TB 10009-2005(条文说明) 铁路电力牵引供电设计规范.pdf
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1、UDC P 中华人民共和国行业标准TB TB 10009-2005 J 452-2005 铁路电力牵引供电设计规范Design code of railway electric traction feeding 2005-04-25 发布2005-04-25 实施中华人民共和国铁道部发布铁路电力牵引供电设计规范条文说明本条文说明系对重点条文的编制依据、存在的问题以及在执行中应注意的事项等予以说明。为了减少篇幅,只列条文号,未抄录原条文。1.0.2 本规范适用于标准轨距为1435mm国家铁路网的新建铁路和既有铁路的电力牵引供电设计,以及改造电气化铁路和加强电气化区段个别供电与设施的设计。地方铁路
2、、工业企业和城市交通的电气化铁路可参照本规范执行。本规范适用于放客列车设计行车速度不大于160kmlh、货物列车设计行车速度不大于120kmlh的客货共线铁路的电力牵引供电设计。1.0.3 在电力牵引区段,牵引供电的可靠性,关系到铁路运输的可靠性,牵引供电旦停电,用电区段的铁路就要陷于瘫痪,招致运输混乱,造成国民经济重大损失。根据现行国家标准工业与民用供电系统设计规范的规定,将电力牵引定为一级负荷。牵引变电所两路电源一般来自电力系统不同的变电站(或电厂)。当确有困难时,可来自同一变电站不同回路的两段母线。1.0.4 电力牵引供电系统的任务主要是向电力机车供电。不宜向其他用户供电。当地区无电惊时
3、,可由牵引供电系统供电,但应作技术经济比较。对地区负荷供电应得到电力部门的委托或同意,并应由有关部门分担技资。90 1.0.5 电力牵引系统与电力系统相比,其特点主要是负荷变化大,工作条件恶劣,发生短路及跳闸次数较多等。多年来,我国逐步研制出符合我国国情的电力牵引供电设备,这些设备经鉴定后,按照有关规定的程序积极采用。1.0.6 在已建成的京秦、郑宝、)11黔、大秦、郑武、兰武、京郑、广深、哈大、秦沈等电气化铁路采用了远动装置。其牵引供电调度所具有遥信、遥测、遥控的功能,使牵引供电系统的运行更加安全可靠。目前国内已有成套供应远动装置的生产单位,为新建电气化铁路牵引供电系统采用远动装置打下了基础
4、。远动系统的传输通道应采用铁道通信系统中的专用电路。该通道应主备双重设置,以提高运行的可靠性。当主用通道发生故障时,应能自动切换到备用通道。1.0.7 在繁忙干线电气化铁路的双线区段牵引供电设计应满足一侧线路停电作业,另一侧线路可照常行车的V形综合维修天窗的需要,并根据行车需要考虑反向行车的条件。在实行V形天窗的电气化区段,仍有部分设备需上、下行同时停电才能检修时,应根据需要定期给一定的垂直天窗,以保证设备按计划检修。1.0.8 根据近年的研究、实测和运行实践,电力牵引供电系统其内过电压倍数不大于最高运行电压的2.5倍。电力牵引供电设备27.5kV和55kV绝缘的工频试验电压和绝缘的冲击试验电
5、压元专用标准时,可参照GB311.1-1997 10或100015的情况时,则支柱的侧面限界及安装尺寸均按正常设计实施。(3)信号机位于缓和曲线,前方支柱位于直线或缓和曲线区段时,则支柱的侧面限界及安装尺寸一般均按位于直线区段上的原则设计;但如果信号机处缓和曲线的支距z不小于600mm时,则支柱的侧面限界及安装尺寸均可按正常设计实施。(4)信号机前方支柱位于曲线内侧支柱时,信号机与前方支柱的距离应不小于5m。5.4.3 运营经验表明:线岔处是否安全主要取决于线岔始触区的设置及调整是否合适。所谓线岔始触区,是指正线或侧线行车时,受电弓可能接触到相邻线接触导线的区域,该区域与列车运行速度、机车性能
