架空式接触网由接触悬挂、支持装置、支柱和基础等几部分组成。
（1）接触悬挂
1）接触悬挂的作用和构成。接触悬挂是将电能传导给电动车组的供电设备，由承力索、接触线、吊弦、定位器、补偿装置、悬挂零件及中心锚结等元件构成。
2）接触悬挂的类型分为简单悬挂和链形悬挂两种。
简单悬挂如图2-14所示，由一根或几根相互平行的直接固定到支持装置上的接触线所组成的悬挂，一般用于车速较低的线路上。
图2-14 简单悬挂示意图
简单悬挂的特点：结构简单，支持装置和支柱的负荷较轻，支柱高度要求较低，所以较经济，施工、维护方便。缺点是弛度大，弹性不均匀造成由于受电弓上下追随速度和电动车组运行速度不协调而发生离线和冲击现象，所以不利于电动车组高速运行时对取流的要求。
对简单悬挂的改进可采用带弹性吊索的简单悬挂，如图2-15所示，即在悬挂点处加一个弹性吊索，从而改善了悬挂点处的弹性和运行状态，称为弹性简单接触悬挂。
弹性简单接触悬挂的特点：结构简单，支持装置和支柱的负荷较轻，支柱高度要求较低，所以经济，施工、维护方便，而且电动车组的运行速度可有所提高。
图2-15 弹性简单悬挂示意图
链形悬挂如图2-16所示，接触线通过吊弦而悬挂到承力索上的悬挂称为链形悬挂。链形悬挂可以在某一温度下使接触线处于无驰度状态。
图2-16 链形悬挂示意图
链形悬挂的特点：如图2-17所示，在不增加支柱情况下，增加悬挂点，调节吊弦可使在整个跨距内，接触线至轨面保持相等的高度，而且由于接触线悬挂在承力索上，所以基本消除了悬挂处的硬点，使接触悬挂的弹性在整个跨距内比较均匀，有利于电动车组高速运行时对取流的要求。缺点是结构复杂、投资大，施工和维护调整困难。
图2-17 链形悬挂整体效果图
链形悬挂的分类：按悬挂的链数划分为单链形悬挂、双链形悬挂和多链形悬挂。
单链形悬挂（见图2-18），又分为简单链形悬挂（见图2-18a）和弹性链形悬挂（见图2-18b），弹性链形悬挂使支柱处接触线的弹性得到改善，并使整个跨距弹性均匀。
双链形悬挂（见图2-19），由接触线、承力索及一根辅助索组成的悬挂，又分为简单双链形悬挂（见图2-19a）和弹性双链形悬挂（见图2-19b）。由于多了一根辅助导线，其弹性更加趋于均匀。
图2-18 单链形悬挂示意图
图2-19 双链形悬挂示意图
3）接触悬挂的导线结构与类型。
承力索。承力索主要承受接触线的重力，所以承力索的材质要柔软，能承受较大的张力，温度变化时弛度变化要小，并具有一定的导电能力。承力索的结构一般为单芯式的多层绞线。
承力索按材质分主要有铜和钢两大类。由于地铁供电在电压损失、能耗和抗腐蚀等方面要求较高，所以铜承力索采用较多，铜承力索规格表见表2-2。
表2-2 铜承力索规格表
接触线（见图2-20）。在运行中直接受电动车组受电弓的高速摩擦，要承受结构所需的张力，因此要求接触线具有良好的导电性能、耐磨性能、抗腐蚀性能及足够的机械强度。
铜接触线为最佳选择，还有钢铝接触线、铝合金接触线等。
铜接触线一般由硬拉电解铜制成，具有导电性好，强度和硬度高，耐腐蚀，施工维护方便等特点。目前多采用铜合金接触线。城轨中应用较多的是铜银合金接触线。
接触线的形状一般制成两侧带沟状。其截面的选择应满足供电计算所确定的需要通过的电流值。
4）接触悬挂的下锚方式。接触悬挂的下锚方式分为硬锚和张力补偿两种。
硬锚方式：将承力索或接触线两端通过绝缘子串固定在锚柱上。
张力补偿：在下锚处，通过加设张力自动调节装置进行下锚。
链形接触悬挂的下锚方式有如下四种情况：
图2-20 接触线剖面示意图
①未补偿链形接触悬挂。将所有的线索两端均做成硬锚方式，锚段内各跨距的承力索和接触线的张力和弛度随温度变化较大，性能较差，一般只在对接触线弹性要求较低时使用。
②具有季节调整的链形接触悬挂。为了减小线索张力和弛度的变化范围，可在接触线的下锚处安装一个松紧调整螺丝，以便进行张力调整，通常春季和秋季各调整一次。
