接触网标准体系与规范

可编辑可编辑精品精品接触网标准体系与标准我国接触网现状和标准化的意义我国电气化事业从上个世纪602023年底，我国电气化铁路铁营业里程已达20,000km2023年，全国铁路营业里程将到达100,000km，其中客运专线10,000km，主要干线实现客货分别，电化率50%，电气化里程将到达50,000km。接触网是电气化铁路牵引供电系统的一局部。经过长期的工程实践和运营治理，在接触网设计、施工和运营治理方面积存了大量的贵重阅历和教训。但也存在一些问题，主要是由于历史缘由造成的各设计、制造单位，在接触网设计、零部件选用和加工制造上相互独立、各自为政。在电气化铁道进展的初期，这种方式很好地起到了百花齐放、促进接触网专业蓬勃进展的作用；但随着时间的推移和接触网的不断进展，其与生俱来的弊病渐渐暴露出来，接触网设计标准、安装图、零部件的多样化，给设计、施工、制造、运营维护以及行业治理均带来了不小的工作量和肯定的难度。因此，通过借鉴国外成熟的技术和成功的运营阅历，依据我国的国情，在接触网本身进展系列化、标准化的根底上，对其使用的接触网安装图及零部件进展标准化、简统化工作，这对简化设计、施工、加工制造、运营治理等，全面提高我国接触网质量和运行水平都具有极为重要的意义。近年，随着我国能源政策的调整和铁路技术政策向电力牵引的转变，一批既有线包括既有电气化整体技术又上了一个台阶，全部这些都为接触网的标准化工作奠定了有利的根底。因此，从标准化的时机来说，目前已经成熟。国外接触网标准化工作现状纵观国外电气化铁路的进展，尤其是兴旺国家的电气化进展史，可以觉察，越是电气化铁路先进的国家越重视标准化工作的争论和实施，其中德国显得尤为突出。下面主要介绍德国铁路接触网标准及接触网系列化、标准化的现状。德国接触网执行的标准标准体系德国现行的接触网标准标准体系，按国际、地区、国内以及行业可分为下面几个层次，其结IEC包括绝缘协作、绝缘子特性、绝缘子试验方法和验收标准、绝缘子模拟污染试验、绝缘子选择原则、电力牵引架空线路、电磁兼容等方面的标准。欧洲标准与接触网有关的主要有：EN501192023年，铁路应用——固定设备——电力牵引架空接触网EN501492023年，铁路应用——固定设备；电力牵引——铜和铜合金带槽接触线EN50126-11998年，铁路应用——车辆——受电弓：特性和测试——第1局部：用于正线车辆的受电弓EN50126-21999年，铁路应用——车辆——受电弓：特性和测试——第1局部：用于地铁和轻轨车辆的受电弓prEN503181999年，铁路应用——电流集电系统——受电弓和架空接触网之间的动态相互作用的仿真确认prEN503452023年，铁路应用——固定设备；电力牵引——用于架空接触网支持装置的绝缘合成绳索装置UIC〔国际铁路联盟〕标准UIC6001981年，架空接触网的电力牵引UIC606-1接触网动力计的应用UIC606-225kV60Hz接触网的安装UIC608国际通用的受电弓UIC791架空接触网的修理方法UIC8701987年，带槽接触线的技术规格德国工业标准DINVDE2101985年，额定电压1kV以上的架空供电线路的规划和设计DINVDE2161986年，架空和接触轨设备的零件；静态机械特性：规定和测试DINVDE216-21992年，架空和接触轨设备的零件；正常运行条件下载流零件的电气接触特性〔草案〕DINVDE228-11987年，电力设备对电信设备的干扰状况处理；总则DINVDE228-31988年，电力设备对电信设备的干扰状况处理；沟通牵引系统的干扰DINVDE228-41987年，电力设备对电信设备的干扰状况处理；直流牵引系统的干扰DIN431381980年，用于架空设备和回流的柔性电线DIN431401975年，接触线；供货的技术条件DIN43141-11975年，用于电力牵引的带槽接触线；尺寸和恒定电流负荷DIN43137-1～3电力牵引；吊弦线夹DIN431381986年，架空设备的楔形线夹DIN431551985年，架空设备的线夹装置DIN431741970年，电力牵引用的受电弓；尺寸选择手册德国铁路股份公司〔DB〕制定的规章和规程德国铁路有关牵引供电的标准见表1。