接触网设备

选择的截面如果本身不能保证满足载流量和电压稳定性的要求时应架设与接触线平行的加强线。有关其布置详见第11.1节。

4.1.4 跨距的选择

从尽量降低投资的观点出发，应选择长跨距。由于风作用下接触线偏离空中静态位置，偏离的接触线必须仍能保证持续可靠的电力传输。在确定跨距的过程中，必须考虑单位长度接触线的风荷载F′_WCW和单位长度承力索的风荷载F″_WCA，通过预测当地的风速并用第5章介绍的方法计算这些值。采用的风速是由架空接触网高于周围地形的高度及当地最大风速确定的。

除支持装置处接触线的拉出外，风作用下接触线的横向限制位置eper (取决于受电弓的工作范围) 对跨距有着决定性的影响。工作宽度窄的受电弓要求较短的跨距。小曲线半径R也使得最大可用的跨距变短。我们将在第5.4节和第5.5节中讨论拉出值、风荷载、张力、曲线半径和跨距之间的关系。

由于接触线的偏离，在悬挂点上产生了一个径向力 (见第5.1.3.2节)。例如，德国铁路采用轻型定位器，它的力FH就应在大于80N小于2500N范围之间。如果未达到最小径向力，定位器连接钩在定位支座上就会出现较松配合和出现过度磨损。如果径向力超过了允许值，会使接触线过度弯曲，导致定位器损坏。因此，可以通过选择跨距和拉出值来改变接触线在定位处的偏移值和接触线的径向力。如第4.1.3节所述，按照式 (4.1) 的跨距还会影响弹性。

图4.4 欧洲各国铁路的跨距与曲线半径的关系

REB—俄罗斯铁路; DB—德国铁路;JBV—挪威干线铁路;

CP—葡萄牙国铁; SNCF—法国国铁; SNCB—比利时国铁

降低结构高度的接触悬挂应相应地调整跨距以保证最小吊弦长度lHmin。图4.4给出了几种欧洲国家铁路系统中跨距与曲线半径之间的关系。在法国国铁、比利时国铁、葡萄牙国铁和挪威干线铁路中，由于受电弓的可用宽度较窄，要求较短的跨距; 德国铁路和俄罗斯铁路，由于受电弓可用宽度较宽，分别为1.4m和1.45m，跨距可以选得长些从而降低成本。

4.1.5 结构高度的选择

吊弦的作用是弹性地连接接触线和承力索。为此，就需要知道最小吊弦长度。长度短于0.5m的吊弦呈刚性，尤其在高速中。时速高于120km的架空接触悬挂，常规结构高度和悬挂点处的接触线与承力索之间的距离应允许跨距中心处吊弦安装长度l_Hmin≥0.5m。否则，可先采用较短的弹性吊索，最后才选择使用滑动吊弦。吊弦将接触线抬升刚性地传递给承力索，从而在接触压力分布上产生力峰值。

弹性吊索的最小长度lHmin取决于行驶速度。德国铁路的弹性吊索长度如下：

v≤120km/h l_Hmin＝300mm;

120km/h<v<250km/h l_Hmin＝500mm;

v≥250 km/h l_Hmin＝600mm

从动态性能的观点来看，遵循最小吊弦长度的要求是很重要的。吊弦越短，它发生故障的概率越高，尤其是在速度较高和接触线抬升较大时更是如此。

对于BzⅡ50型承力索和Cu AC-100型接触线，80m跨距的中点处承力索弛度为1.12m，根据式 (5.24)，可以选择1.62m的结构高度和0.5m的最小吊弦长度。由于结构高度对接触压力的影响，高速接触网的结构高度不应低于1.40m(见第9.5.3.2节)。

车站处接触悬挂的结构高度通常　比区间的高。分段绝缘器处有较大的结构高度，在安装时要特别小心，以免在不同电分段的交叉承力索之间产生电气绝缘间隙问题，特别是在动态抬升情况下。

4.1.6 隧道内接触网设计

对隧道中的架空接触网来说，为了尽可能地减小隧道的总断面，除一般要求外，还需要尽量缩小安装空间。

作为近似值的第一步，由于缺少光照，温度相对较低，空气流动又相对较小，在导线相同的情况下，隧道中接触网的持续载流量可以被看作与区间的大致相等 [4.4]。

短路时，承力索、接触线和辅助馈电线可能出现较大摆动并会产生与隧道壁的接触。由于这种摆动只在短路时才出现 [4.5]，在架空接触网的设计过程中不必考虑这个问题。

为减小隧道的断面以降低施工费用，接触线的高度应尽可能低些。高速铁路上不允许接触线有坡度，隧道内外的接触线应高度一致。为了保持较小的隧道断面，隧道内应设计较低的结构高度，这就要求跨距短些。根据运行速度，有各种可供选择的接触网装置，例如： 带弹性支架的架空接触网 (见第3.2.3.5节)、支撑间隔短的架空接触轨系统(见第3.4节)，其安装费用比在区间支柱上架设的接触网要低。

4.1.7 接触线预留弛度的采用

架空接触网的某些设计方案中，接触线并不是架在钢轨上方恒定高度上的。例如： 在德国铁路Re200型接触网设计和法国国铁的TGV接触网中，就有接触线预留弛度，例如，跨距的千分之一，这样，接触线在跨中心处就比在支持装置处更接近钢轨。预留弛度的规定是基于这样一个前提： 接触线在悬挂点处的弹性比跨中心处的弹性要低，因此，受电弓在支持装置处对接触线抬升量要比在跨中心处校为使受电弓在列车运行过程中保持基本恒定的高度，在跨中心处提供一个预留弛度来补偿悬挂点处与跨中心处的抬升高度差。接触线抬升的动态分量随着速度的增加而增加，受电弓被跨中心处的预留弛度向下压。在为新路段研制架空接触网的过程中，德国铁路所作的试验 [4.6] 表明： 高速架空接触网系统不需要预留弛度，而且从行驶性能方面看预留弛度甚至是有害的。

对于时速200km以下、沿线路弹性差异相对较大的架空接触网中，采用预留弛度绝对能提供更好的行驶质量，在这里接触线和受电弓之间的相互作用的静态作用是主要的。

4.1.8 吊弦间距的选择

承力索通过吊弦悬挂接触线。根据接触线的张力不同，吊弦间接触线弛度取决于吊弦间隔。为限制接触线弛度，吊弦间距应小于12m。吊弦间距选择还有一个宗旨就是： 接触线断线后允许接触线与钢轨接触，从而启动该区段馈电断路器断开。即使吊弦间距小于接触线高度的两倍，当跨中心处两个吊弦间接触线断落时，也满足该安全要求，因为断线处的吊弦会被拉断，致使接触线与钢轨接触造成短路。综合考虑上述各方面因素，通常采用5～12m的吊弦间隔。连同弹性吊索一起的吊弦布置保证了悬挂点附近的高弹性度。图4.5是Re330型高速接触网系统的吊弦设置。