电力牵引接触网的载流容量

持续载流容量是表示接触网耐热稳定性的特征，并被用于比较接触网的性能。如第11.2.4节、第11.2.5节和第11.2.7节所述，电力负荷不是连续的，它是与时间有关的数值，因此，载流容量的呈现也应该和相应参数联系在一起。

11.1.2.2 描述接触线发热的微分方程 [11.1]

电流造成导线比它的周围环境温度要高，导线通过辐射和对流将热量散发到周围环境中去，太阳辐射同样使导线发热，有三个过程可对其加以区分：

—由于起动和制动车辆而造成的运行电流在分钟内的变化 (见第11.2.2节);

—连续电流(见第11.2.4节);

—持续时间仅在毫秒内的短路电流(见第11.2.5节)，无外部热量交换;

在电流和温度恒定情况下，在热能的输入和输出之间存在着平衡关系

其中dP_J是焦耳热量，P_in是外部能量输入，Pout是散失的热能量。

11.1.3 运行电流变化情况下的电流

11.1.3.1 接触网发热的微分方程

图11.14示出一圆截面裸线的热能量平衡情况，这可作为接触线的热力学模型。传导进入和传导离开此体积元素的热能可以忽略不计，因为铜的热传导系数特别高。

图11.14 裸线的焦耳能量平衡

因电流I流经此元素产生的焦耳热量为

要补充的是，接触线经受太阳和天空逸散辐射的外部加热，[11.11] 给出此种影响的下列等式

其中ε是太阳吸收系数，P″_SO是太阳辐射密度(在中欧约为950W/m²)，δ是太阳偏角(它取决于纬度、线路相对于北—南轴线的角度ψ以及年度内的时间)。

表11.3给出太阳吸收系数。

表11.3 金属表面的太阳吸收系数 [11.11]、[11.12]、[11.13]、[11.14]

注 1) 铸铁。

假若导线材质具有热容量c和质量密度γ，储存在导线内的热能则

其中_air是周围环境 (大气) 温度。

由于对流及辐射造成的周长为U的导线所散发的能量为

热传导系数a(在第11.2.3节中有更详细的解释) 描述了因对流和辐射而散发出的那部分热能。

这就可将导线段的热能平衡方程写成

上述微分方程的解是