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高速铁路接触网接口优化设计探讨

发表时间：2021/5/24 来源：《基层建设》2021年第2期作者：顿喜文

[导读] 摘要：在高速铁路接触网接口设计过程中，采取良好的设计措施并落实到实际，对于高铁系统运行具有重要影响。

        中铁上海设计院集团有限公司 200070
        摘要：在高速铁路接触网接口设计过程中，采取良好的设计措施并落实到实际，对于高铁系统运行具有重要影响。基于有效的设计工作，能够促使各个系统得以有效协作，进而确保系统得以良好开展作业。高速铁路接触网接口设计的良好，对于保障高速铁路建设质量具有至关重要的作用，进而通过不断优化接触网接口设计工作，为高速铁路接触网接口管理工作顺利进行提供有力支持。
        关键词：高速铁路；接触网；接口优化设计
        引言
        基于高速铁路建设实际，加强接触网接口设计优化对保障工程建设质量具有积极影响。结合高速铁路接触网接口的特点，进一步优化设计，不仅能够有效提升接口管理工作质量，也确保高铁系统得以良好运行。因此，优化接触网接口设计措施，并积极落实到实践，是高速铁路建设运行的重要选择。基于这一特点，在高速铁路中，应该从接触网接口实际出发，加强对设计工作的分析，满足接口管理工作的要求。
        1接触网与线路
        某客站是所在地区的代表交通枢纽之一，车站东部分别接入了三条客运专线以及一条铁路，三条专线同时运行。其中C专线和铁路线的并行段落要相对更长，并需要结合使用桥梁方案。在线路走向和线间距的设计上，需要考虑到几个方面：保障线路之间安全距离、充分发挥集约用地价值、优化投资比例。首先，从桥上接触网与线路的关系来看。C专线与铁路线在供电方式上运用的是AT供电，基于并行区段比较长的现实情况，为了确保既有接触网运营不会受到严重的干扰和安全威胁，并不建议将AF线改成柱顶。针对线间距展开的控制需要考虑到：C专线AF线和铁路AF线二者的安全距离、C专线AF线和铁路施工期间架桥机所在位置间的安全距离。其次，从桥下供电线与线路的关系来看。铁路线和C专线的并行区段，其桥下具有供电线的存在，而线间距的设置需要考虑到桥梁和供电线二者间距，当供电线肩架与梁面处在相同的高度时，架桥机和供电线之间的距离为安全距离。
        2接触网与信号设备
        2.1车站接触网与信号设备
        高速铁路车站会设置大量的信号设备，重要枢纽区的信号设备经常会出现接口设计问题，这是道岔转辙机以及接触网所造成的。例如，某客运专线车站所运用的道岔为1/18，而转辙机所落实的是多机多点牵引转换方式。了解到转辙机基础所在横向宽度以及纵向宽度，分别为1.5m和2m，而岔前和岔后两处转辙机基础边沿的距离可得知，分别为1.6m和2.8m。接触网支柱和拉线侧面限界之间存在3m的距离，而基础支柱纵向宽度分布程度在900mm到2450mm之间。与此同时，岔前道岔柱和理论岔心之间存在15m左右的距离，岔后道岔柱和理论岔心之间存在25m以上的距离。接触网和信号设备之间需要进行有效合作，促使二者的安装工作得以良好开展。
        接触网接地干线在接地网上具有的引接点，以及信号系统接地干线在接地网上存在的引接点，二者的距离一般不能小于5m。支柱上如果存在避雷器的情况下，避雷器接地点在接地网上引接点处，信号系统存在于接地网上的引接点，二者的距离通常不能小于15m。接触网和信号设备的相邻之处，接触网支柱分支引接线一般会利用PW线进行接地。避雷器实现接地，通常由独立接地极完成，并且在综合接地线引接点上，其与信号设备需要具有不小于15m的距离。
        2.2区间接触网与信号设备
        高速铁路在运用列车控制系统的过程中，区间需要信号机的支持，如果是普速车，区间则需要地面信号机的支持。桥梁和隧道区段中所运用的信号机，多为矮柱，而在区间路基区段所运用的信号机，通常为高柱。

