大型動車運用所接觸網(wǎng)設計關鍵技術淺析

保立波

0 引言

近幾年高速鐵路和城際鐵路迅速發(fā)展，動車組的維護和檢修工作量迅速增大，隨之動車組的維護和檢修基地—動車運用所也越來越多。動車運用所一般規(guī)模較大，股道的使用功能較多，加之動車運用所所處的位置氣候類型多樣，從而要求動車運用所的設計要做到滿足動車組維護和檢修需要、布局合理、安全性高、運營維護方便等要求。接觸網(wǎng)系統(tǒng)作為動車運用所的一部分，在設計過程中要始終服務于整個系統(tǒng)的需要，達到功能性、可靠性、安全性、景觀性的統(tǒng)一。

曹莊動車運用所是正在建設的規(guī)模較大的動車運用所之一，為京津城際、京滬高鐵、津秦客專、津保鐵路的動車組進行停靠、檢修和臨修，是天津重要的動車整備基地和停車基地。動車運用所設有動車走行線3條、存車線（即高速列車停留線）48條、洗刷庫線4條、不落輪鏇修線2條、檢查庫線10條、牽出線2條、臨修庫線1條、道岔120組。曹莊動車運用所的 2條走行線引入天津西站京滬高鐵車場，1條走行線引入天津西站津保鐵路車場。

本文結合曹莊動車運用所的接觸網(wǎng)設計方案，淺談大型動車運用所的設計關鍵技術。

1 大型動車運用所的供電方案

動車運用所的供電可靠性要求高，有條件時優(yōu)先考慮設置牽引變電所為其供電，或者從鄰近的牽引變電所引專用饋線為其供電，同時要考慮幾路備用電源。動車運用所內根據(jù)站場型式及運營維護需求，進行分場分束供電，且要求能通過相鄰場間的電動隔離開關閉合獲得電力支援。

在曹莊動車運用所供電方案中，由新建津保鐵路曹莊分區(qū)所兼開閉所（5回進線、11回出線、預留1回出線）給動車運用所內供電。其中進線5回：1回由華苑牽引所接入專供電源；1回由動車走行線出段線接觸網(wǎng)上T接引入；1回由普速接觸網(wǎng)（就近）T接引入；2回為津保正線末端分區(qū)（AT）引入；饋出線11回：1回至檢查庫；2回為津保正線（曹莊北線路所至天津西津保車場站外）供電；另外 8回出線分別至動車運用所的存車線實現(xiàn)分束供電，分別至：1—10股道、11—16股道、17—22股道、23—28股道、29—34股道、35—42股道、43—48股道、49—59股道，預留1回出線。改造京滬高速天津西開閉所，增加2路直供饋線及相關保護裝置為曹莊分區(qū)所兼開閉所供電。

曹莊動車運用所的供電方案實現(xiàn)動車走行線、所內各個場分束單獨設置供電饋線，保證了供電分段的獨立性；天津西站與走行線間、走行線與各分束供電車場間以及各分束供電車場間均設置分段絕緣器，實現(xiàn)了電氣隔離，提高了供電的可靠性；天津西站與走行線間、走行線與各分束供電車場間、各分束供電車場間在適當位置安裝了電動隔離開關（納入遠動系統(tǒng)），實現(xiàn)了供電能力上的相互備用、支援，進一步提高了供電的可靠性；檢查庫內外根據(jù)車輛專業(yè)要求設置電分段和電動隔離開關（帶接地刀閘），隔離開關的控制在現(xiàn)場由車輛專業(yè)控制，并和消防系統(tǒng)互連，提高了供電的安全性。

2 大型動車運用所的接觸網(wǎng)設計方案

大型動車運用所車場多、股道多、道岔多、股道上設施較多（一般設有檢查庫、洗刷庫、臨修庫及鏇輪庫、踏面診斷棚等），接觸網(wǎng)設計要兼顧功能性、可靠性、安全性、景觀性，平面布置要從支柱選型、道岔布置、分段絕緣器布置、運營維護等方面考慮，做到最優(yōu)化設計。

