长春轻轨接触网悬挂选型研究

董晓冬 路振铎 齐 昊

(1.长春市轨道交通集团有限公司 长春 130012;2.北京城建设计发展集团股份有限公司 北京 100037)

长春轻轨接触网悬挂选型研究

董晓冬1路振铎2齐 昊1

(1.长春市轨道交通集团有限公司 长春 130012;2.北京城建设计发展集团股份有限公司 北京 100037)

柔性架空接触网的悬挂类型有很多种，在工程实践中悬挂类型的选择关系到功能的实现、施工的难易以及景观影响等。长春轻轨一、二期接触网悬挂采用双承力索+单接触线+单辅助馈线形式，长春轻轨三期接触网悬挂经过改进，采用双承力索+双接触线形式。通过在结构特点、电气特性、运行状况及景观效果等方面对两种接触网悬挂形式的优缺点进行比较分析，得出双承力索+双接触线结构形式优于双承力索+单接触线+单辅助馈线形式的结论。

接触网悬挂;选型;轻轨;长春

1 长春轻轨概况

对于柔性架空接触网，车站线路、区间线路、车辆段试车线与出入线宜采用全补偿简单链型悬挂，车辆段中的其他线路宜采用补偿简单悬挂。全补偿简单链型悬挂可以根据载流量及单位电阻的不同采用不同的线索构成方式，目前主要有以下4种线索构成方式：双承力索+双接触线、双承力索+单接触线、单承力索+双接触线、单承力索+单接触线，同时，根据载流量及单位电阻，增加适当数量的辅助馈线，以满足供电系统运行的需要。长春市轻轨一、二期工程采用的是双承力索+单接触线+单辅助馈线形式，三期工程采用的是双承力索+双接触线形式，这两种形式的载流量及单位电阻相差不大，均能满足长春轻轨载流量及单位长度压降的要求。下面对长春轻轨一、二期与三期的工程特点及接触网进行介绍。

1.1 工程概况

长春市轻轨一期工程起于长春火车站站，止于卫光路站，全长13.93 km，包含地面段、高架段及地下段，共设车站15座，全部为地上车站，设置停车场1座。

长春市轻轨二期工程是长春市快速轨道交通一期工程的延伸线，西起一期工程临时终点卫光路站，经世纪广场、东北师大、净月公园、福祉大路，至长影世纪城南侧的规划道路。全长17.36 km，设车站16座，全部为地上车站，在乙四路北侧设停车场1座。

长春市轻轨三期工程线路正线全长约16 km，其中地下线约3 km，过渡段约0.4 km，其余为高架线，共设车站16座，其中地下车站3座，高架车站13座，在车场站附近设置车辆段1座。全线共设置8座牵引变电所，其中正线7座，车辆段1座。

1.2 接触网概况

长春市轻轨工程牵引供电系统采用DC750 V架空接触网系统。隧道内轻轨一、二期工程采用链型悬挂，三期工程采用刚性悬挂，隧道与地面段的过渡段、高架桥及车辆段均采用柔性悬挂。其中，正线、出入段线及车辆段试车线采用全补偿简单链型悬挂，车辆段中的其他线路采用弹性补偿简单悬挂。

2 悬挂形式分析

长春市轻轨一、二期工程接触网与三期工程接触网的悬挂形式不同，其结构特点、电气性能、运行状况及景观效果也有所区别。

2.1 一、二期工程接触网悬挂形式特点

2.1.1 结构特点

长春市轻轨一、二期工程接触网悬挂形式为双承力索+单接触线，并配备一根辅助馈线进行供电，吊弦为可调式整体吊弦，通过双承力索吊弦线夹及D型接触线吊弦线夹连接双承力索与单接触线，另外在支柱上通过抱箍及馈线线夹安装辅助馈线，如图1所示。

图1 长春轻轨一、二期接触网悬挂形式

2.1.2 电气特性

接触网的电气特性主要包括载流量及单位阻抗，其计算如下(以工作温度75℃为例)。

2.1.2.1 载流量计算

接触网载流量=接触线载流量×接触线分配比+2×承力索载流量×承力索分配比+辅助馈线载流量×辅助馈线分配比

已知：接触线截流量为342 A，承力索载流量为461 A，辅助馈线载流量为461 A，各线分配比为其在接触网线索组成中分配电流的比值，经计算可得，接触网载流量为1 690 A。

2.1.2.2 单位阻抗计算

接触网单位电阻R计算如下：

式中：Rj——接触线单位电阻，Ω/km;

Rc——承力索单位电阻，Ω/km;

