特殊接触网腕臂装置在四线并行区段的应用

杨 佳，李朝阳

0 引言

随着城际、市域铁路的快速发展，以大中城市为中心而建立的铁路越来越多，并形成了复杂的铁路网。这些铁路普遍存在着功能多、技术标准多等特点，铁路与铁路之间的交叉跨越、多线并行的情况也越来越多。而在这些区段，由于综合考虑经济投资等因素，一般都存在着如跨线桥净空很低、多线间距较小等情况，接触网悬挂系统的安装空间非常有限，因此接触网系统的固定安装必须采取很多的特殊设计。本文以南昌枢纽向莆、西环线四线并行区段采用的特殊接触网悬挂装置为例，分别从技术、安全、运营检修和美观等方面进行论述，旨在为四线并行区段的接触网系统的安装提供一种新的思路。

1 线路概况

向莆线起始于江西省乐化东车站，止于福州省莆田车站，时速为200 km，南昌枢纽区段为客运专线标准；西环线起始于乐化车站，止于既有向塘车站，时速为120 km，为客货共线标准。两线接触网主要技术标准见表1。南昌枢纽向莆线、西环线四线并行区段范围：D1K1429+735.74—D1K 1441 +861.13，全长约12.1 km。向莆右线与西环左线线间距为7.5 m，轨面高度差为134 mm（西环线轨面高于向莆线轨面）。考虑2条线路众多的不同技术标准，如何合理设置接触网支柱及悬挂，保证安全绝缘距离，并且尽量做到美观，方便运营检修，是本文论述的重点。

表1 向莆、西环两线接触网主要技术标准表

2 方案研究

方案1：硬横梁方案。由于向莆线为简支箱梁，接触网支柱只能设于箱梁梁面上。西环线为简支T梁，若接触网支柱设于T梁桥墩上，则硬横梁与线路中心不能正交，且偏角较大，不满足规范要求；若接触网支柱设于T梁梁面上，则由于向莆、西环线为不同的梁，列车运行或气候等因素会引起梁的位移，导致硬横梁偏移，结构受影响。因此，硬横梁方案不可行。

方案2：线间立柱方案。接触网支柱设于向莆线和西环线线间，若两线均设置接触网支柱分开悬挂两线接触网，会使接触网支柱显得冗余过多，严重影响美观。

综合技术可能性和美观性后，采取线间设置支柱，双肩悬挂两相邻线路接触网的方案。接触网系统安装示意图如图1所示。

图1 四线并行区段接触网系统固定安装示意图（路基区段）（尺寸：mm）

结合两线的接触网采用支柱标准，线间采用立柱方案：路基区段接触网支柱采用混凝土等径圆杆，此时接触网支柱侧面限界距向莆线3.1 m，距西环线则为 4.05 m；桥梁区段接触网支柱采用 H形钢柱，此时接触网支柱侧面限界距向莆线3.3 m，距西环线为3.93 m。在考虑美观的前提下，由于接触网支柱侧面限界过大，接触网平、斜腕臂需要采用特殊的长大腕臂。

（1）安全绝缘距离。在设计中，必须充分考虑向莆、西环两线不同线路间的检修和抢修的安全绝缘距离，根据相关规范要求向莆、西环两线接触网带电体间距离正常情况下不应小于2 000 mm，困难情况时不应小于1 600 mm，因此需要进一步采取如下措施：a.悬挂西环线侧接触网的腕臂装置采用特殊的腕臂装置，即平、斜腕臂棒式绝缘子移至西环线线路侧。b.尽量减小西环线侧接触网拉出值，以利于安装定位管，为斜腕臂棒式绝缘子上移留有更多空间。

经过CAD绘图布置和详细计算，向莆、西环两线腕臂棒式绝缘子靠近支柱侧根部间距均大于1 600 mm，腕臂带电体间的距离大于2 000 mm，因此能够满足两线检修或抢修的安全绝缘距离要求，新型腕臂安装如图2所示。

（2）结构性能。根据腕臂装置力学性能及安全可靠要求，必须进行特殊腕臂装置的强度、挠度和长细比的检算，该方案在根据荷载情况进行计算后，需采取如下措施：考虑零件安装的统一性，平、斜腕臂管径不变（Φ60 mm），腕臂管壁厚度由普通的5 mm加至7 mm。由于合成绝缘子自重小、轻便且美观、利于施工和维护等，平、斜腕臂棒式绝缘子采用合成绝缘子。考虑棒式绝缘子和腕臂间的机械连接性能以及方便更换维护等，腕臂装置采取整体腕臂形式，要求棒式绝缘子与腕臂在工厂进行整体组装。

（3）接地回流系统。向莆线左线：左线支柱回流线贯通；距接触网带电体5 m以内的金属结构均接综合接地系统。向莆右线：桥梁区段内距接触网带电体5 m以内的金属结构均接综合接地系统。路基区段内接触网支柱柱顶设置架空地线（LBLGJ-185）实现集中接地方式，每隔500 m增设架空地线重复接地，并在杯形基础内设置接地钢筋增加安全接地的可靠性。西环左线：与向莆右线共用接地体。西环右线：右侧支柱回流线贯通；成排钢柱增设架空地线实现安全接地。四线并行区段位于供电臂末端，工作电流较小，且接触网专业每隔2～3 km设置一处吸上线，上下行轨道间做完全横向电连接，井计算能满足牵引回流的要求。

图2 新型特殊腕臂装置及相互间距示意图（尺寸：mm）

3 运营检修

并行区段采用上述特殊腕臂装置后，能满足对向莆、西环两线不同时停电检修的要求，其具体情况如下：

（1）西环线接触网带电，向莆线需要停电检修时，由于向莆线绝缘子末端距西环线带电体大于1 600 mm，可对向莆线接触悬挂、底座、支持装置进行检修维护。

（2）向莆线接触网带电，西环线需要停电检修时，由于西环线绝缘子末端距向莆线带电体大于1 600 mm，可对西环线接触悬挂进行检修维护。

（3）由于本区段的特殊条件，必须充分考虑带电作业的危险性，对支柱、架空地线及西环线支持装置、底座的检修维护时，建议尽量采用接触网检修作业车，减少登杆作业，当必须登杆作业时，应加强安全防护措施。

4 结束语

枢纽内多线并行区段的线路条件、技术标准多样性，决定了接触网系统固定安装的特殊性，要求在接触网设计中必须全面、充分考虑技术、安全和美观。南昌枢纽向莆、西环两线四线并行区段内的接触网特殊腕臂装置的采用，很好地解决了多线并行区段的接触网系统悬挂的各种特殊要求，这些都在实践运营维护中得到了很好的检验，同时也为多线并行区段的接触网系统的固定、安装提供了一种新的思路。

[1]TB 10009-2005.铁路电力牵引供电设计规范.中华人民共和国铁道行业标准[S].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]Kießling, Puschmann, Schmieder.电气化铁道接触网[M].中铁电气化局集团译.北京：中国电力出版社，2004.