴安全帽。
（4）、技术标准
①．承力索回头从线夹边沿算起450～500mm。
②．钢绞线在线夹内的回头应与楔子密贴，楔子必须打紧。
③．承力索不得散股和扭劲。
④．线夹与承力索回头不得有重伤。
⑤．对回头端部进行绑扎，如绑扎一处则离回头端部50mm处开始，绑扎长度为100mm。
如绑扎两处，则每处绑扎20mm，相距100～150mm扎第二处，回头露50mm。
⑥．工序正确无返工现象。
⑦．不得带手套握手锤，手和腿无碰伤，操作正确。
6.2.3隔离开关检调
（1）、工具材料：
2mm卷尺、个人工具
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