高速接触网设计概述2

1、8 8张力补偿装置张力补偿装置德国：德国：1:3+1:31:3+1:3棘轮棘轮8 8张力补偿装置张力补偿装置日本：日本： 1:3 1:3变比鼓轮变比鼓轮9 9锚段关节形式锚段关节形式 国外高速接触网锚段关节形式较多，三跨、四跨、五跨均有应用国外高速接触网锚段关节形式较多，三跨、四跨、五跨均有应用实例。日本和法国一般采用四跨关节形式；德国汉诺威维尔茨堡实例。日本和法国一般采用四跨关节形式；德国汉诺威维尔茨堡（Re250Re250）、）、曼海姆斯图加特（曼海姆斯图加特（Re250Re250）、）、柏林汉诺威（柏林汉诺威（Re330Re330）三三条高速铁路均采用五跨关节形式，法兰克福科隆（条高速铁

2、路均采用五跨关节形式，法兰克福科隆（SICAT-H1.0SICAT-H1.0）高高速铁路则采用三跨（非绝缘）和五跨（绝缘）关节形式；西班牙马德速铁路则采用三跨（非绝缘）和五跨（绝缘）关节形式；西班牙马德里巴塞罗那（里巴塞罗那（EAC-350EAC-350）和意大利罗马那不勒斯高速铁路均采用四和意大利罗马那不勒斯高速铁路均采用四跨关节形式。跨关节形式。三跨非绝缘四跨非绝缘五跨非绝缘9 9锚段关节形式锚段关节形式五跨关节立面示意图五跨关节立面示意图 a1 a2 a2 a a四跨关节立面示意图四跨关节立面示意图 a a1 a1 a9 9锚段关节形式锚段关节形式 三跨和五跨关节在跨距中部过渡，跨中两支

3、接触线相三跨和五跨关节在跨距中部过渡，跨中两支接触线相对于悬挂点高出约对于悬挂点高出约5050mmmm；四跨关节则在定位点过渡，两支四跨关节则在定位点过渡，两支悬挂在中心柱外侧第一吊弦之间形成一等高过渡段，非支悬挂在中心柱外侧第一吊弦之间形成一等高过渡段，非支从第一吊弦点开始抬升，中心柱定位器一般按不受力设计。从第一吊弦点开始抬升，中心柱定位器一般按不受力设计。 各国的运营经验表明，只要锚段关节安装调整得当，各国的运营经验表明，只要锚段关节安装调整得当，无论三跨、四跨、五跨，均可取得满意的受流效果。五跨无论三跨、四跨、五跨，均可取得满意的受流效果。五跨关节内侧两转换柱处非工作支接触线抬高量一般

4、为关节内侧两转换柱处非工作支接触线抬高量一般为150150mmmm，因处于受电弓动态包络线以内，故仍需采用定位器，且该因处于受电弓动态包络线以内，故仍需采用定位器，且该定位器需要特殊设计，特别是五跨绝缘关节的转换柱处。定位器需要特殊设计，特别是五跨绝缘关节的转换柱处。相对而言，四跨关节的安装调整较为容易，无需采用特殊相对而言，四跨关节的安装调整较为容易，无需采用特殊定位器，且安全性较好。定位器，且安全性较好。9 9锚段关节形式锚段关节形式五跨关节特殊定位器实例五跨关节特殊定位器实例1010线岔形式线岔形式 高速接触网线岔可分为交叉和无交叉两大类，其中无交叉线岔又高速接触网线岔可分为交叉和无交叉

5、两大类，其中无交叉线岔又可分为两支无交叉和三支无交叉（锚段关节式）两种形式。可分为两支无交叉和三支无交叉（锚段关节式）两种形式。 A A、C C为悬挂点，为悬挂点，B B为交叉点，悬挂为交叉点，悬挂A A点一般位于线间距点一般位于线间距0 0400400mmmm范范围之内，交叉点围之内，交叉点B B位于线间距位于线间距400400700700mmmm范围之内。在悬挂点范围之内。在悬挂点A A处，正处，正线接触线拉出值为线接触线拉出值为300300400400mmmm，并按正常接触线高度设计，侧线接触并按正常接触线高度设计，侧线接触线拉出值一般为线拉出值一般为400400550550mmmm，并

