电气化铁道概论.pdf

牵引供电工程概论牵引供电工程概论 目目录录 一、牵引供电系统简介01 二、牵引网的构成01 三、牵引变电所03 四、分区所13 五、开闭所14 六、AT 所15 七、馈电线16 八、接触网16 九、钢轨和吸上线20 十、回流线20 一、牵引供电系统简介一、牵引供电系统简介 电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置组成的， 牵引供电装置 一般分成牵引变电所和接触网两部分。所以人们又称电力机车、牵引 变电所和接触网为电气化铁道的“三大元件”。 将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化 铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两 大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从 110kV（或 220kV）降到 27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上 空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。牵引变 电所所在地的接触网设有分相绝缘装置， 两相邻牵引变电所之间设有 分区所，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。牵引变电所至分区所 之间的接触网（含馈电线）称供电臂。 牵引供电回路是由牵引变电所馈电线接触网电力 机车钢轨回流联接（牵引变电所）接地网组成的闭合回 路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强 烈的电弧， 处理不当会造成严重的后果。 通常将接触网、 钢轨回路 （包 括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。 牵引供电设备的检修运行由供电段负责， 牵引供电系统的运行调 度则由供电调度负责。供电调度通常设在分局和铁路局调度所。 二、牵引网的构成二、牵引网的构成 1.馈电线 2.接触网 3.轨道回路和回流系统 三、牵引变电所三、牵引变电所 牵引变电所是电气化铁路的心脏， 它的功能是将电力系统输送来 的 110kV 或 220kV 等级的工频交流高压电， 通过一定接线形式的牵引 变压器变成适合电力机车使用的 27.5kV 等级的单相工频交流电，再 通过不同的馈电线将电能送到相应方向的电气化铁路（接触网）上， 满足来自不同方向电力机车的供电需要。 牵引变电所一般设在车站的 一端， 在车站和区间分界处与另一端不同相位的供电臂通过分相绝缘 器或电分段锚段关节相连。 同一方向馈出回路的高压开关具备一旁路 备用开关，可满足不间断可靠供电要求和检修的需要。 牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低， 同时以单相方式 馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变 电所的电气接线来达到的。 随着技术水平的提高， 我国干线电气化铁路已推广使用集中监视 及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班，直接由供电调 度实行遥控运行。 1.1.牵引变电所外部电源牵引变电所外部电源 牵引供电系统一般又由铁路以外的容量较大的电力系统供电。 电 力系统有许多种电等级网络和设备， 其中 110KV 及以上电压等级的输 电线路， 用区域变电所中的变压器联系起来， 主要用于输送强大电力， 利用它们向电气化铁路的牵引变电所输送电力，供电牵引用力。电力 牵引为一级负荷，牵引变电所应由二路电源供电。为了保证供电的可 靠性，由电力系统送到牵引变电所高压输电线路无一例外地为双回 线，两条双回线互为备用，平时均处于带电状态。一旦一条回路发生 供电故障，另一条回自动投入，从而保证不间断供电。 2.2.牵引变电所主接线牵引变电所主接线 牵引变电所包括分区亭、开闭所，AT 所等，为了完成接受电 能，高压和分配电能的工作，其电气接线可分为两大部分一次接线 主接线和二次接线。 