接触网设计计算原理..doc

第四章 接触网设计计算原理 4.1 接触网设计计算气象条件的确定 接触网设计中所用到的气象资料包括；最高温度、最低温度、最大风速及其出现时的温度、线索覆冰厚度、覆冰时的风速及温度、雷电日(或小时)、接触线无弛度时的温度、吊弦及定位器处于正常位置时的温度、，此外还有线路横跨河滩及山谷时的最大风速等。 4.1.1气象条件的确定 1、最大风速 采用距地面10m高处（基本风速高度），15年一遇的10分钟最大值。其计算方法有：平均法、变通法和数理统计法，其中常用数理统计法。 （1）平均法 平均法是将占有的年份气象资料分成若干组，然后求得各组最大风速值的平均值作为最大计算风速。例如，没有M年气象资料，按每5年为一组，可分为n/5组(取整数，如遇小数可四舍五入)，然后在M/5组资料中取每组中的最大值，再取最大值的平均值可得 （4-1） 式中 ——第i组中最大风速值； ——占有资料的年份数； ——占有资料的组数。 （2）变通法 变通法即是将求得的各组最大风速的平均值作为最大计算风速。计算中只是所占有风速资料年份的分组方法与平均法不同。即 （4-2） 式中 ——第组中最大风速值； ——占有资料的年份数； ——划分的组数。 （3）数理统计法 设计上要求一定概率下的最大风速，即一定重现期的年极大风速值。在重现期内不出现这种极大风速的保证率是 （4-3） 而出现大于此值的极大风速的概率为 （4-4） 各种各样的统计方法归纳起来不外乎两个方面：一是从统计理论上确定年极大风速应该服从的概率线型，然后从实际资料决定其参数；二是从经验概率上确定年极大风速分布线型，然后从实际资料决定其参数。其计算公式为 （4-5） 式中 P——风速出现的频率； n——占有资料的年份数； m——将统计年份内出现的全部风速值由大到小按递减次序排列的序号数。 2、最高温度与最低温度 最高温度与最低温度，应根据线路通过地区的实际极限温度并参考典型气象区来确定。为了便于计算，在数值上宜取与极限温度接近的5之整倍数的数值。 3、最大风速出现时的温度 最大风速出现时的温度久因地区而异，即便在一个地区，也有时高、有时低，故不宜选出合适的数值。一般是选取风速大而出现次数多的月份的温度平均值。 4、覆冰厚度 接触线和承力案的覆冰厚度，系指圆筒形的冰壳厚度。在覆冰季节，可用单位长导线覆冰后的重量换算出覆冰的平均厚度，即 （4-6） 式中 ——单位长度导线覆冰后的总重力负载（kN/m）； ——无冰时单位长度导线自重负载（kN/m）； ——导线半径（mm）； ——冰的密度，取900kg/m3。 接触线的覆冰厚度，取承力索冰壳厚度的50％，不考虑吊弦及线夹上的覆冰荷载。 5、线索覆冰时的风速 在设计时，若无实际观测资料，其覆冰时风速为10m/s，但在沿海及草原地区，风速要大一些，此值可取15m/s。 6、接触线无弛度时的温度 接触线无弛度时的温度，是选取接触线处于水平状态时的温度，这个湿度可以根据接触悬挂的实际运营状态确定。 简单链形悬挂时 （4-7） 弹性链形悬挂时 （4-8） 7、吊弦及定位器处于正常位置时的温度 吊弦及定位器处于正常位置时的温度，是取全年保持时间员长的温度，目前在设计工作，取该地区最高温度和最低温度的平均值，即 （4-9） 4.1.2 我国气象区的划分 根据前述确定气象条件的方法，结合我国气象工作所积累的大量气象资料，全国划分为九个标准气象区，如表4-1所示。 表4-1 我国标准典型气象区 计算条件 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ 大 气 温 度 （℃） 最 高 +40 最 低 -5 -10 -10 -20 -10 -20 -40 -20 -20 覆 冰 — -5 最大风速 +10 +10 -5 -5 +10 -5 -5 -5 -5 安 装 0 0 -5 -10 -5 -10 -15 -10 -10 大气过电压 +15 内部过电压年平均气温 +20 +15 +15 +10 +15 +10 -5 +10 +10 风 速 （m/s） 最大风速 35 30 25 25 30 25 30 30 30 覆 冰 10 15 安 装 10 大气过电压 15 10 内部过电压 0.5×最大风速（不低于15m/s） 覆冰厚度（mm） —— 5 5 5 10 10 10 15 20 覆冰的密度（kg/m3） 900 900 ① Ⅰ区 为南方沿海易受台风侵袭的地区，如浙江、福建东部、广东、广西沿海的区等； ② Ⅱ区 系指华东大部分地区，包括安徽、山东、江苏大部分地区； ③ Ⅲ区 包括西南部的非重冰地区，以及福建、广东等受台风影响较弱的地区； ④ Ⅳ区