接触网设备和零件的参数选型设计

4.2.4.1　线材选择

1）接触网导线的技术规格及张力组合

根据四电系统集成施工招标采购合同和中外联合设计研究确认（采用接触网的各种线材的技术规格及张力组合，表3.14）。接触网导线技术规格如表4.11所示。

表4.11　接触线、承力索线材的技术参数表

注：乌龙泉至咸宁区间DK1250+928～DK1258+192里程范围内的下行“1-13”锚段至“1-18”锚段，张力采用28.5kN+23kN，其余正线区段可由集成商根据相关要求采用30kN+21kN。

2）附加导线的技术规格及张力组合

附加导线一般采用抗拉强度高、耐腐蚀性能好的铝包钢芯铝绞线。供电线上网采用部分电缆出所、明线架空、电缆上网的部分架空部分电缆结合的方式。隧道外正馈线及保护线一般设于田野侧。车站及隧道口等处，正馈线及保护线一般设于线路侧或支柱顶。隧道内正馈线和保护线设于上下行之间。正线区段贯通的AF线肩架安装在支柱顶部，不得使支柱露头。

电缆敷设应按供电线、正馈线及上下行分开敷设。附加导线中的电缆规格型号见表4.12。

表4.12　牵引供电电缆规格型号

4.2.4.2　主要设备的选择

1）选型原则要求

根据四电集成招标文件合同及中外联合设计确认，确定接触网绝缘子以内设备及零部件的主要技术要求。其中，80％的关键设备及零部件应由具有300km/h牵引供电系统供货成熟业绩的设备供货商供货，供货商应具有成熟、可靠、先进的300km/h及以上高速铁路接触网子系统的设计、供货、施工、试验与调试及子系统集成的项目实施经验，进口产品应具有300km/h及以上高速电气化铁路一年以上的成功运营业绩。

（1）新的合同责任与分工。由集成商负责设备选型和采购。即中铁电气化局集团有限公司作为施工总承包集成商，负责设备选用及安装方案实施，并于合同责任中承诺确保满足武广高铁接触网系统性能及相关要求。

（2）主要设备选用情况说明。对于绝缘子以内、外方供货范围以外的，按照国产化进程要求完成生产和供货，尽管根据施工承包商中铁电气化局项目部2008年12月19日传真《关于接触网国产化零部件安装方案的报告》中承诺，国产化零部件与国外供货商原型产品所有技术性能参数完全一致，但是鉴于国产化产品在本线仍是第一次试挂，其安全及可靠性有待长期运营检验。国产化零部件主要技术参数及性能要求不得低于国外供货商基本设计中为武广高铁提供的原型产品要求，并应由集成商承担全部系统责任和合同责任。

接触网绝缘子以外零部件主要技术参数及性能要求由业主、集成商组织进行设计联络确定。根据合同约定，设计联络仅代表设计方对产品技术性能和指标要求的确认，不应被认为是对供货商所提供产品的方案、工艺及质量的认同，且并不因此而分担或减免集成商及其供应商的相应责任。相关设计联络确认详见2008年7月1日《关于武广高铁武汉综合试验段接触网设计联络完成及启动施工图技术交底的函》（四院电处〔2008〕41号）。截至2008年6月30日，已完成的设计联络包括：接触导线、H型钢支柱开孔、腕臂底座、腕臂绝缘子、AF线肩架、PW线肩架、PW线夹、下锚棘轮安装补救方案、下锚棘轮安装框架、补偿坠砣限制架、下锚及拉线底板、隔离（负荷）开关安装及支架、避雷器及安装、27.5kV电缆、27.5kV户外电缆终端、中间接头及安装、隧道内吊柱反光号码牌等，作为施工图设计输入。其余均认为由集成商负责设备选用及安装方案，并确保满足武广高铁接触网系统性能及相关要求。

根据集成商的合同资料罗列的设备选型采购供货商清单如4.2.5节所示。

（3）设计联络。在再次提交全部施工图前的基本设计阶段，同时也完成了正线部分外方供货范围内（正线区段绝缘子以内）的设计方案和设备零部件的设计联络工作，已作为施工图设计输入。正线区段绝缘子以内的国产化供货范围的设计方案和设备零部件，并未进行详细的设计联络工作，由集成施工承包商负责所有选型设计和供货质量责任。

对于绝缘子以外的国产零部件的设计联络的确认情况详见《关于武广高铁武汉综合试验段接触网设计联络完成及启动施工图技术交底的函》（四院电处〔2008〕41号），其余均认为由集成商负责设备选用及安装方案，并担保满足武广高铁接触网系统性能及相关要求。