主接线是指牵引变电所内一次主设备即高压、 强电流设备的联 接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。它反映了牵 引变电所的基本结构和功能。 主接线是根据变电所的容量规模、性能要求、电源条件及配电出 线的要求确定的，其基本主接线型式有单母线分段接线、劳旁路母 线的单母线分段接线、双母线接线、桥式接线、双 T 式即分支式 接线等。P/ u4 二次接线是指牵引变电所内二次设备即低电压、弱 电流的设备的联接方式。其作用是对主接线中的设备工作状态进行 控制，监察、测量以及实现继电保护与远动化等。二次接线对一次主 设备的安全可靠运行起着重要作用。 3.3.牵引变电所牵引变电所供电方式供电方式 交流电气化铁路是以接触网钢轨大地为回路的单相不对称 供电系统， 因此牵引供电所产生的电场和磁场会对通信线路产生电磁 干扰。为了减少电气化铁路对通信线的电磁干扰，在电气化铁路改造 中必需采取防干扰措施。 经过多年的努力我国已有了直接供电（简称 TR 供电）、自耦变 压供电（简称 AT 供电）、吸流变压器供电（简称 BT 供电）和直供 回流供电（简称 DN 供电）方式。 （（1 1）直接（）直接（TRTR）供电方式）供电方式 电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制， 单相交流负荷在接触 网周围空间产生交变电磁场， 从而对附近通信设施和无线电装置产生 一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时， 处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电 缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此 上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称 TR 供电方式）。随着 电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接 触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前 有所谓的 BT、AT 和 DN 供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电 方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度 处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触 网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反， 从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同 的供电方式有不同的防护效果。 （（2 2）自耦变压器（）自耦变压器（ATAT）供电方式）供电方式 由于自耦变压器的作用，接触网和正馈线的电流均为 I/2，方向 相反，有效地减少牵引网对通信线的干扰。 由于自耦变压器的中性点与钢轨相连，牵引网的供电电压为 2 x 25 kV，电压提高了一倍，因此牵引变电所的间距理论上提高了一倍。 例如直供回流线供电方式牵引变电所间距为 20-30km，则 AT 供电方 式为 40-60km。 AT 供电方式用于重载、 高速需大电流的牵引供电系统。 采用 AT 供电方式时，牵引变电所主变输出电压为 55kV，经 AT （自耦变压器，变比 21）向接触网供电，一端接接触网，另一端接 正馈线（简称 AF 线，亦架在田野侧，与接触悬挂等高），其中点抽 头则与钢轨相连。AF 线的作用同 BT 供电方式中的 NF 线一样，起到 防干扰功能，但效果较前者为好。此外，在 AF 线下方还架有一条保 护（PW）线，当接触网绝缘破坏时起到保护跳闸作用，同时亦兼有防 干扰及防雷效果。 显然，AT 供电方式接触网结构也比较复杂，田野侧挂有两组附 加导线，AF 线电压与接触网电压相等，PW 线也有一定电位（约几百 伏），增加故障几率。当接触网发生故障，尤其是断杆事故时，更是 麻烦，抢修恢复困难，对运输干扰极大。