郑焦城际铁路接触网电分相的设计

【摘要】电分相是接触网的重要设施，直接影响铁路运输，通过对电分相各种形式的比较，针对郑焦城际铁路运行速度目标值、运行列车等工程实际，合理确定电分相的形式、位置。

【关键词】城际铁路；接触网；受电弓；电分相；锚段关节

郑焦城际铁路位于河南省境内，线路全长77.786km。其中新建线路长68.137km，利用既有线9.648km，新设车站3个，改建车站2个，利用既有站2个。全线特大、大中桥共计14座，长29.982km，桥梁比44.00%。本线属于城际铁路，设计时速为200km/h，双线，轨道结构采用有砟轨道，区间正线最小圆曲线半径不小于4000m，最大坡度为20‰，电力牵引动车组列车，部分电力机车牵引客车，最小追踪间隔按3min设计。

在电气化铁路系统中，电力机车由单相电源供电，为了平衡电力系统各相负荷，减少负序影响，各牵引变电所的电源要进行相序轮换接入电力系统，因此，要在两牵引变电所之间的接触网上设置电分相装置。根据供电计算要求，全线共设置三处电分相，接触网具体设计方案如下。

实现电分相，接触网目前一般采用两种方法，其一，利用专门的电分相装置进行电分相（即电分相绝缘器），一般称为器件式电分相；其二，利用锚段关节进行电分相，一般称为关节式电分相。器件式电分相装置一般用于普速铁路设计中，由于其容易在接触网上质量集中而形成硬点，烧毁或烧坏绝缘件，影响列车运行，目前中高速铁路中较少采用，仅在速度不超过120km/h或线路曲线半径较小情况下采用。本线设计时速200km/h，曲线半径较大，不宜采用器件式电分相，因此设计考虑采用关节式电分相装置。

目前，我国电气化铁路锚段关节式电分相装置一般由两个连续的绝缘锚段关节构成，电分相仅有一个中性段、两个断口。2004年，为了规范锚段关节式电分相装置的设计，原铁道部建设司曾发文对两断口式接触网电分相装置与设置原则做了明确的规定，其主要内容如下：锚段关节式电分相设计应满足运输组织的需要，当列车编组采用双弓运行时，若双弓间有高压母线联接，则双弓之间的距离必须小于电分相无电区的长度；若双弓间无高压母线联接，则双弓间之间的距离应小于无电区的长度或大于中性段的长度。根据站前专业设计要求，本线采用动车组列车，及部分电力牵引客车，8辆编组的动车组采用单受电弓取流；16辆编组的动车组采用双受电弓取流，两弓之间无高压联結母线，根据调查，我国目前运行16辆编组动车组受电弓间距如下表1：

由上表可知，机车受电弓间距在200-215m区间。因此，接触网电分相设计时有两种形式，即长分相（无电区大于215m）和短分相（中性段小于200m）。

长分相一般由2个5跨绝缘锚段关节+2跨或3跨中间柱构成，中性段长约为500m，由于中性段较长，较好的避免了列车经过时电分相两侧两相电短接。由于长分相无电区较长，运营中将对列车运营速度造成较大影响，且存在低速运营列车停在无电区的风险。本线设计时速为200km/h，速度较低，为保证运营畅通，不建议采用。

短分相一般为两个绝缘锚段关节重叠一跨或两跨方式，且中性段小于200m。按中性段长度为190m考虑，若采用两个4跨绝缘关节构成分相关节，在重叠1跨的情况下中性区段平均跨距约为38m，在重叠2跨的情况下中性区段平均跨距约为47.5m；若采用两个5跨绝缘关节构成分相关节，在重叠1跨的情况下中性区段平均跨距约为27m，在重叠2跨的情况下约为31m。本线区间跨距一般为55m，桥上一般不大于50m，考虑到相邻跨距比等因素，设计考虑采用由两个四跨绝缘关节重叠2跨构成的6跨关节式电分相。

《铁路电力牵引供电设计规范》要求，接触网电分相装置应设置在牵引变电所、分区所所在处及铁路局分界处，距进站信号机的距离不应小于300m，并不宜设在大于6‰的大坡道地段，当分相装置不可避免必须设在6‰以上的大坡道地段时，应根据电力机车功率、牵引质量和线路坡度等条件进行校验，确保电力机车不得停滞在接触网中性段内。

修武西站小里程方向6.2km（距车站中心里程）范围内桥梁较为集中，线路均为大坡度，最小坡度为8.55‰（为下坡，且影响运行时间较短）。根据行车检算，本设计电分相影响运行时间最长为0.4min，对列车运营影响时间较小。

电分相是接触网的重要设施，也是影响弓网关系的薄弱环节，其性能直接应影响列车运行速度，关系铁路运营安全，工程中应尽量全面考虑各方因素，结合现场实际情况，各专业综合协调确定。

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