摘要：基于新标准TB/T2809-2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》与TB/T3111-2017《电气化铁路用铜及铜合金绞线》，研究不同导线组合的接触网综合载流能力。结合工程实例，给出接触网导线选型的基本方法，得出如下结论：（1）有多种接触网导线组合能满足本工程的载流量需求，牵引供电设计应分析不同导线组合载流能力，以确定最优的导线配置方案；（2）采用20min最大有效电流和短时最大电流来校核接触网持续载流量较为合理；（3）从载流量角度出发，本工程接触网最高工作温度可选取为95℃。
关键词：高速铁路；接触网；导线组合；载流量计算
0 引言
接触网载流量是电气化铁路接触网的基础设计参数[1]，随着新标准TB/T2809-2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》与TB/T3111-2017《电气化铁路用铜及铜合金绞线》的发布与实施(以下简称“新标准”)，更是使接触网的载流能力成为电气化铁路供电设计的关键技术指标[2]。因此有必要基于新标准，对高速铁路接触网导线的载流能力进行分析，以期寻找最合理优化的导线组合方案，为今后的供电方案设计提供参考和技术对策。
1 新旧规范高速铁路接触网导线规定对比分析
新标准在接触网规格方面，取消了85 mm2以及110 mm2规格接触线，只保留120 mm2和150 mm2规格接触线。对于铜镁合金，新标准将其细化为CTM、CTMM、CTMH这3种。对于铜锡合金，新标准新增了CTSM、CTSH。新标准中还增加了我国自主研发、拥有独立知识产权的铜铬锆合金接触线CTCZ，以适应不同速度等级及载流量的要求[3]。在载流量方面，旧标准仅给出了室外条件下，即环境温度40℃，风速0.5 m/s，日照强度1000 W/m2的持续载流量。新标准在此基础上增加了室内持续载流量的指标及其载流量试验的条件要求。此外，新标准还说明了过载载流量的试验要求。为了判断接触线和承力索的载流能力，新标准规定铜合金接触线以及铜合金绞线的最高允许工作温度为95℃和150℃[4]。
新标准中还增加了接触线磨耗比作为评价指标，要求接触线磨耗比应满足≤0.015 mm2/万弓架次(试验用碳滑板、试验用浸金属碳滑板或其他复合基碳滑板)的规定[3]。这与原铁道部发布的技术文件TJ/GD011—2009《200～250km/h电气化铁路接触网装备暂行技术条件(OCS-2)》的要求是一致的。
2 不同导线组合接触网综合载流能力
根据电流分配关系以及接触网各导线的持续载流量，对接触网不同导线组合的综合载流量及线索载流能力利用率进行计算。限于篇幅，仅展示考虑磨耗下，导线最高允许工作温度取95℃时的计算结果。
若采用承力索/接触线为JTMM120/CTM150组合方式，在室外试验条件下，该组合导线电流分配比kc/kj为0.511/0.489；接触网允许载流量为859 A，该线索组合的匹配受限于接触线载流能力，接触线处于欠载状态。其载流能力利用率为93%。
3 工程实例
以某新建客运专线为例，选取典型供电区间对接触网导线配置原则进行分析。该线路设计最高运行速度为250 km/h，开行CRH5型动车组(短途采用8辆编组，长途采用16辆编组)和HXD3机车。采用240 min矩形天窗，列车最小追踪间隔5 min设计根据行车原始资料对供电臂电流特征值进行计算，并考虑8辆编组紧密运行、8辆编组追16辆编组紧密运行以及16辆编组紧密运行3种情况进行校核，计算结果表明，20 min有效电流和短时最大有效电流在16辆编组紧密发车情况下达到最大值，分别为850 A和1034 A，考虑到本线仅开行1趟长途16辆编组动车组，因此结合实际运营情况，按8辆编组追16辆编组紧密运行情况进行校核更为合理，此时20 min有效电流、短时最大有效电流分别为637，754A。因此本文选取20min有效电流和短时最大有效电流来分别校核导线的持续载流量及过载载流量。
根据载流量需求，选择6种导线组合方案进行分析，如表1所示。导线的最高允许工作温度越高，其所允许传输的电流越大。当考虑20%最大磨耗时，CT-MH150+JTMH120、CTSM150+JTMH120、CTSH150+JT-MH120导线组合能满足接触网的综合载流量需求，且CTSM150+JTMH120的综合载流量较高，载流利用率也较高。而CTSM120+JTMH95组合利用接触线自身过载能力也能满足要求。因此，从电气性能方面，这4种导线组合均具备供电能力。
表
.png)
4 结论
基于以上分析结果，对设计速度为200～250km/h的高速铁路接触网导线选型提出以下建议：
（1）从载流量角度出发，根据本文供电臂电流计算结果可知，接触网最高工作温度可选取为95℃；
（2）采用20min最大有效电流和短时最大电流来校核接触网持续载流量及过载载流量更为合理；
（3）本文研究对接触网导线选型具有一定的参考价值，但在实际设计中常常会遇到特殊线路，比如大坡度等，因此需结合具体项目特点具体分析。
参 考 文 献（References）：
[1] 苏鹏程.客运专线电气化铁道接触悬挂的载流容量[C]∥中国铁道学会电气化委员会.中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集.2006:54-60.
[2] 范勇,杨广英.解读铁道行业标准《电气化铁路用铜及铜合金接触线》[J].铁道技术监督,2018(8):10-14.
[3] 国家铁路局.电气化铁路用铜及铜合金接触线:TB/T2809-2017[S].北京:中国铁道出版社,2017.
[4] 国家铁路局.电气化铁路用铜及铜合金绞线:TB/T3111-2017[S].北京:中国铁道出版社,2017.