但由于牵引变电所馈出电压 高，所间距可增加一倍，并可适当提高末端网压，在电力系统网络比 较薄弱的地区有其优越性。 AT 供电方式牵引变电所由于馈线供电电压提高至 225kV （牵引 网电压仍为 25 Kv），与 25kV 馈线电压相比，变电所间距离成倍扩 大，主变压器容量相应增大（单机最大容量为 63MVA 以上），采用 三相两相平衡接线主变压器有利于改善变电所的主要运行技术 指标（电压水平和负序电流等），提高供电质量。但牵引变电所主接 线相对较复杂，使其一次投资费用增大。它适用于高速、重载和繁忙 干线电气化铁路， 例如在欧洲等一些国家的高速铁路牵引变电所应用 较广泛。随着新世纪高速铁路在中国和世界上不少国家的推广和发 展，AT 供电方式牵引变电所以其技术经济的整体优势，将得到进一 步采用。 （（3 3）吸流变压器（）吸流变压器（BTBT）供电方式）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变 比为 11），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称 NF 线，架 在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有 一根吸上线， 将回流线与钢轨连接， 其作用是将钢轨中的回流 “吸上” 去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。 由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT 供电方式的防护效果 并不理想，加之“吸回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条 件恶化，近年来已很少采用。 （（4 4）直供）直供 回流（回流（DNDN）供电方式）供电方式 在牵引网中不加特殊防护措施，一般只在通信线路少的山区采 用，AT 和 BT 供电方式比较复杂，因此在电气化改造中均采用带回流 线的直接供电方式。 带回流线的直接供电方式取消 BT 供电方式中的吸流变压器，保 留了回流线，利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的回流 尽可能的由回流线流回牵引变电所， 因而部分抵消接触网对临近通信 线路的干扰，其防干扰效果不如 BT 供电方式，通常在对通信线防干 扰要求不高的区段采用。这种供电方式设备简单，因此供电设备的可 靠性得到了提高；由于取消了吸流变压器，只保留了回流线，因此牵 引网阻抗比直供方式低一些，供电性能好一些，造价也不太高，所以 这种供电方式在我国电气化铁路上得到了广泛应用。 这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式，NF 线每隔 一定距离与钢轨相连，既起到防干扰作用，又兼有 PW 线特性。由于 没有吸流变压器，改善了网压，接触网结构简单可靠。近年来得到广 泛应用。 综上所述，早期电气化铁路均采用直接供电方式，为避免和减少 对外部环境的电磁干扰，研发了 AT、BT 和 DN 供电方式，就防护效果 来看，AT 方式优于 BT 和 DN 方式，就接触网的结构性能来讲，DN 方 式最为简单可靠。随着通信技术的快速发展，光缆的普遍应用，通信 设施及无线电装置自身的防干扰性能大为增强， 考虑到接触网的运行 可靠性对电气化铁路的安全运行至关重要，所以通常认为，一般情况 下 DN 供电方式为首选，在电力系统比较薄弱的地区，经过经济技术 比较，可采用 AT 供电方式，BT 供电方式则尽量少采用或不采用。 4.4.牵引变电所设备牵引变电所设备 （（1 1）牵引变压器）牵引变压器 牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足 牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏” 主变压器是牵引变电所内的核心设备，担负着将电力系统供给的 110KV 或 220KV 的三相电源变换成适合电力机车使用的 27.5KV 的单 相电。