浅谈渝万线四电系统集成接触网实施技术方案

中国西部科技２０１５年０４月第１４卷第０４期总第３０９期　３７　浅谈渝万线四电系统集成接触网实施技术方案　朱晟颉　代玉林　（中国中铁二院工程集团有限责任公司，四川　成都６１００３１）　

摘要：本文通过对接触网受电弓、悬挂类型及系统主要技术参数、导线类型的选择、电分相形式和自动过分相方式、装配　形式和主要器材选型、道岔处接触网布置方式、接地防雷及安全防护等课题研究，简单地阐述了客运专线接触网设计的关键　性技术问题。根据渝万线四电集成实际经验，介绍了渝万线四电集成接触网系统实施方案。　关键词：渝万线；四电集成；实施方案　Ｄ０ｌ：１０．３９６９／ｊ．ｉ　ｓｓｎ．１６７１—６３９６．２０１５．０４．０１８　

铁路“四电”，即通信、信号、电力、电气化四个专业，　保证了高速铁路具有强大动力以及安全高效的调度运行。因　此，列车速度的提高带来的不仅是舒适快捷的旅行享受，还　促使了传统“四电”技术向着智能化、集成化的方向发展，　并由此产生了相应的集成技术。我国高速铁路“四电”集成　模式按照国内成熟的技术标准、规范和安全标准，借鉴欧洲　先进的技术标准和安全认证体系，通过系统集成创新，形成自　主的集成能力，为实现铁路中长期规划奠定了坚实的基础。　“四电”集成技术作为一种多学科交叉并且集设计、施　工、制造和管理于一体的现代化生产方式，在我国高速铁路建　设领域占有非常重要的地位。　整个四电集成系统又以接触网专业为重中之重，下面笔　者就以参与设计负责的渝万线设计，提出接触网系统在整个　四电集成中的实施技术方案。　１　渝万线接触网系统集成目标及评价标准　渝万线正线满足双弓运行速度２５０ｋｍ／ｈ的要求。根据　《高速铁路设计规范》（ＴＢ１０６２１．２００９）、《高速铁路工程动　态验收指导意见》（铁建设［２０１０１２１４号）及现行ＩＥＣ６２４８６、　ＥＮ５０３１７标准进行弓网动态耦合测量时，测量结果符合表１　确定的参数。　接触网满足系统载流量的需要。空间布置尽可能降低牵　弓Ｉ供电系统阻抗、减少电磁干扰。　

表１　接触网与受电弓耦合受流标准　评价项目　数值　

平均接触力Ｆｍ（Ｎ）　Ｓ１３０　标准偏差ｔ５（Ｎ）　．４０　最大接触压力Ｆｍａｘ（Ｎ）　２５０　最小接触压力Ｆｍｉｎ（Ｎ）　２０　定位点处接触线动态抬升量（ⅡⅡｎ）　小于ｌ２Ｏ　离线率％　小于１　弹性链型悬挂弹性不均度％　小于ｌ０　接触网在不同气候条件下的自然环境中满足可靠性、安　全性要求，有足够机械、电气强度和安全性能，减少外界因　素如冰、风、异物侵入等对接触网运营的影响。　接触线磨耗使用寿命达到２００万单弓架次，系统寿命不　小于３Ｏ年。　２接触网系统实施技术方案　

２．１接触网设计系统的外部环境条件　２．１．Ｉ速度目标值　正线满足双弓运行速度２５０ｋｍ／ｈ。　２．１．２受电弓　采用１９５０ｍｍ宽弓，工作宽度１４５０ｍｍ，采用纯碳滑板　（见图１）。双弓运行时，弓间距２００ｍ￣２１５ｍ。　

图１受电弓外轮廓图　工程技术　２．１．３建筑限界　

①—　Ⅲ＾毫　图２客运专线建筑接近限界的基本尺寸及轮廓（赢线地段）　

２．１．４环境条件　表２　—　————

～

竺兰竺！　重庆～万州　项目———～　

最高温度（℃）　４０　最低温度（℃）　．５　基本结构风速（ｍ／ｓ）　２６　最大运行风速（ｍ／ｓ）　３０　最大风速时气温（℃）　ｌＯ　覆冰厚度（ⅡｌＩｎ）　１０　覆冰时气温（℃）　一５　覆冰时风速（ｍ／ｓ）　１０　定位器正常位置时气温（℃）　３７．５　年平均雷电日数（Ｎ）　４０＂Ｓ＿Ｎ＜＿６０，高雷区　

