高速铁路接触网系统的设计

高速铁路接触网系统的设计思路摘 要 本文针对既有铁路接触网的设计现状，提出了高速铁路接触网系统的设计思路，接触网系统的多个方面。探讨了设计中应考虑的技术方向，为接触网工程设计人员提出了参考性建议。 -关键词 高速 接触网 设计前言 对于高速电气化铁路来说接触网系统的各项技术参数影响着高速受流的性能。在高艺过程中接触网和受电弓的运行状态相互影响，其中若有任何不相匹配的性能就会破的正常取流。总的来说接触网是一个沿线质量分配、刚度等不同的弹性系统；受电弓本身是由框架、弹构成的弹性构件。并且固定在一个纵向，横向加速度不断变化着的电力机车上。在受电弓自力作用下整个接触网有不同程度的位移和振动。并与受电弓构成一个振动系统。其振动筐和频率受到接触线高度接触网弹性，吊弦长度、及接触网自身结构和受电弓结构等技术良韵制约加之外界环境的影响此振动非常复杂。当此振动系统中的接触线和受电弓的振囱不能协凋一致时。就会造成离线。严重影响受流质量臼因此若要保障高速运行时的良好酝。就必须同时考虑采用技术合理并相互良好匹配的接触网与受电弓同时改进二者的相关性能。因此，要求在设计接触网系统时改变以往中低速铁路接触网的设计思路开辟一条新的成与高速受电弓相互良好匹配的接触网系统。卜高速电气化铁路中。各国专家对接触网一受电弓系统的各项技术均进行了长期深日探索。所涉及的项目具有极大深度。并且，反复在各大干线上进行实验以验证研究这对于高速电气化刚刚起步的中国铁路来说，无疑是极其有益的。悬挂方式的选用与设计思路良性能和综合经济性上比较。弹性链形悬挂具有较大的优点，但悬挂方式的最终选用指导思想和总体目标 陆上适用于高速的接触网悬挂形式主要有三类：复链形悬挂、弹性单链形悬挂和简 瞄的接触网导线及材质龟同样的工作张力，三种悬挂的波动传播速度相同影响咖弹性K和弹性差异系数笆晕按此标准，复链形的弹性差异系数s4弹性单链形的巨10而简单单链形的49，差别是非常明显的，从技术性能上来看，复链形应是最好的。但如果的取用不同，e的差别则不足以说明三种悬挂的优劣，需具体分析。 从国外的研究、认识发展过程和经验教训分析，运行速度在250kmh以上时，由于目前的材料工艺水平限制了C的进一步提高，因此改善接触网弹性显得十分必要和有效。在速度达到350kmh以上时，简单单链形甚至弹性单链形的潜力已经十分有限。因此，从各项技术性能来看长远地讲?复链形悬挂是高速接触网的最佳悬挂方案。但由于复链形造价昂贵且构造安装非常复杂考虑到目前我国的经济实力，因此即使现在(近期)暂不采用，也应在支柱容量和高度、跨距等方面预留安装复链形的条件。 弹性单链形悬挂和简单单链形悬挂的主要区别是在形式上有无弹性吊索(即Y形吊弦)。弹性吊弦的设置可以明显改善弹性差异系数，并带来一系列技术上的好处，从而达到较好的技术性能。虽然弹性吊索的安装调整需要在精密安装条件下，借助一定的专用工具才能保证正常的安装状态但是这在我国是可以实现的。并且，弹性单链形悬挂适于双弓取流能达到800t的牵引重量与我国国情较符；而简单单链形悬挂欲达到时速300kmh时，只能要求牵引重量限制在400t，并且机车头之间必须用高压母线联结。因此，从技术性能经济性、构造复杂性安全可靠性等各方面进行综合比较，弹性单链形悬挂较适合我国高速铁路的近期目标，但必须预留远期复链形悬挂的安装条件 此外在高速动车段的检修库内考虑到与库内检修设备的相互配合宜采用刚性悬挂接触轨的挂网形式。3 接触悬挂结构参数的设计31 接触线张力TJ和承力索张力TC 理论及实验结果都证明，为了达到高速时的良好受流质量，接触线张力应尽可能大。 理论上讲当导线截面积相同时增大导线内部的张应力，可减小接触网的弹性增大接触导线的波动传播速度。德国的Re250架空接触网的120导线设计采用了125Nmm2的张应力。产生的波动传播速度为425kmh。