電氣化鐵路接觸網

隨著我國經濟實力的迅速發展和提升，我國的鐵路運營事業也得到了前所未有的發展與進步，但在不斷拓展進步的同時，也存在著一系列的問題，其中電氣化鐵路接觸網作為一個重要的使用和運營環節，可以說無論是從起初的設計組裝以及加工，還是後期的維護和施工中的技術處理等方面，均以其重要的作用影響著整個電氣化鐵路運作環節。

基本介紹

• 中文名：電氣化鐵路接觸網
• 外文名：Electrified railway catenary
• 主要形式：架空柔索式(也有採用剛性的)
• 組成：接觸懸掛和支持裝置等
• 接觸懸掛：指接觸線、吊弦等組成的饋電網路
• 維修措施：定期檢查、做好調配工作等

簡介

沿電氣化鐵路架設的向電力機車或電動車組供電的線路。由於電力機車是在運動狀態中從接觸網接受電能的，因此要求接觸網必須安全可靠，具有良好的彈性，保證不間斷供電和有較高的耐磨性、抗腐蝕性。一般電氣化鐵路的接觸網為架空柔索式(也有採用剛性的)，由接觸懸掛和支持裝置等組成。

接觸懸掛

通常系指接觸線、承力索、吊弦等組成的饋電網路。接觸線經吊弦懸掛在承力索上，但簡單接觸懸掛不設承力索及吊弦，而將接觸線直接固定在支持裝置上或通過一根簡單的吊索固定在支持裝置上。

接觸懸掛中直接與電力機車受電弓接觸並向電力機車供電的導線，稱為接觸線，又稱電車線。它為異形截面，由銅或銅合金、鋁合金等材質冷拉成型。由於機車運行時接觸線與受電弓直接接觸，處於摩擦狀態，為保證受流質量，接觸線性能除必須滿足導電要求外， 還需具有足夠的機械強度與耐磨性、耐腐蝕性。電氣化鐵路幹線上多用100 mm²以上當量銅截面的接觸線，而支線、站場側線、編組場線等多用截面為85 mm²的接觸線， 在高速、重載線路及牽引電流較大的幹線上則採用大截面接觸線。

接觸懸掛對電力機車的受流條件有直接影響。為適應行車要求， 接觸懸掛必須保證在惡劣的氣候條件下，電力機車以線路允許的速度運行時，能不間斷地、良好地受流。為此，接觸懸掛應具備下列性能：①應有足夠的機械強度和良好的電氣性能。各種線、索及其連線零部件等的機電性能均應保證在允許的條件下正常工作。②彈性均勻。在受電弓相同壓力作用下，接觸線各點的升高應儘量相等。③穩定性好。當電力機車通過時，接觸線與受電弓滑板保持良好接觸，不得超出受電弓允許的工作範圍。④耐磨、耐電弧性能好。接觸線與受電弓滑板間的相對磨耗應儘量小， 一旦受電弓在允許範圍內離線產生拉弧現象時， 仍能維持正常運行。

接觸懸掛按結構的不同分為簡單懸掛、單鏈形懸掛(簡稱鏈形懸掛)、雙鏈形懸掛和多鏈形懸掛。鏈形懸掛按支柱處採用吊弦的不同，分為簡單鏈形懸掛、彈性鏈形懸掛和復鏈形懸掛 。

接觸懸掛每隔1500～2000m需要進行分段。每一獨立分段稱為錨段。錨段兩端的接觸線及承力索分別在支柱上下錨。接觸懸掛設定錨段後可以提高供電靈活性，縮小事故範圍，還可在下錨處加張力自動補償裝置，保持導線張力不變，使接觸線弛度恆定，提高受流質量。

相鄰兩個錨段互相銜接的部分稱為錨段關節。當電力機車通過時，錨段關節應保證受電弓從一個錨段平滑地過渡到另一個錨段。

支持裝置

支持接觸懸掛的構件，由支柱設備、腕臂裝置、軟橫跨、硬橫跨等組成。

(1)支柱設備，包括支柱和基礎。接觸懸掛支柱有鋼柱和預應力鋼筋混凝土柱兩大類。鋼柱可用角鋼、槽鋼或工字鋼製成，一般重量較大，安裝時需另設基礎。預應力鋼筋混凝土柱截面有工字形及環形兩種。前者鋼筋利用比較充分，但生產、運輸比較困難；後者製造、運輸比較方便，但鋼筋利用不夠充分。鋼筋混凝土柱為整體式，安裝時不需另設基礎，僅加底板，有時加橫臥板。

