接觸網(wǎng)工程課程設計報告接觸網(wǎng)工程課程設計報告評語：考勤（10）守紀（10）設計過程（40）設計報告（30）小組答辯（10）總成績（100）專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：電氣110x姓名：xxx學號：201109xxx指導教師：王秀華蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2014年7月4日1設計原始資料1.1具體題目高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)中心錨結設計。1.2要完成的內容根據(jù)高速電氣化鐵路中心錨結的要求，計算高速接觸網(wǎng)中心錨結的位置，設計高速電氣化鐵路中心錨結，并說明其工作原理。2設計課題的計算與分析2.1中心錨結的作用接觸懸掛的每一個錨段，它的導線都是獨立的線段，在正常情況下，無論是硬錨還是補償下錨，一個錨段內的導線都是作為整體而工作的。導線在溫度變化時要伸長（或縮短），對于兩端硬錨的導線，縱向不會產(chǎn)生位移，導線所產(chǎn)生的伸長都耗散在每一個跨距內。兩端補償下錨的導線，因導線上各種拉力和阻力不同，兩端會出現(xiàn)不平衡的拉力，從而使導線向一端移動。為了防止這種現(xiàn)象的產(chǎn)生以及當錨段內出現(xiàn)斷線后能縮小事故范圍，可以在錨段的約一半長度的一個跨距內（錨段中間部位）設置中心錨結，將該點的導線拉緊固定，在任何情況下，該點都不會出現(xiàn)偏移。接觸網(wǎng)錨段安裝中心錨結后，線索在中心錨結處相當于死固定方式，因此當溫度變化時，錨段內線索的熱脹冷縮便發(fā)生在中心錨結與兩端的補償器間，有效縮短了線索的伸縮范圍。中心錨結具有以下作用：(1)錨段線索張力比較均勻，保證接觸懸掛處于良好工作狀態(tài)。(2)設立中心錨結后可以縮小事故范圍，即當一側發(fā)生斷線事故時不至影響中心錨結另一側懸掛線路，有利于搶修事故和縮短事故搶修時間。(3)可防止線索在外力作用下向一側串動，如風力、受電弓摩擦力、因坡道和自身重力引起的串動力。2.2中心錨結的分類2.2.1半補償中心錨結半補償鏈形懸掛的中心錨結如圖1所示。半補償鏈型懸掛的中心錨節(jié)應裝在設計指定跨距的中間位置上。半補償中心錨結承力索兩端都是硬錨，縱向不產(chǎn)生移位，接觸線兩端為補償下錨，用錨結繩固定在承力索上，使該點接觸線也不產(chǎn)生移位。中心錨結設在錨段中間部位的一個跨距中間。當一側接觸線斷線后，另一側接觸線在中心錨結輔助繩的拉力下，不發(fā)生松動現(xiàn)象，起到了縮小事故范圍的作用。錨結繩的長度一般應為承力索與接觸線間距的20倍，但不得小于15m。圖1半補償中心錨結2.2.2全補償中心錨結全補償鏈型懸掛的承力索和接觸線兩端都是補償下錨，均可能因兩端張力不平衡而產(chǎn)生移動，所以承力索和接觸線都要設置中心錨結進行固定，其固定形式相當于由半補償鏈型懸掛中心錨結與承力索中心錨結兩部分組成。接觸線的中心錨結繩在跨距中間與承力索固定，而承力索的中心錨結是在接觸線中心錨結所在的跨距內增加一根承力索中心錨結輔助繩，在該跨距兩端的腕臂上固定以后，再延長一個跨距拉向另一支柱錨固，使該跨距的承力索不產(chǎn)生位移，因此承力索中心錨結由三個跨距組成。如圖2，承力索中心錨結繩通過絕緣子串并抬高后下錨。全補償鏈型懸掛接觸線中心錨節(jié)安裝的要求及標準和半補償相同。其承力索的中心錨節(jié)繩該跨距中部及相鄰兩懸掛點處的承力索用鋼線卡子固定，跨距中部為三個，懸掛點兩側各為兩個相互倒置，間距為1m，中心錨節(jié)繩的弛度略小于或等于該跨距的承力索弛度，錨節(jié)繩的兩端分別固定在設計指定的支柱上。全補償鏈型懸掛中心錨結由半補償鏈型懸掛中心錨結部分及輔助繩組成。輔助繩的中間與承力索固定，兩端錨固定在支柱上。安裝時輔助繩應抬高錨固，一般不得低于承力索的高度。圖2全補償中心錨結2.2.3隧道內中心錨結在隧道內，對應于不同的懸掛類型，隧道內中心錨結分為簡單懸掛中心錨結、半補償鏈型懸掛中心錨結及全補長鏈型懸掛中心錨結。簡單懸掛中心錨結及全補償鏈型懸掛中心錨結兼有懸掛點的作用。半補償鏈型懸掛中心錨結設在跨距的中間，在結構形式上與全補償長形式類同。隧道內中心錨結的特點是可以利用隧道頂，將承力索或接觸線相應固定裝置直接固定到隧道頂上。隧道內中心錨節(jié)如圖3所示。