当120mm2接触线内的张应力为175Nmm2时波动传播速度升至504kmh；同时多普勒系数也相应增加，在时速为350kmh时，从010增大到018；反射系数由0427降至0392；因而，放大系数也由43降至2180可以看出接触线张应力的加大改善了架空接触网的所有特性参数。这一改善在动态过程中也得以体现。实验证明当接触线张力从15KN升至21KN时，接触压力的标准偏差降低了很多，约降低了25，接触压力的峰值也相应减小，还可以使抬升量，尤其是动态抬升量得到相当大的减小。因此，在设计更高速度的架空接触网时，增大接触线张力是改善接触网特性的一个强有力的措施。承力索的张力与接触线的张力有一定的配合关系承力索的张应力的大小影响到反射系数从前面的特性参数分析中可知，为了获得较小的放大系数，承力索的张应力不宜太大。承力索内的张应力由290Nmm2降到2直0Nmm2时，放大系数从046减小到042，在运行速度为280kmh时放大系数由22降到20，相当于降低了10o有些国家宁愿适当放大一些力索弛度，增加结构高度，尽量保持最经济跨距，而不轻易增大承力索张力导致接触网的反射系数的减小这对运行中保持适当均匀一致的弓网接触压力是有益处的，否则引起配套金具，支柱等工程造价增大，是很不经济的 因而从经济角度和施工安装角度出发，在Vmax二300kmA的运行条件下，对于弹性单乡悬挂，建议选用的接触线张应力为175Nmm2承力索张应力为210Nmm2即接触线张宜大于20kN且承力索张力Tc宜在15kN一20kN范围内；复链形悬挂的主承力索张力5kN辅助承力索的张力为重5kN或更低些。结构高度HJ从前面所述的公式中可知，结构高度不影响任何高速的特性参数。但是实际测量结果却乏出。增大结构高度改善了弓网的动态性能，这种改善从接触压力的标准偏差的降低可以得巨实。因此为了使架空接触网适于高速运行，有条件时，应给定足够大的结构高度。但结构高度的采用受到悬挂形式、跨距(经济性)的影响也与侧面限界有关因此综合考F参考实验测量结果，在预留时速350kmh的条件下一般选用1518m较为适宜特况下如在隧道内或跨线建筑物下。可采用1114m。接触导线悬挂高度H一般高速电气化铁道接触网的接触线高度宜尽可能地低其优点有：·有利于改善受电弓的归算质量、空气动力等特性参数；·减小接触网支柱容量；·减小隧道有跨线·建筑物的净空；·减小工程量，降低造价。在我国，接触线的高度应满足高速及中速跨线车辆建筑限界及受电弓的工作范围。由于高电路车辆限界及受电弓的工作范围采用48m，这样电力机车受电弓的最低工作高度为3mm考虑一定的受电弓的振动，接触线的最小高度不应小于5300mm。因此综合考虑其它因素接触导线的悬挂高度H取l 3m55m为好。跨距L根据接触网弹性的定义跨中弹性与跨距成正比因此。跨距减小。则跨中的弹性也相应减接触网的弹性差异也就减小而且还能减小接触网压力的标准偏差。理论上为了达到高速子的目的选择更小的跨距是一个明显的解决办法。但是。从经济角度来说减小跨距会造成E数量增多大大提高工程造价为了得到较小的弹性而付出如此代价显然是不合理的。由臣济上跨距应尽可能大而又不能降低高速的运行特性因此必须进行优化以解决问题。在高速下条件跨距受弹性差异、结构高度影响较大一般不受风负载的控制。建议标准跨采用6065m最小跨距不小于50m。结构高度为11m时跨距可取用50m。锚段长度l：锚段长度L主要考虑以下要求：·接触线的张力差不宜超过10一般选用士5的张力差。张力补偿灵活。·定位器的偏移应在允许的范围内。在温度变化范围内导线高度的变化在允许的范围内。结合国外情况、测试和计算结果建议直线区段锚段长度L取为12001400m曲线区段E减小。锚段关节形式锚段关节对于任何接触网来说，都是运行工作硬点区段，这些工作点经常发生接触压力最L电弧及更大的磨耗。因此，必须通过优化设计。改善关节处的接触网弹性使这些工作点上的最大接触压力不超过接触网其他工作点处的接触压力值。