③半补偿链形接触悬挂。为了减少承力索和接触线的弛度随温度的变化，根据张力和弛度的关系，在锚柱上设置张力自动补偿器，只在接触线下锚端加设张力自动补偿器，承力索不补偿的称为半补偿链形接触悬挂，如图2-21所示。张力自动补偿器通常由滑轮、补偿线和坠砣组成。因为坠砣重量固定，因此可以使接触线在气温变化时保持张力不变。
图2-21 半补偿链形接触悬挂示意图
④全补偿链形接触悬挂。如图2-22所示，全部线索（接触线、承力索和辅助索等）在下锚端均安装张力自动补偿装置，在温度和负载变化时，各线索的张力保持不变，具有良好的运行条件。
在温度变化时，线索的弛度得到良好的补偿，但当冰负载过大时，承力索弛度加大，补偿器上升，在达到某个数值时，补偿器不工作，这时承力索处于硬锚状态，不致使接触线弛度过大。
（2）支持与固定装置 支持装置与固定装置是用来支持悬挂，并将悬挂的负载传递给支柱。
1）隧道内的支持与固定装置。如图2-23所示，隧道内的支持与固定装置主要考虑到隧道的断面尺寸限制，为减小隧道的净空间，在隧道内采用“人”字形结构和“T”字形结构，以及弹性支架。
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图2-22 全补偿链形接触悬挂示意图
2）露天区间的支持与固定装置。如图2-24所示，在地面及空间较大时，区间接触网的支持与固定装置通常采用腕臂结构。腕臂结构由腕臂、拉杆、定位装置和绝缘子等组成。腕臂将接触网悬挂到一根支柱上，每一根腕臂由伸臂和拉杆组成，按结构可分为带拉杆的水平腕臂、带斜撑的水平腕臂和带拉杆的斜腕臂。
图2-23 隧道内的支持与固定装置
图2-24 露天区间的支持与固定装置
3）定位装置。对接触线的定位是通过定位装置来实现，定位装置安装在支持装置上，一般每一根支柱上均有定位点。定位分为正定位和反定位。
定位装置由定位管和定位器组成，定位器通过定位线夹把接触线按要求固定在一定的位置上，并承受接触线的水平力。定位器是通过定位管连接在绝缘腕臂上。
4）软横跨和硬横跨。在多股道上，支持装置一般采用软横跨，也有个别地方采用硬横跨。在股道多的地方（3股以上），由于股道间距离小而不能立柱，不能采用单线路腕臂或双线路腕臂，或者虽能立柱，但支柱多，影响行车和作业人员瞭望信号，既浪费又不美观，因而，采用软横跨或硬横跨支持装置。
软横跨由横跨多股股道的两个支柱、横向承力索、上部定位绳以及下部定位绳组成。软横跨跨越的股道数量有一定限制，过多势必造成支柱很高及容量要求很大，并且会扩大事故范围。因此，在超过八股道的站场将软横跨设置成两跨式。
硬横跨以金属桁架（钢梁）架设在线路两侧支柱顶上（钢柱或钢筋混凝土柱），其下用悬式绝缘子串以悬挂承力索，以下部定位绳来连接定位器，如图2-25所示。
图2-25 硬横跨线路示意图
除悬挂承力索部分改为硬横梁之外，下部定位绳及定位与软横跨相同。硬横跨一般只适用于3～4股道的场合。因为其结构要求支柱高度较低，容量要求小，所以，支柱小、较经济。但如果跨的股道多时，硬横梁因本身负荷的增加而笨重，且增加投资和浪费黑色金属，便不适用。在股道不太多的情况下，对软横跨和硬横跨要进行技术经济比较。
硬横跨的悬挂部分距接地部分（硬横梁）比较近，不利于在接触悬挂上进行带电作业，一般较少采用。但在某些特殊地段，如采用腕臂支柱或软横跨都不方便时，可以考虑采用硬横跨。
（3）支柱和基础 支柱和基础用以承受接触悬挂和支持装置所传递的负荷。
1）支柱。支柱可按其材料，支持装置的形式、用途以及负载条件进行分类。按支柱的材质分为钢柱和钢筋混凝土柱两种。
按支柱的作用分，在区间有中间支柱、锚柱、转换支柱及中心支柱几种；在站场、车辆段等处有软横跨柱、硬横跨柱和定位柱等。
根据支柱上的支持装置不同，支柱可以分为腕臂支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱和定位支柱。另外，支柱还可以分为不带拉线支柱（自承载支柱）和带拉线支柱。若支柱地面上下两部分是一个整体，则被称为整体式（不能拆卸的）支柱；若这两部分在生产和安装过程中都是分别进行的，则被称为分离式（可拆卸的）支柱。