6、、受电弓的外形尺寸等因素有密切的关系,设计时可根据具体情况界定该区域。原条文规定的标准定位概念与近年来哈大线引进的道岔处设计思路出入较大,鉴于该两种设计方式均可满足安全运营的要求,故本次修改条文取消了标准定位的概念,对于交叉式线岔仅强调两支接触线交点的位置。鉴于无交叉线岔在广深线和武广线运营效果良好,故本次修改条文增加了无交叉线岔的内容。5.4.5 为提高接触网的安全可靠性,结合我国国情,应给电力机车、线路情况和自然条件等不利影响留有充分的余量,缩小接触线距受电弓中心的最大水平偏移值为不大于450mm;支柱的最大允许跨距不宜大于65m;山口、谷口、高路堤和桥梁等风口范围内的跨距应缩小510m,
7、最大跨距不宜大于50m;锚段关节的转换跨和分相装置所在的跨距应较正常跨距值缩小510m。5.4.6 本次修改条文仅给出了曲线上接触线拉出值的设计原则,具体取值应结合线路曲线半径、跨距、风偏及受电弓的有效工作126 . 宽度等计算确定,并宜取50的整倍数。5.4.7 原条文规定接触线和承力索的张力差分别不得大于其额定张力的士15%和土10%。事实上,对于全补偿链形悬挂,接触线的张力差很难达到15%。当接触线和承力索材质相同时,两者的张力差理论上是一致的,且都呈减小趋势。另外,张力差并不是决定锚段长度的唯一依据,锚段长度的确定应综合考虑环境温度变化范围、自动张力补偿方式以及接触线与承力索的安装高度
8、等因素。本次修改条文将接触线和承力索的张力差均定为:t 10% ,是符合实际情况的。另外,本次修改条文还明确了站线接触网的锚段长度及自动张力补偿装置的选用原则。5.4.8 根据运营实践,为保持定位器的稳定,对接触线工作部分改变方向时,该线与原方向的水平夹角,分别按正线与站线作了严格的要求。5.4.9 本次修改明确了采用大型机械养护路段,支柱侧面限界不小于3000mm的规定。对于牵出线,为了调车作业人员的安全,支柱侧面限界一般按不小于3500mm设it,但当线路路基宽度不允许时可按不小于3100mm设计。5.4.10 对电分相装置的设置位置作了原则性的规定。在牵引变电所、分区所所在处设置电分相装
9、置,主要是出于不同供电相位间电气隔离的目的,同时也是继电保护和故障标定设置的需要;在铁路局分界处设置电分相装置,主要是为了能实现独立计费的目的。电分相避免设置在60/00的大坡道地段,主要是防止正常运行时列车因运行速度过低而无法惰性驶出中性段;电分相距进站信号机的距离不应小于300m,主要是为了保证列车低速进站时或者因车站技术作业原因必须临时停留等候而重新启动时,列车不应停滞在中性段。由于锚段关节式电分相装置在接触网上不存在相对硬点,有利于改善弓网受流质量,故予以推荐采用;当线路允许通过速度127 . 在120kmlh以下时,弓网间动态接触压力较小,受电弓对接触网上的硬点冲击不十分明显,因此也
10、可采用器件式电分相装置;从目前国内使用情况来看,机车断电自动过分相方式较为成熟,故予以推荐采用。5.4.11 根据既有电气化铁路的运行实际情况,条文中明确了单线与双线电气化区段接触网的电分段原则。关于负荷开关和消弧电动隔离开关的控制方式,应根据具体情况设计。为避免开关引线与接触网交叉跨越,便于接触网上、下行分别停电,检修安全,开关的控制方式以分散为宜。5.4.13 根据铁道部铁机函(1989)415号文的精神,并结合双线实现V形综合维修天窗、反向行车的要求,规定了道口处支柱布置的原则,以缩小行车事故范围。5.4.15 运营实践表明:异物入侵接触网,除可能引起接触网对地短路外,还可能会危及人员安
