重载铁路接触网设计初探

孙阳

摘要：针对重载铁路接触网设计相关内容，做了简单的论述。从重载铁路实际情况来说，具有牵引质量大和功率高等特点，对接触网的需求更高。基于此，加强此课题的研究，提出重载铁路接触网设计把控的要点，有着必要性。

关键词：重载铁路；接触网；设计要点

现阶段，为提高重载铁路运输能力，各企业积极开展扩能。在进行扩能的过程中，需要对行车设备进行改造，以满足重载运输的需求。接触网是主要设备，也是改造的重点。基于以往重载铁路接触网设计经验，结合重载铁路实际情况，制定接触网设计方案，对接触网改造与建设的开展，有着指导作用。

1重载铁路接触网需求分析

按照重载运输协会对重载铁路的定义为:重载列车牵引质量不少于8000t；列中车辆轴重达到或超过27t;至少150km线路区段上年计费货运量不低于40Mt。当铁路满足上述2项条件，则可以被称作为重载铁路。从技术指标角度来说，重载铁路在牵引质量、年运量、轴重方面，有着更高的要求。对接触网系统，有着一定的需求。具体体现如下：1）由于牵引质量大和牵引功率的提高，使得接触网载流量增加，带动着供电方式的变化，增加导线截面。2）由于重在铁路的轴重大和基础设施振动较为激烈，对接触网结构与性能，有了更高的要求。3）由于重在铁路运输环境较为恶劣，对接触网的性能，包括防污性与防腐性，有着较高的要求。

2重载铁路接触网设计关键技术

2.1导线规格与悬挂类型

2.1.1导线截面

在设计重载铁路接触网时，需要考虑到实际需求，需要增加接触导线的载流截面。按照单车功率以及供电范围，依据牵引计算，通常导线界截面的配置，按照以下要点加以把控：1）150mm2承力索；2）150mm2接触线；3）铜合金导线。若使用上述承力索与接触线，建议张力配置为15kN+15kN。

2.1.2悬挂类型

从重载铁路速度设计角度来说，最高速度为120km/h，若使用截面为150mm2的接触线以及承力索，可采取简单链型悬挂方式或者弹性链型悬挂方式。从使用效果角度来说，弹性链型悬挂方式具有弹性均匀的特点，硬点比较少。不过对于重载铁路来说，上述悬挂方式的机械性能差异不大。采取弹性链型悬挂方式，需要花费的造价较高，施工安装与运行较为复杂，因此不建议采用。简单链型悬挂方式，具有安装和调整便利的优势，使用造价较低，能够达到重载铁路接触网建设的要求，因此建议采取此悬挂方式。

2.2零部件选型

因为运输环境较为恶劣，存在粉尘污染问题，若为寒冷区域，还需要考虑接触网的抗低温冲击能力。从系统组成角度来说，零部件的使用，直接影响着系统运行的安全性与可靠性。基于此，在选择时，需要做好以下质量要点的把控：1）紧固件材质选择不锈钢，比如12Crl18Ni9；定位线夹或者锚固线夹等，使用铜合金或者铜[1]。

2）腕臂底座。从工艺角度来说，包括铸造与锻造。其中铸造的材质多为ZG270-500，锻造材质多为Q235A，若为低温则可以使用Q345B。为了确保产品的性能，降低成本，建议使用模锻结构。

3）终端锚固线夹。从结构形式角度来说，终端锚固线夹分为锥套型与双耳楔形。双耳楔形线夹为楔块楔紧原理,线材锚固时需弯曲或回头,线夹本体采用铸造工艺,材质为钢;锥套型终端锚固线夹采用锥压抱紧原理,线材不需要弯曲,线夹本体采用锻造加工工艺制造,材质为铜合金或不锈钢。重载铁路使用的是大直径线材，。为了能够增加可靠性，便于施工作业，建议使用锥套型终端锚固线夹。