表1德国铁路牵引供电标准一览表代号 名称462 架空接触网的运行、原理800.01 带接触网系统线路的限界和股道间距、标准轨距955．0101 铁路供电设施955．0102 铁路供电设施保护955．0103 牵引变电所内掌握技术955．0lO4 牵引供电通信技术955．0lO5 牵引供电的建筑要求997．0101 架空接触网；一般原则997．0102 架空接触网；设计和施工997．0103 架空接触网；施工、监视和验收997．0lO4 架空接触网；设备修理接触网设施的防腐蚀997．0lO7 接触网防腐蚀措施的实施Ol 架空接触网；用于回流系统、轨道接地和电位平衡的原则997．02O2 架空接触网；回流设计997．02O3 架空接触网；回流施工997．0204 架空接触网；铁道接地设计997．02O5 架空接触网；铁道接地施工997．0206 架空接触网；电位平衡设计和施工997．022l 架空接触网；回流线的应用997．0222 架空接触网；高速铁路线回流措施997．0223 架空接触网；混凝土建筑物的回流和轨道接地997．0224 架空接触网；整体道床的回流和轨道接地997．0225 架空接触网；直流铁路线路上仍承受的回流线和铁道接地997．0241 架空接触网；减噪墙的铁道接地导接线997．0242 架空接触网；桥墩上路面导槽的铁道接地导接线997．0301 接触网供电分段设计997．03O2 接触网供电分段制图和命名规章997．9101 延长Ri100接触线使用寿命的工作指导书997．9113 用于规划设计、供货、建安和修理的规程和标准997．9114 接触网设备的鸟类防护接触网悬挂标准系列化工作德国在上世纪50年月就开头接触网的标准化工作，由SIEMENS、AEG和ABB等公司联合开发和制定出Re75、Rel00、Rel60、Re200、Re250和Re330系列化标准型式，字母后面的数字为接触网所适应的最高行车速度目标值。Re200、Re250和Re330型接触网承受弹性链形悬挂，Rel60及以下型号的接触网承受简洁链形悬挂。Re75、Rel00用于站线，其余的型号适用于不同行车速度目标值的正线。Rel60与Re200没有本质的区分，主要是定位点的弹性吊索长度不同，以及适应的曲线半径有所不同，Re200要求的曲线半径最小为1200m，因此可归为一类。标准的Re200腕臂支持装置承受的是钢件和铸铁件；哈大线引进的Re200c为改进型，全部的接触网零部件均承受有色金属，主要是铝合金，局部为铜合金。因此，接触网的整体寿命有了大幅度的提高。Re250适应的最高行车速度目标值可达280km／hRe330是在Re250350km／h；Re330与Re250均承受铝合金接触网零部件。德国铁路标准接触网安装图库德国铁路标准接触网安装图库简称为EbsRe75Rel00Rel60Re200、Re250到Re330均有相对应的Ebs图库。Ebs图库适用于标准接触网的常规设计，不适用于特别设计内容。每个标准接触网的Ebs图库根本上由16局部组成：01——该型号标准接触网的根本图；02——构造设计和施工流程；03——根底；04——支柱；05——支持装置；06——软横跨的支持装置；07——架空接触网、非绝缘锚段关节、绝缘锚段关节、中性段；08——补偿装置、分段绝缘器；09——柱上隔离开关、电动操作机构、掌握电缆接头；10——电连接、开关线、电连接线夹；11——软横跨、硬横跨；12——在上部构造、隧道、列车整备线处和集装箱车站的架空接触网和支持装置的设置；13——绝缘子；14——标志、架空接触网信号；15——接地、回流线；16——馈电线和加强线；25——Re330型架空接触网。从上述组成内容可以看出，安装图库构造合理、内容全，涵盖接触网专业全部的设计内容。这就意味着在设计中可将主要精力集中在乎面设计、安装图号的选择和少量的特别设计上。我国接触网标准化工作与先进国家的差距标准方面我国以往的《铁路电力牵引供电设计标准》(TB10009—98)适应的行车速度为120km／h，随着既有线提速改造至140km／h时，《铁路电力牵引供电设计标准》(TB10009—98)也相应修改升级适应140km／h行车速度目标值的要求。