(2)腕臂裝置， 採用最多的直線中間柱單腕臂裝置，主要由腕臂、拉桿、定位器等組成。腕臂的一端懸吊接觸懸掛，並與拉桿相連;腕臂及拉桿的另一端裝有絕緣子，經底座固定在支柱上，以底座為軸心沿線路方向轉動。人們將這種腕臂稱為絕緣旋轉腕臂。腕臂一般用型鋼或鋼管制成，拉桿則多採用圓鋼或鋼管。定位器由鋼管或鋁合金製成。

(3)軟橫跨， 由橫向承力索及定位繩組成的支持裝置，用於懸吊多支接觸懸掛。橫向承力索及定位繩採用鋼絞線。橫向承力索可用1根，也可用2根;定位繩採用1根，通過絕緣子串固定線上路兩側的支柱上。絕緣子串根據需要增減。

軟橫跨結構輕巧，安裝方便，彈性較好，但穩定性較差，支柱高度及容量較大，主要用於股道較多的站場，跨越股道數一般不超過8股。

(4)硬橫跨，由硬橫樑組成的“門”型支持裝置，硬橫樑固定線上路兩側的支柱上，適用於懸吊多支接觸懸掛，如圖6所示。硬橫跨穩定性較好，但跨越股道數多時結構複雜，主要用在車站及多線橋上。

電氣化鐵路的發展

電氣化鐵路為電化鐵路，是動車與電動車兩種列車為主的一種形式。電氣化鐵路使用的能源是由電力引起的供電系統。電力牽引是供電系統中的核心因素，該系統主要包括牽引變電所、接觸網兩部分。對於牽引變電所，它主要是安裝在鐵道附近，主要將高壓電送到接觸網上去。對於接觸網來說，它主要是列車直接輸送電能的設備。牽引供電制主要為接觸網電流制與交流制，傳統的鐵路建設是以直流制為主，而現代的電氣化鐵路大多是以交流制為主。交流制的方式是將高壓、三相電力在變電降壓以及變電單相後，直接對接觸網進行供電。在我國電氣化鐵路運輸形式下，牽引力供電制就是交流制，因為鐵路運輸的能力比較大，實際運營的成本比較低，還體現了較少的能源消耗、較快的行駛速度，不僅工作條件好，在技術形式上以及經濟條件上也具有較大優勢。電氣化鐵路使用直流電鐵路最早建於德國，並實現了商業化運營。使用的交流電制是在匈牙利研製出來的，但由於對鐵路維修的方式比較困難，後期開始在匈牙利修建電氣化鐵路,並形成了良好的發展狀態。

國內外研究現狀

電氣化鐵路基礎網技術的發展，無論是高速還是普速，對於我國來說，吸收外部資源並進行有效鑑賞是極為重要的，我們應當積極學習和鑑賞國外的先進技術和科學系統的運作體系，並以此為基礎，為我國的電氣化鐵路接觸網技術的發展打下堅實的基礎。

改革開放以來，我國的各項事業發展均極為迅速，尤其是在電氣化鐵路建設方面，可以說是取得了長遠的發展，雖然其中不乏一些關鍵性的問題，機遇與挑戰並存，但是就目前的發展現狀而言，“我國已經建成了一系列不同速度的電氣化鐵路接觸網，並且接觸網的方式主要包括簡單鏈形懸掛方式和彈性鏈形懸掛方式，選擇樁基作為接觸網的接觸支柱，選擇高張力且耐磨的銅合金作為接觸網的材料。”

高速接觸網施工中存在的問題

之所以要綜合認識和發現接觸網的弊端和問題，主要就在於接觸網本身對於我國電氣化鐵路接觸網施工技術的發展具有關鍵性的作用和意義，我們必須充分利用當下先進的技術水平和接觸網國內外實踐經驗，及時地發現問、改善問題，最終提升我國鐵路接觸網技術的長遠發展。

施工隊伍中存在的問題

我們說一個工程最終是否能夠按照預期取得一定的成果，施工隊伍的整體素質發揮著極為重要的作用，但是就目前我國電氣化鐵路接觸線的施工隊伍的整體素質而言，仍然存在著一系列的問題，一方面是由於本身施工隊伍提供的各種施工用裝備的性能較為落後，另一方面，施工隊伍個人的技術水平和素養存在著一定的弊端。

當下我國電氣化鐵路接觸線的施工技術人員僅有少部分是通過相關的大學畢業的具有本科文憑的技術員，而且這些技術人員也主要集中分布於大中型施工隊伍當中，而其餘的施工人員多以中職和國中畢業的務工人員為主，就他們而言，一方面並沒有進行專業的技術指導訓練，另一方面，由於文化水平的限制，自身的素質，無論是施工秩序還是基本的人文素養均較低，導致在進行施工的過程中容易因自身沒有意識到的問題而影響整個施工隊的進程。

