接触网课程设计--高速电气化铁路接触网的控制参数设计

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1、接触网工程课程设计报告 1 1 题目分析 1.1 题目 高速电气化铁路接触网的控制参数设计。 1.2 具体内容 根据高速接触网的控制参数及理论分析，设计京沪高速电气化铁路接触网 控制参数。 1.3 设计思路 高速接触网控制参数，就是接触网自身影响高速运行的基本参数，研究这些 参数的最终的目的是保证良好、稳定地受流及使接触线具有较长的使用寿命。研 究和计算的内容主要包括波动速度，反射因数，多普勒因数，增强因数，接触线 应力，链形悬挂的固有频率,此课程设计将对京沪高速接触网的具体控制参数进行 设计、分析和计算。 1.4 设计方案 京沪高速电气化铁路的时速为 350 km/h。通过比较弹链、复链及简

2、链的技术 性能及施工、维护成本，并考虑到我国的基本情况，悬挂模式选择全补偿弹性链 型悬挂，其中接触线材料选择 CuMg120，承力索材料选择 Bz120，现将对京沪 高速电气化铁路的主要设计参数整理，如表 1 所示。 表 1 京沪高铁各种参数 技术参数 符号 单位 量值 承力索张力 c T kN 21 接触线张力 j T kN 27 承力索线密度 c m kg/m 1.08 接触线线密度 j m kg/m 1.08 列车实际速度 v km/h 350 跨距 l m 63 近支撑点吊弦间距 1 l m 9 接触网工程课程设计报告 2 2 设计计算 2.1 波动速度 当受电弓高速运行时，受电弓就要

3、给接触悬挂一个外界抬升力，接触线在受 电弓抬升力的作用后产生沿接触线传播的横向振动波，这个波按接触悬挂的固有 频率所形成的波动速度沿接触线向受电弓前、后两个方向传播，后续受电弓在遇 到前弓形成的振动波时，会产生对受流不利的影响。接触线所形成的振动波的传 播速度 p C可按下式计算： p 3 . 6CTm (2.1) 式中 T 接触线的张力(N)； m 接触线的单位长度质量(kg/m)。 将数据代入式 2.1 得 p 3.627000 1.08569(km /h )C 由经验可知，当行车速度v远小于 p C时，具有较好的受流质量。国外的大量 运行及实践表明，在运行速度为波动速度的 65% 72%

4、时，具有最佳效果。基于上 述原因，波动速度被一致认为是控制运行速度的重要条件，并表示为： p vCg (2.2) 式中 v 实际运行速度(km/h)； p C 波动速度(km/h)； 无量纲系数，一般取 0.650.70。 式 2.2 中的取值不同，接触线的抬升量不同，当值增加，其抬升量也随之 变大，值越接近 1，抬升量越大。实际上，当值大于 0.8 以后，对高速受流会 产生影响，要想提高运行速度，从设计角度讲，必须相应提高接触线的波动速度。 将数据代入式 2.2 得 350 5690.62 通过计算可知，所设计的京沪高速接触悬挂中该参数符合国家规定的标准。 2.2 反射因数 理论分析表明，接

5、触网适应高速的性能与接触线，承力索及吊弦三者的耦合 及参数因素有关，即接触线的振动波在遇到非均质点（如吊弦点、线夹点、分段 接触网工程课程设计报告 3 绝缘器处）时被反射，这种反射的影响用反射因数r 表示，反射因数r用下式计 算： ccccjj ()rT mT mT m (2.3) 式中 c T 承力索的张力(N)； j T 接触线的张力(N)； c m 承力索单位长度的质量(kg/m)； j m 接触线单位长度的质量(kg/m)。 将数据代入式 2.3 得 210001.07(210001.07270001.08 )0.46r 反射因数r越小，表明接触悬挂的耦合性能越好，其波动速度会大为提高

6、，因 此有利于京沪电气化铁路实现高速。 2.3 多普勒因数 受电弓在高速运行中，会受到接触悬挂等各种结构因匹配及参数不同造成的 干扰和影响，其被扰动力激发的接触悬挂形成的振动波与高速运行的受电弓形成 了非常复杂的振动状态，两者是相互影响和制约，这种相互影响、制约及其相互 作用的关系称为多普勒效应，用多普勒因数表示，它是一个与波动速度及运行 速度有关的系数。其计算可用下式表示： pp (C) (C)vv (2.4) 式中 p C 接触悬挂的波动速度(km/h)； v 列车运行速度(km/h)。 将数据代入式 2.4 得 (569350) (569350)0.24 2.4 增强因数 受电弓在高速运行中，在通过定位点或跨距内等距吊弦点时，会周期性的激 发接触线的振动，这种接触线被激发的振动波在传播和反射中时会被增强，振幅 的增强程度用增强因数表示： r