2.2.1 对接触网的要求

铁路系统的用途、运行条件及轨道和线路类型不同，对电力牵引接触网提出的要求和需要也不同，运行条件所产生的需求是所需运输类型 (即局管内或长距离运输 、运输量和使用线路的列车数) 的函数，轨道和线路条件即该线路的轨道设计、轨距和地理位置对接触网设计的影响尤其显著。对管内运输和长途运输的要求将于下文分章节进行论述。

2.2.2 运行要求

2.2.2.1 干线、长距离运输

于规定时间内按计划运送一定牵引重量的列车，在铁路网站间进行长距离运输，其运行要求在接触网设计中相当重要。接触网必须与要求的运输量相匹配。运输能力就是一条铁路线能够处理的运输量的大小，它由在给定时间内该线路上实际运行的列车数量而定。列车行驶可分为加速、恒定速度和制动等阶段，根据线路的地理情况和列车类型，这些阶段在不同区段会有区别，并会重复进行。线路的运行方案、轨道和地理位置决定了为其牵引接触网需设计的允许速度和要求速度。在长距离运输中列车运行速度是主要系统特性之一。

德国铁路的分类系统中标准接触网设计规定相应的运行速度 (表2.1)。图2.1是特定线路上列车的距离-时间图。列车运行所需力的时间函数取决于线路的地理条件和列车的牵引力特性，这是速度和曲线半径函数。然后由这个函数即所要求的速度和相关的效率系数来确定受电弓传输的动力 (图2.2)。在加速度阶段，加快列车速度所需的力叠加在用来克服运动的阻力上。由于牵引车辆典型的牵引力/速度特性，它们在速度达到80～100km/h时获得最大动力。车辆可利用该动力来进一步加快速度或保持稳定速度。供电系统和接触网必须能够为计划的列车密度提供所需动力。

表2.1 德国铁路标准接触网设计与最高运行速度的配置

标准接触网设计类型vperm(km·h-1)使用场合
Re 751)

Re100

Re1601)

Re200

Re250

Re330

75

100

160

200

2802)

3303)

站场辅助线

直通干线、辅助线和会让线

直通干线和会让线

直通干线

直通干线

直通干线

注 1) 非新线施工;

2) 双弓列车使用，300km/h单弓;

3) 双弓列车使用，350km/h单弓。

图2.1 特定线路上列车的距离-时间图[2.1]

图2.2 特定线路上的速度-距离图[参考文献2.1]

列车的最大长度会影响车站站台、辅助线、干线和会让线的长度，以及防护区段、中性区段长度和信号位置。接触网的设计也取决于这些因素。

运行要求和长距离干线运输是铁路牵引供电系统采用架空接触网的主要原因。

2.2.2.2 管内运输

从表2.2所示的主要参数来看，管内运输中电车线路、城市铁路和都市铁路系统之间是有区别的。在管内铁路系统中增加了电车线路。

表2.2 电车线路、城市铁路和都市铁路系统的主要参数

参数电车线路城市铁路都市铁路
车辆宽度

平均速度

备用股道/行车道

站间距离

2.20～2.30m

20～25km/h

无

<400m

2.30～2.65m

25～40km/h

主要

400～800m

2.50～3.00m

>40km/h

专用

500～1000m

电车线路要与其他道路运输共同使用线路，城市铁路线在某种程度上单独运行，而都市铁路则独立于其他所有运输。因此城市和都市铁路必须使用架空接触网，而地下铁道可使用接触轨或架空接触网。

管内运输尤其在高峰时间，列车密度大，间隔时分短，接触线必须能够传导大电流，这是接触轨的一个特点。以前常安装不带承力索的简单悬挂接触线，现在主要设计成链形悬挂系统。其优点为

—综合速度较高;

—载流量较大;

—受电弓运行特性较好;

—受电弓滑板磨损较小;