11、全。因此,立交桥、挡墙、隧道口等容易发生异物入侵接触网的场所,应采取有效的防护措施,如设置防护网栅或防护栅栏等。5.5.1 运营实践表明:采用平腕臂结构可提高接触网的稳定性,降低接触网的故障率,并有利于改善弓网受流质量,故腕臂柱宜采用平腕臂结构;大型客站及藏游城市所在车站的站台雨棚范围内采用硬横跨结构,主要是从站场美观角度出发;风口处的桥梁地段及车站采用硬横跨结构,可增加接触网的稳定性和改善弓网受流质量;接触悬挂及中心锚结下锚采用钢筋混凝土柱式拉线基础,是防止锚柱反倾、提高接触网可靠性的有效措施;采用整体式吊弦,可避免吊弦烧损,并可提高施工精度和改善弓网受流质量。整体吊弦宜采用鸡心环结构,可在
12、工厂预制或施工现场预制,一般地段宜采用不可调整体吊弦,线岔、锚段关节处可采用可调式整体吊弦。5.5.2 确定支柱的容量,不但要考虑弯矩、水平力和垂直力等内力,还要考虑支柱的挠度等变形,内力和变形均为荷载效应,128 此处的最大效应系指最大弯矩、水平力和垂直力。5.5.3 支柱型式应在技术经济比较的基础上确定,并应优先选用预应力混凝土支柱;桥上支柱可考虑采用格构式钢柱或铜管柱、H形钢柱等实腹式钢柱。另外,对于环境腐蚀比较严重的地区(如盐碱地区),还应考虑环境对钢筋和混凝土的腐蚀作用。5.5.4 接触网结构设计应与国家现行的建筑结构设计规范相一致,采用以概率理论为基础的极限状态设计法取代安全系数法
13、和容许应力法。5.5.5 当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态,而不能满足设计规定的某一功能要求时,则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。根据设计中要考虑的结构功能,支持结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。承载能力极限状态,一般是以结构内力达到其承载能力为极限;对正常使用极限状态,一般是以结构的变形、裂缝等达到设计允许的限值为极限。本节后面的条款中列出了一些规定限值,但这不是绝对的要求,设计中可根据具体情况和经验确定一些合适的限值加以补充,也可通过结构应力的控制来保证支持结构满足正常使用的要求。5.5.6 对所考虑的极限状态,确定其荷载效应时,应对所有可能出现的诸
14、荷载作用加以组合,求得组合后的荷载在结构中的总效应。以其中最不利的一组作为该极限状态的设计依据。对支持结构来说,要考虑的组合有最大风情况、覆冰情况、最低气温情况、安装情况和台风等各种验算情况。5.5.7 支持结构一般计算正常运行情况和安装检修情况的荷载,保证支柱在各种荷载组合下满足强度、刚度和稳定性要求。对位于海岛及沿海地区的线路,发生台风时,线路处于非运行状态,此时支柱不应发生破坏或倒塌(用一个英文单词可以很形象地说明该种状态,即Survival),荷载分项系数均取1.0。5.5.8 支持结构荷载分类,原则是根据GB50068-2001 GB 17-1988和1l0-500kV架空送电线路设
15、计技术规程DLIT 5092-1999规定的。5.5.15 随着经济的发展,环境污染问题日益突出,钢柱、硬横梁等钢结构物的防腐宜首先采用防腐效果较好的钵防腐,气候干燥、腐蚀轻微地区可采用涂油潦防腐。5.5.16 钢结构杆件的最大长细比,是参考钢结构设计规范(GBJ 17-1988)和110-500kV架空送电线路设计技术规程132 (DLIT 5902-1999)并结合设计经验确定的。受压主杆的长细比取150能满足正常使用要求。钢柱、硬横梁等钢结构中,较长的斜杆和辅助杆内力一般很小,受长细比控制而加大其规格型号,造成材料浪费,故受压斜杆和辅助杆(其他受压杆)的容许长细比可适当放宽。5.5.17