6、抬高约并抬高约150150mmmm，使得使得A A点处侧线接触线点处侧线接触线位于受电弓的动态包络线以外。在悬挂点位于受电弓的动态包络线以外。在悬挂点C C处，正线接触线按正常高度处，正线接触线按正常高度设计，侧线接触线比正线高设计，侧线接触线比正线高3030mmmm。 高速用交叉线岔原理高速用交叉线岔原理1010线岔形式线岔形式 在交叉点在交叉点B B处，为了减小接触网的硬点影响，正线接触线相对于正处，为了减小接触网的硬点影响，正线接触线相对于正常高度抬高常高度抬高1010mmmm（通过吊弦实现），侧线接触线相对于正线抬高通过吊弦实现），侧线接触线相对于正线抬高2020mmmm，与悬挂点与悬

7、挂点C C处高度一致。侧线在处高度一致。侧线在ABAB段按抛物线抬高，在段按抛物线抬高，在BCBC段靠近线岔处段靠近线岔处（线间距（线间距500500mmmm600mm600mm处）设有一交叉吊弦（正线接触线通过吊弦悬处）设有一交叉吊弦（正线接触线通过吊弦悬挂于侧线承力索上，侧线接触线通过吊弦悬挂于正线承力索上），意挂于侧线承力索上，侧线接触线通过吊弦悬挂于正线承力索上），意在使始触区附近两支接触线在动态作用下能够同步抬升。在使始触区附近两支接触线在动态作用下能够同步抬升。 1010线岔形式线岔形式优缺点：优缺点： 由于限制管的存在，当列车高速通过正线时，由于接触线抬升量由于限制管的存在，当列

8、车高速通过正线时，由于接触线抬升量较大，受电弓必然要接触两支接触线，在交叉点附近形成相对硬点是较大，受电弓必然要接触两支接触线，在交叉点附近形成相对硬点是难免的，弓网间将产生较大的冲击，从而加剧线岔处接触线的局部磨难免的，弓网间将产生较大的冲击，从而加剧线岔处接触线的局部磨耗，另外还存在钻弓、打弓的危险。另外，线岔处正线接触线的高度耗，另外还存在钻弓、打弓的危险。另外，线岔处正线接触线的高度要求非常严格（比正常高度高出要求非常严格（比正常高度高出1010mmmm），），施工精度实难保证；当道岔施工精度实难保证；当道岔号码较大时，限制管的长度将变得很长，否则两支接触线无法自由伸号码较大时，限制管

9、的长度将变得很长，否则两支接触线无法自由伸缩。缩。 相对于两支无交叉线岔而言，如果侧线行车速度不高，则其侧线相对于两支无交叉线岔而言，如果侧线行车速度不高，则其侧线行车较为有利，因为受电弓的转换过渡较为平缓；但如果侧线行车速行车较为有利，因为受电弓的转换过渡较为平缓；但如果侧线行车速度也较高，那么仍然存在正线行车的上述不利因素。度也较高，那么仍然存在正线行车的上述不利因素。 1010线岔形式线岔形式 A A、C C为悬挂点，为悬挂点，B B为侧线支接触线始抬点，悬挂点为侧线支接触线始抬点，悬挂点A A一般位于线间一般位于线间距距500500600600mmmm处，侧线支接触线始抬点处，侧线支接

10、触线始抬点B B一般为悬挂点一般为悬挂点A A右侧第右侧第3 3吊弦处。吊弦处。悬挂点悬挂点A A处，正线接触线拉出值为处，正线接触线拉出值为350350400400mmmm，并按正常接触线高度设并按正常接触线高度设计，侧线接触线相对于正线线路中心的拉出值一般为计，侧线接触线相对于正线线路中心的拉出值一般为95095010001000mmmm，并并抬高抬高9090130130mmmm（视道岔号码大小而定），使得视道岔号码大小而定），使得A A点处侧线接触线位于点处侧线接触线位于正线上运行的受电弓正常动态抬升量（该值可通过弓网模拟确定）以正线上运行的受电弓正常动态抬升量（该值可通过弓网模拟确定）