4）补偿装置。若重载铁路处于山区，建议使用滑轮补偿装置。若以运煤为主，考虑到粉尘较大，建议使用无油免维护滑轮组，能够提高产品的性能，减少偏磨损[2]。

5）定位线夹。从结构形型角度来说，定位线夹主要分为T形头、存在插销、无插销形式。综合考量，建议使用无插销结构形式的定位线夹，减少插销磨损，增强产品的稳定性。对于电连接线夹的选择，若重载铁路的电流较大，建议使用全压接型的装置，因为其具有安全可靠性，而且质量较轻。不过需要注意的是，在安装时，需要使用专业的压接工具，严格按照压接工艺操作，保障建设的质量。

3重载铁路接触网设计案例分析

以某铁路工程为例，线路全长为266km。截止到目前，已经投运20余年，经过几次大修，接触网较为复杂，设备老化问题严重，铸铁件存在着严重的锈蚀问题，部分零部件存在裂纹。原承力索使用LBGL-185，张力是18kN。使用的为钢铝材质接触线，张力是13kN。通过仿真计算，发现现有的接触网，已经难以满足扩能的需求和要求，因此需要进行改造[3]。现结合案例实际，提出重载铁路接触网设计把控要点：

3.1接轨站接触线悬挂点高度设计

对于早期建设的重载铁路来说，受到简单悬挂形式的限制，接触线悬挂点高度多设计为6450mm。目前，简单悬挂类已经不再设计，多选择链型悬挂，仅仅部分车站存在简单悬挂。在基础网改造设计中，按照链型悬挂的接触线松弛度，设计悬挂点，确定安装高度，能够使得悬挂点安装高度得以科学合理的降低，至少可以降低100mm，能够减轻支柱负载。总的来说，采取此方式，不仅能够有效的解决接触线松弛度选择问题。需要注意的是，在具体设计时，要结合实际情况，采取相应的措施，若接轨站不配调车组，并且以前也没有配置调车组，那么可以保持接触线悬挂点的高度。若接轨站之前设置了调车组，在引入专用线后，可结合实际情况，保持现有高度，或者降低100mm左右[4]。

3.2牵引供电方式设计

电气化铁路，主要采取以下牵引供电方式：1）直接供电；2）BT供电；3）AT供电；4）直供加回流。目前，BT和AT方式的应用较少，BT基本不使用。主要使用的是直接供电和直供加回流，实现供电。在进行改造的过程中，对于每日接发列车对数相对较少的铁路专线，考虑到电力机车在线路内的去留时间较短，不会对周围通信，造成过大的干扰。基于此，可采取直供电方式，实现投资节约。对于线路处于路堑地段为的运输线，由于接触网牵引电流运行的干扰较小，因此可采取直供电形式。对于接发列车次数较多的运输专用线，若长度超过2个轨道电路，建议采取直供加回流的方式，来减少接触网对周围通信的影响。对于运输专用线长度小于2个轨道电路的，需要做好供电分析，甚至选择供电方式。主要是因为，如果采取直供加回流的方式，则需要设置吸上线，来保证功能的发挥，消除电磁干扰。基于此，无论采取何种方式，均需要做好综合分析，结合实际情况，保证接触网和信号专业之间能够紧密配合。若设置吸上线，难以达到信号专业的标准时，则需要选择直供电形式[5]。

4结束语

综上所述，对于重载铁路接触网的设计，需要做好关键技术的把控，同时还需要结合实际情况，做好优化设计。在设计时，需要做好接轨站接触线悬挂点高度设计以及供电方式等的把控，合理选择接触线与设备等，保障接触网建设的质量。

参考文献

[1]万连录,关金发.渝利铁路带加强线全并联直供接触网设计方案研究[J].铁道标准设计,2013(9):93-95.

[2]刘改红.风区挡风墙/屏影响下接触网设计风速计算研究[J].铁道标准设计,2013(9):90-93.

[3]郭红星.铁路专用线工程接触网设计中若干问题的探讨[J].铁道标准设计,2015(1):115-118.

[4]杨佳,潘英.委内瑞拉北部铁路接触网设计关键技术[J].铁道标准设计,2013(6):154-157.

[5]罗健.重载铁路接触网关键技术方案研究与应用[J].铁道标准设计,2016,60(11):122-125.

作者简介

孙阳（1991-）,男，河北省唐山市人，民族：汉职称：助理工程师，学历：大学本科毕业。研究方向：铁路普速接触网。