由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特 点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多，因此要求牵引变压器过负荷 和抗短路冲击的能力要强， 这也是牵引变压器区别于一般电力变压器 的特点。 牵引变电所内的变压器，根据用途不同，分为主变压器牵引变 压器、动力变压器、自耦变压器AT、所用变压器几种；根据接线 方式不同，又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。尽 管变压器的类型、容量、电压等级千差万别，但其基本原理都是一样 的，其作用都是变换电压，传输电能，以供给不同的电负荷。 动力变压器一般是给本所以外的非牵引负荷供电， 电压等级一般 为 27.5/10KV，容量从几百至几千 KVA 不等。 自耦变压器AT是 AT 供电的专用变压器，自身阻抗很小，一般 沿牵引网每 10～20km 设一台，用以降低线路阻抗，提高网压水平及 减少通信干扰。 所用变压器又称自用电变压器是给本所的二次设备、 检修设备 以及日常生活、照明负荷供电的设备，电压一般为 27.5/0.4KV 或 27.5/0.23KV，容量从几十至几百 KVA 不等。 （（2 2）断路器）断路器 断路器是牵引变电所内最为重要的电气设备之一， 其工作最为繁 重，地位最为关键结构最为复杂，它依靠本身所具有的强大的灭弧 能力，不但可以带负荷切断各种电气设备和牵引网线路，更可与保护 装置配合，快速、可带地切断各种短路故障。 （（3 3））电压互感器和电流互感器电压互感器和电流互感器 它们的工作原理和变压器相似它们把高电压设备和母线的运行 电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量 仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电 压互感器二次电压为 l00V/，电流互感器二次电流为 5A 或 1A。电流 互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路,请注意绝不能让其开 路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。 （（4 4）开关设备）开关设备 它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和 合上电路的设备。 断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开 电路故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开， 还可 以有自动重合闸功能。在我国，220kV 以上变电站使用较多的是空气 断路器和六氟化硫断路器。 隔离开关（刀闸的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压， 以保证安全。 它不能断开负荷电流和短路电流， 应与断路器配合使用。 在停电时应先拉断路器后拉隔离开关送电时应先合隔离开关后合断 路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。 负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能 力，一般与高压熔断丝配合用于 10kV 及以上电压且不经常操作的变 压器或出线上。 为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟化硫全封闭组 合电器GIS。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、 出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体 外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。 这种组合电器具有结构紧凑体 积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干 扰等优点，具有发展前景已在变电站投人运行。目前它的缺点是价格 贵，制造和检修工艺要求高。 （（5 5）防雷设备）防雷设备 主要有避雷针和避雷器避雷针是为了防止变电站遭受直接雷击 将雷电对其自身放电把雷电流引入大地。 在变电站附近的线路上落雷 时雷电波会沿导线进入变电站，产生过电压；另外，断路器操作等也 会引起过电压；避雷器的作用是当过电压超过一定限值时，自动对地 放电降低电压保护设备放电后又迅速自动灭弧，保证系统正常运行。 目前，使用最多的是氧化锌避雷器。 5.5.牵引变电所接地牵引变电所接地 牵引变电所接地装置是确保电气设备正常工作和人身、 设备安全 的重要技术措施, 也是构成电气保护的重要电器设施。 日常巡视和维 护是保证牵引变电所的接地装置状态良好的有力保证， 必须加以高度 重视。 （（1 1）工作接地）工作接地 为满足电力系统或电气设备的运行要求， 无论电气设备在投运或 停运时，必须将该设备的某一点进行接地，才能保证电气设备的正常 运行和人身安全。如牵引变电所主变的铁芯接地、电力系统的主变中 性点接地，但是只许一点接地。 （（2 2）保护接地）保护接地 为防止电气设备的绝缘损坏，造成电击或电伤。将电气设备的外 露可导电部分接地，称为保护接地。牵引变电所的所有电气设备都应 该进行保护接地。 从而提高设备运行的稳定性。 保证人身、 设备安全。 （（3 3）防雷接地）防雷接地 防止牵引变电所内的电气设备和构筑物免受因大气中的雷击或 雷电感应而引起的过电压，而设置的过电压保护的接地，称为防雷接 地。如避雷针，避雷器的接地。避雷针主要保护来自系统外部雷电过 电压。它的实际作用就是引雷，把雷电波引入大地。因此，避雷针的 接地必须独立，不得与牵引变电所的接地网相连。每一避雷针都有自 己独立的接地系统。若与接地网相连则会造成雷电对电气设备反放 电，损坏电气设备或造成人身伤害。避雷器的主要作用是保护来自系 统内部的操作过电压和入侵的雷电波。 它必须与牵引变电所的接地网 可靠连接，方可起到保护作用。 （（4 4）牵引供电回流系统的接地）牵引供电回流系统的接地 牵引供电的电流通过接触网，电力机车，钢轨和大地（回流线） 回到牵引变压器。回流线除与钢轨可靠连接外，必须与牵引变电所的 接地网可靠连接。它是构成馈线保护的基本组成部分。此外由于回流 电流造成牵引变电所地网电位不相等， 这种情况一方面会对人身以及 设备的安全造成威胁； 另一方面将对保护、 测量、 信号装置造成影响。 并有可能引发保护装置的误动或拒动。 （（5 5）牵引变电所低压供电系统的接地）牵引变电所低压供电系统的接地 牵引变电所的低压供电系统采用 TN-S 供电系统。低压供电系统 的配电柜，配电盘必须与接地网可靠连接。所有的配电箱必须与 PE 线可靠相连，必要时与接地网相连。距离牵引变电所较近，使用牵引 变电所提供的动力电源时，动力配电柜必须做重复接地。因为牵引变 电所回流电流造成地网电位不相等，容易产生反击现象。 （（6 6）牵引变电所监控设备的接地）牵引变电所监控设备的接地 监控设备若在避雷针的保护方位之内， 所有设备与接地网进行可 靠连接。若监控设备不在避雷针保护范围之内，则监控设备必须做独 立的接地系统，并不可与牵引变电所的接地网相连。 四、分区所四、分区所 分区所是将电气化铁路上下行接触网通过分区所并联起来， 以提 高供电臂末端接触网上的电压水平，均衡了上下行供电臂的电流，降 低电能损失；在较重车方向和线路有较大坡道的情况下效果更为明 显；在牵引变电所故障情况下，通过分区所可由相邻牵引变电所实行 越区供电。 分区所设于两个牵引变电所的中间， 可使相邻的接触网供电区段 同一供电臂的上、 下行或两相邻变电所的两供电臂实现并联或单独 工作。如果分区所两侧的某一区段接触网发生短路故障，可由供电的 牵引变电所馈线断路器及分区所断路器， 在继电保护的作用下自动跳 闸，将故障段接触网切除，而非故障段的接触网仍照常工作，从而使 事故范围缩小一半。 分区所按无人值守设计，高、低压设备采用室内布置，27.5kV 断路器采用真空户内型式， 继电保护采用集中组屏式微机综合自动化 系统， 馈线设二段具有四边形特性的距离保护和过流保护及一次自动 重合闸装置，自用电系统和牵引变电所内的设备相同。 五、开闭所五、开闭所 开闭所（sub-section post）牵引网有分支引出时，为保证不影 响电力牵引安全可靠供电而设的带保护跳匣断路器等设施的控制场 所。多设于枢纽站、编组场、电力机务段和折返段等处。