11、以外。外。BCBC段正线、侧线接触线一般按等高设计，侧线接触线自段正线、侧线接触线一般按等高设计，侧线接触线自B B点开始按点开始按抛物线抬高，至悬挂点抛物线抬高，至悬挂点A A处时抬高处时抬高9090130130mmmm，正线在正线在ACAC段始终按正常段始终按正常高度设计。高度设计。两支无交叉线岔原理两支无交叉线岔原理1010线岔形式线岔形式 当正线高速行车时，侧线接触线始终位于受电弓正常动态抬升量当正线高速行车时，侧线接触线始终位于受电弓正常动态抬升量以外，受电弓只与正线接触线接触，而不与站线发生任何关系，因此以外，受电弓只与正线接触线接触，而不与站线发生任何关系，因此正线行车具有绝对的

12、安全性。当列车由侧线驶入正线时，在正线行车具有绝对的安全性。当列车由侧线驶入正线时，在B B点以前受点以前受电弓只与侧线接触线接触，通过电弓只与侧线接触线接触，通过B B点以后大约在点以后大约在ABAB段的中部附近位置，段的中部附近位置，受电弓在与侧线接触线接触的同时，其一侧的倒角将开始触及正线接受电弓在与侧线接触线接触的同时，其一侧的倒角将开始触及正线接触线，并随着列车的前行，受电弓滑板将脱离侧线接触线而转入正线触线，并随着列车的前行，受电弓滑板将脱离侧线接触线而转入正线接触线取流，直至完全驶入正线。当列车由正线驶入侧线时，在接触线取流，直至完全驶入正线。当列车由正线驶入侧线时，在A A点以

13、点以前受电弓均从正线接触线取流，当受电弓到达前受电弓均从正线接触线取流，当受电弓到达ABAB段的中部附近位置时，段的中部附近位置时，受电弓滑板将脱离正线接触线，在其静压力作用下与抬高的侧线接触受电弓滑板将脱离正线接触线，在其静压力作用下与抬高的侧线接触线相接触（此处侧线接触线抬高值宜控制在线相接触（此处侧线接触线抬高值宜控制在5050mmmm左右），进而转入从左右），进而转入从侧线接触线取流。侧线接触线取流。 1010线岔形式线岔形式优缺点：优缺点： 优点是可以保证正线高速行车的安全，缺点是侧线行优点是可以保证正线高速行车的安全，缺点是侧线行车时受电弓的转换过渡不是很平缓，也就是说侧线允许通车

14、时受电弓的转换过渡不是很平缓，也就是说侧线允许通过速度不能太高，一般不宜超过过速度不能太高，一般不宜超过8080km/hkm/h，否则弓网间将产否则弓网间将产生较大的冲击。该种线岔形式适合于与正线相连的车站到生较大的冲击。该种线岔形式适合于与正线相连的车站到发线道岔。发线道岔。 1010线岔形式线岔形式三支无交叉线岔原理三支无交叉线岔原理 渡线电分段采用了四跨绝缘锚段关节形式（关节渡线电分段采用了四跨绝缘锚段关节形式（关节3 3），以避免采用分），以避免采用分段绝缘器产生的硬点影响。关节段绝缘器产生的硬点影响。关节1 1和关节和关节5 5为四跨非绝缘锚段关节，关节为四跨非绝缘锚段关节，关节2

