关于接触网采用双承双导悬挂方式的分析

摘 要： 弓网接触时，存在接触电阻，随着电流的增大，电阻发热产生的温度会达到接触线或受电弓碳滑板熔点，致使受电弓与接触线接触点出现电磨耗。双承双导悬挂方式相比于单承单导，弓网接触电阻减小一半，能有效减少接触线电磨耗。在列车运行时，弓网之间因为振动出现接触线与受电弓脱离现象，会产生产生拉弧现象，对接触线造成严重损伤。采用双承双导悬挂方式时，相比于单承单导，当某一根接触线因为振动而与受电弓脱离，而由于另一根接触线可能仍与受电弓接触，此时并不会出现拉弧现象，由此减小电弧出现的概率，减少接触线损伤。

关键词：双承双导 接触电阻 电磨耗 拉弧

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）02-0284-02

在大连市城市轨道交通中，柔性接触网主要采用简单链形悬挂，接触网的组成主要包括接触线和承力索，对于客流量较大的交通线路还增加有并联辅助馈线以提高整个接触网系统的载流量，满足高行车密度时段的列车受流需求。其采用悬挂方式主要分为三种，第一种是双承双导+单辅助馈线模式，为快轨3号线续建线采用；第二种是单承单导+双辅助馈线模式，为快轨3号线正线采用；最后一种为双承双导模式，为地铁1、2号线出入段线采用。而在城市轨道交通接触网的设计趋势中可以看出，第二种单承单导+双辅助馈线模式基本很少采用，其设计思路越来越倾向于采用双承双导模式，作者分析主要原因如下：

一、根据设计要求，降低施工难度

根据大连地铁1、2号线的可行性研究报告，考虑远期牵引功率，初步设计接触网载流截面为：接触网正线总载流截面选用840mm2铜当量截面；正线间渡线、折返线、存车线、车辆停放线、车辆段出入段线及试车线总载流截面选用540 mm2铜当量截面；车场线选用120 mm2铜当量截面。根据DC1500V供电电压制式，正线地下线架空接触网有三种可以采用的悬挂方式，分别为架空刚性悬挂、简单链形悬挂、弹性简单悬挂。地下段接触网悬挂方案的选择，综合考虑接触网的运行可靠性、机车运行的安全性、运营维护的便利性、施工安装难度以及工程投资，运营维护费用等方面的因素，采用架空刚性悬挂模式，架空刚性悬挂采用大截面的汇流排作为载流导体，整体结构简单、紧凑，零部件品种及数量均较少，易于安装，维护工作量小，接触线使用寿命长，故障率低。车辆段为地面线，一般均采用柔性悬挂，根据车辆段内接触网载流量的要求，简单悬挂即可以满足要求。出入段线敞开段以及车辆段试车线根据载流截面要求，推荐采用全补偿简单链形悬挂方式。

结合地铁公司采购接触网线材情况：接触线采用120mm2的铜银合金接触线；承力索采用150mm2的硬铜绞线；架空地线（辅助馈线）采用120mm2的硬铜绞线。以及大连地铁出入段线与快轨3号线接触网悬挂模式为接触线+承力索+辅助馈线，根据接触网载流截面积要求，可以采用以下两种方式达到要求：

第一种：两根接触线加两根承力索，总载流截面面积为：2*120+2*150=540 mm2；

第二种：一根接触线加一根承力索加三根辅助馈线，总载流截面面积如下：1*120+1*150+3*120=630 mm2；

分析两种悬挂方式，发现第二种方式施工难度较大，一是三根辅助馈线施工困难，二是会增加电连接电缆数量（在刚柔过度区段第一种方式只需由汇流排到接触线、承力索安装电连接即可，第二种方式则需在承力索到辅助馈线之间增加电连接。而在柔性接触网正线区段第一种方式只需在接触线和承力索安装电连接即可，第二种方式则同样需在承力索到辅助馈线之间增加电连接），加大施工量。由此在设计时出入段线采用双承双导悬挂方式。

