1、接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置 主講人 董昭德 西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院 2011.09. 成都,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.1接觸網(wǎng)的電分段及電連接,1接觸網(wǎng)電分段的目的 2接觸網(wǎng)電分段的類型 3接觸網(wǎng)電分段原則 4接觸網(wǎng)電分段設(shè)備 5接觸網(wǎng)電連接,1目的 增加接觸網(wǎng)供電的靈活性和安全性，縮小停電事故范圍，滿足供電和檢修以及其它特殊需要 。,接觸網(wǎng)電分段示意圖,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,2電分段的類型 橫向電分段： 接觸網(wǎng)線路之間進(jìn)行的電分段，它用于復(fù)線上下行股道間，車站，車場(chǎng)各股道間的接觸網(wǎng)電分段； 由分段絕緣器和隔離開關(guān)、懸式絕緣子（用于軟橫跨）實(shí)現(xiàn)； 縱向電分段： 接觸網(wǎng)沿線路方向進(jìn)

2、行的電分段叫縱向電分段。用于沿線路方向接觸網(wǎng)之間的電分段，如沿線路方向各供電臂之間的電分段。 由絕緣錨段關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)。,4.1接觸網(wǎng)的電分段及電連接,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.1接觸網(wǎng)的電分段及電連接,3電分段設(shè)備,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,電連接線,接觸線,分段絕緣器本體,承力索,硅橡膠絕緣子,消弧裝置,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,接觸網(wǎng)的電分段設(shè)備分段絕緣器,硅橡膠絕緣子,分段絕緣器,插入錄相,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,組成：電連接線和電連接線夾；作用：等電位，導(dǎo)流、減少網(wǎng)阻抗。 種類：橫向和縱向兩種。錨段關(guān)節(jié)處的電連接為縱向電連接。幾股道接觸懸掛并聯(lián)起來(lái)的跨越股道間的電連接

3、為橫向電連接。,4 接觸網(wǎng)的電連接,1為什么要換相？ 2電分相的設(shè)置原則,4.2接觸網(wǎng)的電分相,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,相關(guān)名詞 供電臂 供電分區(qū),設(shè)置原則： 1為減少接觸網(wǎng)分相數(shù)量，避免分區(qū)亭開關(guān)設(shè)備承受線間電壓，為雙邊供電或越區(qū)供電提供技術(shù)平臺(tái)，兩相鄰變電所之間的接觸網(wǎng)一般應(yīng)采用同一相電源供電； 2接觸網(wǎng)電分相區(qū)一般設(shè)置在牽引變電所和分區(qū)亭出口，牽引變電所供電分區(qū)處，鐵路局分界處； 3不得將接觸網(wǎng)電分相區(qū)設(shè)置在大于5的坡道區(qū)段或距車站進(jìn)站信號(hào)機(jī)的距離小于500m的范圍內(nèi)。,4.2.1接觸網(wǎng)電分相及其設(shè)置原則,根據(jù)牽引變電所對(duì)供電臂的供電情況和線路單復(fù)線及上下行接觸網(wǎng)間的連接情況，牽引

4、變電所對(duì)接觸網(wǎng)的供電形式可分為單線單邊供電、單線雙邊供電、單線越區(qū)供電、復(fù)線單邊并聯(lián)供電、復(fù)線單邊分開供電以及復(fù)線雙邊紐結(jié)供電等多種形式。簡(jiǎn)言之，有單邊供電、雙邊供電和越區(qū)供電三種方式。,4.2.2牽引變電所對(duì)接觸網(wǎng)的供電方式,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.3接觸網(wǎng)電分相設(shè)備與結(jié)構(gòu),第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,單元件式,多元件式,帶中性段的絕緣錨段關(guān)節(jié)（電分相）,4.2.3接觸網(wǎng)電分相設(shè)備與結(jié)構(gòu),第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,鐵道部2003年頒部的京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定（下冊(cè)）和2005年頒部的新建時(shí)速200公里客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定中均規(guī)定我國(guó)時(shí)速200公里以上接觸網(wǎng)的電分相均

