重载朱盖塔站接触网设计

2012-05-18刘长志

海峡科学 2012年9期

乔东刘长志

重载朱盖塔站接触网设计

乔东1刘长志2

1.神朔铁路分公司工程部；2.中铁第五勘察设计院集团有限公司四电设计院

如何在既有电气化线上进行接触网万吨重载改造设计是接触网面临的重点和难点，根据既有现状，充分利旧的情况下，保证电力机车安全、良好地受流，是接触网设计追求的目标。该文着重对重载接触网在既有电气化处改造的设计原则、平立面布置、悬挂支持装置、定位器选型等作全面的介绍，以在其它既有线电气化改造和新建电气化线路上推广使用朱盖塔站设计技术，在吸取朱盖塔站改造的经验，提高我国接触网的既有改造的设计水平。

重载朱盖塔交叉线岔

1 简介

朱盖塔车站位于神朔线，神朔线起自包神线大柳塔车站经神木北、神驰南至北同蒲线的朔州（不含）车站，线路全长266km。已经投入运营近20年，其间经过多次大修，接触网的现状较为复杂，大多设备已经老化，铸铁件严重锈蚀，部分零件出现裂纹；承力索采用LBGLJ-185，张力为18kN；接触线采用钢铝线GLCA100/215，张力为13kN，定位器均采用普通定位器，零部件主要为铸铁件；针对上述情况，对既有接触网进行了弓网动态仿真与牵引供电计算，仿真与计算结果表明，既有接触网无法满足扩能要求，必须进行改造。

2 线路地理位置及其在国民经济与路网中的重要性

神朔铁路是为开发神府东胜煤田而修建的运煤专用铁路，位于陕西省北部榆林地区、山西省忻州地区和朔州市境内，本线和朔黄铁路一起组成我国西煤东运的东西大通道。近年来随着国家能源战略重点的西移和西部大开发战略的实施，神朔铁路煤炭发送量逐年递增，其对地方经济发展的拉动作用日益显现，极大地促进了沿线工农业生产，本工程的扩能改造对加快沿线地方经济发展，保证华东、东南沿海地区能源供应、扩大我国煤炭出口能力具有极其重要战略意义。

3 重载的主要设计思路

本段采用带回流线的直接供电方式，朱盖塔牵引变电所采用V/V接线牵引变压器，安装容量2×（16 MVA +20 MVA）。根据供电计算与仿真结果，其悬挂形式见图1，受电弓见图2。具体接触网配置见表1。

表1 线材类型及张力

图1 全补偿简单链形悬挂

4 交叉线岔布置原则

受电弓限界按照图2限界考虑。

图2 受电弓弓头尺寸轮廓线及限界

道岔定位应在道岔轨缝WA至线间距小于等于400mm的范围内。

在道岔定位处的最大拉出值不得大于400mm。

道岔的两组悬挂的线岔交点距两线路任一线路中心线的距离一般不得大于350mm，两线路接触悬挂接触线的交叉点与正线线路中心线间应保持最小距离，该距离不应大于正线拉出值减去50mm。

道岔处及道岔群处的跨距一般不得大于60m。

在V≤200km/h的情况下，线岔交点距道岔定位点的距离一般不做限制，但建议应大于2.5m。

距道岔两线路中心线的任一中心线600～1050mm范围为无线夹区域，在此区域内不得设置接触线定位线夹、弹性吊索线夹、电连接线夹。

道岔开口方向上道岔定位后的第一个悬挂点设在线间距大于等于1220mm处，并应保证两线接触悬挂的任一接触线分别与相邻线路中心线的距离不小于1220mm。即任何一条线路中心线与另一条线路的接触线距离不得小于1220mm。如果小于该距离，另一条线路的接触线定位线夹会侵入该线的受电弓限界内。

正线与渡线的两条接触线，必须架设在受电弓的集电部分，在任何行使方向上，两支接触悬挂的接触线必须在受电弓半宽的同一侧（见图3）。即从道岔开口线间距1050mm开始至线岔交点范围内，两支接触悬挂的接触线应设在受电弓半宽的同一侧上方；从道岔开口线间距800mm开始至线岔交点范围内，两支接触悬挂的接触线必须设在受电弓半宽的同一侧上方。换句话说，不论对直股运行的受电弓还是侧股运行的受电弓，两支悬挂的接触线都在受电弓中心线的同一侧，两导线均处于开口内。

在道岔定位的前一悬挂点（指岔尖侧方向上的支柱），两支悬挂的接触线也应在线路中心线的同一侧，为改善受流质量，渡线的接触悬挂的接触线应被抬高500mm（该值大小应根据该跨距值，经计算确定），拉出值为800mm。

