高速电气化铁路锚段关节的优化设计 - 电气化铁道论坛.doc

既有线提速接触网锚段 关节改造方案的优化 郑州铁路局BQZ LCW 内容提要：本文对哈大线接触网锚段关节的设计特点进行简要分析，提出了我国电气化铁路接触网锚段关节设计存在的问题和改造方案。通过论证后本文指出，我国既有线已采用的三跨、四跨锚段关节稍加改造，即可满足列车200km/h运行速度需要。 前言 我国既有电气化铁路接触网锚段关节广泛采用三跨、四跨布置形式。由于三跨绝缘关节两转换柱间接触线坡度在7‰以上，远大于3‰的标准（文献1），近年来的电气化铁路提速改造和新建电气化铁路中，又推广采用了四跨或五跨锚段关节。运行速度为160km/h接触网动态检测结果表明，我国既有线未经改造的三跨绝缘锚段关节处较多出现了弓网间接触压力超标的现象，不利于弓网运行安全。由于锚段关节由三跨改为四跨或五跨必然造成改造投资增加，因此，探讨我国既有电气化铁路提速到200km/h时如何改造现有锚段关节具有非常现实的意义。 哈大线设计运行速度200km/h的电气化铁路成功引进了德国接触网设计的经验，运行情况良好，我们可以此为参照，优化我国接触网的设计。本文对哈大线接触网（以下简称Re200C）锚段关节的设计特点进行简要分析，提出我国电气化铁路接触网锚段关节设计存在的问题，供设计和运营管理部门参考。 关于锚段关节的选用条件 根据用途，锚段关节可分为绝缘锚段关节和非绝缘锚段关节两种，前者用于电分段。视线路曲线半径和风速，Re200C绝缘锚段关节有三跨、四跨、五跨三种形式，非绝缘锚段关节有三跨、五跨两种形式。 2.1 Re200C锚段关节选用条件 见表一（文献2）。 表一 Re200C锚段关节选用条件 锚段关节形式 适用的线路条件 绝缘锚段关节 非绝缘锚段关节 三跨 R=∞--1100(m) R=∞--600(m) 四跨 R=∞--400(m) 不采用 五跨 R=1000--400(m)（最大风速为30m/s时）； R=∞--400(m) （最大风速为35m/s时）。 R=500--300(m)（最大风速为30m/s时）； R=600--400(m) （最大风速为35m/s时）。 说明：文献一关于五跨锚段关节在最大风速和线路曲线半径时的选用条件可能有误。如绝缘锚段关节，按照有关设计理论，若最大风速为35m/s，R=∞--400(m)时能采用五跨，则最大风速为30m/s时，同样的线路曲线半径也应能选用五跨。非绝缘锚段关节的选用条件也有同样问题。这一点还有待进一步考证。笔者注。 显而易见，Re200C锚段关节有如下特点： 2.1.1绝缘锚段关节的跨距数 并不是所有绝缘锚段关节都选用四跨、五跨形式。线路曲线半径在1100m及以上时仍可采用三跨。 2.1.2非绝缘锚段关节的跨距数 非绝缘锚段关节不采用四跨形式，普遍采用三跨形式，但曲线半径在500m（最大风速30m/s时）及以下和曲线半径在600m（最大风速35m/s时）及以下时采用五跨形式。 2.2三跨锚段关节跨距长度 文献2显示，三跨锚段关节的跨距长度最小为50m。 众所周知，接触网每两个锚段衔接处就有一锚段关节，若将锚段关节从三跨改为四跨或五跨，即使维持既有锚段布置，由于跨距布置和支柱容量不能满足需要，也需重新立支柱并新架一段接触网，这将增加接触网接头数量并使工程改造费用大大增加。由于目前我国既有电气化铁路接触网绝缘和非绝缘锚段关节较多采用了三跨形式，且1200m及以上曲线半径的线路，两转换柱间的跨距均在50m以上，按照Re200C三跨绝缘锚段关节及非绝缘锚段关节的线路使用条件，给我们一个启示：我国目前使用的三跨锚段关节跨距布置大多满足要求，若对相关的技术性能优化设计，稍加改造，即可满足200km/h运行速度的需要，从而将大大减少我国既有电气化铁路接触网设备提速改造投资。 以下就对Re200C三跨绝缘锚段关节及非绝缘锚段关节的接触线高度和拉出值的布置方式作进一步分析。 3、关于锚段关节接触线高度、拉出值的布置方式 3.1锚段关节处接触线高度布置 文献2显示： Re200C锚段关节不管是三跨还是四跨，也不管是绝缘锚段关节还是非绝缘锚段关节，转换柱处非工作支接触线抬高均为500 mm（跨距在55m及以下时）或600mm（跨距在55m以上时）。而我国接触网设计，绝缘锚段关节转换柱处非工作支接触线抬高量为450mm及以上，而非绝缘锚段关节转换柱处非工作支接触线抬高量通常只有200-250mm。 3.2锚段关节处拉出值的布置 Re200C锚段关节接触线拉出值设计有以下特点：一是转换柱处非工作支接触线拉出值均设置在400mm以内。二是拉出值布置始终满足每个定位器均处于受拉状态（Re200C要求任何情况下定位器受力不小于80N）。 3.3分析 我国三跨非绝缘锚段关节除了转换柱处非工作支抬高量小