5、采用帶中性段的絕緣錨段關(guān)節(jié)式電分相,11跨帶中性段絕緣錨段關(guān)節(jié),兩個(gè)中性段的結(jié)構(gòu),4.2.3接觸網(wǎng)電分相設(shè)備與結(jié)構(gòu),第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,電分相標(biāo)志牌設(shè)置示意圖,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.3接觸網(wǎng)電分相設(shè)備,課間休息！,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,機(jī)車自動(dòng)過(guò)分相的方式： （1）地面開關(guān)站自動(dòng)切換方式； （2）網(wǎng)上開關(guān)自動(dòng)斷電方式； （3）機(jī)車自動(dòng)斷電方式；,代表： 日本：地面開關(guān)站自動(dòng)切換方式 法國(guó)：車載自動(dòng)斷電方式 西班牙：車載自動(dòng)斷電方式 瑞士：網(wǎng)上開關(guān)自動(dòng)斷電方式,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),1地面開關(guān)自動(dòng)切換方式,（1）系統(tǒng)構(gòu)成及工作

6、原理,真空負(fù)荷開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓：27.5kV; 工頻耐壓：95kV，持續(xù)1分鐘； 額定關(guān)合電流：20kA; 額定工作電流：1000A; 合閘時(shí)間：不大于70ms; 分閘時(shí)間：不大于40ms; 沖擊耐壓：185kV; 電氣壽命：大于5萬(wàn)次； 機(jī)構(gòu)壽命： 大于5萬(wàn)次。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),（）電源,（）電源,中間斷電區(qū),輪軌,在線檢測(cè)電路,開關(guān)斷路器（）,斷開,開關(guān)斷路器（）,閉合,無(wú)列車狀態(tài),地面開關(guān)方式工作過(guò)程,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,（）電源,（）電源,架線,中間斷電區(qū),輪軌,在線檢測(cè)電路,開關(guān)斷路器（）,斷開,開關(guān)斷路器（）,閉合

7、,列車靠近,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,地面開關(guān)方式工作過(guò)程,（）電源,（）電源,架線,中間斷電區(qū),輪軌,在線檢測(cè),開關(guān)斷路器（）,斷開,開關(guān)斷路器（）,閉合,進(jìn)入中間斷電區(qū)、在線檢測(cè),第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,地面開關(guān)方式工作過(guò)程,（）電源,（）電源,架線,中間斷電區(qū),輪軌,開關(guān)斷路器（）,斷開,開關(guān)斷路器（）,斷開,在線,開關(guān)斷路器（）斷開,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,地面開關(guān)方式工作過(guò)程,（）電源,（）電源,架線,中間斷電區(qū),輪軌,在線,開關(guān)斷路器（）,閉合,開關(guān)斷路器（）,斷開,開關(guān)斷路器（）閉合,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,地面開關(guān)方式工作過(guò)程,（）電源,（）電源,架線,中

8、間斷電區(qū),輪軌,無(wú)列車,開關(guān)斷路器（）,斷開,開關(guān)斷路器（）,斷開,開關(guān)斷路器（）斷開,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,地面開關(guān)方式工作過(guò)程,1地面開關(guān)自動(dòng)切換方式,系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)： 真空負(fù)荷開關(guān)； 控制系統(tǒng)； 機(jī)車、變電所、自動(dòng)裝置之間的兼容,控制系統(tǒng)： 由可編程控制器、機(jī)車位置傳感器、輸入信號(hào)隔離、輸出驅(qū)動(dòng)、電源、顯示、報(bào)警、試驗(yàn)等部分組成。必須精確可靠地實(shí)現(xiàn)對(duì)各執(zhí)行部件的自動(dòng)控制和狀態(tài)監(jiān)視，并具有以下功能： 有足夠的邏輯運(yùn)算及控制能力；能自動(dòng)檢查出裝置中出現(xiàn)的各種故障并分類報(bào)警；響應(yīng)速度快，開關(guān)切換時(shí)的瞬時(shí)斷電時(shí)間短；抗干擾性能強(qiáng)，能在接觸網(wǎng)的電磁干擾環(huán)境下可靠工作； 能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)間歇的連