Rf——辅助馈线单位电阻，Ω/km。

已知：Rc=0.147 Ω/km，Rf=0.147 Ω/km，新线情况下，Rj=0.214 Ω/km，接触线磨耗 20%时，Rj=0.222 Ω /km。

经计算可得，新线情况下，接触网单位电阻为0.039 9 Ω/km，接触线磨耗20%情况下，接触网单位电阻为 0.04 Ω/km。

通过以上计算可知，载流量及单位长度压降均能满足供电系统最大有效电流约1 000 A的运行要求。

2.1.3 运行状况

依靠受电弓向上抬升力与单根接触线滑行接触为电力机车提供电能。

2.2 三期工程接触网悬挂形式特点

2.2.1 结构特点

长春市轻轨三期工程接触网悬挂形式为双承力索+双接触线，吊弦为可调式整体吊弦，通过双承力索吊弦线夹及双接触线吊弦线夹连接双承力索与双接触线，如图2所示。

图2 长春轻轨三期接触网悬挂形式

2.2.2 电气特性

2.2.2.1 载流量计算

接触网载流量=2×接触线载流量×接触线分配比+2×承力索载流量×承力索分配比经计算，接触网载流量为1 530 A。

2.2.2.2 单位阻抗计算

接触网单位电阻R计算如下：

经计算可知，新线情况下，接触网单位电阻为0.043 6 Ω/km，接触线磨耗20%情况下，接触网单位电阻为0.044 3 Ω/km。

通过以上计算可知，载流量及单位长度压降均能满足供电系统运行要求。

2.2.3 运行状况

依靠受电弓向上抬升力与两根接触线滑行接触，为电力机车提供电能。

2.3 两种悬挂形式比较

2.3.1 结构形式比较

采用双承力索+双接触线结构形式，在安装双接触线吊弦线夹时，应使两根接触线线面位置正确，不得扭转，保证两根接触线等高，在安装过程中对精度要求相对较高。而双承力索+单接触线结构形式安装精度要求没有那么高，但双承力索+单接触线+单辅助馈线结构形式需在支柱上通过抱箍与馈线线夹及绝缘子安装辅助馈线，安装流程相对复杂。

2.3.2 电气性能比较

双承力索+双接触线形式与双承力索+单接触线+单辅助馈线形式均能满足供电系统运行要求，但后者载流量相对较大，单位电阻相对较小，电气性能更优。

2.3.3 运行状况比较

双承力索+单接触线+单辅助馈线结构形式的受电弓与一根接触线滑行接触。而双承力索+双接触线结构形式的受电弓与两根接触线滑行接触，在受电弓抬升力相同的情况下，两根接触线磨耗相对较小，使用寿命较长，运行安全隐患较低。

2.3.4 景观效果比较

采用双承力索+双接触线结构形式，因为双接触线线间距为40 mm，从远处看相当于单根导线的效果，结构相对简单，线索相对较少。而采用承力索+单接触线+单辅助馈线形式，因为在支柱上需要架设单根辅助馈线，在视觉效果上相当于多了一根线索，景观效果方面不如双承力索+双接触线结构形式。

3 结语

通过上述分析可知，两种结构形式均能满足列车运行的基本要求。虽然从电气性能比较而言，双承力索+单接触线+单辅助馈线的形式具有一定优势，但从安装、运行及景观等方面的比较来看，双承力索+双接触线结构形式优于双承力索+单接触线+单辅助馈线的形式。

综合考虑上述各方面因素，长春市轻轨三期的双承力索+双接触线结构形式较长春市轻轨一、二期的双承力索+单接触线+单辅助馈线形式具有更大的优势。

［1］北京城建设计研究总院.长春市快速轨道交通轻轨三期工程(四号线南段)初步设计［R］.长春，2008.

［2］GB 50157—2003地铁设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2003：104－107.

［3］于万聚.高速电气化铁路接触网［M］.成都：西南交通大学出版社，2005：20－48.

［4］Bling K，等.电气化铁道接触网［M］.中铁电气化局集团有限公司，译.北京：中国电力出版社，2003：63－70.

［5］于松伟，杨兴山，韩连祥，等.城市轨道交通供电系统设计原理与应用［M］.成都：西南交通大学出版社，2008：196－221.

［6］TB 10009—2005铁路电力牵引供电设计规范［S］.北京：中国铁道出版社，54－69.

［7］吉鹏霄.接触网［M］.北京：化学工业出版社，2011：15－45.

［8］吴积钦.受电弓与接触网系统［M］.成都：西南交通大学出版社，2010：10－38.

［9］TB/T 3111—2005电气化铁道用铜及铜合金绞线［S］.北京：中国铁道出版社，2005：1－10.

［10］BS EN50149：2001铁道用—固定安装—电力牵引—铜及铜合金沟槽接触线［S］.伦敦：英国标准协会，5－10.

Research on Form Selection of Overhead Catenary in Changchun Light Rail

Dong Xiaodong1Lu Zhenduo2Qi Hao1
(1.Changchun City Rail Traffic Group Co.，Ltd.，Changchun 130012;2.Beijing Urban Construction Design ＆ Development Group Co.，Ltd.，Beijing 100037)

There are many suspension types of flexible Overhead Contact System(OCS);its selection is relevant to the realization of its function in engineering practice and has an impact on the process of construction and esthetics of the landscape.Double messenger，single contact wire and single feeder were used as overhead catenary form in Changchun light rail line 1 and line 2;double messenger and double contact wire which were technically improved were used in Changchun light rail line 3.Conclusions were made that the double messenger and double contact wire form is better than the double messenger，single contact wire and single feeder form by comparing and analyzing the advantages and disadvantages between the two forms in structure characteristics，electrical characteristics，operating conditions and the effect of landscape.

overhead catenary;form selection;light rail;Changchun

U491

A

1672－6073(2014)02－0097－03

10.3969/j.issn.1672 －6073.2014.02.024

2013－02－27

2013－03－14

董晓冬，男，大学本科，高级工程师，从事轨道交通建设与研究，dxd1966@sohu.com

(

王艳菊)