表３　

注：（１）接触线最大风偏设计按最大运行风速３０ｍ／ｓ考　虑（根据ＯＣＳ一２第２．２条及《铁路客运专线技术管理办法（试　行）２００～２５０ｋｒｎ／ｈ部分》第１７２条）；接触网结构设计风荷　载计算按照《建筑结构荷载规范》ＧＢ５０００９．２０１２要求进行　风荷载体型系数、风压高度变化系数等系数修正，风荷载体　型系数按《铁路电力牵引供电设计规范》（ＴＢ１０００９－２００５）　表５．５．９．２确定，风压高度变化系数按《铁路电力牵引供电　设计规范》（ＴＢ１０００９．２００５）表５．５．９．１确定。　（２）正线锚段长度及腕臂偏移量的最高计算温度为　＋８０℃。联络线、动车走行线的锚段长度及腕臂偏移量的最　高计算温度为＋６０￣Ｃ。　（３）隧道内接触网设计气温应依据隧道长度及该锚段　在隧道内的长度确定。当２／３锚段及以上位于长度大于　２０００ｍ的隧道内时，设计气温比隧道外接触网设计气温最低　值高５℃，最高值低１Ｏ℃；其余情况可与隧道外接触网设计　气温取为一致（执行ＴＢ１００７５．２０００）。　（４）全线地震动峰值加速度按０．１０ｇ考虑。　２．２接触网悬挂类型　正线接触网采用全补偿弹性链形悬挂，其它线路（联络　线、动车走行线、站线、渡线）采用全补偿简单链形悬挂。　２．３线材及张力选择　

线材类别　线材规格　额定张力（ｋＮ）　正线　ＣＴＳ．１５０　２５　接触线　站线、渡线、联络线、动车走行线　ＣＴＳ一１２Ｏ　１５　

正线　ｒ】ｒＭＨ一１２０　２０　承力索　

站线、渡线、联络线、动车走行线　Ｊ１＝ＭＨ．９５　ｌ５　

正馈线　ＬＢＧＵ．２４０／３０（２４／７）　１２　保护线　Ｉ卫ＧＵ．１２０／２０（２８／３）　ｌ０　ＬＢＧＩＪ．１８５／２５（２４／７）　１０　附加导线　供电线　ＬＢＧＬＪ一２４０／３０（２４／７）　１２　