9、續(xù)工作。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),真空負(fù)荷開關(guān)： 為減輕過(guò)渡過(guò)程對(duì)機(jī)車電器設(shè)備的機(jī)電沖擊，真空負(fù)荷開關(guān)切換過(guò)程中的瞬間斷電時(shí)間應(yīng)很短，其分合閘速度應(yīng)很快； 真空負(fù)荷開關(guān)動(dòng)作頻繁，其機(jī)械和電氣壽命受到嚴(yán)重威脅，應(yīng)想盡一切辦法提高其機(jī)電壽命。,兼容問(wèn)題： 大功率負(fù)荷切換勢(shì)必產(chǎn)生較大的過(guò)渡過(guò)程，過(guò)渡過(guò)程產(chǎn)生的危險(xiǎn)高電壓對(duì)機(jī)車電氣設(shè)備、供電系統(tǒng)電氣設(shè)備及其運(yùn)行安全危害極大，它使機(jī)車電氣設(shè)備壽命縮短，變電所跳閘，燒傷或燒損接觸網(wǎng)。因此，選擇恰當(dāng)?shù)暮祥l相位和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與供電設(shè)備和機(jī)車電氣設(shè)備間的兼容性是本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，,1地面開關(guān)自動(dòng)切換方式,地面方式的利弊：涉

10、及面大，重疊的冗余既不可少也不可靠。 由于切換用的斷路器在列車過(guò)分相時(shí)均要進(jìn)行開閉動(dòng)作，因此要求斷路器具有承受高頻度的開閉動(dòng)作性能。操作機(jī)構(gòu)故障多，是供電設(shè)備中的維修重點(diǎn)。 帶負(fù)荷轉(zhuǎn)換產(chǎn)生較大的過(guò)渡過(guò)程，對(duì)電力機(jī)車電氣的安全危害大。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),1地面開關(guān)自動(dòng)切換方式,地面開關(guān)方式原理圖,日本地面開關(guān)自動(dòng)切換方式,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),列車過(guò)分相區(qū)產(chǎn)生過(guò)電壓的原因是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的電磁過(guò)渡過(guò)程，其形成機(jī)理和過(guò)程仍在不斷探索之中。為解決過(guò)電壓的問(wèn)題，2003年以后，日本對(duì)新干線地面轉(zhuǎn)換過(guò)分相裝置在上圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技

11、術(shù)改進(jìn)，將兩臺(tái)串聯(lián)的真空斷路器分別代替S1和S2，即裝置采用了四臺(tái)真空斷路器，以此提高滅弧能力,2網(wǎng)上開關(guān)方式,網(wǎng)上開關(guān)方式原理圖 L1,L2磁控線包；K1，K2真空滅弧室；ab、cd、ef、gh電分段器； xy相間主絕緣；MDA過(guò)電壓吸收器。,優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，截流過(guò)電壓和重然過(guò)電壓；瞬間失電，涌流很大，常引起變電所和機(jī)車主斷路器跳閘；適合100km/h.,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),（1）系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理,2網(wǎng)上開關(guān)方式,(a) 過(guò)渡過(guò)程中的過(guò)電壓； （b）涌流的限制； （C）裝置的機(jī)械和電氣壽命。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),

12、（2）系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),（a）過(guò)電壓 截流過(guò)電壓和重燃過(guò)電壓是網(wǎng)上自動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)電分相系統(tǒng)中出現(xiàn)的兩類過(guò)電壓，截流過(guò)電壓大多采用RC回路或氧化鋅能量吸收裝置消除。采用在電流零點(diǎn)上截流的方法消除重然過(guò)電壓；通過(guò)改善過(guò)電壓的變化率或降低峰值的方法以使過(guò)電壓得到緩解。,日本資料介紹日本自動(dòng)過(guò)電分相裝置的涌流值可達(dá)到正常工作電流的67倍，易造成電力機(jī)車主斷路器和牽引變電所的跳閘。為消除涌流，應(yīng)合理設(shè)計(jì)L1與L2的阻抗，使涌流得到了大幅度的限制。 為保護(hù)機(jī)車在過(guò)渡過(guò)程中有充分余量保障不跳閘,根據(jù)涌流時(shí)間短的特點(diǎn)，應(yīng)把機(jī)車主變壓器過(guò)流保護(hù)與輔機(jī)電路過(guò)流保護(hù)在電流整定值不變的前提下，將原來(lái)的速動(dòng)型保護(hù)改為延遲型保護(hù)