2.1 景觀設計

接觸網(wǎng)設計在滿足動車所功能的基礎上，盡量做到與動車所其他設施協(xié)調統(tǒng)一。

曹莊動車運用所在景觀設計時遵循以下原則：

（1）多股道、多場時支柱盡量對齊，能合用支柱時盡量合用。曹莊動車運用所3—52股道為存車場，共49股道，分為8個場。接觸網(wǎng)支柱采用熱浸鍍鋅扁鋼格構式軟橫跨鋼柱，相鄰場之間共用軟橫跨鋼柱，且在垂直線路方向對齊，僅存車場直線段就減少了77根支柱，既美觀又節(jié)省投資。

（2）檢查庫內利用防護網(wǎng)吊柱及結構頂梁懸掛接觸網(wǎng)，線路末端利用墻壁結構柱下錨。既減少了接觸網(wǎng)單獨立柱，又節(jié)省了庫內空間。圖1為檢查庫內接觸懸掛側視圖。

2.2 道岔布置

動車運用所內優(yōu)先選用德國交叉道岔布置方式，并輔以傳統(tǒng)交叉道岔布置方式；盡量按正常定位方式設置道岔定位柱，連續(xù)多個道岔時可采用只定位不懸掛的方式；在滿足接觸網(wǎng)定位的同時盡量減少支柱或軟橫跨。

2.3 懸掛安裝

動車走行線一般采用簡單鏈形懸掛，動車運用所內存車線等一般采用簡單鏈形懸掛，檢查庫線根據(jù)車輛專業(yè)要求可采用簡單懸掛（庫內只懸掛接觸線，承力索在庫門外下錨）或移動式接觸網(wǎng)。動車運用所腕臂系統(tǒng)可采用鋼材質或鋁合金材質；定位器一般采用鋁合金定位器，其中動車走行線一般采用鋁合金限位定位器，動車運用所內軟橫跨定位器從運營維護便利及景觀性考慮優(yōu)先采用鋁合金定位器。

圖1 檢查庫內接觸懸掛側視圖

3 大型動車運用所的接口設計

大型動車運用所內股道上設施較多（一般設有檢查庫、洗刷庫、臨修庫、鏇輪庫、踏面診斷棚等），所以接觸網(wǎng)的接口設計較一般的車站接口設計要多且復雜。接觸網(wǎng)主要接口設計有：與檢查庫的預留接口、與洗涮庫、臨修庫及鏇輪庫的預留接口、與踏面診斷棚的預留接口、與站場排水溝的接口以及與綜合管溝的接口等。

3.1 接觸網(wǎng)與檢查庫接口設計

3.1.1 檢查庫內懸掛及下錨

檢查庫內采用簡單懸掛時，接觸線懸掛高度一般為6 000 mm（根據(jù)車輛專業(yè)需求），庫內需預留接觸網(wǎng)懸掛及下錨位置。

（1）接觸懸掛。接觸網(wǎng)利用庫內防護網(wǎng)吊柱及結構頂梁懸掛，每隔30～40 m在掛網(wǎng)股道中心的正上方設置懸掛點。圖2為檢查庫內接觸懸掛正視圖。

圖2 檢查庫內接觸懸掛正視圖

（2）接觸線終端下錨。檢察庫末端股道為線路終端時，接觸網(wǎng)需利用檢察庫末端的墻壁（或結構柱）下錨；建筑及結構專業(yè)應在每個掛網(wǎng)股道對應的線路末端墻壁（或結構柱）上預留接觸線終端下錨的條件。接觸線終端下錨的順線路下錨力應考慮張力增量，下錨高度為6 000 mm（距軌面高度）。圖3為檢查庫內接觸線下錨示意圖。

圖3 檢查庫內接觸線下錨示意圖

（3）分段絕緣器懸掛。在車輛專業(yè)要求的位置設置懸掛點安裝分段絕緣器。圖4為檢查庫內分段絕緣器懸掛示意圖。

（4）架空地線懸掛。一般沿檢查庫內最外側的2根頂梁懸掛架空地線。

（5）架空地線下錨。架空地線一般在檢查庫內最外側首末端2面墻壁（或2根結構柱）下錨，下錨力7 kN，下錨高度7 500 mm（距軌面高度）。

圖4 檢查庫內分段絕緣器懸掛示意圖

3.1.2 庫門處下錨及庫門墻開孔

（1）承力索進庫門外下錨。需掛網(wǎng)股道承力索在進庫門外下錨，承力索終端順線路下錨力17 kN（考慮張力增量），下錨高度7 400 mm（距軌面高度）。

（2）進庫門接觸線通過開孔。需掛網(wǎng)股道進庫門檢查庫線正對股道上方，導線通過處（懸掛高度6 000 mm）左右400 mm范圍內預留1個穿墻孔，開孔尺寸為800 mm×800 mm。