15、2和关节和关节4 4为五跨非绝缘锚段关节（相邻两支悬挂各形成一个锚段关节）。为五跨非绝缘锚段关节（相邻两支悬挂各形成一个锚段关节）。悬挂悬挂1 1为正线接触悬挂，悬挂为正线接触悬挂，悬挂2 2为导向支接触悬挂（相对于另一正线而言为导向支接触悬挂（相对于另一正线而言又为侧线支接触悬挂），悬挂又为侧线支接触悬挂），悬挂3 3为侧线支接触悬挂（相对于另一正线而言为侧线支接触悬挂（相对于另一正线而言又为导向支接触悬挂），从又为导向支接触悬挂），从B B柱到柱到C C柱的区域为正线和侧线之间的转换区柱的区域为正线和侧线之间的转换区域（五跨关节的中心跨）。上图的布置形式基于侧线（或渡线）有电分域（五跨关节

16、的中心跨）。上图的布置形式基于侧线（或渡线）有电分段要求，如果侧线无电分段要求，导向支接触悬挂段要求，如果侧线无电分段要求，导向支接触悬挂2 2可在经过可在经过C C柱并在柱并在D D柱柱过渡后下锚。过渡后下锚。 1010线岔形式线岔形式 当列车在正线上运行时，受电弓不与侧线支接触线接触，但在关节当列车在正线上运行时，受电弓不与侧线支接触线接触，但在关节1 1和关节和关节2 2处与导向支接触线存在转换过渡关系；当列车由正线驶入侧线时，受电弓首先在处与导向支接触线存在转换过渡关系；当列车由正线驶入侧线时，受电弓首先在关节关节1 1处由正线接触线过渡到导向支接触线，然后在关节处由正线接触线过渡到导

17、向支接触线，然后在关节2 2处（处（B B柱到柱到C C柱之间）由柱之间）由导向支接触线过渡到侧线支接触线，经过导向支接触线过渡到侧线支接触线，经过C C柱以后完全驶离道岔进入侧线运行；柱以后完全驶离道岔进入侧线运行；当列车由侧线驶入正线时，受电弓首先在关节当列车由侧线驶入正线时，受电弓首先在关节2 2处（处（C C柱到柱到B B柱之间）由侧线支接柱之间）由侧线支接触线过渡到导向支接触线，经过触线过渡到导向支接触线，经过A A柱以后在关节柱以后在关节1 1处再由导向支接触线过渡到正线处再由导向支接触线过渡到正线接触线，进而完全转入正线运行。接触线，进而完全转入正线运行。 总之，对于锚段关节式线

18、岔，无论正线行车还是侧线行车，非支接触线始终总之，对于锚段关节式线岔，无论正线行车还是侧线行车，非支接触线始终处于受电弓的动态包络线以外，且受电弓在工作支与非工作支之间的转换过渡非处于受电弓的动态包络线以外，且受电弓在工作支与非工作支之间的转换过渡非常平缓，因此其安全性好，且允许侧线行车速度较高（可达常平缓，因此其安全性好，且允许侧线行车速度较高（可达160160km/hkm/h以上，与道以上，与道岔本身允许通过速度有关）。岔本身允许通过速度有关）。 1010线岔形式线岔形式优点：优点：无论正线还是侧线高速行车，受电弓的转换过渡无论正线还是侧线高速行车，受电弓的转换过渡 都非常平缓，并可保证行

19、车安全。都非常平缓，并可保证行车安全。缺点：缺点：接触网的布置相对复杂，施工调整比较麻烦。接触网的布置相对复杂，施工调整比较麻烦。 1010线岔形式线岔形式结论与建议结论与建议 基于三种线岔形式的原理及其优缺点，对于高速客基于三种线岔形式的原理及其优缺点，对于高速客运专线，为了保证良好的弓网受流质量和确保正线接触运专线，为了保证良好的弓网受流质量和确保正线接触线的使用寿命，应避免采用交叉布置形式，而采用无交线的使用寿命，应避免采用交叉布置形式，而采用无交叉布置形式。如果侧线通过速度要求较高（叉布置形式。如果侧线通过速度要求较高（8080km/hkm/h以以上），应采用锚段关节式线岔形式；如果侧