13、具體延遲時(shí)間應(yīng)根據(jù)機(jī)車電器參數(shù)和電流大小進(jìn)行相應(yīng)整定計(jì)算 。,牽引電流變化很大，由此引起的電磁力變化也非常大，電流過(guò)小電磁力不足，電流過(guò)大電磁力過(guò)大，電磁吸合沖擊力過(guò)大，對(duì)機(jī)械壽命影響很大。 利用電磁飽和原理來(lái)恒定電磁吸合力，當(dāng)牽引電流達(dá)到30 A時(shí)系統(tǒng)就具備了正常的工作能力，當(dāng)牽引電流大于40 A時(shí)，該裝置進(jìn)入飽和狀態(tài)，保證電磁力恒定，盡管電流有很大范圍內(nèi)變化，但電磁吸合力均處于恒定許可的范圍內(nèi)，保障了機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性。 。,3車載自動(dòng)過(guò)分相方式,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),（1）車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的組成,車載自動(dòng)斷電過(guò)分相系統(tǒng)由安裝于電分相區(qū)的四個(gè)地面磁性感應(yīng)

14、器、安裝于機(jī)車底部的車載地面感應(yīng)信號(hào)接收器、安裝于機(jī)車室內(nèi)的控制系統(tǒng)和安裝于司機(jī)室的信號(hào)指示系統(tǒng)四個(gè)部分組成。,四個(gè)地面感應(yīng)信號(hào)接收器，前后互為備用，其安裝位置在機(jī)車轉(zhuǎn)向架處，距線路中心 距鋼軌軌面,3車載自動(dòng)過(guò)分相方式,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),（1）車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的組成,四個(gè)地面磁性感應(yīng)器； 四個(gè)車載地面感應(yīng)信號(hào)接收器； 控制系統(tǒng)； 指示系統(tǒng)。,地面設(shè)備的安設(shè),1、2號(hào)地面感應(yīng)器間的距離列車設(shè)計(jì)最大運(yùn)行速度X主斷路器斷開前系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間,（）電源,（）電源,中間斷電區(qū),輪軌,無(wú)列車,無(wú)列車狀態(tài),3車載自動(dòng)過(guò)分相方式,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4

15、自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),（2）車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的工作原理,（）電源,（）電源,架線,中間斷電區(qū),輪軌,在線檢測(cè)電路,列車從B相向A相通過(guò)，滑板通過(guò)錨段關(guān)節(jié)使中性段為B相電,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),3車載自動(dòng)過(guò)分相方式,（2）車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的工作原理,（）電源,（）電源,架線,中間斷電區(qū),輪軌,在線,列車進(jìn)入中性區(qū)，靠慣性運(yùn)行,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),3車載自動(dòng)過(guò)分相方式,（2）車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的工作原理,（）電源,（）電源,架線,中間斷電區(qū),輪軌,在線,通過(guò)錨段關(guān)節(jié)，中性段帶A相電,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自

16、動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),3車載自動(dòng)過(guò)分相方式,（2）車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的工作原理,（）電源,（）電源,架線,中間斷電區(qū),輪軌,無(wú)列車,接觸網(wǎng)恢復(fù)無(wú)列狀態(tài),第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),3車載自動(dòng)過(guò)分相方式,（2）車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的工作原理,中性段的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)車編組情況，即：動(dòng)力集中或動(dòng)力分散、升弓數(shù)量、兩相鄰受電弓間的距離、受電弓之間的聯(lián)接情況以及最高運(yùn)行速度等因素確定。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,3車載自動(dòng)過(guò)分相方式,（2）車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)的工作原理,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),（3）系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) (a)如何根據(jù)接收到的不同地面感應(yīng)信號(hào)時(shí)的通過(guò)速度、升前弓和升后