近年随着既有线提速的深入、秦沈客运专线和京沪高速铁路建设的需要，间续出台或马上间续出台分别适应160、200、350km／h行车速度目标值的《铁路电力牵引供电设计标准》，并制定相应配套的施工、验收等标准。从《铁路电力牵引供电设计标准》进展的历程中不难看出，按不同的行车速度目标值制定不同的标准是我国牵引供电系统标准体系与时俱进的总体思路，其主要特点是着重专业内部技术参数标准的约束。从表1德国牵引供电系统标准体系中可以看出，其显著特点是按专业分类、由同一专业的不同方面即由设计、施工、维护构成完整的体系，优点是将牵引供电系统中与行车速度亲热相关的接触网专业分别了出来，而接触网专业又有按不同速度行车目标值确定的标准化体系的支持。因此，德国牵引供电系统标准体系根本上摆脱了行车速度对其的约束。现将其主要特点大致归纳如下。接触网线材及零部件的制造、检验标准均纳入国家标准。标准零部件的技术参数来自于相应标准接触网的Ebs图库。德国铁路接触网专业标准主要由3局部组成：997.01997.02和997.03，每局部均有设计、施工以及运营维护3997.01主要内容是接触网专业的一些根本规定，以及有关设计、施工、运营维护的有关规定，其中还包括监理、验收和接触网质量保证期的有关规定；997.02主要是对接触网回流、接地、电位平衡，从设计、施工等方面进展了规定；997.03规定了接触网供电分段的设计以及制图和不同供电分区的命名规章。DB系列标准留意根底参数和要求的明确。在997.01的开篇就对标准接触网的主要技术参数进展明确的规定，同时对标准接触网所需安装净空、受电弓参数及其无线夹空间、弓网间的相互作用也作了相应的规定。DB系列标准留意与带电体安全距离的规定，997.01分假设干种状况对距带电体的绝缘距离和安全距离进展了明确的规定。DB系列标准留意细节参数的明确。在997.01接触线高度的计算、不同型号标准接触网的锚段长度以及半个锚段长度、最大跨距、最小跨距以及相邻跨距差、接触网状态修的修程等均有997.03开关的具体方位，便于正常运营检修尤其是事故状态下的抢修。DB系列标准留意相关专业接口与分工的明确。牵引回流与接地涉及的专业多，与信号、通信、土建等专业有关，且与设备及人身安全亲热相关，因此特将此项内容作为独立的内容单独列出，这点与我国不同。从997.02的内容上看也很有特点，对所涉及的专业在回流与接地的设计、安装、维护中的责任进展了明确的规定。同时，997.02也较好地解决了接触网专业与信号专业共用钢轨的问题。钢轨，信号专业用作轨道电路，接触网专业则用作牵引电流的回流和供电设施及肯定范围内其他设施的接地。两专业不同的用途有全都的也有相互冲突的地方，997.02按不同的轨道电路和牵引电997.02还对在无碴轨道和隧道内回流与接地进展了明确的规定，将接触网接地与轨上建筑物的接地统筹考虑，形成综合接地。系列化和标准化方面我国接触网目前还未形成标准系列，接触网的技术参数配置，根本上是由各设计单位依据行车速度目标值、线路状况和各单位的自行标准进展选择，由部有关单位审查确定。接触网安装图的标准化工作，应当说从电气化铁路建设以来尤其是上个世纪末期，有关部门和设计单位做了不少的工作，但由于接触网标准没有确定，一方面只能做一些局部的标准安装图工作，即能形成标准安装图的内容较少；另一方面由于不能形成系统，也使得标准安装图的掩盖面很小，即很难得以广泛运用。有的零部件甚至在同样使用条件、实现同样功能的状况下，其种类可达数个，型式则达数十种，给设计、施工、加工制造、运营以及行业治理带来的工作量和难度是可想而知的。既有的接触网标准见表2。表2涉及接触网的既有标准〔手头有的〕与接触网有关的规程、标准