这些优化设计包括： ·减小锚段关节处的跨距，以减小悬挂点处的弯矩； ·加大接触导线张力，以降低关节处跨距内的弹性； ·限制关节处的两接触线悬挂抬高量不超过015m； ·采用5跨关节形式，使较大下锚力对接触压力所产生的负效应延伸悬挂至相邻支柱。然后再下锚。 在中心跨中央，两接触线相距045m，平行架设，中心跨上两接触线的拉出值分别为015m和03m(分布于线路中心两侧)o锚段关节的长度按接触线的最大风偏不超过045m来选定。 采用以上优化设计后测试结果证明接触压力的记录中不再有突异现象?即使当时速升至400kmh时也不存在。 在高速接触网中，绝缘、非绝缘锚段关节均存在且与常规接触网的锚段关节相似。另据有关资料显示?利用辅助承力索将有利于改善关节中锚处的硬点影响、阻尼和受流质量。 锚段关节是局部磨耗严重的区域。关节的设计取决于受电弓通过时的抬升量和允许多大的接触压力。这种弓网的作用力决定了接触线工作支和非工作支的起坡坡度。坡度过大，对弓产生的附力口分力大?意味着过大的压力和磨耗?但偏安全。坡度太小，则难以实现。导线的起坡要求决定了关节的跨数。 德国采用三或五跨的奇数跨，过渡点在跨中。法国采用四跨关节，过渡点在中心柱处。 通常的设计是：为了防止电弧的产生和确保过渡受电弓与线的双支接触，设置一段空间上的平行段。德国在高速试验研究中通过弓网压力的测试结果分析发现：实际上在关节区接触力始终是过大；压力硬点和网上波的反射和振动干扰才是造成火花的真正原因而不是平行段接触不够的问题。 37 拉出值A 根据国外经验及试验结果，拉出值对弓网系统的受流质量不产生影响。在考虑风偏的影响后?仍采用与常规接触网相同的拉出值直线区段口300"l"20 38 弹性Y吊索的采用 弹性单链形接触网在悬挂点处安装了弹性吊索，增大了悬挂点处的弹性，从而使沿跨距分布的弹性差异有了可观改善。一般采用18m长的弹性吊索，可使正定位悬挂点处的弹性与跨中相同。反定位悬挂点处仅略小一点。一般采用14m长的弹性吊索。这样，均匀统一的弹性可产生一个稳定的抬升量，而且使受电弓仅有少量的垂直位移。在试验及运行中均证明了弹性吊索对接触网动态特性所产生的积极效应因此应运用于高速架空接触网的设计中。但是。当列车速度超过250kmh时，受流质量，不仅与接触网的弹性均匀有关，更与其振动有关，此时为避免发生事故?要求弹性吊索的调整必须精确。 从技术上讲，有Y吊索。弹性更均匀。增加一点投资，带来明显的改进效果。具体而言： (1)增加悬挂点处的弹性o (2)沿跨距方向的弹性分布均匀，不均匀度仅为10Au20。 (3)悬挂点处的接触力尖峰消失了o (4)避免了局部磨耗，从而使接触导线的寿命提高一倍。 (5)能采用较大跨距(大于60m)，从而减少投资。 (6)因此增加的费用小于05o3.9 接触线预留弛度 架空接触网在跨中相对于悬挂点处有一定弛度。是由于弹性沿跨距分布不均匀受电弓在中抬升接触线比在悬挂点处更大，因而，如果假设受电弓的接触压力不受运行速度的影响单链形悬挂采用预留弛度为受电弓与接触线提供了一定的平行接触径路·对改善受流起着想不到的效果根据国外经验，预留弛度一般取跨距的0。3o至重蝙。 但是。实验证明。当跨中和悬挂点处的弹性差异相当大特别是在80m及以上的大跨距卜且架空接触网所采用的运行速度较低时，预留弛度则似乎是有益的。当吊弦的非一致性低10时预留弛度则不再有效。因此在设计高速接触网的运行速度达到250kmh以上·跨取65m时无需采用预留弛度。3.10接触线坡度 据有关国外资料分析在运行速度为250300kmh的要求下，接触线高速变化过渡应采较缓并较统一的坡度，要求接触线相对于轨面的坡度不应超过00015。而且在相邻两跨的芝度变化不应超过总坡度的一半即0。00075。重1吊弦间距 吊弦间距对弓网关系有影响。日本复链形接触网多采用密式分布。