17、弓、接收感應(yīng)器所處位置進(jìn)行斷電和合電的時(shí)間和位置的精確計(jì)算，盡量減少機(jī)車過(guò)分相時(shí)的速度損換和斷電距離是該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一； (b)車載自動(dòng)過(guò)分相系統(tǒng)與列車控制系統(tǒng)是兩套具有相對(duì)獨(dú)立性的系統(tǒng)，存在兩個(gè)控制系統(tǒng)并存的資源浪費(fèi)，如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成和資源融合是該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一； (c) 該系統(tǒng)在過(guò)分相區(qū)時(shí)，同樣伴隨有較強(qiáng)的過(guò)渡過(guò)程，過(guò)電壓對(duì)電力機(jī)車電器、接觸網(wǎng)和變電所設(shè)備與運(yùn)營(yíng)安全存在嚴(yán)重威脅，如何縮短過(guò)渡過(guò)程，嚴(yán)格控制過(guò)電壓峰值是該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一； （d）地面感應(yīng)器對(duì)鋼軌產(chǎn)生磁化作用，使車載感應(yīng)器對(duì)地面識(shí)別發(fā)生混亂，從而影響系統(tǒng)的正常判定和動(dòng)作時(shí)間，如何提高系統(tǒng)的識(shí)別精度是該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之

18、一。,3車載設(shè)備自動(dòng)斷電方式,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)： （1）地面感應(yīng)器免維護(hù)，可靠度高； （2）安全性較高，速度損失小； （3）不適宜大坡道或低速運(yùn)行； （4）機(jī)車控制系統(tǒng)和過(guò)分相系統(tǒng)獨(dú)立，資源浪費(fèi)； （5）磁鐵會(huì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生磁化作用。,3車載設(shè)備自動(dòng)斷電方式,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),（1）問(wèn)題涉及的范圍： 接觸網(wǎng)方面：本身結(jié)構(gòu)參數(shù)是否達(dá)標(biāo)； 中性段長(zhǎng)度與列車和受電弓運(yùn)行方式是否匹配。 裝置本身的問(wèn)題： 車載地面感應(yīng)接收器判定和控制系統(tǒng)計(jì)算是否合理； 供電方面：最高電壓是否達(dá)標(biāo)； 列車方面：列車本身電子電路問(wèn)題；

19、司機(jī)方面：是否按規(guī)定操作。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.2.4自動(dòng)過(guò)電分相技術(shù),4關(guān)于機(jī)車過(guò)分相燒損接觸網(wǎng)的問(wèn)題,課間休息！,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.3接觸網(wǎng)的絕緣及絕緣配合,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,1定義 接觸網(wǎng)的絕緣配合是指按現(xiàn)有技術(shù)條件，綜合考慮電氣化鐵路供電系統(tǒng)中各電氣設(shè)備的絕緣要求和能力，使接觸網(wǎng)絕緣設(shè)備或結(jié)構(gòu)處于最佳工作狀態(tài)，使接觸網(wǎng)絕緣性能和投資最優(yōu)化 。 2絕緣方式： 器件式：絕緣子 結(jié)構(gòu)式：空氣絕緣間隙,機(jī)械方面：滿足抗拉及抗剪切的破壞負(fù)荷強(qiáng)度，并有2.53.0的安全裕度； 電氣方面：滿足干閃絡(luò)、濕閃絡(luò)和擊穿電壓要求。 干閃絡(luò)電壓：絕緣子在干燥、清潔的狀

20、態(tài)下其表面達(dá)到閃絡(luò)時(shí)的最低電壓（對(duì)室內(nèi)用絕緣子而言）； 濕閃絡(luò)電壓：與絕緣子表面成45度角淋雨時(shí)絕緣子表面發(fā)生閃絡(luò)的最低電壓； 擊穿電壓：絕緣子瓷體被擊穿而失去絕緣作用的最低電壓。 沖擊閃絡(luò)電壓：絕緣子滿足防雷要求的電氣指標(biāo)。 絕緣子的干閃、濕閃和擊穿電壓的數(shù)值決定于工作電壓。工作電壓越高，則各數(shù)值的要求就越高，絕緣子的擊穿電壓至少比干閃電壓高1.5倍。 隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，絕緣子的絕緣強(qiáng)度會(huì)逐漸下降，所以每年至少應(yīng)進(jìn)行一次絕緣子電壓分布測(cè)量。,3絕緣子,4.3接觸網(wǎng)的絕緣及絕緣配合,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4接觸網(wǎng)空氣絕緣間隙,接觸網(wǎng)帶電體與接地體(包括大型建筑物、機(jī)車車輛、擴(kuò)大貨物等