钢柱具有质量轻、强度高、抗碰撞和运输方便等优点。钢筋混凝土支柱由于造价低、节省钢材（约可节省70%）、维修简易和便于安装等，也日益得到广泛应用。目前采用的钢筋混凝土支柱中，以方型支柱为主，个别线路上采用了圆形支柱。区间接触网一般采用钢筋混凝土支柱，在特殊需要的地方采用钢柱。软横跨、地铁车库线等处一般采用钢柱。
根据支柱用途不同，其要求的支柱容量和允许的受力方向也不同。目前在接触网设计施工中采用的钢柱和预应力钢筋混凝土柱均有多种形式和规格。
2）基础。基础承受支柱所传递的力矩并传给土体，是起支持作用的。一般所谈的基础主要是指金属支柱的基础，至于钢筋混凝土支柱是它的地下部分代替了基础的作用。
接触网支柱的基础是直接埋置于土体中的。接触网悬挂及支柱的重力都是经过基础传递到土体中。因此，除了保证基础本身具有足够的强度外，还应保证基础具有足够的承载力和稳定性。
配合不同的支柱类型及土壤性质，有不同的基础类型以适应不同悬挂的受力要求。常用的基础按外形分可以有多种类型，如工字形、锥形、单阶梯形和多阶梯形。
必须指出，以上所述的支柱和基础是以地面线路为对象的。对于城市轨道交通的高架或地下区段线路，因线路结构不同，其形式可以完全不同，但考虑问题的原则是相似的。
接触网的张力和弛度调整方式如下：
在不同的稳定温度条件下，得到张力和弛度的一组数据，以保证不同安装时刻的要求，这样所得到的一组数值用曲线或图表的形式给出，即安装曲线和安装曲线表。
在进行接触网的安装和维护过程中，要使用安装曲线对悬挂线索的张力与弛度等参数进行调整。
接触网的主要设计原则如下：
1）接触网系统应满足本工程行车最高速度70km/h的要求，安全可靠地向车辆供电。
2）接触网其结构形式力求简单、轻型，稳定性好，便于安装。
3）接触网设备及零部件要技术先进、安全可靠、耐腐蚀性好，做到不维修或少维修。关键零件采用强度高、性能好的模锻或精铸金属零件。
4）接触网形式应力求美观，减少对城市景观的影响。
5）侧面限界要满足限界要求，地上段支柱一般情况不小于2250mm。
6）跨距。正线、出入段线及试车线应根据曲线半径、最大风速等因素确定，一般直线不大于60m，困难情况下不大于65m。车辆段、停车场一般不大于35m。
7）锚段长度。柔性悬挂锚段长度一般不大于1500m，架空地线锚段长度一般不大于2000m。
8）接地保护。全线贯通的接地线作为接地保护，接触网所有金属底座与架空地线应有可靠的电气连接。
车辆段、停车场内的成排支柱设置架空地线，零散支柱通过跳线或电缆与架空地线相连。
9）电分段及隔离开关的设置。
①有牵引变电所的车站设置电分段，采用三跨绝缘锚段关节形式，电分段处设置电动隔离开关。
②车辆段及停车场内不同供电分区设置电分段，电分段处设置隔离开关。
③正线间的渡线、折返线、存车线及车辆停放线设置电分段，电分段采用分段绝缘器，电分段处根据要求设置隔离开关。
④车辆段及停车场库线根据机务要求设置电分段，电分段处设置带接地刀闸的手动隔离开关。
⑤出入段线与正线间、联络线与正线间设置电分段。
10）回流设置。在有牵引变电所的车站及车辆段，回流电缆经过回流箱将钢轨与牵引变电所负极柜相连，构成牵引回流通路。
11）防雷保护。接触网在牵引变电所DC750V馈线上网处应设置避雷器，空旷的地面与高架桥区段接触网应每隔500m设置避雷器。接触网上、下行应分别设置全线贯通的架空地线，架空地线应每隔200m设置放电间隙。强雷区的架空地线宜抬高兼作避雷线。避雷器、放电间隙的工频接地电阻应不大于10Ω。
12）支柱防护。对易受其他机动车辆损伤的支柱，应采取必要的防护措施，站台处支柱增加绝缘护套。
13）限界门。平交道口应尽量设置限界门。
14）接触网过路口处的解决方案。在路口处，仍架设接触网，车辆无需提供特殊功能。考虑路口的宽度可以通过特殊设计接触网悬挂结构或适当减少接触网线材最大限度的优化设计，尽量减少对城市景观性的破坏。必要时，可以采用无接触网设计方案。
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