2.1.1 概述

电气化铁道运行的可靠性主要取决于牵引供电设备的实用性和可靠性，因此对架空接触网系统的接触网或第三轨系统的要求特别高。由于经济和技术等方面的原因，接触网在牵引供电系统中是单一的且无备用。另外，对接触网要求高的原因还因其具有以下两种功能：

—作为一定距离的电源输电线;

—为各种条件下的集电器提供滑行接触。

因此对接触网系统所要求的高效性，就需要尽早做出实际可行的电气规划。应采用技术成熟、经试验证明具有较长使用年限、在运行过程中便于正确安装且易维护的设备。接触网设计必须遵守以下基本要求：

—设备应在运行过程中安全可靠，能高效运行。

—人员和设备不得处于接触网运行产生危险的任何地方。

—在接触网类型所容许的最高速度范围内，受电弓与接触网或第三轨间的动态作用必须保证其输电中断在可控制的范围内。

—系统中的所有部件应在满足以下要求的情况下具有较长的使用寿命：

—高的机械和电气强度;

—对风荷载、覆冰荷载以及大气中侵蚀剂的耐受能力;

—所有部件的防腐性和统一性;

—接触线的低磨损性。

—在市区内安装接触网设备时，必须注意其美学要求及城市规划等方面问题。

—必须考虑自然和环境保护。

—在设备的寿命期内对设备的投资以及运行和维护费用应尽可能低。

接触网系统要求的这些主要特性可分为机械、电气、环境、运行和维护等几个相关方面，但其间的这种区分并不严格。

2.1.2 机械要求

接触网的线索、绞线和其他部件所需的强度是接触网设备的主要机械要求。为保证受流器与接触线或第三轨间的相互作用不出现故障，在接触网或第三轨和钢轨之间应规定一定限界。对于接触网来说，接触线位置是相对于超高轨道的受电弓中心线而言，而轨道上方的接触线高度是由铁路和使用现场的类型而定。接触线的最低高度、最高高度和接触线的允许坡度都非常重要。

在任何工作条件下接触网绞线、线索和其他部件所受的力必须在允许范围以内。导线弛度不得超过允许值以免对人身和运行产生危害。如果侵犯安全限界或最小限界就可能出现危险。例如受电弓通过时产生的位置变化、弛度差异等任何情况下都应保证带电体的最小空气绝缘间隙。施加在导线和部件上的风荷载和覆冰荷载不应对铁路运行带来不良影响。

为使受电弓滑板和接触线匹配和降低弓、线间的磨损，接触线的布置必须横向偏移于线路中心线，称为拉出值。所有作用于接触网上的机械荷载必须由支柱和基础承担，并将其荷载传送给大地。接触网部件的变形，如支柱弯曲或发生的共振应不影响供电。

接触网设备必须符合良好供电的质量标准，这些标准包括静态质量标准：如弹性及其沿跨距的一致性和接触线的抬升; 同时还包括动态质量标准： 如波传播速度、多普勒效应，反射因素等。作为运行速度函数的接触压力及其标准的推算也是一个重要的质量因素。高速接触网还应容许有两个或多个受电弓的列车运行。

2.1.3 电气要求

电流和标称电压类型，包括容许偏差 (见表1.1)，是电气要求的重要内容。衡量电气化铁道性能的一个重要标准就是对接触网系统的载流量的限制。与一般电力架空配电线路相比，接触网系统发生短路的情况较为频繁。因此，接触网系统中的短路载流量也是一个决定因素。

在高密度运输系统中，接触网网络电压在任何工作环境下都应保持在额定范围内。其传输过程中的损耗必须保持在允许范围内。

为了将相对频繁发生的故障对铁路运行的影响降到最低程度，必须将接触网设备分成独立的供电臂。另外，每个设备都应设计为能对其发生的故障进行快速准确判断，这是非常重要的。如果接触网导线或其他部件发生故障，应能明确故障情况以便正确判断短路状态。在选择相关绝缘材料和考虑空气绝缘间隙时应考虑所需的绝缘要求。应采取适当保护措施避免人员触电的可能性。

应尽量减小诸如谐波、不对称等对公共电网的不良影响，

接触网的电压、电流会通过电感、电容和电耦合对各种邻近的弱电线路产生干扰。在直流电气化铁道区段还必须采取有效措施限制杂散电流的腐蚀。

在正常运行或故障条件下产生的钢轨对大地的电压不能超过允许范围。

2.1.4 环境要求

接触网系统必须在一定的环境温度范围内工作，在中欧为-30～+40℃。风荷载将会导致接触线横向偏移，从而使受电弓在极端情况下离线，为此，应针对能保证接触网运行的一定风速进行设计。另外，极端情况下的风荷载不应造成接触网设备本身的损坏，因此，作为设计依据的风速值应得到铁路公司认可。

接触网设备可能有覆冰荷载，在设计中应将其考虑进去。在确定零部件的电气性能指标和预计使用寿命时，还应考虑降水量、侵蚀雾、气体和灰尘等因素。接触网设备中的绝缘材料和其他部件的特性不应因气候条件和日照变化而影响运行。

2.1.5 运行和维护要求

在规定的工作年限内接触网设备的安装、运行和维护费用应尽可能低。部件应可靠，并达到少维护或免维护的目的。整个系统应使用防腐保护措施以达到较长的使用寿命。零件、绝缘子和部件应根据需要便于安装和更换。

为使接触线和受电弓滑板的磨损降到最低程度，应对接触线和受电弓滑板提出更高要求，这些都应在进行受电弓和接触网设计时予以考虑。

为保证铁路线路的某一股道运行发生中断时能使用线路相邻的股道。应考虑对相邻股道的接触网进行电分段，各线路在可行之处要设独立的接触网支柱。接触网的设计应能使接触网和股道设备按计划进行检修，并将抢修时线路停运时间降到最低限度。因温度变化引起的接触网和导线的长度变化 (变量常达到1m) 不应对运营有所损害。在第三轨系统中，考虑到长度变化采用了精心设计的膨胀接头。