21、)之間的空氣絕緣距離稱為絕緣間隙。 絕緣間隙是接觸網(wǎng)絕緣配合的重要內(nèi)容 合理、過(guò)大？過(guò)?。?對(duì)絕緣間隙的要求： 能經(jīng)受住在空載條件下的操作過(guò)電壓； 能保證接觸網(wǎng)在任何惡劣氣候條件下的良好工作狀態(tài)； 能保證在任何運(yùn)營(yíng)條件下，接地零件上不發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象。,絕緣間隙的確定,d一接觸網(wǎng)帶電體與接地體之間的絕緣間隙(m)； UH一接觸網(wǎng)額定電壓(kV)。,絕緣間隙的確定都是建立在試驗(yàn)基礎(chǔ)上的。在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，不僅要考慮絕緣間隙自身的放電電壓特性，還要考慮接觸網(wǎng)各絕緣元件的相互配合和工作條件 。,根據(jù)絕緣配合原則，最小允許固定間隙的干放電電壓必須大于最大操作過(guò)電壓，否則，接觸網(wǎng)將可能不能正常工作，再考慮氣象條

22、件變化等因素，應(yīng)在實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之間取一合理的安全系數(shù)。 若取安全系數(shù)為1.26，最大操作過(guò)電壓為75kV，則固定絕緣間隙的干放電電壓為94.5kV，從工頻放電電壓試驗(yàn)曲線中查得放電間隙為230mm；若取安全系數(shù)為1.5時(shí)，則絕緣間隙的干放電電壓為112.5kV，從圖中查得放電間隙為275mm；因此，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定接觸網(wǎng)的固定絕緣間隙取300mm，最小允許240mm是合理的和可行的。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.3接觸網(wǎng)的絕緣及絕緣配合,5接觸網(wǎng)帶電體與接地體之間的固定絕緣間隙,6瞬時(shí)絕緣間隙的確定,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.3接觸網(wǎng)的絕緣及絕緣配合,A1為超限貨物或車輛與接觸線最

23、低位置時(shí)的垂直距離；A2為承力索與建筑物接地體間的垂直距離；D為受電弓帶電部分與建筑物間的瞬間垂直距離；S為受電弓工作過(guò)程瞬間游動(dòng)范圍。 瞬時(shí)絕緣空氣間隙是在電力機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的，最危險(xiǎn)的情況出現(xiàn)在“受電弓運(yùn)動(dòng)處于極限位置而又受到大氣過(guò)電壓的影響”時(shí)，因此，在大氣過(guò)電壓的情況下,應(yīng)根據(jù)電力機(jī)車頂部安裝的110mm絕緣間隙的配合關(guān)系來(lái)確定瞬時(shí)絕緣間隙 機(jī)車頂部避雷器的110mm絕緣空氣間隙的50%沖擊放電電壓為90kV，工頻放電電壓為55kV。按照絕緣配合的原則，瞬時(shí)絕緣間隙的50%沖擊放電電壓應(yīng)比避雷器的放電電壓大10%以上，即最小瞬時(shí)絕緣間隙的50%沖擊放電電壓不小于99kV。,7絕緣子

24、接地側(cè)瓷裙至接地體的距離,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.3接觸網(wǎng)的絕緣及絕緣配合,鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：絕緣子接地側(cè)瓷裙至接地體間應(yīng)保150mm的空氣絕緣間隙，這主要是考慮了分布電壓的關(guān)系。,海拔1000m以下地區(qū)懸式絕緣子串正常工作時(shí)的電壓分布,注：海拔高度每增100m,其耐壓強(qiáng)度降低1% 。,在海拔為10003500m的地區(qū),絕緣子數(shù)量一般按下式確定,N一高海拔地區(qū)的絕緣子數(shù)量(片)； n一海拔1000m以下地區(qū)的絕緣子數(shù)量(片)； H一高海拔地區(qū)的海拔高度(km)。,棒式絕緣子的耐壓強(qiáng)度應(yīng)以不低于增加后的懸式絕緣子串的絕緣水平為依據(jù)。,在海拔高度超過(guò)1000m的地區(qū),海拔高度

