高速电气化铁路接触网平面设计问题研究

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[摘 要] 接触网是现代电气化铁路广泛使用的供电装置之一,本文结合工程实际，介绍了电气化铁路接触网平面设计程序与原理,重点探讨了接触网平面设计主要技术问题。
　　 [关键词] 接触网 平面设计 电气化铁路
　　
　　1引言
　　接触网是电气化铁路中主要供电装置之一。随着我国铁路网的发展，为了提高电气化铁路的供电质量、保证安全运营，关键在于提高接触网设计、施工和运营维护的质量。本文就高速电气化铁路接触网平面设计问题研究展开研究
　　2设计程序与设计原理
　　接触网平面设计的次序按下述步骤进行：
　　（1）首先根据站场大小决定缩放比例，通常取1：1000，对于小站也可取1：2000。
　　（2）布置支柱。
　　通常，首先布置咽喉区支柱，接下来布置站中心，最后完成其他部分的布置。
　　（3）划分锚段
　　确定锚段径路、起讫点与中心锚结位置，并绘出咽喉区放大图。
　　（4）确定接触线拉出值
　　（5）电分段、电分箱及隔离开关的位置根据站场线路的多少、站线与货线的可靠性及灵活性的要求，以及有无牵引变电所的综合考虑确定。
　　3接触网平面设计主要技术分析
　　3.1平面设计的一般技术原则
　　1、悬挂类型
　　接触网采用全补偿简单直链型悬挂，正线接触线按跨距0.5‰预留驰度。
　　2、支持装置
　　（1）车站接触网采用硬横跨支持结构；
　　（2）双线特大桥、大桥上接触网采用硬横跨安装。
　　（3）腕臂柱采用绝缘旋转平腕臂支持结构；道岔柱、转换柱等悬挂定位双支接触线的腕臂柱采用双腕臂支持结构。斜腕臂与定位管、平腕臂与斜腕臂之间设防风支撑。
　　（4）区间中心锚结采用两跨式（桥上延长一跨下锚），车站内正线采用防断式、站线采用防串式中心锚结。
　　（5）接触网线岔采用交叉布置方式。
　　3、支柱布置
　　区间的支柱布置，一般先从车站两端的锚段关节处开始。如若区间支柱布置早于站场的支柱布置，此时车站两端应预留锚段关节位置，并且保证该处有调整变动的可能性。支柱布置应尽量用最大跨距，且相邻跨距差不大于小跨距的25％。
　　在单线区段上，接触网支柱应设置于曲线外侧。缓和曲线属于半径变化着的曲线，支柱也应设置于外侧。在直线区段上，支柱应设置于线路下行方向的右侧。因为线路下行方向的左侧往往设有公里标、曲线起讫点桩等设施，以防干扰。为了不妨碍信号的显示，在进站信号机及远方传导机前面的支柱，应设在信号机的另一侧。
　　在复线区段上，上下行线路的支柱应各沿线路一侧布置，使各正线的接触网在机械上和电气上尽量独立。在桥上尽量不设支柱，不得已时才在桥墩台上设钢柱。对于下承式桁梁桥、路线桥、天桥等建筑物，接触悬挂的通过方式视具体情况而定。可以在建筑物上设悬挂点，让接触悬挂在其下面通过。也可以不加悬挂点，让整个悬挂在其下带电通过。还可以让承力索在建筑物两端下锚，仅使接触线在其下带电通过。任何通过方式都要保证在最高温度、最低温度及接触线被受电弓抬高情况下有足够的绝缘间隙，并预留一定的安装误差。接触线在受电弓通过时的最大拾高量按100mm考虑。
　　支柱布置时应考虑不要妨碍信号隙望。在直线区段，支柱应设置在进站信号机和区间信号机的显示前方，同侧接触网支柱要适当加大其侧面限界值；在曲线区段，支柱应设置在信早机前方5m以外；单线铁路直线区段在地形条件允许时，支柱应设置于信号机的对侧。
　　3.2 划分锚段问题
　　划分锚段应注意下述原则：
　　（1）合理选择锚段起讫点
　　原则上，站场上的每个独立股道应设立一个锚段，锚段长度应充分利用．在确定锚段起讫点的下锚支柱位置时，应注意，沿前进方向下锚支的转角须符合规定，跨线路股道不宜过多。
　　（2）张力差不应超过许可值