吊弦间距5mo西欧单形接触网多采用稀式分布。吊弦间距9mo 我国吊弦分布初步设计为68m最后根据受电弓参数及其他接触网参数确定。 高速接触网悬挂主要设备及零部件的设计 由于劳动力的昂贵设备及零部件的选用优先以无维修少用人工为出发点。所以选用耐蚀材质及少调整的结构安装和可靠性高经久耐用的设备，即使一次投资高一些但可减少陈的维修劳动投入总的却是合算的。例如，大量采用铜合金和铝合金及不锈钢材质；站场内鞠腕臂柱含双腕臂，三腕臂柱)代替软横跨；采用带制动功能的高效率棘轮补偿器和仍保留瞒中心锚结；采用带护套环整体吊弦；采用压接电连接线夹和接头线夹；采用固定底座式承蒙鞍子；可耐大电流的高寿命隔离开关；采用碳材质受电弓滑板；从使用寿命的经济性角度寨仅仅是安全上对受流接触压力的上限提出要求等等。总之。根据其国情和技术水平要求制定了一套完全不同的设备标准和零部件。但其中的不少设计思路值得借鉴。 高速接触网悬挂主要设备及零部件包括以下内容：(1)接触线材质及构造接触线是高速接触网中唯一直接通过滑动摩擦方式向机车受电弓授电且处于无备用工下的重要线材，其工作安全系数、载流能力、波动传播速度的设定、工作张力及对接触网蝴弹性。其耐磨耗性、耐腐蚀性耐高温强度无不对高速安全行车起着至关重要的。因此阴材质及构造的选择，必须围绕这些技术性能，经济合理地层开高速电气化铁路牵引电流大(600一1000A)，铜作为良好的电工业用导体应为首选材质蘑外的高速铁路接触线而言，基本采用的是铜和银铜合金，联邦德国近期研制出了用于高速线的高强度镁铜合金接触线但镁铜合金线在国内尚无成熟制造经验，须引进生产技术。日本在80年代研制出铜包钢复合型接触线，意在取代常速电气化铁路中的110mm铜或铜合金线?如果加以改进，如在不增加总截面积的情况下，适当调整铜钢截面比适当增大载流面积、提高导电率降低拉断力，应可设计出适用于高速的铜包钢接触线。下面将可采用的高速接触线列表如下：表 1 (2)承力索材质及构造 高速接触网的承力索更确切地讲应是载流承力索它不但承受其下方接触线及线上金具通过吊弦传递上来的自重、冰、风及自身荷载，而且从电气技术要求上它也应分担部分受接触线截面限制的牵引电流，从其担当的重要角色，除了耐磨性能以外应与接触线应具备的性能差不多它的导电性能良好不仅在分流，也可降低网的阻抗，改善网压，适当的工作张力对接触网的安全稳定运行起关键作用，对抵御突发性的事故，缩小事故影响范围也起重要作用。 承力索的材质，国外一般采用铜合金，如青铜、镉铜绞线等，截面积一般在5070mm也有为降低工程造价采用多股型铜包钢或铝包钢绞线载流承力索，它能经济合理地根据接触线自阻抗和互阻抗分配的电流来确定导流截面，可以根据工作张力确定承力索的钢芯截面。复链形悬挂的主承力索的材质为钢承力索或钢材质线，辅助承力索一般仍为钢材质线。 结合我国京沪电气化铁路的自身特点和技术要求，承力索应选用有一定强度，耐疲劳、耐腐蚀性能好的铜合金绞线同时也可试验采用铜包钢芯绞线，作为我国其它高速铁路接触网或既有铁路提速改造承力索的备选线材。下面将可采用的高速承力索列表如下：(3)弹性Y吊索材质及构造 在弹性单链形悬挂中采用的弹性吊索应与承力索的材质相应，保证弹性吊索与承力索间好的电气连接。建议采用Bz I一35青铜绞线，长度采用18m14m，张力相应选用528kN。 (4)支柱 高速铁路上宜采用等径的钢筋混凝土圆杆，以保证一定的强度和少维修。在高架桥上可采顶留杯形基础的方式立杆。站场内宜采用热镀锌硬横梁。表2 钢筋混凝土圆杆技术指标（5)畹臂支撑结构及材料高速受流要求腕臂支撑结构应尽可能轻宜采用铝合金制成。而且腕臂支撑结构的采用足以下要求： 具有良好的稳定性腕臂连接零件消除相对滑动的可能性； 毒灵活的可调性； 鲁强度满足使用要求； 毒使用寿命不小于20年。 (6)定位器结构及材料 宪位器结构必须满足接触线温度偏移及接触线抬升量的要求，并足高速运行受电弓安醚的需要。