16、 预应力?昆凝土支柱保护层厚度的要求,是考虑在回流线或保护线不绝缘直接悬挂在支柱上时应能承受接触网短路状态下回流线或保护线小于3kV对地工频电压。因支柱的最外层钢筋一般为箍筋,所以混凝土保层厚度是针对箍筋而言的。5.5.18 带底座法兰的预应力混凝土支柱需要通过预埋于基础中的地脚螺栓进行固定,无底座法兰的预应力混凝土支柱则可根据地质条件等确定采用整体式基础或杯形基础。5.5.21 现场浇筑的钢柱基础,顶面高出路基面200mm,是为了避免基顶积水,浸泡腐蚀地脚螺栓。5.5.22 在接触网锚柱拉线设备中,埋入地下的拉线棒极易被腐蚀,尤其是处在低洼积水地区时腐蚀更为严重。为解决这个问题,过去曾采用钢
17、筋混凝土锚杆,因重量过大,搬运施工极不方便且不易安装而停止使用。近年来参考电力专业,采用圆钢作拉线棒,为保护安全和延长使用年限,接触网拉线棒除按计算选用外,还需适当加大直径25mm,并要求最小直径不得小于25mm,另外还需进行热镀辞并涂热切青。5.5.23 锚柱接线与地面夹角的大小,与支柱容量有直接关系,为配合支柱设计并考虑经济因素做出了拉线与地面夹角不得大于60t,当受地形及环境条件限制时,可采用其他特殊型式的拉线。5.5.24 带模块的地脚螺栓,其埋置深度的计算是在工程试验基础上得出的,在以往的工程中曾大量采用。但存在一些问题:(1)原试验仅针对M20和M24螺栓,缺乏M30和M36螺栓的
18、数据;. 133 . (2)原试验仅测试螺栓的抗拉,未进行抗剪与拉剪组合试验,而锚栓的实际受力情况可能是各种荷载组合;(3)原试验所用基材为180级握凝土和砂岩,禾考虑1昆凝土强度等级对埋深的影响,即不论棍凝土强度等级高低均采用同样的埋深;(4)埋深计算公式未考虑锚栓间距和边距的影响;(5)施工不方便,养护周期长;(6)埋深过大,当混凝土基材较薄时(如隧道衬砌),易将基材打穿。根据有关锚固件的研究资料,锚栓的承载力与混凝土强度等级、混凝土基材厚度、埋置深度、锚栓间距、锚栓至基材的边距、荷载方向、混凝土是否开裂、是否有钢筋等有关,因此在设计锚栓时应考虑这些因素的影响。另外还要考虑防火和防腐要求。
19、目前国内外建筑行业使用和推广种类繁多的固定锚栓,电气化专业在隧道内、高架候车室、高架桥等建筑物上设备的安装固定中也采用了部分锚栓,如化学粘结锚栓、胀锚螺栓等,效果很好。这些新型锚栓施工简便,无需养护或养护时间很短,设计选用科学方便,宜推广应用。5.6.1 该条文对附加导线的选型做了明确的规定。5.6.2 为统一用词,供电线、回流线统称为附加导线。邻近设施系指电台、机场、弱电线路等。5.6.3 由于附加导线一般沿线路和接触网同杆架设,不设补偿装置,张力和弛度变化大,运营经验证明锚段长度不宜太大。故其锚段长度规定不宜超过2000m,且在长曲线区段上宜适当缩5.6.5 附加导线对铁路沿线树木之间的最
20、小水平距离系参照66kV及以下架空电力线路设计规范(GB50061-1997)第11.0.12条制定。134 6. 1.2 电调所直接指挥牵引供电系统的运行、设备检修和事故处理。组织实施天窗作业,每天要与行调进行停送电的确认,所以规定电调台要与相应行调台相邻,但是两者的调度范围并不完全一致。电调台划分原则重点在于方便供电,行调台的划分原则重点在于方便运输。一般说前者的范围大于后者。6.1.3 新建电调所按本条文规定进行设计是可行的,但对于铁路电气化改造工程或既有电气化铁路远动改造工程,电调所的房屋面积是难以满足本条文要求的,往往只能保证远动机房、调度室和电源室。6.1.4 设地板夹层是为了便于
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