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        3接触网与轨道控制网
        轨道控制网，是在轨道铺设以及运营维护基础之上所产生的控制基础，而控制点和轨面之间一般会具有0.3m的间距。路基地段控制点通常安设在两个地方，包括接触网支柱上，以及混凝土立柱之上。接触网需要对坠砣进行相应的补偿，进而随温度会随之浮动，当坠砣下面存在轨道控制网的控制点时，坠砣开展工作时可能会受到相应的制约。例如，某高速铁路，当坠砣温度值达到顶峰时，根据相关公式进行计算其与基础面之间的距离。得知承力索和接触线张力补偿坠砣地面与基础面之间的距离，分别为500mm以及200mm。基于接触网基础纵向宽度的数值，轨道控制网控制点的设置是没有必要的。除此之外，轨道控制网控制点应该避免对隔离开关机构箱维修工作造成负面影响，因此，基于隔离开关操作机构箱实际情况，选择性设置轨道控制网控制点。
        针对上述提出的问题，在接触网施工图中需要体现出相应的冲突点以及所在位置，让轨道控制网控制点设计专业进行有效的了解，促使施工得以良好开展。在工程进行过程中，基于支柱预留孔，结合螺母的稳固性，减轻轨道控制网控制点所产生的干扰。
        4接触网分享设置位置
        高速铁路动车组所运用的供电形式为单相供电，同时为了电力系统各项负荷能够保持稳定均衡，接触网接受牵引变电所提供的三相电源，会采用相序轮换方法实现。由此，不同相接触网开展电气隔离是很有必要的，从而避免出现短路的问题。具体的工作开展形式为：当动车组运行到某一点时，开始断电，动车组步入电分相范围，开始惰性运行到另一点，机车通电之后再次加速牵引。为确保线路具有良好通过的能力，动车组离开电分相后应该保持较高的行驶速度，这就意味着确保动车组需要在较高的行驶速度下进入到惰性区段。动车组尚未进入到惰性区段之前，应该加强对两个方面的注意，其关乎到动车组的行驶速度：第一，分相所处区域为坡道区段；第二，分相所处位置和车站之间间距很小，机车在加速牵引过程中经过的区段比较短。
        在坡度和惰性长度都不尽相同的情况下，动车组在经过分相后，所产生的速度损失也是有一定差异的。基于具体产生的速度差异可以明确的是，坡度和惰性长度，与动车组产生的速度损失之间呈正比关系，坡度和惰性长度越大，速度损失的情况就越严重。这主要是因为电分相的变动性很大，在加速牵引的情况下，动车组行驶对于外部环境很敏感，坡度比较大时，行驶比较有困难，同时惰性长度比较长，断电情况下长时间行驶，速度会逐渐下降是很正常的。当断电下惰性运行到一点时，所产生的速度值要在安全值之上，但是实质上，动车组在操作技术、设备以及信号的影响下，尚未完全通过分相之前，是不能够实现全速运行的，很有可能会出现动车组掉进分相里的情况，这会给行车安全造成很大的威胁，动车组的安全难以切实保障。因此，设置分相的过程中，需要对分相进行科学的安排，以尽可能减小速度损失为目的，推动动车组能够以合理范围内的速度顺利行驶通过分相。这就要求将分相尽可能的排除在一些坡度比较大、起伏比较大的坡道，同时对分相和车站发车点之间距离进行明确，确保其处在合理范围内，动车组在驶出电分相之后，行驶速度也能够保持一个较高的水平。
        结语
        通过对高速铁路接触网接口的了解，在设计过程中，基于有效的设计工作，对推动接口管理工作良好开展具有重要意义。结合当前高速铁路接触网接口实际，加强接触网接口设计的优化，对保障工程质量具有直接影响。因此，应立足于高速铁路接触网接口实际，基于实际情况，不断完善相应的设计工作，为高速铁路接触网接口设计优化奠定基础，推动接触网系统和其他系统得以良好协作，应对高铁系统运营需求。
        参考文献
        [1]陈兵杨.高速铁路接触网的自动化连接线夹优化设计[J].制造业自动化,2020,42(07):143-147.
        [2]许海波. 铁路接触网无人检测车定位系统的研究与开发[D].合肥工业大学,2018.
        [3]赵阳.高速铁路接触网中的控制要点[J].电子技术与软件工程,2017(08):139.
        [4]柳宇. 高速铁路接触网的距离保护系统研究[D].大连交通大学,2014.