具有限位结构，端部重量不大于10kgfo制造材料宜采用铝合金，特殊环境下，睡罐内，可采用塑料或GRP材质o 7)腕臂绝缘子 高速接触网应用了多类绝缘子，一般材质为瓷、玻璃钢塑料和硅橡胶。 绝缘子的绝缘泄漏距离应考虑设计线路所经过地区的高程污染情况和污秽等级，并应具畴矗要求的机械强度境臂绝缘子建议采用瓷棒式绝缘子(8)道岔定位及线岔线岔 有交叉式、无交分式、带辅助第三线的导向式和电动传感控制式四类 交叉式对侧向通过速度有限制，而且在试验中，产生了接触压力峰值并发生拉弧现象，不太适合高速。如只保证正线通过则可通过凋整交叉处导高来解决。无交分式线岔可以适应高达400kmh的试验要求。带辅助第三线的导向式线岔的实际运营效果已达到令人满意的水平。电动式可控制式使二根交叉导线的交叉点不发生机械接触，理论上完全不干扰各线的通过速度能力。 因此上述的无交分式线岔和带辅助第三线的导向式线岔可用于我国高速线上需高速通过的地段，但后者需要较大的安装空间，故不适合密集咽喉区。对侧向速度限制的地段仍可采用交叉式线岔。 道岔定位 道盆处接触导线的空间如何定位取决于受电弓的尺寸和滑板取流方式。德国的接触网线岔为交叉式线岔但和我国的交叉式线岔定位有很大的不同。德国的交叉式线岔可以满意地达到受电弓350kmh速度的通过要求。其特点有：双腕臂定位大结构高度，交叉吊弦、带一定弧度的滑板形状、长线岔、“不限制”定位柱位置等特点o(注：按UIC 6062UIC 608条款我国的受电弓尺寸和德国的同属1950mm档的类型。德国弓的滑板弧度形状有一点不同但有效受电弓工作宽度还稍窄。实际应用中，德国的接触线拉出值普遍用足400mm·跨距7080m，风速至少26ms(大时致3337ms)，接触导线张力重0kN却少有钻弓现象。) 关键技术在于交叉吊弦的应用和始触区附近于受电弓滑板的相互配合；支持结构采用双腕臂；后定位处双拉受力设计，受电弓滑板采用单边受电通过等。 交叉吊弦的应用可使受电弓接近始触区时的抬升转化为非接触支的相应增高。从而防止钻弓和减少压力磨耗。由链形悬挂的计算理论也可以推出：较大的结构高度和较小的承力索张力和距悬挂点较远都十分有利于这种抬升的配合效果。 支持结构采用双腕臂和长线岔有利于减少双支悬挂间的干扰。 后定位处采用定位器双拉受力设计，现场容易精确调整和保持定位位置不变一拉一压方式按其规范标准要求是不允许的。 受电弓滑板必须在整个道岔区采用单边受电通过的方式，这是为了利用接触压力产生对过渡有利的受电弓偏转方式，利于安全，防止钻弓。 按以上原则进行布置计算即可，一般定位柱在线间距350一,tOOmm处(德国的道岔号虽也是12、重8#等但岔尖曲线有所不同)，但这不是标准，只是经验。从实际工程的平面布置图上看定位柱的位置是“不受限制”的，没有为了定位而专门加一处定位柱或压缩前后跨距的情况。通过车站时支柱的分布基本上是均匀的60m左右。只有一、二组的起始布置支柱顺便位于350400mm线间距的地方。 (9)接触网张力自动补偿装置 高速区段接触线，承力索下锚应分开补偿。张力自动补偿装置应具备较高的补偿效率、灵敏度和带断线制动功能。 目前高速线上应用的补偿器共有大滑轮式和棘轮式二大类辱滑轮式传动效率较低，但安装容易管棘轮式补偿效率达95以上动作灵敏有防断线制动功能，因此建议采用棘轮式接触网张力自动补偿装置。补偿坠陀可采用混凝土坠陀和钢坠陀钢坠陀具有体积小、易安装、耐风化腐蚀等特点，因此推荐使用(10)电力机车自动过分相装置在高速250kmh以上时，机车自动过分相一般采用车载控制式，即断电通过由二个绝缘殳关节隔离的中性无电区，此方式可利用高速行车指挥系统本身的功能而实现，也可利用地专感式控制实现。此时接触网无特殊之处，只是中性无电区的长短与机车受电方式(弓数、间有关一般单弓取流时，自动过分相区段布置成6跨式，无电区取6080m即可，双弓取流乇电区应大于车长(京沪线车长为400m)o分相装置中的接触悬挂的绝缘建议采用硅橡胶绝尹。