20、线通过速度上），应采用锚段关节式线岔形式；如果侧线通过速度要求不高（要求不高（8080km/hkm/h以下），应优先采用锚段关节式线岔以下），应优先采用锚段关节式线岔形式，困难时可采用两支无交叉线岔形式。形式，困难时可采用两支无交叉线岔形式。 1111支柱形式支柱形式德国：以环形带椎度的钢筋混凝土支柱为主德国：以环形带椎度的钢筋混凝土支柱为主1111支柱形式支柱形式日本：环形等径钢管支柱日本：环形等径钢管支柱1111支柱形式支柱形式法国和韩国：法国和韩国： H型钢柱型钢柱1111支柱形式支柱形式西班牙：西班牙： 双槽钢角钢焊接型钢柱双槽钢角钢焊接型钢柱1111支柱形式支柱形式意大利：意大利：

21、双槽钢圆钢焊接型钢柱双槽钢圆钢焊接型钢柱1212基础形式基础形式 为了减少接触网支柱基础施工对路基的稳定性影响，为了减少接触网支柱基础施工对路基的稳定性影响，客运专线接触网支柱基础一般采用机械钻孔灌注桩基础。客运专线接触网支柱基础一般采用机械钻孔灌注桩基础。基础施工工艺流程基础施工工艺流程1212基础形式基础形式1212基础形式基础形式1313接触网接地方式接触网接地方式 对于列车密度高、客流量大的客运专线，旅客的安全至关重要的，对于列车密度高、客流量大的客运专线，旅客的安全至关重要的，接地系统必须满足相关的安全标准。接地系统必须满足相关的安全标准。 高速列车负荷电流、故障短路电流均比既有铁路

22、大，因此地网中高速列车负荷电流、故障短路电流均比既有铁路大，因此地网中钢轨电位也大大增高，采用传统的接地方式不能满足相关标准要求。钢轨电位也大大增高，采用传统的接地方式不能满足相关标准要求。 根据国外经验，宜采用综合接地方式。综合接地可以简化网上结根据国外经验，宜采用综合接地方式。综合接地可以简化网上结构，直接接地，可靠性高，并有效降低钢轨电位，同时可避免沿线的构，直接接地，可靠性高，并有效降低钢轨电位，同时可避免沿线的各设备相互干扰和故障，提高整体可靠性。各设备相互干扰和故障，提高整体可靠性。欧洲标准欧洲标准CCITTCCITT标准标准正正 常常65656060（150150）* *短时（短

23、时（0.10.1s s）842842650650* *（ ）中数字适用经过培训的技术人员）中数字适用经过培训的技术人员1313接触网接地方式接触网接地方式 综合接地方式综合接地方式1313接触网接地方式接触网接地方式1414电分相设计方案电分相设计方案 客运专线动车组有两种编组模式：客运专线动车组有两种编组模式： 短编组：短编组：8 8辆编组，单受电弓运行辆编组，单受电弓运行 长编组：长编组：1616辆编组，双受电弓运行辆编组，双受电弓运行 接触网电分相的设置应满足本线所有动车组的运行模式。双受电接触网电分相的设置应满足本线所有动车组的运行模式。双受电弓运行时，两弓高压部分之间一般无母线连接，但低压控制部分具有弓运行时，两弓高压部分之间一般无母线连接，但低压控制部分具有连锁关系，即两断路器同时开断和闭合。两弓间的距离应大于电分相连锁关系，即两断路器同时开断和闭合。两弓间的距离应大于电分相中性段的长度中性段的长度D2D2或小于无电区的长度或小于无电区的长度D1D1，以防止两受电弓将不同相位以防止两受电弓将不同相位的接触网短接。的接触网短接。 D2A相D1B相LD1A相B相D2LA相短分相方案短分相方案长分相方案长分相方案第四部分第四部分 高速接触网的施工误差高速接触网的施工误差德国德国接触线悬挂点高度：接触线悬挂点高度： 30 mm30 mm两个相邻悬挂点之间接触线高度：两个相