淺談高速鐵路接觸網模式及比較

邢西沙 曹 兵 迮繼亮 高 健

（濟南鐵路局調度所，山東 濟南 250001）

1 懸掛類型比較

高速鐵路接觸網懸掛類型是接觸網設計施工的最基本參數。目前高速鐵路接觸網大體有三種懸掛類型∶復鏈型懸掛，簡單鏈型懸掛，彈性鏈型懸掛。

1.1 日本的高速鐵路接觸網懸掛類型

日本于1964年開通的世界上第一條高速鐵路—東京至新大阪的東海道新干線，采用的是復鏈型懸掛，90年代以前，日本的高速鐵路接觸網都采用復鏈型懸掛。但是這種懸掛類型一次性投資太大，而且因為結構復雜、組成零部件太多，導致接觸網運營的維修費用高昂，發生事故時搶修難度大、運輸中斷時間長。再加上近年來日本的國民經濟趨于衰退，所以1997年興建的北陸新干線采用了簡單鏈型懸掛，簡單鏈型懸掛由于結構簡單和易于維修保養，顯示出較好的應用前景。

1.2 法國的高速鐵路接觸網懸掛類型

90年代初，法國總結了新干線的經驗教訓，在大量的理論和試驗研究的基礎上認為:彈性吊索對于時速超過250km的高速來說意義不是很大，反而成為影響行車安全的因素之一。因此，新建的巴黎～勒芒大西洋新干線采用了簡單鏈型懸掛。簡單鏈型懸掛在彈性性能和穩定受流方面受到一定損失，但是其結構簡單，節省了工程造價，維修容易，工作量小，大大節省了維修費用。

1.3 我國京滬高速鐵路接觸網懸掛類型

京滬高速正線接觸網的懸掛類型采用全補償彈性鏈型懸掛。全補償彈性鏈型懸掛即在錨段中的承力索和接觸線兩端下錨均裝設了張力自動補償器，同時在支柱懸掛點處安裝了彈性吊弦，可減少硬點的出現，使其彈性均勻，有利于機車受電弓取流，弓網極流的動態品質好于簡單鏈型懸掛。高速正線以外的其它線路（聯絡線、動車組走行線、站線、渡線、動車段線等）因最高運行速度不超過160km/h，仍采用全補償簡單鏈形懸掛。彈性鏈型懸掛帶有彈性吊索，而彈性吊索的設置需要相當精確的計算和一套嚴格的施工程序，其調整工作非常麻煩，而且很難進行檢測。再加上彈性吊索本身的長度和張力是隨著溫度發生變化的，要想保證它在各種溫度條件下不使附近的接觸網變形，是一件相當困難的事情。

1.4 三種懸掛類型的綜合比較

1.4.1 從高速受流質量、波動傳播速度、多普勒效應、波狀磨耗、離線率比較，彈性鏈型懸掛優于復鏈型懸掛，簡單鏈型懸掛較差。

1.4.2 從結構復雜程度、工程造價、維修工作量比較，簡單鏈型懸掛優于彈性鏈型懸掛，復鏈型懸掛較差。

1.4.3 從彈性均勻、受流穩定性、動態抬升量比較，復鏈型懸掛優于彈性鏈型懸掛，簡單鏈型懸掛較差。

運行速度為300-350km/h的高速電氣化鐵路，其復鏈型懸掛，彈性鏈型懸掛，簡單鏈型懸掛三種類型都不具有排他性，選用時只是考慮的側重點不同。

2 接觸線材比較

日本復鏈型懸掛區段采用的是純銅或錫銅合金接觸線，在簡單鏈懸掛區段采用的是銅覆鋼接觸線。法國一般采用“預磨耗”型的扁銅接觸線或鍋銅接觸線。京滬高速鐵路中正線接觸線采用合金含量為鎂銅接觸導線；正線承力索采用高導電率（80%）銅合金絞線；正饋線、保護線、供電線和回流線等均采用鋁包鋼芯鋁絞線。

3 支持裝置比較

日本大部分采用圓形混凝土支柱，而鍍鋅鋼柱主要用在橋上和較大的橫梁上，支柱基礎一般采用杯形基礎類型。站臺橫跨結構形式一般采用硬橫跨結構。腕臂為鋼制管材，采用單獨的絕緣旋轉腕臂形式。

法國大部分采用鍍鋅工字鋼(H型)或槽鋼支柱，支柱基礎一般采用機械鉆孔、混凝土現澆基礎類型。站臺橫跨結構形式以硬橫跨結構為主。腕臂為高強度鋁合金材料，采用絕緣旋轉腕臂形式。

在京滬高速鐵路中一般采用H型鋼柱。隧道內采用中間吊柱形式支持接觸網。腕臂一般采用鋁合金管，采用固結式加強型平腕臂形式。

4 補償裝置比較

補償裝置是調整承力索和接觸線張力，使其保持恒定的自動裝置。日本的高速鐵路接觸網普遍采用變比鼓輪補償裝置，該裝置磨耗小、傳動效率高、補償靈活，但是加工制造和使用較為復雜。法國采用滑輪組補償裝置，這種補償裝置制造相對簡單，適用范圍較大。京滬高鐵接觸網張力補償裝置正線接觸網采用棘輪補償方式，而其它線（包括聯絡線、站線、動車走行線等）采用恒張力彈簧補償器。棘輪補償方式有斷線制動裝置，斷線后可以防止墜砣落地，因為只有一個傳動輪，磨耗傳動效率高，傳動效率達到97℅以上。

5 線岔類型比較

在道岔處，連接并固定兩條匯交接觸線的裝置稱為線岔。在高速接觸網中，由于道岔側向通過速度的提高，接觸網在道岔處無論采用交叉式還是無交叉式，均有了更高的要求，日本前期采用交叉線岔，后改為無交叉線岔。京滬高速鐵路道岔處接觸網懸掛方式，與正線相交的道岔采用無交叉方式，非正線交叉的道岔采用交叉線岔方式。

6 電分相裝置比較

在變電所、分區所出口附近設置接觸網電分相裝置。日本的高速鐵路接觸網電分相裝置采用地面開關站自動切換過分相方式。其優點是機車不用進行電分相操作，停電時間短，沖擊和失速小，而且可以多弓運行。但是這種方式的地面開關設備復雜，造價昂貴，切換過程容易引起真空開關過電壓重燃，導致換相失敗而發生異相短路。

法國的高速鐵路接觸網電分相裝置采用車上自動切換過分相方式。這種方式充分利用ATC軌道信號回路及機車斷路器，不必額外增加其他設備，對高速鐵路接觸網無特殊要求。其缺點是若機車停在無電區，則需要短時給無電區供電，機車才能駛出。

京滬高速鐵路正線電分相采用地面開關自動切換、動車組帶電過分相方式；聯絡線一般采用帶中性段空氣間隙絕緣、地面點式應答器觸發、動車組斷電自動過分相方式；為了提高正線列車過分相的可靠性，正線設置點式應答斷電過分相裝置作為后備，并配置了相關隔離開關。

7 結束語

綜上所述，各國的高速鐵路接觸網模式有所不同，各有所長。鑒于高速鐵路運輸能力的飛速發展，以及由此帶來的巨大的經濟效益和社會效益，高速鐵路已成為世界各國鐵路發展的總趨勢，可以預測，隨著科學技術水平的進步，高速鐵路接觸網模式將日益完善，最終趨于標準化。

［1］宋新江.高速鐵路接觸網知識讀本[M].中國鐵道出版社,2017,07.

［2］董昭德,李志峰,吳積欽.高速鐵路接觸網知識技術[M].中國鐵道出版社,2014,06.