德国国内由于采用自发电系统，全国牵引网是统一相没有电分相装置。但与奥地利、瑞士为15kV。16 23Hz系统)交界处设有分相。Rel60时为三个分段绝缘器串成o Re200及上的快速线上采用两个绝缘关节夹中性段构成。在德国设计的西班牙马德里一塞维利亚高我(总长470km25kV 50Hz系统?采用系统三相110220kV电源)上，采用的即为这种形均电分相。这种电分相的最大优点是没有绝缘元件的硬点，磨耗和取流效果等同于锚段关节，适合中壅受流。造价等同一四跨六跨关节，机车通过时不需要降弓，只需断开断路器即可全速通双绝缘关节夹大于双弓距的中性段构成电分相·特点如前分析，具有可实施性强、无绝缘降硬点、适应中高速通过且不需降弓，造价等同六跨关节基本可以替代造价昂贵、技术不完关的自动过分相装置。如果采用地面过分相，网上构成与上述方式是相同的在240kmh时断电通过需但在300kmh时目前还没有此类装置。速度越高越难以采用此类方式。由于原理上的睡和设备制造的水平，此类装置导致的异相短路现象在240krah时巳时有发生300kmh仍按上述设备水平套用是不可行的。必须重新进行研究o11)接触网避雷器薄可采用氧化锌避雷器，按绝缘配合要求设置o 12)吊弦采用耐腐蚀铜合金线制成的整体式吊弦最小吊弦长度应满足接触线的最大抬升量一般250mmo吊弦及与吊弦计算相关部分的配合设计是接触网设计的关键技术。整作为吊弦的一种，又可分为载流和不载流两种。这里的整体吊弦的概念是指吊弦本身是幢弦而与线索的连接部分不一定是一个电连接整体(载流吊弦是电相连接整体)o整体吊随用目的本来只是为提高吊弦的耐磨能力和减少将来的维修，载流整体吊弦则还多一个隙个悬挂网的载流能力的功能。据有关电流分布的研究：作载流用时，在电连接保留的情轿昂弦仍将成为整个牵引网导流能力的关键。如，Re250悬挂，载流吊弦的60ms允许电流良4940A。重要的不是吊弦本身是不是一个整体而是吊弦设计及相关技术，通过这种要求准确到位DS计算过程重新构思整个相关部件的配合设计是十分必要的设计整体吊弦的过程决不仅仅是一个按悬链形公式套算一个吊弦位置和长度而是涉及蚓隘和支持结构的设计和计算思路的问题。具体而言涉及如下设计：相应线路条件下的承力索的空间位置尊户定位器在空间的位置和与受电弓相互作用时的限位尺寸设计 一接触线的磨耗 一受电弓在悬挂点附近的抬升量 一对悬挂参数，尤其是对弹性吊索结构和吊弦间距的要求等等昏准确地说，吊弦设计技术是落实和体现悬挂参数作用的重要环节，也是安全性设计的重要措施致之一。高速时如此，常速时也一样o· (12)电分段绝缘器 对分段绝缘器要求安装方便、耐污能力强。对受电弓的干扰小现在普遍采用的C一1200+1600、菱形分段绝缘器都存在各自的问题，不能满足提速后的技术要求和具有较高使用寿命印经济要求。研制新的分段绝缘器是有一定现实意义的。 新的电分段器应具备如下性能：对受电弓的硬点作用小、接触线和导滑板之间有可调的妇渡关系、悬吊平衡稳定绝缘子的爬距不小于1600mm结构尽量简单安装方便。 通过消化吸收德国的适应Rel60、Re200的电分段绝缘器和法国的电分段绝缘器的原理和构造结合我国较大的绝缘子爬距要求。研制出具有上述特点的电分段应是可行的。 需从如下方面研究： 1大的结构形状 2是否可选用硅橡胶绝缘子 3可凋部件 4导板材质和与接触线的过渡配合 5。悬吊方式和平衡的调整 6。电弧的影响 · 由于电分段的应用场合多。尤其是在枢纽和大站内。现阶段我处有四大枢纽的设计任务 故电分段绝缘器的研制宜抓紧进行o （13) 其他主要金具 由于较高的强度、可靠性要求，零部件尤其是与接触线、承力索有关的受力金具应采用轻质高强的材质并且当接触线张力达到26kN时，张力固定连接金具均需重新研制。 