二、 减少接触网电气损耗 降低运营成本

1.降低接触电阻，减少接触线电磨耗

受电弓与接触网接触时，它们之间存在一定的接触电阻，在受电弓受流时，该接触电阻两端会存在电位差，电阻会发热。随着电流的增大，电阻发热产生的温度会达到接触线或受电弓碳滑板熔点，致使受电弓与接触线接触点出现电磨耗。地铁接触网采用直流1500V电压供电，由于电压较低，在列车运行过程中会形成很大电流，此时弓网接触点之间会形成一定的电压差，接觸点周围空气会被击穿，产生电火花，会对接触线造成电损伤。

在采用单承单导+辅助馈线的悬挂方式中，受电弓与接触线接触面积基本固定，经研究发现，在列车受流时，弓网接触电阻两端会存在2.5v左右的电位差，接触点周围空气呈电离状，接触点温度升高，会对接触线造成电损伤。而增加辅助馈线的主要作用是减小线路阻抗，降低线路电压损耗，并不能增加受电弓与接触网的接触面积，不能降低电磨耗。

而在采用双承双导悬挂方式时，相比于单承单导，受电弓与接触线的接触面积增大，相对来说，弓网接触电阻减小一半，单个弓网接触点通过电流降低，触电温升降低，能有效减少接触线电磨耗。

2.降低弓网离线率，减少拉弧现象

在列车运行时，弓网之间因为振动出现接触线与受电弓脱离现象，会产生拉弧现象，对接触线造成严重损伤。

其一、在采用单承单导+辅助馈线的悬挂方式中，接触线一旦因为振动而与受电弓脱离，不可避免的会产生拉弧现象。而在采用双承双导悬挂方式时，相比于单承单导，当某一根接触线因为振动而与受电弓脱离，而由于另一根接触线可能仍与受电弓接触，此时并不会出现拉弧现象，由此减小电弧出现的概率，减少接触线损伤。

其二、受电弓与接触网接触主要有两个方面因素，一个是受电弓的抬升力，另一个是接触线自身重力。在受电弓未与接触线接触时，由于双承双导的结构，接触线本身重力由承力索通过吊弦承担，接触线基本处于与轨面平行状态。而在受电弓抬升后，接触线受受电弓抬升力影响，自身重力将由受电弓承担。此种情况下，接触线与受电弓能较好的接触在一起，在列车运行过程中，保持良好的接触状态。由于双导线自身重力较大，在受电弓抬力固定的情况下，相比于单根导线，其与受电弓接触情况要好，也能减少电弧出现的几率。

由此，考虑远期运营，为了降低运营成本，延长接触网运营寿命，在设计初期就采用双承双导悬挂模式。

三、降低维管工作难度

在接触网的维护管理工作中，在出现接触网断线事故时，抢修难度大，所需时间长，对运营造成的影响大。在单承单导悬挂方式出现断线事故时，我们一般采用封锁该事故供电臂区间线路进行抢修，利用另一线路单线运行。而在双承双导在出现只断一根接触线的情况时，只需将事故供电臂区间线路封锁短暂时间，对断裂的接触线进行绑扎固定，即可利用另一根完好的接触线承担列车供电任务，以最短的时间恢复运营，造成的影响也相对要小。我们知道，在接触网的抢修中，一直秉承的就是“先通后复”的原则，保障运营是最主要的目的，所以，在地铁的设计中，正线和出入段线的柔性接触网一般都采用双承双导悬挂方式。

结语

双承双导由于能减小接触网电磨耗，增大接触网运营寿命，并能降低接触网运营维管工作难度，保障城市轨道交通的运营质量，故在采用柔性接触网的城市轨道交通系统中，双承双导的悬挂方式是一种良好的选择。

参考文献

[1]吴积钦，钱清泉.受电弓与接触网系统电接触特性 [J].中国铁道科学，2008，29（3）：106-109.

[2]李罡.受电弓与接触网系统电接触特性研究[J].建材与装饰， 2012， （4）：177-178.

作者简介：彭方（1984.3-），汉族，湖北省监利县人，助理工程师，毕业于西南交通大学，研究方向为城市轨道交通接触网的运营维护与管理等，现就职于大连地铁运营有限公司。