圖3隧道全補償鏈型懸掛2.3中心錨結的設置原則設置中心錨結時，在直線區(qū)段，一般盡量設置在錨段的中間部位，當含有曲線時，中心錨節(jié)應靠向曲線較多的部位。在兩端裝設補償器的接觸網(wǎng)錨段中，必須加設中心錨結。每個錨段中心錨結的安設位置應根據(jù)線路情況和線索的張力增量計算確定。中心錨節(jié)位置一般設在錨段中部附近，原則上要求從中心錨節(jié)到兩端補償器間的張力差應大致相等。2.4中心錨結位置的確定一般情況下，對于錨段長度的校驗，在計算極限溫度下，接觸線應保證張力增量值不超過15%Tj，Tj代表接觸線在補償器處的張力，承力索應保證張力增量值不超過10%Tmax；而對于中心錨結的校驗，則分別計算從中心錨結到兩端補償器之間的張力差，若張力差大致相等，則滿足技術要求。取錨段長度為1600m，其中直線區(qū)段長度為650m，曲線區(qū)段為950m。中心錨結設置在分界點沿曲線區(qū)段方向300m處，則在直線區(qū)段方向補償器與中心錨結間的距離為L=950m，跨距l(xiāng)=60m；在曲線區(qū)段方向補償器與中心錨結間的距離為L=650m，跨距l(xiāng)=50m，曲線半徑R=3000m。2.5相關資料和參數(shù)2.5.1設計條件接觸線采用全補償鏈形懸掛，在第九區(qū)典型氣象區(qū)進行裝設。2.5.2具體參數(shù)(1)接觸線采用GLCN190(鋼鋁接觸線)：Tj=20kN；接觸線計算截面積為：Sj=190mm2；接觸線的彈性系數(shù)為：Ej=97500MPa；線脹系數(shù)為：=17×10K；接觸線的自重負載為：gj=9.81×10kN/m。(2)承力索采用LBGLJ185(鋁包鋼鋁絞線)：Tc=17.5kN；承力索計算截面積為：Sc=185mm2；承力索的彈性系數(shù)：Ec=70000MPa；線脹系數(shù)：=12×10-6K；承力索自重負載：gc=6.78×10kN/m。(3)tmax=40℃，tmin=20℃。故吊線及定位器處于正常位置時的溫度℃，所以?t=tmaxtd=4010=30℃。(4)在全補償鏈形懸掛中，接觸線馳度變化很小，且溫度變化耗損于馳度方向的縱向位移較小，因此，=0。(5)接觸線無馳度時，承力索的馳度F0=0.54m。(6)接觸線的結構高度h=1.4m，則吊弦長度c=cmin+1/3F0，cmin=hF0，所以c=h2/3F0=1.42/3×0.54=1.04m。2.6全補償鏈形懸掛張力增量的計算2.6.1接觸線張力增量的計算(1)直線區(qū)段產(chǎn)生的張力增量：由公式jjjjjjjdE)(322)()(SEglLLctglLLT2.312.31kN190975001081.9)60950(9503204.12)3010170(1081.9)60950(950363jdET所以?TjdE﹤15%Tj=3.0kN滿足要求。(2)曲線區(qū)段產(chǎn)生的張力增量：由公式jjjjjjjdE)(322)()(SEglLLctglLLT1.09kN190975001081.9)50650(6503204.12)3010170(1081.9)50650(650363jdET所以?TjE﹤15%Tj=3.0kN滿足要求。2.6.2承力索張力增量的計算(1)在直線區(qū)段上，承力索沿線路中心布置，在溫度變化時，承力索雖有轉動仍可認為承力索不產(chǎn)生張力增量,故?TcdE=0kN。(2)曲線區(qū)段承力索只考慮溫度變化的張力增量：由公式(3)曲線區(qū)段承力索的張力增量：由公式所以?TcE﹤10%Tc=1.75kN滿足要求。綜上所述，中心錨節(jié)選取滿足要求。3設計總結在不懈的努力和老師的幫助下，完成了接觸網(wǎng)工程課程設計中高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)中心錨結的設計。在課程設計中采用的錨段長度為1600m，其中直線段占650m，曲線段占950m，將中心錨結設置在分界點沿曲線區(qū)段方向300m處，采用全補償鏈型懸掛結構，經(jīng)過對接觸線與承力索張力的測算比較，設計符合錨段關節(jié)設計的參數(shù)要求。在設計過程的開始階段遇到了諸多困難，主要有設計中接觸線與承力索各項參數(shù)的選取和公式選取，在和同學互相交流討論后，通過不斷地演算與比對，最終順利的解決了所遇到的難題，圓滿的完成了本次設計。通過這次設計，我對接觸網(wǎng)的用途及工作原理有了更加深刻的認識，熟悉了高速