在供电分区 范围较大的复线 AT 牵引网中，有时为了进一步缩小接触网事故停电 范围和降低牵引网电压损失和电能损失， 也可在分区所与牵引变电所 之间增设开闭所，也称辅助分区所（subsectioning post）。 开闭所的主要作用是在大的编组站和客运站实现分束、分段供 电， 提高供电的可靠性， 缩小停电范围， 减少事故对铁路运行的影响。 如缩小事故和停电范围用的开闭所,它主要采用在自耦变压器供电方 式区段。 自耦变压器供电方式的供电臂长度一般在 40 公里左右,比一 般直接供电方式的供电臂大约长 1 倍。 当发生故障或需要停电检修时, 停电范围太大。 因此,在供电臂中间需要设置开闭所,将供电臂分为两 段,在发生故障或停电检修时,其停电范围可以缩小一半。 如果开闭所在供电臂末端，通常将其与分区所合建。同样，不同 馈出回路的高压开关具备共用旁路备用开关， 可满足不间断可靠供电 要求和检修的需要。 开闭所的主要设备是断路器。电源进线一般设两回，复线时可由 上、下行牵引网各引一回，出线则按需要设置。当出线数量较多时， 也可将开闭所母线实行分段。单线时如就近无法获得第二电源，也可 只引一回电源。 开闭所按无人值班有人值守设计，27.5kV 断路器采用户内真空 断路器，继电保护采用集中组屏式微机综合自动化系统，它的进线设 置过流保护、馈线设置电流速断保护及一次自动重合闸，自用电系统 和牵引变电所内的设备相同。 六、六、ATAT 所所 牵引网采用 AT 供电方式时， 在铁路沿线一般沿牵引网 10km 左右 设置一台自耦变压器 AT，自耦变压器AT是 AT 供电的专用变压器， 自身阻抗很小，用以降低线路阻抗，提高网压水平及减少通信干扰。 该设置处所称做 AT 所。 七、馈电线七、馈电线 馈电线是牵引变电所与接触网之间的连接线， 它的功能是从牵引 变电所向接触网供电。它由馈出开关引出，在电分相装置的两侧连接 到接触网上，使之获得 27.5kV 电源。 八、接触网八、接触网 接触网是电气化铁路上的主要供电装置， 它通过钢筋混凝土方柱 或等径圆支柱及软横跨、硬横梁，以一定的悬挂形式将接触线直接架 设在铁路线路的上方。 它的功能是通过与电力机车顶部受电弓的滑动 接触将电能供给电力机车（或电动车组）。 从结构形式上看， 接触网由接触悬挂部分、 支持装置、 定位装置、 支柱和基础组成。 1.1.接触悬挂部分接触悬挂部分 接触悬挂包括承力索、整体吊弦、接触线、中心锚结绳及各种线 夹、全补偿下锚装置等。承力索承受接触线的重力，并将整个接触悬 挂的重力和拉力（或压力）传给支持装置，并通过吊弦悬挂使接触线 保持在规定的高度， 电力机车受电弓滑板同接触线相接触取得机车所 需电能。 2.2.支持装置支持装置 支持装置包括腕臂、棒式绝缘子、固定底座、腕臂支撑、斜拉线、 承力索座等。用于支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱。 3.3.定位装置定位装置 定位装置包括定位管、定位器、定位线夹、定位支撑等，用于固 定接触线的水平位置。定位器处于受拉状态，使接触线沿铁路线路均 匀分布在机车受电弓中心运行轨迹两侧， 保证受电弓不脱离接触线而 发生弓网事故，并将接触线的水平负荷传给支持装置。 4.4.支柱和基础支柱和基础 支柱和基础包括钢筋混凝土方支柱和等径圆支柱、 钢柱， 软横跨、 硬横梁、杯形基础、拉线基础、横卧板和底板等。它用于承受接触网 的全部负荷，包括上部结构的重力、垂直线路方向的拉力（或压力）、 顺线路方向的拉力。 其施工质量的好坏直接影响到接触网能否长期稳 定运行。 5.5.接触网设备接触网设备 接触网是电气化铁路牵引供电系统中的主要供电设备， 它的功能 是向走行在铁路线上的电力机车不间断地供应电能， 由于接触网是露 天设置，受到各种恶劣气象条件的影响，其工作状况是随电力机车的 运行而变化，而且没有备用，因而使得接触网的工作条件非常复杂。 为了满足各种情况下接触网可靠取流的要求， 接触网的接触悬挂 部分可分为简单悬挂链型悬挂两类。由于接触线、承力索下锚的形式 不同，链形悬挂又有半补偿链形悬挂与全补偿链形悬挂之分。全补偿 简单链型悬挂结构高度 1400mm。 （（1 1）接触线、承力索、附加导线类型）接触线、承力索、附加导线类型 正线接触线采用 120mm2 铜合金线 （CTHA-120） ， 承力索采用 95mm2 铜合金绞线（THJ-95）；站线接触线采用 85mm2 铜合金线，承力索采 用 70mm2 铜合金绞线；附加导线采用钢芯铝绞线，其中回流线采用 185mm2 钢芯铝绞线，架空线采用 70mm2 钢芯铝绞线。 （（2 2）接触网支持装置的悬挂类型）接触网支持装置的悬挂类型 接触网沿铁路纵向架设，随着不同的线路情况，支持接触悬挂的 结构也有不同类型。在区间主要为支柱腕臂结构；在站场支持装置有 支柱腕臂、软横跨或硬横跨结构；部分站场如股道较多的编组站采用 软横跨形式；在软横跨横向承力索中使用了张力自动补偿装置，减少 温度的影响。 硬横跨由二个立柱和一组钢横梁组成， 钢横梁及所有接触悬挂的 荷载均竖直传给立柱，所以立柱受弯矩较软横跨小，因而立柱的容量 较小，从安装形式看，立柱高度要求相对低，硬横跨上各支接触悬挂 相互干扰小，调整较方便，稳定性较好，有利于高速行驶。硬横跨的 缺点是施工要求较严格，有一定难度，造价高于软横跨。 正线定位器选用限位定位器，限制定位点处的导线抬升高度，避 免在该处发生弓网故障。接触网的吊弦全部采用了整体吊弦，减少了 运营后的维修工作量。道岔处接触网布置采用交叉线岔方式。接触网 高度按满足开行双层集装箱的条件设计。 支柱侧面限界需考虑大型养 路机械作业要求。 （（3 3）支柱和基础类型）支柱和基础类型 支柱是用来承受接触悬挂的负荷，根据材质，支柱有钢柱和预应 力混凝土柱，形式有横腹杆、等径圆杆混凝土支柱、等径圆钢柱、角 钢桁架。接触网腕臂柱主要采用横腹杆式预应力钢筋混凝土支柱，其 它少数区间采用直径 400mm 等径混凝土圆杆（可以从各个方向受力， 但是用钢筋稍多）。在一些特殊地段采用圆杆钢支柱，站场软横跨钢 柱采用角钢桁架支柱。 支柱基础，除了在一些软土地段采用杯形基础，主要采用直埋基 础。 （（4 4）大型建筑屋上的支持装置）大型建筑屋上的支持装置 接触网通过桥梁等大型建筑物时， 可以利用这些建筑物安装悬挂 构件或支柱，用以悬吊或支撑接触悬挂。由于桥上没有可利用的建筑 物，因此采用了用不等径圆杆的一种硬横梁形式，以满足接触网悬挂 要求。对于大客站，根据实际情况设计适宜周围环境的接触网结构形 式，不仅要满足安装接触网要求，而且还要与周围环境相和谐。 （（5 5）接触网的绝缘和供电分段形式）接触网的绝缘和供电分段形式 电气化铁路接触网的绝缘是通过绝缘子、 分相和分段绝缘器来实 现的。 绝缘子是接触悬挂对支柱或其他接地体保持电气绝缘的重要部 件。绝缘子本身性能的好坏对接触网正常工作有着很大的影响，因其 承受着工作电压及各种电压， 并随着接触悬挂及支持装置的重量以及 冰雪、风压、震动等机械力，所以对绝缘子的机械性能和电气性能都 有严格的要求。 为了提高接触网供电的可靠性和灵活性， 要求在接触网上设置互 相联通又能互相独立的分段设备，这种设备称为电分段。接触网的电 分段，一般分为纵向和横向两类。纵向电分段是指接触网沿线路方向 进行的分段；横向分段则为双线区段的上、下行线路之间，或车站的 独立车场之间，以及股道之间之间所进行的分段。接触网的供电分段 按其功能需要，在不同场所设置不同结构的供电分段，供电分段设备 主要有绝缘锚段关节、分段绝缘器及分相绝缘器等。 6.6.接触网接触网供电示意图供电示意图 接触网供电示意图是将管辖内的主要设备及其安装位置等信息 记录起来。当某个区段发生事故时，维修班组能从中快速找出事故地 点及相应的设备，有助于快速事故的基本情况，结合竣工图纸又能快 速找出事故所需备料，为抢修增加时间。下图为乐昌站附近的一份局 部供电示意图。 九、钢轨和吸上线九、钢轨和吸上线 在电气化铁路上，电力机车是利用走行轨作为牵引电流回路的， 大部分电流经过与之相连的吸上线（绝缘电缆）直接回到变电所。由 于轨道与大地之间是不绝缘的，所以牵引电流的一部分要流经大地， 从埋设在牵引变电所下面的接地网回到变压器。 同时钢轨和吸上线不 直接相连，而是在轨道电路绝缘节处增设扼流变压器，二者分别与变 压器的接线柱和中性点牢固连接， 从而使牵引电流回路和轨道信号回 路各自形成导通回路，互不干扰。 十、回流线十、回流线 回流线是轨道回路与牵引变电所之间的连接线， 它的作用是将流 经吸上线的牵引电流直接回送变电所内的牵引变压器， 一方面减少电 能损失，另一方面降低了对电气化铁路沿线通信、信号线路和装置的 电磁谐波干扰。通常回流线与接触网线路同杆架设，每隔一定的区段 通过吸上线与钢轨相连。