回流线　Ｉ卫ＧＩＪ．１８５／２５（２４／７）　１０　架空地线　ＬＢＧＵ．７０／１０（６／１）　６．５　２．４主要技术参数　依据《高速铁路设计规范（试行）》（ＴＢ　１０６２１．２００９）、　《铁路电力牵引供电设计规范（ＴＢ　１０００９．２００５）、《客运专　线铁路牵引供电及电力供电系统集成若干问题的指导意见》　（铁集成／２０１０１　２５８号）》等相关标准、规范、文件的要求，　结合本线实际情况，确定本线接触网的主要技术参数如下。　２．４．１接触线高度殁坡度　正线接触线悬挂高度为５５００ｍｍ，接触线最大允许设计　坡度ｓ１‰，坡度变化率＜０．５９＇００（线岔、关节处除外）。　渝万下行联络线、动车走行线接触线悬挂高度为　５５００ｍｍ，接触线最大允许设计坡度＜２‰，坡度变化率不大　于１％ｏ（线岔、关节处除外）。　２．４．２结构高度　接触网结构高度一般为１６００ｍｍ。在净空受限的跨线建　筑物处结构高度结合实际情况计算确定，一般不小于　１１００ｍｍ。　降低结构高度的原则如下：时速２５０ｋｍ／ｈ区段，最短吊　弦长度不小于５００ｍｍ；联络线、动车走行线等低速区段，　最短吊弦长度不小于４００ｍｍ。　２．４．３跨距长度　根据接触网接口预留情况，路基地段的跨距一般为５５～　６０ｍ，最大跨距不大于６５ｍ。根据隧道内台车长度不同，隧　内跨距一般为４８～５０ｍ。桥上跨距一般为４９ｍ。相邻跨距之　差不宜大于１０ｍ。　２．４．４锚段长度、补偿装置、中心锚结　锚段长度。正线一般不超过２ｘ７００ｍ，困难情况不超过　２ｘ７５０ｍ；边补偿的锚段长度，为上述值的一半。附加导线　锚段长度一般不超过２０００ｍ。　中国西部科技２０１５年０４月第１４卷第０４期总第３０９期　补偿装置。全线均采用棘轮补偿装置，传动比为１：３。　中心锚结。一般采用防断中心锚结，在下锚困难或位于　站台区等受条件限制时采用连续两处设置的防窜中心锚结。　２．４．５侧面限界　路基区段接触网支柱侧面限界不小于３．１ｍ，股间立柱　时支柱侧面限界不小于２．５ｍ。　２．４．６绝缘距离　全线按重污区设计，绝缘子爬电距离不小于１４００ｍｍ。　上下行接触网带电体间的距离一般不小于２０００ｍｍ，困难时　不小于１６００ｍｍ。　２．４．７锚段关节　除分相关节外，绝缘锚段关节、非绝缘锚段关节一般均　采用五跨关节。个别困难地段的非绝缘锚段关节采用四跨形　式。　２．４．８道岔区接触网布置方式　与高速正线连接的道岔接触网道岔采用无交叉方式定　位布置，其他道岔采用交叉线岔布置。　２．４．９电分相　电分相采用六跨锚段关节形式，每处电分相设置２台单　极电动隔离开关并纳入远动。电分相处设置地面磁感装置感　应列车车载设备，从而实现列车自动过分相。　２．５接触网装配、下锚补偿安装设计原则　２．５．１支持结构形式　接触悬挂中间柱采用绝缘旋转平腕臂支持结构，中间柱　的平腕臂采用水平安装，转换柱、道岔柱的平腕臂略向上抬　头。正、反定位管均采用Ｖ型拉线固定。隧道内采用吊柱悬　挂方式。　２．５．２绝缘子　正线腕臂用绝缘子采用抗弯强度不小于１６ｋＮ棒式绝缘　子。雨棚区段、特别污秽区段、跨线建筑物两侧５０ｍ范围　内、隧道外５０ｍ范围内、隧道内、分段绝缘器处及下锚处　承力索和接触线上的绝缘子采用复合绝缘子。正馈线、架空　供电线一般采用悬式瓷绝缘子。　２．５．３下锚补偿装置　正线、站线均采用棘轮补偿装置，隧道外坠砣均采用圆　型铁坠砣组，隧道内采用带滑轮框架的矩形铁坠砣组。　下锚补偿装置采用满足规定的防腐措施和防卡滞措施，　补偿效率达到９７％以上。　２．６供电分段设置原则　（１）全段上、下行正线悬挂电气上分开。　（２）在车站两端和ＡＴ所附近设置绝缘锚段关节。　（３）牵引变电所、分区所的出口附近设置接触网分相装　置。　（４）为保证供电灵活性，所有电动开关纳入运动系统。　（５）分段绝缘器设置：分段绝缘器设于上、下行正线间　渡线接触网；站场分场、分束供电不能设锚段关节的接触网　区段。　（６）分场、分束供电：为方便运营，减少站线接触网停　电对正线的影响范围，车站的站线尽量与上下正线间分束供　电，具体情况见供电分段示意图。　（７）长大隧道开关分段设置：根据隧道防灾设计研究、　国内紧急救援经验及ＴＳＩ相关条款，区间隧道区段为达到更　好的救援需求，锚段关节布置如下：长度大于６ｋｍ的隧道　两端、连续隧道群区段两端设绝缘关节，并设置双极电动隔　离开关。　２．７供电线设置方式、馈线上网方式及电缆敷设方式　供电线原则上采取独立架空方式，独立架设供电线支柱　一般设置于路基边坡下。　架空供电线经过桥梁或短路基地段时，与接触网支柱合　架。当变电所、分区所、ＡＴ所位于高架桥下时，供电线上　网采用电缆方式。　２．８主要设备器材选择原则　严格执行《电气化铁路接触网零部件》　（ＴＢ／Ｔ２０７５．２０１０）、（（２００￣２５０ｋｍ／ｈ电气化铁路接触网装　备暂行技术条件》（科技装［２００９１　１３６号）、《关于进一步加　强高速铁路四电及客运服务系统关键设备上道管理的通知》　（铁运［２ｏｌｏ１　１３３号），接触网线索、支柱、零部件等主要　设备器材选用成熟可靠的产品，在２５０ｋｎｇｈ及以上铁路客运　专线有成功应用或供货业绩，满足本线设计速度２５０ｋｍ／ｈ的　要求。　３结束语　四电系统集成是我国高速客运铁路建设的必然产物，它　为四电系统建设提供了相应的技术、管理平台。　客运专线接触网系统工程设计技术是搭建铁路技术平　台的重要组成部分，是用自主知识产权全面开工建设客运专　线的需要。本文通过对接触网受电弓、悬挂类型及系统主要　技术参数、导线类型的选择、电分相形式和自动过分相方式、　装配形式和主要器材选型、道岔处接触网布置方式、接地防　雷及安全防护等课题研究，简单地阐述了客运专线接触网设　计的关键性技术问题。通过本课题的深入探讨，对客运专线　接触网系统设计技术有了更新的认识，为客运专线系统集成　特别是四电系统集成平台建设奠定了基础，积累了经验。作　者通过对有关接触网工程设计资料的收集、整理和总结，对　铁路客运专线接触网关键性设计技术进行探讨，提出了自己　的见解。