特殊接觸網腕臂裝置在四線并行區段的應用

楊 佳，李朝陽

0 引言

隨著城際、市域鐵路的快速發展，以大中城市為中心而建立的鐵路越來越多，并形成了復雜的鐵路網。這些鐵路普遍存在著功能多、技術標準多等特點，鐵路與鐵路之間的交叉跨越、多線并行的情況也越來越多。而在這些區段，由于綜合考慮經濟投資等因素，一般都存在著如跨線橋凈空很低、多線間距較小等情況，接觸網懸掛系統的安裝空間非常有限，因此接觸網系統的固定安裝必須采取很多的特殊設計。本文以南昌樞紐向莆、西環線四線并行區段采用的特殊接觸網懸掛裝置為例，分別從技術、安全、運營檢修和美觀等方面進行論述，旨在為四線并行區段的接觸網系統的安裝提供一種新的思路。

1 線路概況

向莆線起始于江西省樂化東車站，止于福州省莆田車站，時速為200 km，南昌樞紐區段為客運專線標準；西環線起始于樂化車站，止于既有向塘車站，時速為120 km，為客貨共線標準。兩線接觸網主要技術標準見表1。南昌樞紐向莆線、西環線四線并行區段范圍：D1K1429+735.74—D1K 1441 +861.13，全長約12.1 km。向莆右線與西環左線線間距為7.5 m，軌面高度差為134 mm（西環線軌面高于向莆線軌面）。考慮2條線路眾多的不同技術標準，如何合理設置接觸網支柱及懸掛，保證安全絕緣距離，并且盡量做到美觀，方便運營檢修，是本文論述的重點。

表1 向莆、西環兩線接觸網主要技術標準表

2 方案研究

方案1：硬橫梁方案。由于向莆線為簡支箱梁，接觸網支柱只能設于箱梁梁面上。西環線為簡支T梁，若接觸網支柱設于T梁橋墩上，則硬橫梁與線路中心不能正交，且偏角較大，不滿足規范要求；若接觸網支柱設于T梁梁面上，則由于向莆、西環線為不同的梁，列車運行或氣候等因素會引起梁的位移，導致硬橫梁偏移，結構受影響。因此，硬橫梁方案不可行。

方案2：線間立柱方案。接觸網支柱設于向莆線和西環線線間，若兩線均設置接觸網支柱分開懸掛兩線接觸網，會使接觸網支柱顯得冗余過多，嚴重影響美觀。

綜合技術可能性和美觀性后，采取線間設置支柱，雙肩懸掛兩相鄰線路接觸網的方案。接觸網系統安裝示意圖如圖1所示。

圖1 四線并行區段接觸網系統固定安裝示意圖（路基區段）（尺寸：mm）

結合兩線的接觸網采用支柱標準，線間采用立柱方案：路基區段接觸網支柱采用混凝土等徑圓桿，此時接觸網支柱側面限界距向莆線3.1 m，距西環線則為 4.05 m；橋梁區段接觸網支柱采用 H形鋼柱，此時接觸網支柱側面限界距向莆線3.3 m，距西環線為3.93 m。在考慮美觀的前提下，由于接觸網支柱側面限界過大，接觸網平、斜腕臂需要采用特殊的長大腕臂。

（1）安全絕緣距離。在設計中，必須充分考慮向莆、西環兩線不同線路間的檢修和搶修的安全絕緣距離，根據相關規范要求向莆、西環兩線接觸網帶電體間距離正常情況下不應小于2 000 mm，困難情況時不應小于1 600 mm，因此需要進一步采取如下措施：a.懸掛西環線側接觸網的腕臂裝置采用特殊的腕臂裝置，即平、斜腕臂棒式絕緣子移至西環線線路側。b.盡量減小西環線側接觸網拉出值，以利于安裝定位管，為斜腕臂棒式絕緣子上移留有更多空間。

經過CAD繪圖布置和詳細計算，向莆、西環兩線腕臂棒式絕緣子靠近支柱側根部間距均大于1 600 mm，腕臂帶電體間的距離大于2 000 mm，因此能夠滿足兩線檢修或搶修的安全絕緣距離要求，新型腕臂安裝如圖2所示。

（2）結構性能。根據腕臂裝置力學性能及安全可靠要求，必須進行特殊腕臂裝置的強度、撓度和長細比的檢算，該方案在根據荷載情況進行計算后，需采取如下措施：考慮零件安裝的統一性，平、斜腕臂管徑不變（Φ60 mm），腕臂管壁厚度由普通的5 mm加至7 mm。由于合成絕緣子自重小、輕便且美觀、利于施工和維護等，平、斜腕臂棒式絕緣子采用合成絕緣子。考慮棒式絕緣子和腕臂間的機械連接性能以及方便更換維護等，腕臂裝置采取整體腕臂形式，要求棒式絕緣子與腕臂在工廠進行整體組裝。

（3）接地回流系統。向莆線左線：左線支柱回流線貫通；距接觸網帶電體5 m以內的金屬結構均接綜合接地系統。向莆右線：橋梁區段內距接觸網帶電體5 m以內的金屬結構均接綜合接地系統。路基區段內接觸網支柱柱頂設置架空地線（LBLGJ-185）實現集中接地方式，每隔500 m增設架空地線重復接地，并在杯形基礎內設置接地鋼筋增加安全接地的可靠性。西環左線：與向莆右線共用接地體。西環右線：右側支柱回流線貫通；成排鋼柱增設架空地線實現安全接地。四線并行區段位于供電臂末端，工作電流較小，且接觸網專業每隔2～3 km設置一處吸上線，上下行軌道間做完全橫向電連接，井計算能滿足牽引回流的要求。

圖2 新型特殊腕臂裝置及相互間距示意圖（尺寸：mm）

3 運營檢修

并行區段采用上述特殊腕臂裝置后，能滿足對向莆、西環兩線不同時停電檢修的要求，其具體情況如下：

（1）西環線接觸網帶電，向莆線需要停電檢修時，由于向莆線絕緣子末端距西環線帶電體大于1 600 mm，可對向莆線接觸懸掛、底座、支持裝置進行檢修維護。

（2）向莆線接觸網帶電，西環線需要停電檢修時，由于西環線絕緣子末端距向莆線帶電體大于1 600 mm，可對西環線接觸懸掛進行檢修維護。

（3）由于本區段的特殊條件，必須充分考慮帶電作業的危險性，對支柱、架空地線及西環線支持裝置、底座的檢修維護時，建議盡量采用接觸網檢修作業車，減少登桿作業，當必須登桿作業時，應加強安全防護措施。

4 結束語

樞紐內多線并行區段的線路條件、技術標準多樣性，決定了接觸網系統固定安裝的特殊性，要求在接觸網設計中必須全面、充分考慮技術、安全和美觀。南昌樞紐向莆、西環兩線四線并行區段內的接觸網特殊腕臂裝置的采用，很好地解決了多線并行區段的接觸網系統懸掛的各種特殊要求，這些都在實踐運營維護中得到了很好的檢驗，同時也為多線并行區段的接觸網系統的固定、安裝提供了一種新的思路。

[1]TB 10009-2005.鐵路電力牽引供電設計規范.中華人民共和國鐵道行業標準[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

[2]Kie?ling, Puschmann, Schmieder.電氣化鐵道接觸網[M].中鐵電氣化局集團譯.北京：中國電力出版社，2004.