施工標準和工藝存在的問題

總體來說，我國的電氣化鐵路接觸網施工水平還是較為落後的，儘管目前各國的電氣化鐵路接觸網技術發展極為迅速，但是我國的施工水平仍舊停留在上世紀九十年代，單從這一點上來說，就嚴重阻礙了我國的電氣化鐵路接觸網施工技術的發展。

此外從技術角度出發來看，由於接觸網施工時對於施工技術標準和路基施工技術標準之間的協調度要求極高，因此如何把握二者之間的關係和協調值也變的極為關鍵。

在進行施工時，施工的基準主要是按照軌面標高為主要的參考值的，但是在具體的操作中，由於施工技術人員的技術值普遍存在著誤差和不一致的情況，最終往往導致較大的誤差發生，最終影響的還是接觸網預期所要求的質量和基礎保障。

本身我國的接觸網事業發展的較晚，再加上時間上處於起步和學習階段，在執行標準上往往還是從國外的模式中學習總結，往往導致不能夠很好地適用於我們本國的特色，更為不完善的是，在進行接觸網施工時基本沒有一個科學的、合理的執行標準是實施條例，部分電氣化鐵路接觸網實施過程中無論是時間還是具體的實施器具均存在著隨意性較大的缺點。

電氣化接觸網施工技術的研究

電氣化鐵路接觸網主要包括普速接觸網和高速接觸網兩大方面，隨著鐵路高速的全面普及與實行，高速接觸網以不同於普速接觸網的特點逐漸發揮出它的個體優勢，換言之，在技術的要求和施工的難度上，總體上是呈現出一定的挑戰的，在進行接觸網施工過程之前，無論是對於施工環境的要求亦或是技術裝備和技術人員的要求，都必須從多個方面進行嚴格要求，為此我們將注意事項匯總如下：

（1）接觸網與鐵路的建設一樣，必須提供可靠精確的探測和定位設備。

（2）在進行施工過程中，我們必須將基礎施工過程作為最為重要的監控和把控環節，以免造成後期無法彌補的過錯，將問題和瑕疵扼殺在搖籃里。

（3） 自從電氣化鐵路接觸網技術引進計算機網際網路應運之後，大大提升了接觸網操作過程的精確性、科學性和可行性，因此對於計算機技術的要求也不能忽視。

（4）接觸線的高度具有自身一定的調試和波動範圍，因此如何合理地捕捉這種調動範圍，對於接觸網施工技術人員來說，也是一種挑戰。

（5）在進行軟硬橫跨的研究和安裝實踐時，要做到精益求精。

（6）接觸網的施工過程必須有一個完善的、科學的、合理的運營體系。

（7）對於接觸網中的組合技術要進行充分的協調。

在接觸網施工過程中，接觸網道岔定可以說具有較為關鍵的作用，主要原因就在於如若關鍵點不到位，弓網事故就會頻發，後果不堪構想，在這一點上，我們可以學習國外的技術，它們的輔助三線關節式道岔定位技術，就具有較為出色的使用效果，最重要的也是最為可行的便是它的安全性技術保障。

其次便是吊弦技術的探究，在在高速電氣化鐵路接觸網上，按照以往的方法進行載流處理，我們發現，往往具有不可調和性，而吊弦技術則不同，它不僅可以兩端永久固定，而且省時省力，一步到位，對於電氣化鐵路接觸線要求高效率、高質量的作業具有重要的指導意義。“

整體吊弦的主要施工方法為：首先藉助雷射進行測距，用經緯儀採集原始數據，然後建立資料庫，編製程序，輸入原始數據和計算條件，分析計算，列印出結果。最後進行現場的安裝，在安裝結束後對安裝結果進行及時的檢測。”

電氣化鐵路接觸網設備

在電氣化鐵路中，接觸網設備在其中占有較高地位，它不僅是電氣化工程建設的主體，還是電力機車供電的一種特殊形式。在接觸網設備中最主要的一部分就是接觸懸掛，它是負責將牽引力變電獲得的電能輸送到列車，並提供較大動力，以促進鐵路的正常運行。對於接觸網設備中的支持裝置，它是用來支持接觸懸掛的，能夠將產生的負荷傳給支柱。對於其中的定位裝置，主要是為了將接觸線的位置進行固定，並保證接觸線與受電弓的不脫離現象，特別是接觸線在滑板運動軌跡範圍內，能夠將產生的負荷傳給支持裝置，這部分主要是由定位管、定位器組成的。支持裝置也發揮著較大的促進作用，它能夠負責所有設備產生的負荷，不僅能夠將接觸懸掛固定在一定位置和一定高度上，還能促進接觸網的穩定、可靠性。根據以上對電氣化鐵路接觸網設備的討論和分析可以看出，它在鐵路工程建設與使用中發揮重要作用，不僅能夠向列車供電，成為一種有效使用的輸電線路，還能保障列車的正常運行。