2）设备方案和技术性能要求

分以下七类说明。

（1）支柱和基础结构。武广高铁工程推荐采用热浸镀锌H型截面钢柱。对于车站咽喉区，可能需要结合平面设计采用硬横跨支柱。当硬横梁跨度小于18m时，采用热浸镀锌H型截面钢柱；当硬横梁跨度大于18m时，采用热浸镀锌格构式钢柱或其他类型支柱。支柱容量和型号在早期的平面布置设计和接口设计中已经确定，本阶段需要再次进行确认。

A.腕臂柱。腕臂柱采用热轧热浸镀锌H型截面钢柱，H型钢采用铁道部通用参考图《接触网H型钢柱》［图号：通化（2008）1301］。所有支柱均采用H型钢柱，结构型号尺寸如图4.29、表4.13所示。

图4.29　H型钢柱截面尺寸

表4.13　支柱型号规格

图4.30为现场安装后的支柱。

图4.30　武广高铁的区间接触网H型钢柱

在满足各项对地安全绝缘距离要求的规定下，接触网H型钢柱高度一般暂按8～8.5m。工程中应尽量兼顾车站地区的景观要求，如图4.31。

图4.31　兼顾景观要求的接触网车站H型钢柱

B.硬横跨。硬横跨支柱采用热轧热浸镀锌H型截面钢柱，硬横梁采用视觉轻型圆钢管横梁。如图4.32。

图4.32　道岔区的硬横梁和支柱

（2）绝缘子以内的腕臂支持结构及其零部件。全线均采用全腕臂结构。腕臂支持结构一般采用铝合金材质，设腕臂支撑、定位管吊线或支撑、定位器防风拉线。腕臂底座采用整体铸造或锻造工艺。各主要零部件分别说明如下。

A.铝合金腕臂装置。如图4.33、表4.14所示。

图4.33　铝合金腕臂装置

用途：铝合金腕臂装置用于电气化接触网系统中构成三角支持结构，起到承载接触网荷重和定位、调整承力索等导线的空间位置、连接和固定接触线定位装置等作用。

性能：在腕臂结构组合状态下，承力索支撑线夹处水平荷重3.5kN、垂直荷重1.76kN、斜腕臂与定位管连接处水平荷重3.4kN时，腕臂结构中各部分的挠度不大于1.0L％（L为腕臂的长度）；在上述各荷重的1.5倍时，腕臂结构中各部分不产生塑性变形及滑移。

表4.14　铝合金腕臂装置主要设备、材料表

B.限位定位装置。正线工作支采用限位定位装置，定位点最大抬升校验值取1.5倍抬升量。

用途：定位装置连接于腕臂结构上，其一端通过定位环与斜腕臂连接，另一端用定位管吊线与承力索座连接。定位装置中的定位器通过定位线夹与接触线相连。总装效果如图4.34、图4.35和表4.15所示。

图4.34　腕臂定位装置工程实况

图4.35　铝合金定位装置

对应图4.35，定位装置中的零配件规格代号如表4.15所述。

表4.15　铝合金定位装置主要设备、材料表

其中，定位管吊线（总装图4.35中的零件8）采用进口软态不锈钢材质，吊线压接管采用配套钢材质，采用安装手册要求的专用工具进行压接，并在两端设置导流电连接环，确保高速振动时不滑脱。如零件图4.36。

图4.36　定位管斜拉线零件

图4.37　定位器零件

其中，定位线夹（总装图4.35中的零件2）配合铝合金定位器使用，如定位线夹的本体和插口固定销的安装示意如图4.38。注意线夹的正副片的受力方向需安装正确。

图4.38　定位线夹及其安装示意

其中，铝合金定位环组合（总装图4.35中的零件5）：用于腕臂上固定定位管的旋转组件，实物零件如图4.39。

图4.39　组合定位环零件(www.xing528.com)

其中，斜拉线固定钩（总装图4.35中的零件7），零件如图4.40。

图4.40　拉线固定钩（定位环钩）零件

其中，铝合金定位支座（总装图4.35中的零件3+4）：在定位管上固定定位器和等电位电连接跳线，零件如图4.41。

图4.41　Φ55型定位支座零件

其中，防风拉线及其拉线定位环（总装图4.35中的零件9和零件10）：固定在定位管上用于抵消定位器的风振影响。防风拉线零件及其安装如图4.42。

图4.42　防风拉线零件及其安装

C.铝合金承力索座。用于在铰接的管状腕臂上支撑承力索。它允许承力索与线路中心平行并与腕臂位置无关。平腕臂及其配套零部件宜采用φ70mm的铝合金管及配套零部件。承力索座可在平腕臂上任意旋转。规格、性能要求等如图4.43所示。

图4.43　铝合金承力索座

D.铝合金套管座。本零件适用于接触网系统中平腕臂和斜腕臂（φ70mm的铝合金管）之间的连接。规格、性能要求等如图4.44所示。

图4.44　铝合金套管座（双套管连接器）

E.弹性吊索线夹。用于35mm2弹性吊索及接触线之间的固定和连接，如图4.45所示。

图4.45　弹性吊索线夹零件

F.整体吊弦。采用JTMH-10整体吊弦，并带鸡心环结构和等电位连接线以实现吊弦线与承力索、接触线之间有可靠的电气连接和防护措施，防止电流灼伤吊弦。组装如图4.46所示。