25、每增高100m，接觸網(wǎng)空氣絕緣間隙的參考取值應(yīng)增大1%。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：應(yīng)根據(jù)雷電日及運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，在吸流變壓器的原邊、分相和站場(chǎng)端部的絕緣錨段關(guān)節(jié)處、長(zhǎng)度在2000m及以上的隧道兩端、供電線或AF線連接到接觸網(wǎng)上接線處、分區(qū)亭、開閉所、AT所引入線處設(shè)置避雷裝置對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行大氣過(guò)電壓保護(hù)。目前接觸網(wǎng)上常采用的避雷裝置有閥型避雷器、氧化鋅避雷器、管型避雷器和角隙避雷器。,4.4接觸網(wǎng)的接地與防雷,4.4.1接觸網(wǎng)的防雷設(shè)備,1管型避雷器及其在接觸網(wǎng)中的安裝示意圖,2氧化鋅避雷器 （1）氧化鋅避雷器是在閥型避雷器的基礎(chǔ)上采用氧化鋅片作為工作元件，取消了火

26、花間隙，可以直接和電網(wǎng)并聯(lián)。 （2）氧化鋅電阻閥片具有非常優(yōu)良的非線性伏安特性，通流能力大、殘壓低，能有效保護(hù)電氣設(shè)備的絕緣。 （3）氧化鋅避雷器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕、體積小、動(dòng)作快、耐污性好、運(yùn)行維護(hù)方面等諸多優(yōu)點(diǎn)。,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,氧化鋅避雷器的安裝,絕緣子,與接觸網(wǎng)相接,熔斷器,氧化鋅避雷器,計(jì)數(shù)器,4.4接觸網(wǎng)的接地與防雷,4.4.1接觸網(wǎng)的防雷設(shè)備,當(dāng)接觸網(wǎng)產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí)，角隙上穿放電電流被引入大地，此時(shí)角隙之間的電弧在電場(chǎng)力和上升的熱氣流作用下，自動(dòng)沿著開放的角型導(dǎo)體向外拉長(zhǎng)，弧柱迅速變細(xì)并在大氣中冷卻熄滅，從而提高了避雷器的防污能力及接觸網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。 放電角型間隙

27、是角隙避雷器的關(guān)鍵部分，它由兩個(gè)串在一起的火花間隙組成，其中一個(gè)靠邊的角固定在防污型支柱絕緣子上，用截面不小于25mm2的鋼絞線或70mm2的鋼芯鋁線將它連接到接觸網(wǎng)，而另一個(gè)靠邊的角則通過(guò)支持鋼管和地線接到鋼軌上（或架空地線上）,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.4接觸網(wǎng)的接地與防雷,4.4.1接觸網(wǎng)的防雷設(shè)備,3角形避雷器,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,供電線,架空地線,接觸懸掛,1接地的目的和原因 （1）絕緣老化和損壞，形成泄漏電流或短路電流； （2）電磁感應(yīng)干擾（見(jiàn)第4講）。 因此，鐵路電力牽引設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：“距接觸網(wǎng)帶電部分5m以內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)(橋欄桿、信號(hào)機(jī))均應(yīng)接地”；“接觸網(wǎng)在無(wú)信號(hào)軌道回路區(qū)段可直接接鋼軌，在有信號(hào)軌道回路區(qū)段可直接接扼流變壓器線圈中性點(diǎn)或串接火花間隙后接至鋼軌”。,3.5接觸網(wǎng)的接地與防雷,第4講接觸網(wǎng)的電氣設(shè)備與裝置,4.4接觸網(wǎng)的接地與防雷,4.4.2接觸網(wǎng)的接地,2接地類型 接觸網(wǎng)的接地按作用不同可分為工作接地和防護(hù)接地；根據(jù)接地系統(tǒng)的連接情況，接觸接地可分為分散接地和集中接地。 工作接地是指為設(shè)備的安全運(yùn)行而設(shè)置的接地，如支柱的接地、避雷器接地側(cè)接地、旨在降