電氣化鐵路接觸網設備在維修中存在的問題

在電氣化鐵路運行過程中，接觸網設備發揮著重要作用，它不僅能保證列車的正常運行，良好的接觸網工作狀態還能提高整個鐵路的運輸能力。如果鐵路接觸網發生故障，不僅會降低電氣化鐵路的建設形勢，還會影響人們的正常出行。所以，降低列車的不停運現象，促進接觸網設備的安全性，以保證可靠性運行。接觸網設備是一種露天式設施，線路負荷現象還能影響列車的運行變化。所以，在設備在長期運行期間，受惡劣環境以及自身等因素的影響，容易發生故障，也容易導致電氣化鐵路發生癱瘓。我國電氣化鐵路在接觸網設備進行維修過程中還存在一些問題，一些滯後手段嚴重影響了設備在事後的維修方式。在對設備維修前期，由於人們對維修工作沒有形成重視，也沒有對其進行定期維護，儘管已經增加了維護方式，但執行的手段並不規範，甚至有一些人在維修過程中對設備的使用不夠了解，從而導致第二次接觸網設備故障的發生，在這種情況下，不僅增加了故障點，也加大了設備的維修手段和維修費用。如果電氣化鐵路中的接觸網設備出現故障，不僅會影響了鐵路的正常運行，還會影響鐵路的經濟發展。

電氣化鐵路接觸網設備的相關維修措施

定期對工作進行檢查

根據對接觸網設備組成的分析，由於該設備在運行期間受環境的制約，運行機制面對較複雜的狀況，在這種現象下，容易導致接觸網設備出現較大的故障問題。所以，為了改變這種故障現象，就應對設備進行定期檢查。在具體的檢查工作中，首先，要全面對其進行記名、巡視等，在對鐵路監測路段進行檢測期間，要具體分析檢測的數據，再尋找設備在運行中存在的故障以及缺陷等。然後，由各個車間的技術領導對其分層次審查。最後，將已經完成的檢測數據以及分析的情況及時上報給鐵路局的相關部門。為了促進該檢查工作的真實性以及有效性，期間要做好監督與管理工作；為了提高該檢查工作的順暢性，還要制定定期檢查計畫，這樣不僅能避免工作中存在的混亂現象，還能提高檢測質量。

做好調配工作

做好調配工作主要是做好人力資源以及物力資源的調配工作，因為鐵路接觸網是一項既特殊又複雜的輸電線路，在對設備進行維修期間體現一定專業性，為了保障設備維修工作以及檢查工作，就要對人力資源以及物力資源進行統一調配，不僅要將技術開展以及安全性的設備維修作為調配工作的重點，還要明確各個部門之間的責任意識與管理意識，期間，要確定好各個接觸網維修人員的名單，並及時保障檢修與調試之間的信息流暢性。而且，對於技術利用，還應根據鐵路檢測與維修中設備的管理辦法為相關依據，對設備運行的各個環節進行積極指導與檢修工作。其次，還要根據維修設備的安全管理辦法，將供電措施做到安全實施，以為設備的維修以及指導明確科學的發展依據以及重要指導方向。

做好記錄工作

對維修工作進行記錄要維持科學性發展，因為接觸網設備發生故障期間具有一定的偶然性，期間又存在較大的規律性，但這種故障中還存在一些相同點。在維修工作中通過記錄可以發現，一些故障規律以及頻繁發生的故障點，要定期進行維修，能夠降低較大的故障規律。而且，在故障問題發生期間，還可以針對經常發生的故障點進行檢測，這樣不僅減少了設備故障的維修時間，還提高了維修工作的效率。而且，在維修工作中對其進行記錄，還能夠及時找到維修人員，以明確設備的維修責任。但要在記錄工作中發揮較好的職能，就要進行全方位記錄工作，以促進記錄工作的真實性以及有效性。

結束語

總而言之，對於電氣化鐵路接觸線施工技術的嚴格要求和執行具有重要的現實性意義，一方面，將會促進我國經濟的迅速發展，為我國電氣化鐵路事業帶來前所未有的發展契機，另一方面也會為電氣化鐵路接觸網技術的發展提供更加堅實的保障，提升接觸網施工人員的技術操作水平。

鐵路的電氣化發展已經成為現代社會發展的主流，但接觸網設備的故障問題嚴重影響電氣化鐵路積極進步，所以，應根據接觸網設備中存在的故障，利用相關措施積極解決，不僅要以合理、科學的措施進行維修，還要加強定期的保護工作，以降低故障的發生幾率。