關(guān)于接觸網(wǎng)采用雙承雙導(dǎo)懸掛方式的分析

摘 要： 弓網(wǎng)接觸時，存在接觸電阻，隨著電流的增大，電阻發(fā)熱產(chǎn)生的溫度會達到接觸線或受電弓碳滑板熔點，致使受電弓與接觸線接觸點出現(xiàn)電磨耗。雙承雙導(dǎo)懸掛方式相比于單承單導(dǎo)，弓網(wǎng)接觸電阻減小一半，能有效減少接觸線電磨耗。在列車運行時，弓網(wǎng)之間因為振動出現(xiàn)接觸線與受電弓脫離現(xiàn)象，會產(chǎn)生產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，對接觸線造成嚴(yán)重?fù)p傷。采用雙承雙導(dǎo)懸掛方式時，相比于單承單導(dǎo)，當(dāng)某一根接觸線因為振動而與受電弓脫離，而由于另一根接觸線可能仍與受電弓接觸，此時并不會出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，由此減小電弧出現(xiàn)的概率，減少接觸線損傷。

關(guān)鍵詞：雙承雙導(dǎo) 接觸電阻 電磨耗 拉弧

中圖分類號：U45 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）02-0284-02

在大連市城市軌道交通中，柔性接觸網(wǎng)主要采用簡單鏈形懸掛，接觸網(wǎng)的組成主要包括接觸線和承力索，對于客流量較大的交通線路還增加有并聯(lián)輔助饋線以提高整個接觸網(wǎng)系統(tǒng)的載流量，滿足高行車密度時段的列車受流需求。其采用懸掛方式主要分為三種，第一種是雙承雙導(dǎo)+單輔助饋線模式，為快軌3號線續(xù)建線采用；第二種是單承單導(dǎo)+雙輔助饋線模式，為快軌3號線正線采用；最后一種為雙承雙導(dǎo)模式，為地鐵1、2號線出入段線采用。而在城市軌道交通接觸網(wǎng)的設(shè)計趨勢中可以看出，第二種單承單導(dǎo)+雙輔助饋線模式基本很少采用，其設(shè)計思路越來越傾向于采用雙承雙導(dǎo)模式，作者分析主要原因如下：

一、根據(jù)設(shè)計要求，降低施工難度

根據(jù)大連地鐵1、2號線的可行性研究報告，考慮遠期牽引功率，初步設(shè)計接觸網(wǎng)載流截面為：接觸網(wǎng)正線總載流截面選用840mm2銅當(dāng)量截面；正線間渡線、折返線、存車線、車輛停放線、車輛段出入段線及試車線總載流截面選用540 mm2銅當(dāng)量截面；車場線選用120 mm2銅當(dāng)量截面。根據(jù)DC1500V供電電壓制式，正線地下線架空接觸網(wǎng)有三種可以采用的懸掛方式，分別為架空剛性懸掛、簡單鏈形懸掛、彈性簡單懸掛。地下段接觸網(wǎng)懸掛方案的選擇，綜合考慮接觸網(wǎng)的運行可靠性、機車運行的安全性、運營維護的便利性、施工安裝難度以及工程投資，運營維護費用等方面的因素，采用架空剛性懸掛模式，架空剛性懸掛采用大截面的匯流排作為載流導(dǎo)體，整體結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，零部件品種及數(shù)量均較少，易于安裝，維護工作量小，接觸線使用壽命長，故障率低。車輛段為地面線，一般均采用柔性懸掛，根據(jù)車輛段內(nèi)接觸網(wǎng)載流量的要求，簡單懸掛即可以滿足要求。出入段線敞開段以及車輛段試車線根據(jù)載流截面要求，推薦采用全補償簡單鏈形懸掛方式。

結(jié)合地鐵公司采購接觸網(wǎng)線材情況：接觸線采用120mm2的銅銀合金接觸線；承力索采用150mm2的硬銅絞線；架空地線（輔助饋線）采用120mm2的硬銅絞線。以及大連地鐵出入段線與快軌3號線接觸網(wǎng)懸掛模式為接觸線+承力索+輔助饋線，根據(jù)接觸網(wǎng)載流截面積要求，可以采用以下兩種方式達到要求：

第一種：兩根接觸線加兩根承力索，總載流截面面積為：2*120+2*150=540 mm2；

第二種：一根接觸線加一根承力索加三根輔助饋線，總載流截面面積如下：1*120+1*150+3*120=630 mm2；

分析兩種懸掛方式，發(fā)現(xiàn)第二種方式施工難度較大，一是三根輔助饋線施工困難，二是會增加電連接電纜數(shù)量（在剛?cè)徇^度區(qū)段第一種方式只需由匯流排到接觸線、承力索安裝電連接即可，第二種方式則需在承力索到輔助饋線之間增加電連接。而在柔性接觸網(wǎng)正線區(qū)段第一種方式只需在接觸線和承力索安裝電連接即可，第二種方式則同樣需在承力索到輔助饋線之間增加電連接），加大施工量。由此在設(shè)計時出入段線采用雙承雙導(dǎo)懸掛方式。