图4.46　整体吊弦零件组装图

说明：关节、道岔处临时调整过程中可采用可调载流吊弦，但作为长期运行使用，应采用不可调的整体吊弦（BJL0406）。

G.电连接线夹零件如图4.47。

图4.47　电连接线夹

（a）承力索电连接线夹（b）接触线电连接线夹

H.承力索终端锚固线夹。承力索锥套式终端锚固线夹的组装图，如图4.48。

图4.48　承力索锥套式终端锚固线夹组装图

1.双耳端头；2.锥套；3.调节螺栓；4.销钉；5.开口销或Beta开口销；6.线索；6a.绞线内层；6b.绞线外层

I.接触线终端锚固线夹。接触线锥套式终端锚固线夹的组装图，如图4.49。

图4.49　接触线终端锚固线夹组装图

1.双耳终端；2.锥套；3.套环；4.调节螺栓；5.销钉；6.开口销或Beta开口销；7.接触线

J.中心锚结线夹及其安装。高速铁路接触网的中心锚结作用至关重要，尤其是对弹性链形悬挂，是十分重要的结构形式。相应安装工艺和采用合理设计的安装曲线需要特别注意。

整体的构造示意如图4.50（a），接触线中心锚结线夹位于二跨式中心锚结处，一端与接触线相连接，一端通过与线夹采用压接连接的接触线中心锚结绳与承力索连接。接触线中心锚结绳为不锈钢钢丝绳或铜合金绞线。其中，承力索中心锚结线夹见图4.50（b）；接触线中心锚结线夹见图4.50（c）。

图4.50　中心锚结线夹零件及其组装图

K.锚支定位卡子如图4.51。

图4.51　锚支定位卡子零件图

（3）绝缘子以外的腕臂支持结构及其零部件。

A.补偿装置。指在系统设计参数之内保持导线工作张力的装置。武广高铁正线采用棘轮补偿装置，统一采用正向制动的棘轮制动方向；其他线路采用滑轮组补偿；传动比均为1∶3。隧道外坠砣均采用圆形铁坠砣，隧道内采用矩形铁坠砣，采用满足规定的防腐措施。补偿装置及坠砣的安装调整应精确到位，所有轮体不偏斜、不卡滞、坠砣平衡不歪斜、坠砣杆铅垂，确保达到97％的补偿效率要求。

隧道外棘轮下锚补偿装置安装，如图4.52所示；隧道内棘轮下锚补偿装置此略。

图4.52　隧道外棘轮下锚补偿装置安装

B.附加导线。区间AF、PW线一般设置于田野侧。车站AF、PW线通过硬横跨转换至正线股道支柱顶部。GW线安装在腕臂上方的支柱上，在雨棚、高架站房处均悬挂在相应建筑物上。这部分零部件和普通铁路应用的并无大的区别，具体图此略。

（4）隔离开关。武广高铁工程招标采购引进的SDCEM的27.5kV户外单极（双极）电动隔离开关（接触网用）主要技术参数如表4.16所示，现场安装的效果如图4.53所示。

图4.53　工程现场的隔离开关安装结构

表4.16　隔离开关（接触网用）主要技术参数

续表

（5）分段绝缘器。全线新建工程均采用BB公司供货的具有可通过速度160km/h以上消弧功能的分段绝缘器。技术参数如表4.17、表4.18、表4.19和图4.54所示。

图4.54　分段绝缘器安装结构图

表4.17　分段绝缘器整体组装器件的技术参数

表4.18　分段绝缘器悬挂（配件）

表4.19　分段绝缘器材料表

续表

（6）绝缘子。腕臂绝缘子选用瓷质高强度绝缘子，正线的腕臂采用抗弯强度为12kN绝缘子，关节、道岔、分相等处为16kN；其他线路为8kN。腕臂绝缘子连接件机械性能不低于平腕臂和承力索支座的最大荷重和防腐要求。

供电线、加强线等附加悬挂用绝缘子一般采用瓷质悬式绝缘子；下锚绝缘子、分段绝缘子采用统一色调的灰色系硅橡胶合成绝缘子。

（7）其他设备。隧道外支柱双侧设支柱号码牌，隧道内吊柱上设号码牌，动车段线路支柱及公众能到达的高压危险区域应设置高压危险牌做警示保护。号码牌、高压危险牌、接触网终点牌、断合标、禁止双弓牌等应清晰，具有满足高速铁路动车组运行要求的反光性能，设计形式宜与景观协调统一，不影响其他系统运行的标志。安装方式安全可靠，满足接触网系统使用寿命要求。