用于非双重绝缘的腕臂和横跨支撑上的金具可采用不锈钢、可锻铸铁，铜和铝合金制成。用于完全绝缘的腕臂支撑上的金具宜采用铜质配件 · ·电连接线夹，宜采用导电性能良好的铜合金制成，结构应具有连接可靠、重量轻、满足高速受流的要求。 ·中心锚结线夹，同样宜采用导电性能良好的铜合金制成，其强度及耐滑动荷重必须承受 接触网最大断线张力其结构及归算质量必须保证受电弓的高速受流的要求。 各类线夹应与线材紧密连接。防止在电流通过时空气氧化所造成的危害o ·锚段内接头 应尽量控制锚段内的接触线接头。以减少工作硬点必要时建议采用定长放线即在生产，导线时尽量使导线长度与相应锚段长度一致。便于施工时不采用接头 I 5 关于中远期接触网设计目标的建议 J 在中远期接触网设计中应建立完善的弓网动态相互作用的模拟仿真软件o I 弓网关系的相互作用是中高速接触网研究的关键技术击从国外中高速技术的研究发展程可以看出弓网模拟软件的开发和应用是非常重要和有效的手段它不仅是研究开发的必要手段在设计和工程建设中还可以预先了解工程设计、实施中参数的少量变化对受流带来的最终影响。避免工程改造。有时候用它还可以得到一些试验中无法进行的项目的结论如将DSA350弓和TGVNord网组合再一起的假设比较；将我国的某受电弓和德国、法国或日本的某接触网进行匹配或改变某些参数后会产生什么样的效果等等)开发运用弓网模拟技术的过程也是一个对弓网受流理论深入理解的过程，通过对弓网关系的核心技术的研究从而对由此派生的所谓波动传播速度、多普勒系数、反射系数和放大系数等概念有一个正确和全面的理解在设计中才会灵活贯彻运用。现在通过一段时间的消化研究和补充收集到了德国有关弓网模拟理论模型和数值解算方法比较完整的宝贵资料对弓网模拟的研究有了更清晰的思路和研究条件完全有可能在不远的将来研究出较实用的有效的弓网动态模拟软件，使我们的设计水平上一个台阶。对既有接触网进行全面改造o(4)保持接触网悬挂类型及综合张力不变适当提高接触线张力降低承力索张力来提高接触网的受流性能。该方案降低了接触线和接触网的安全系数及接网的可靠性能需要对既有接触网的各种参数进行具体分析，用提速后的接触线张力对支、基础，支持装置、关键零部件进行校验o(5)结合线、站专业调整小曲线半径和曲线超高、路及桥梁病害整治并根据相关专业的改造方案制定本专业的临时、过渡及拆改工程对接触进行相应改造。(注：提速扩能改造方案应结合弓网系统的模拟分析，鉴于篇幅所限不再叙接触网提速扩能改造的建议I 接触网悬挂类型及相关参数1，1 接触网悬挂类型 · 全补偿简单链形悬挂和弹性链形悬挂均可以满足提速扩能改造的要求，应根据实际本遥营安全的前提，对接触网进行较少的改造。对悬挂类型提出以下建议，二者各有优劣。可具体实施时选择采用：(1)保持全补偿简单链形悬挂。通过提高接触线的张力、对接触网进晴确凋整及更换关键部件来实现提速扩能，可根据既有接触网的情况不同，提高张力时更暖不更换接触线；也可以保持张力不变而通过必要的调整和关键部件的更换，配以性能较畴受电弓实现提速o(2)简单链形悬挂改造为弹性链形悬挂通过增加弹性吊索来提高弓网睡的受流质量并结合减少硬点的改造来实现提速。表3给出了接触网提速改造的主要技曝准悬挂参数及特性参数 张力：建议接触线张力为10kN一15kN承力索张力为15kN左右弹性吊索的张力为瞄左右接触网的综合张力为25kN30kN，条件允许时可适当增大。对不更换接触线而卧力的情况建议规程中考虑适当降低接触线安全系数。悬挂高度及结构高度：既有线提速扩能改造，接触线的悬挂高度宜保持不变或略有降由于接触线坡度对受流质量影响较大，因此应适当调整接触线坡度，建议由目前的3提睦暑甄困难地段由5提高到4；有条件的线路可适当提高接触网的结构高度并对接触蹭适当的弛度(跨距长的l500叫1000)。