二、 減少接觸網(wǎng)電氣損耗 降低運營成本

1.降低接觸電阻，減少接觸線電磨耗

受電弓與接觸網(wǎng)接觸時，它們之間存在一定的接觸電阻，在受電弓受流時，該接觸電阻兩端會存在電位差，電阻會發(fā)熱。隨著電流的增大，電阻發(fā)熱產(chǎn)生的溫度會達到接觸線或受電弓碳滑板熔點，致使受電弓與接觸線接觸點出現(xiàn)電磨耗。地鐵接觸網(wǎng)采用直流1500V電壓供電，由于電壓較低，在列車運行過程中會形成很大電流，此時弓網(wǎng)接觸點之間會形成一定的電壓差，接觸點周圍空氣會被擊穿，產(chǎn)生電火花，會對接觸線造成電損傷。

在采用單承單導(dǎo)+輔助饋線的懸掛方式中，受電弓與接觸線接觸面積基本固定，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在列車受流時，弓網(wǎng)接觸電阻兩端會存在2.5v左右的電位差，接觸點周圍空氣呈電離狀，接觸點溫度升高，會對接觸線造成電損傷。而增加輔助饋線的主要作用是減小線路阻抗，降低線路電壓損耗，并不能增加受電弓與接觸網(wǎng)的接觸面積，不能降低電磨耗。

而在采用雙承雙導(dǎo)懸掛方式時，相比于單承單導(dǎo)，受電弓與接觸線的接觸面積增大，相對來說，弓網(wǎng)接觸電阻減小一半，單個弓網(wǎng)接觸點通過電流降低，觸電溫升降低，能有效減少接觸線電磨耗。

2.降低弓網(wǎng)離線率，減少拉弧現(xiàn)象

在列車運行時，弓網(wǎng)之間因為振動出現(xiàn)接觸線與受電弓脫離現(xiàn)象，會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，對接觸線造成嚴(yán)重?fù)p傷。

其一、在采用單承單導(dǎo)+輔助饋線的懸掛方式中，接觸線一旦因為振動而與受電弓脫離，不可避免的會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象。而在采用雙承雙導(dǎo)懸掛方式時，相比于單承單導(dǎo)，當(dāng)某一根接觸線因為振動而與受電弓脫離，而由于另一根接觸線可能仍與受電弓接觸，此時并不會出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，由此減小電弧出現(xiàn)的概率，減少接觸線損傷。

其二、受電弓與接觸網(wǎng)接觸主要有兩個方面因素，一個是受電弓的抬升力，另一個是接觸線自身重力。在受電弓未與接觸線接觸時，由于雙承雙導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，接觸線本身重力由承力索通過吊弦承擔(dān)，接觸線基本處于與軌面平行狀態(tài)。而在受電弓抬升后，接觸線受受電弓抬升力影響，自身重力將由受電弓承擔(dān)。此種情況下，接觸線與受電弓能較好的接觸在一起，在列車運行過程中，保持良好的接觸狀態(tài)。由于雙導(dǎo)線自身重力較大，在受電弓抬力固定的情況下，相比于單根導(dǎo)線，其與受電弓接觸情況要好，也能減少電弧出現(xiàn)的幾率。

由此，考慮遠期運營，為了降低運營成本，延長接觸網(wǎng)運營壽命，在設(shè)計初期就采用雙承雙導(dǎo)懸掛模式。

三、降低維管工作難度

在接觸網(wǎng)的維護管理工作中，在出現(xiàn)接觸網(wǎng)斷線事故時，搶修難度大，所需時間長，對運營造成的影響大。在單承單導(dǎo)懸掛方式出現(xiàn)斷線事故時，我們一般采用封鎖該事故供電臂區(qū)間線路進行搶修，利用另一線路單線運行。而在雙承雙導(dǎo)在出現(xiàn)只斷一根接觸線的情況時，只需將事故供電臂區(qū)間線路封鎖短暫時間，對斷裂的接觸線進行綁扎固定，即可利用另一根完好的接觸線承擔(dān)列車供電任務(wù)，以最短的時間恢復(fù)運營，造成的影響也相對要小。我們知道，在接觸網(wǎng)的搶修中，一直秉承的就是“先通后復(fù)”的原則，保障運營是最主要的目的，所以，在地鐵的設(shè)計中，正線和出入段線的柔性接觸網(wǎng)一般都采用雙承雙導(dǎo)懸掛方式。

結(jié)語

雙承雙導(dǎo)由于能減小接觸網(wǎng)電磨耗，增大接觸網(wǎng)運營壽命，并能降低接觸網(wǎng)運營維管工作難度，保障城市軌道交通的運營質(zhì)量，故在采用柔性接觸網(wǎng)的城市軌道交通系統(tǒng)中，雙承雙導(dǎo)的懸掛方式是一種良好的選擇。

參考文獻

[1]吳積欽，錢清泉.受電弓與接觸網(wǎng)系統(tǒng)電接觸特性 [J].中國鐵道科學(xué)，2008，29（3）：106-109.

[2]李罡.受電弓與接觸網(wǎng)系統(tǒng)電接觸特性研究[J].建材與裝飾， 2012， （4）：177-178.

作者簡介：彭方（1984.3-），漢族，湖北省監(jiān)利縣人，助理工程師，畢業(yè)于西南交通大學(xué)，研究方向為城市軌道交通接觸網(wǎng)的運營維護與管理等，現(xiàn)就職于大連地鐵運營有限公司。