關于接觸網采用雙承雙導懸掛方式的分析

摘 要： 弓網接觸時，存在接觸電阻，隨著電流的增大，電阻發熱產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電磨耗。雙承雙導懸掛方式相比于單承單導，弓網接觸電阻減小一半，能有效減少接觸線電磨耗。在列車運行時，弓網之間因為振動出現接觸線與受電弓脫離現象，會產生產生拉弧現象，對接觸線造成嚴重損傷。采用雙承雙導懸掛方式時，相比于單承單導，當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，此時并不會出現拉弧現象，由此減小電弧出現的概率，減少接觸線損傷。

關鍵詞：雙承雙導 接觸電阻 電磨耗 拉弧

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

在大連市城市軌道交通中，柔性接觸網主要采用簡單鏈形懸掛，接觸網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輔助饋線以提高整個接觸網系統的載流量，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+單輔助饋線模式，為快軌3號線續建線采用；第二種是單承單導+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的設計趨勢中可以看出，第二種單承單導+雙輔助饋線模式基本很少采用，其設計思路越來越傾向于采用雙承雙導模式，作者分析主要原因如下：

一、根據設計要求，降低施工難度

根據大連地鐵1、2號線的可行性研究報告，考慮遠期牽引功率，初步設計接觸網載流截面為：接觸網正線總載流截面選用840mm2銅當量截面；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銅當量截面；車場線選用120 mm2銅當量截面。根據DC1500V供電電壓制式，正線地下線架空接觸網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。地下段接觸網懸掛方案的選擇，綜合考慮接觸網的運行可靠性、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體，整體結構簡單、緊湊，零部件品種及數量均較少，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，根據車輛段內接觸網載流量的要求，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載流截面要求，推薦采用全補償簡單鏈形懸掛方式。

結合地鐵公司采購接觸網線材情況：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號線接觸網懸掛模式為接觸線+承力索+輔助饋線，根據接觸網載流截面積要求，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，發現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量（在剛柔過度區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。而在柔性接觸網正線區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。由此在設計時出入段線采用雙承雙導懸掛方式。

二、 減少接觸網電氣損耗 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，電阻會發熱。隨著電流的增大，電阻發熱產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電磨耗。地鐵接觸網采用直流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，產生電火花，會對接觸線造成電損傷。

在采用單承單導+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，經研究發現，在列車受流時，弓網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的接觸面積，不能降低電磨耗。

而在采用雙承雙導懸掛方式時，相比于單承單導，受電弓與接觸線的接觸面積增大，相對來說，弓網接觸電阻減小一半，單個弓網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.降低弓網離線率，減少拉弧現象

在列車運行時，弓網之間因為振動出現接觸線與受電弓脫離現象，會產生拉弧現象，對接觸線造成嚴重損傷。

其一、在采用單承單導+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，不可避免的會產生拉弧現象。而在采用雙承雙導懸掛方式時，相比于單承單導，當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，此時并不會出現拉弧現象，由此減小電弧出現的概率，減少接觸線損傷。

其二、受電弓與接觸網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，由于雙承雙導的結構，接觸線本身重力由承力索通過吊弦承擔，接觸線基本處于與軌面平行狀態。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。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。由于雙導線自身重力較大，在受電弓抬力固定的情況下，相比于單根導線，其與受電弓接觸情況要好，也能減少電弧出現的幾率。

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

三、降低維管工作難度

在接觸網的維護管理工作中，在出現接觸網斷線事故時，搶修難度大，所需時間長，對運營造成的影響大。在單承單導懸掛方式出現斷線事故時，我們一般采用封鎖該事故供電臂區間線路進行搶修，利用另一線路單線運行。而在雙承雙導在出現只斷一根接觸線的情況時，只需將事故供電臂區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列車供電任務，以最短的時間恢復運營，造成的影響也相對要小。我們知道，在接觸網的搶修中，一直秉承的就是“先通后復”的原則，保障運營是最主要的目的，所以，在地鐵的設計中，正線和出入段線的柔性接觸網一般都采用雙承雙導懸掛方式。

結語

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

參考文獻

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

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

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