离线率及最大离线时间：建议接触网的离线率泸10，最大离线时间泸重00msQ弓网间动态接触压力：最大动态接触压力)i200N，最小值40N平均接触压力为标准偏差单20o锚段关节锚段关节是接触网最为薄弱的环节。提速扩能改造时应对锚段关节进行改造降低接触陵整改变接触线的过渡方式Rel60接触网、环形试验线提速试验用接触网的3跨锚段障式及参数可供提速扩能改造借鉴。 触网主要零部件及关键设备 襄、定位装置：接触网提速扩能改造时，既有定位器宜更换为轻型铝合金带限位装置定位对目前使用的铝合金定位装置进行进一步优化，使之更加坚固、轻型；建议线岔等关键采用轻型铝合金零件。表三 322 张力补偿装置：建议提速扩能改造接触网采用铝合金大滑轮补偿装置其补偿效率不低于97且其防腐性能好，基本能够满足无维修或少维修的要求。 323 其它零部件：关键零部件宜采用轻型、耐腐蚀、抗拉强度高的合金部件，其材质应具有强度大、韧性好等特点对中心锚结、终端锚固线夹、电连接线夹等进一步优化。 324 线岔：结合线、站等专业更换正线道岔，除对接触网线岔进行改进外，还应对无交叉线岔进一步完善。使其早日实用化o 325 接触网分段分相装置：建议既有接触网分段装置更换为重量轻结构简单、安装方便并具有消弧能力的新型分段绝缘装置，保证受电弓通过时不产生硬点；对既有分相装置应进行改造，除更换为性能更好的分相绝缘器或改造为绝缘锚段关节外，应尽快完善自动过分相装置并推广使用，建议研制车载式自动过分相装置。 33 牵引供电系统其它方面的改造建议 331 建议新近设计的电气化铁路，只要是规划中的提速线路，宜按提速后的速度进行设计，避免二次改造造成不必要的投资浪费。 332 由于BT供电方式的BT分段对行车速度的提高影响较大建议既有线提速改造时逐步将其改造为其他供电方式o 333 提速扩能改造工程，宜将接触网反向行车设备纳入提速扩能改造的技术组成o 34 提速后机车功率增大，牵引电流加大，造成接触网电压降增加。应保证接触网的末端电水平满足列车运行需要，对不能满足的供电臂应进行电压补偿，但不得采用在接触网上开增加硬点而影响列车速度的补偿方式；同时，在不改变变电所位置的前提下。按提速扩能后运行图对变压器的容量断路器隔离开关等电气设备的工作电流按额定电流重新进行校时不满足要求的应进行增容或更换。4 需要进一步研究的问题 加强140160kmh接触网一受电弓系统的研究。制定适用于140160kmh接触网电弓系统受流质量的评价标准。包括静态动态弹性，弓网间动态接触压力离线率接触的最大抬升量，接触网对受电弓的静态动态特性要求等；制定适用于140160kinh的接设计、施工规程、规范、条例；制定140160kmh接触网有关零部件、线材的标准包括系数、材质、抗拉强度、电阻率等o5 2 加快适用于140160kmh接触网检测车和接触网运营维护方式的研究目前我国的轴网检测车仅适用于120kmh及以下。为了保证列车提速后的安全运营，需了解接触网在连电mh时的运营状况。通过检测车的检测，可以获得接触网的参数，指导日常维修保证接酬处于良好状态。毒3 加强接触网运营维修与线路维修的配合研究。接触网的安装精度直接影响接触网的受：蠛量。而线路维修与接触网维修的良好配合是接触网处于较高安装精度的重要保证之一特接触线悬挂点至钢轨水平面的垂直距离均匀连续是保证机车正常运行的必要条件。接工完毕后接触线的悬挂高度一般是不能再次漏整的，为了保证接触线的高度均匀、坡必须保证钢轨轨面的高度稳定。因此，线路维修时不能随意抬高或降低轨面高度接雄修与线路维修的配合是需要解决的一个重要问题。对受电弓的建议 蠹前国产受电弓仅适用于120kmho接触网受电弓系统与轮一轨系统一样无论哪一瞄釉合都会影响列车的正常运行。性能良好的受电弓不仅能减少接触网的改造投资而剪以大幅度减少弓网事故及缩小事故范围。因此，建议借鉴国外的先进技术、经验和试验适用于140160kmh并具有快速降弓系统的受电弓。