（3）進出庫門架空地線通過開孔。架空地線終端下錨附近300 mm范圍內預留穿墻孔，庫前后門各1個，孔中心距軌面高度為7 500 mm，預埋內徑為90 mm的非磁性管。

（4）供電線通過開孔。需掛網(wǎng)股道出庫門墻上預留 1個穿墻孔，孔中心距軌面高度為6 500 mm，開孔尺寸為900 mm×900 mm。

3.2 接觸網(wǎng)與洗涮庫、臨修庫及鏇輪庫接口設計

洗涮庫、臨修庫和不落輪鏇輪庫所在股道的進出庫墻上均設置接觸網(wǎng)預留件。承力索下錨為直接下錨，順線路下錨力 17 kN（考慮張力增量），下錨高度7 400 mm（距軌面高度）。接觸線下錨為“V”字形下錨，接觸線順線路下錨力17 kN（考慮張力增量），下錨高度6 200 mm（距軌面高度）。

3.3 與踏面診斷棚的預留接口設計

踏面診斷棚庫前、庫后10 m設分段及隔離開關，擋光棚內接觸網(wǎng)需平直，不考慮拉出值（或棚前后拉出值設為±50 mm）；擋光棚區(qū)段接觸網(wǎng)建議高度為6 000 mm；擋光棚內不安裝吊弦。

3.4 與站場排水溝的接口設計

動車運用所內排水管溝較多，接觸網(wǎng)支柱基礎和拉線基礎等在平面設計時應盡量避開排水管溝，應和站前專業(yè)溝通協(xié)調，積極優(yōu)化接觸網(wǎng)基礎和排水管溝位置的設置。可以通過調整接觸網(wǎng)基礎位置、調整排水管溝位置的方式避免互相干擾；若無法避免，接觸網(wǎng)和站場專業(yè)可采取某些特殊設計以減少干擾，如接觸網(wǎng)可采用窄形支柱基礎或基礎內預留排水孔。

曹莊動車運用所在前期設計中和站場專業(yè)積極溝通，在存車場之間的道路兩側分別設置接觸網(wǎng)基礎和排水管溝，且接觸網(wǎng)支柱基礎采用窄形基礎，有效避免了大范圍的接觸網(wǎng)基礎與排水管溝沖突。在咽喉區(qū)對接觸網(wǎng)基礎和排水管溝優(yōu)化調整，對確實無法避免的部分，采取了接觸網(wǎng)基礎預留排水孔、改移排水溝位置和調整排水溝尺寸等措施，最大限度避免了接觸網(wǎng)基礎與排水管溝沖突。

3.5 與綜合管溝的接口設計

動車運用所內設備多，綜合管溝密集。接觸網(wǎng)平面設計時應注意協(xié)調接觸網(wǎng)基礎與綜合管溝的位置，避免沖突。對于特殊地段，如供電線架空方式難以實施時，可考慮利用綜合管溝敷設供電線電纜。動車運用所內應注意上水管的位置，做好前期協(xié)調避免與接觸網(wǎng)基礎沖突。

4 結語

大型動車運用所的接觸網(wǎng)設計復雜，而且安全性、可靠性要求高。本文通過曹莊動車運用所供電方案、接觸網(wǎng)平面布置和接觸網(wǎng)接口設計 3個方面，描述了大型動車運用所接觸網(wǎng)設計中應該注意的問題，提出了具體實施方案，對后續(xù)設計有一定的指導意義。

[1] 于萬聚. 高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)[M]. 成都：西南交通大學出版社，2002.

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

[3] 李加祺. 南昌客整所改造為動車運用所設計. [J].交通科技，2010，(B07)：69-70.