　　对于半补偿链形悬挂，其接触线的张力差不得大于额定张力的15％；全补偿链形悬挂承力索的张力差不大于承力索额定张力的10％，并应满足接触线张力差的要求。
　　（3）区间锚段长度的确定
　　在整个区间要使锚段数尽量少，锚段在许可条件下应尽量长，整个区间各个锚段长度要尽量均匀。为了减小接触线和承力索内的张力增量值，锚段关节尽量要避免设在曲线区段上，特别是不要设在小半径曲线区段上。
　　决定锚段长度应当根据区间的具体情况，一般情况下，对于接触线应保证张力增量位不超过15％Tj，对于承力索应保证张力增量值不超过10％Tcmax。但在划分锚段长度时，不要一开始就单纯地追求接触线的张力变化量不超过15％Tj。表面看起来这样似乎符合技术要求，然而结果往往会使得最后一个锚段不是过大就是过小，这种情况是应当防止的。初步划分锚段长度时，考虑到线路的具体情况，可取下列经验数值：
　　1.锚段所在线路全是直线，锚段长度取1500～1 00m；
　　 2.锚段所在线路曲线、直线各占50％，锚段长度取1200～1400m；
　　 3.锚段所在线路曲线占15％、直线占25％，锚段长度取800～1100m；
　　 4.全补偿链形悬挂锚段长度比上述取值可适当放大，一般取1400～1800m。
　　划分锚段长度不是一蹴而就，而要达到均匀合理并基本满足张力增量的要求，应当经过多次调整才能实现。
　　（4）站线锚段走向
　　大部分站场中的股道都是在通过道岔后下锚，但此时应注意，道岔处多次交叉是不可取的，这种情况不够合理。
　　3.3拉出值的确定
　　在跨距两端的悬挂点处，接触线相对于受电弓中心行迹有一个向外拉出的距离，称为拉出值。当悬挂点位于直线区段时，它是交替向两侧拉出的，当向一侧拉出为正值时，另一侧拉出就为负值。在曲线区段上，它的大小是随曲线半径而变化的。因此，跨距首端和末端的拉出值通常是不相等的，若分别用?琢1及?琢2表示，则它们对偏移值的综合影响可以认为是其平均值，即为(?琢1+?琢2)/2。当位于缓和曲线及圆曲线上时，相对于受电弓中心线行迹是向外侧拉出的，故取为负值。若有相反情况出现时，应取正值。
　　 在设置拉出值时，一般应注意下述技术原则：
　　（1）一般先从咽喉区开始确定拉出值。在向场站中心布置接触网时，若最后遇到直线股道上相邻定位点向同方向拉出，可选择两边跨距较小的位置，在其定位点处将改点拉出值设置为零。
　　（2）对于同一组软横跨，各股道拉出值的拉出方向要间隔开并且朝向相反方向，以使软横跨支柱受力状态良好。
　　（3）对于实施交叉布置，两接触线定位点间距离为100一150mm且接触线处在标准定位的道岔，则定位点处，其两组悬挂接触线的拉出值应相等，取315mm，。
　　3.4咽喉区放大图
　　前文提到的站场平面图，因其放大比例有限，特别很多大站施工时一般是道岔密集、悬挂密布。在某些部分各组悬挂的走向、定位、跨越及下锚等均不易识别，这为现场组织放线施工带来了麻烦。
　　为了方便施工，每一个站场两端均应绘制咽喉区布线放大图，以放大图可有效提高工程建设质量。
　　绘制咽喉区布线放大图应注意下列各点：
　　（1）放大图的纵方向比例应保持不变，横方向的线间距应扩大到8―10mm；
　　（2）为保持正线与区间衔接，、放大图时应从靠近站中心的道岔开始绘制，且从两侧站线做起，逐步向两侧（与区间衔接处）拓展；
　　（3）为了保证道岔交叉布置的定位和避免悬挂多次交叉，允许两组悬挂在同一跨距内平行且等高布置。
　　参 考 文 献
　　[1]高速电气化铁路接触网．成都：西南交通大学出版社 2002
　　[2]李伟．接触网．北京：中国铁道出版社，2002
　　[3]庞开阳，广州地铁1号线供电系统，机车电传动，2002
               
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