定位器的长度应根据受电弓的限界确定，确保其根部固定支座不得侵入受电弓限界。

道岔定位处定位器原则上不应超过线路中心线，否则应使定位器加长，并采用特殊弯形定位器，以保证定位器的端部不侵入其他线的受电弓限界，根部不得侵入本线的受电弓限界。

定位器应处于受拉状态，受拉力不得小于80N。

分段绝缘器一般设在接触线与侧股中心线重合的地方；对于Re100C可设置在接触线距侧股中心线小于等于100mm的地方。分段绝缘器导流板外缘(靠近岔心端，靠近直股的内缘)与直股接触线的距离≥1.5m。

分段绝缘器两端必须是悬挂点，不能是定位点。

5 道岔处接触悬挂平立面布置

5.1 道岔设计方法

道岔处接触网布置应遵循以下步骤：

1）根据不同的道岔辙岔号及道岔布置图，按照道岔的各主要尺寸将道岔或道岔组合图按照X轴与Y轴一定的比例（X轴/Y轴=0.1）,根据需要，可设置成X轴1∶500，Y轴1∶50或X轴1∶400，Y轴1∶40。

2）将道岔尖轨前的轨缝标记为道岔起点WA，通过比例尺，将道岔开口线间距800mm处用虚线画出。

3）根据交叉线岔布置原则，在道岔放大图上设计出两支接触悬挂的走向。

4）通过比例尺，测量出道岔定位点距WA的距离及拉出值。

5）在站场平面图上，将WA点在标出，并标出道岔定位距WA的距离及拉出值，以利于施工单位定测施工用。

5.2 道岔布置

5.2.1平面布置

①无线夹区

直股和侧股两侧600～1050mm的阴影区域为无线夹区。接触线定位线夹在无线夹区域外。

②道岔悬挂定位点Ⅰ

点Ⅰ可以在线间距0～400mm之间任何一点定位，但不得在大于线间距400mm之外定位（注：这一点与我国普速交叉线岔的标准定位概念不同，德国交叉线岔无此特殊要求，只要满足交叉线岔的布置原则即可），点I处直股和侧股接触线的拉出值应不小于该点处的线间距，否则必须使用加长的特殊弯刀型定位器；特殊情况下，侧股拉出值一般不得大于450mm，本例中，点Ⅰ在线间距400mm处定位，直股和侧股的拉出值均为400mm。

③悬挂定位点Ⅱ

点Ⅱ处于大于线间距1220mm之外，该跨的跨距不能太大，应满风偏的要求；直股和侧股的接触线尝试采用不同的拉出值，并通过与道岔悬挂定位点Ⅰ的拉出值相配合，使两支悬挂的接触线在线间距800～1050mm内，即应保证两导线在道岔开口内。只有这样，不论是直股的受电弓还是侧股的受电弓均在受电弓的同一侧，可满足图4所示的最佳效果。另外还要注意线岔交点O的位置，使OA或OB不得小于350mm且O点至道岔定位点I的距离大于2.5m。对于Re250，O点至道岔定位点I的距离应尽量大。

5.2.2立面布置（见图3）

图3 道岔处接触线立面图

①道岔悬挂定位点Ⅰ

在点I处，侧股接触线抬高150mm，直股接触线高度为正常值。

②线岔交点O

在点O处，侧股接触线在直股接触线之上，侧股接触线抬高30mm，直股接触线高度为正常值（对Re250,直股接触线抬高10mm）。

③悬挂定位点Ⅱ

在点Ⅱ处，侧股接触线抬高30mm，直股接触线高度为正常值。

④过渡支柱点Ⅲ

在点Ⅲ处，根据跨距L1，按照公式（1）可计算出点Ⅲ与点I间的最大抬高量变化，将计算结果f加点I处的抬高量就可得出点Ⅲ处的最大允许抬高量。

式中：

f——抬高量变化（m）；G——接触线单位重量（N/m）；L1——跨距（m）；T——接触线额定张力（N）。

⑤下锚柱

下锚柱处，根据跨距L2，按照公式（2）可计算出下锚柱与点Ⅲ间的最大抬高量变化，将计算结果f加点Ⅲ处的抬高量，就可得出点Ⅲ处的最大允许抬高量。

f——抬高量变化（m）；G——接触线单位重量（N/m）；L2——跨距（m）；T——接触线额定张力（N）。

6 交叉吊弦（见图4）

为保证交叉点处直股接触线与侧股接触线的高差，在线岔交点两端直股接触线和侧股接触线相距500mm～600mm处，设置2组交叉吊弦，即将侧股接触悬挂的承力索悬吊直股接触悬挂的接触线，直股接触悬挂的承力索悬吊侧股接触悬挂的接触线，每组的两根吊弦顺线路方向上相距为两接触线的相对位移加150mm。可防止随温度变化时，接触悬挂相对移动时，避免相碰。