设计《铁路电力牵引供电设计标准》(TB10009—2023)2023-04-25公布《铁路枢纽电力牵引供电设计标准》(TB10076—2023)2023-12-21公布《铁路电力牵引供电隧道内接触网设计标准》(TB10075—2023)2023-12-21公布《建时速200km客货共线铁路设计暂行规定》2023-04-25公布《建时速200～250km客运专线铁路设计暂行规定》《京沪高速铁路设计暂行规定》〔上、下〕2023-12-30公布施工《铁路电力牵引供电施工标准》1998-09-07公布《铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准〔TB10421-2023〕1998-09-07公布《建客货共线铁路工程施工补充规定〔暂行》《建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收标准》运营：接触网安全工作规程、接触网运营修理规程 广铁集团曾起草准高速接触网修理标准装备制造与检验《电气化铁道接触网零部件通用技术条件》(TB／T2073)《电气化铁道接触网零部件试验方法》(TB／T2074)《电气化铁道接触网零部件》TB/T2075.1～2075.54-20232023-05-17公布《电气化铁道接触网用棒形悬式复合绝缘子》TB/T3068-20232023-09-09公布《电气化铁道接触网环形预应力混凝土支柱》TB/T2287-20232023-03-29公布《电力牵引架空接触网》prEN501192023-02公布《铜接触线》TB/T2810-19971997-07-10公布《铜合金接触线》TB/T2821-19971997-09-21公布《电力牵引用接触线》GB12971.1～12971.5-911991-06-06公布《FPC-(1.2)分段绝缘器技术条件》TB/T2288-911992-01-07批准《电气化铁道用接触线通用技术条件》TB/T2809-19971997-07-10公布《电力牵引用内包式钢铝接触线》TB/T2277-911992-01-07公布《国际通用受电弓》UICCODE6082023-04接触网标准以及系列化、标准化的争论从上面国内外现状及差距分析中可以看出，在接触网系列化、标准化的根底上，尽快形成拥标准体系进展全面的修订，是接触网专业实现与国际接轨、尽快赶上国际先进水平的关键步骤。应全面系统修订我国牵引供电系统标准从前面的差距分析中可以看出，我国牵引供电系统标准体系构造不尽合理、受行车速度约束严峻，其缘由在于没有将接触网或接触网中与行车速度亲热相关的局部分别出去。因此，建议将和标准，接触网标准的重心应放在对根本规定、安全牢靠性措施、根底参数确定以及专业接口与分工明确等上，马上来的牵引供电系统标准应建立在接触网系列标准与标准安装图库、标准零件图库根底上，形成根本不受行车速度约束的，包括设计、施工、监理、运营维护在内的，对专业根本技术参数和相关专业接口有合理明确规定的统一、完整的体系。另外，从广深线、哈大线和秦沈客运专线等的建设阅历看，我国牵引供电有关接触网方面的规定已经不能适应建设形势进展的需要，应同时进展修订和补充。如对接触线安全系数的规定等，在我国的标准中，仅按磨耗的不同状况给出一个不同的系数加以明确。而欧洲标准EN50119则按接触线的制造工艺、运行环境、磨耗、使用的终端锚固零部件的不同分别给出相应的系数，接触线的安全系数则综合这些系数再考虑肯定的安全裕度来确定，与我国的方法相比则更接近实际，更能充分发挥材料本身的特性。再例如接触网道岔柱的布置，在我国的标准中规定，道岔柱设在单开道岔的道岔区线间距600mm处即为标准定位，优点是简洁且很好操作，但却未能表达道岔布置的关键点。实际上，接触网道岔布置的关键不在于道岔因此，在标准中应明确的是受电弓参数、无线夹空间和受电弓始入、始出接触线位置，以及在此处两接触悬挂与受电弓的相互关系，而道岔柱的设置应考虑悬挂参数、道岔类型、相邻跨距及拉出值布置等因素在具体设计中确定。建立我国自己的接触网系列标准要对接触网安装图和零部件进展简统化、标准化工作，首先必需对接触网本身进展系列化和网的主要技术参数进展标准化，以此为根底完成接触网零部件标准化、简统化工作。接触网系列标准的制定应考虑以下几方面因素。合理地划分接触网适应的行车速度范围首先，接触网的系列标准应能涵盖不同等级线路所能适应的最高行车速度目标值；其次，对肯定速度范围内的速度级进展适当合并，以尽量削减标准接触网的种类。合并时，在充分考虑不同接触网的造价差异、避开标准过高造成投资功能比例失调的同时，也要充分考虑随着移动设备和土建技术的不断进步，如摆式动车组的应用，既有线路有进一步提速的可能，因此，接触网应留有肯定的速度预度。德国SIEMNES公司依据目前德国铁路公司和世界主要国家电气化铁路进展状况提出的的接触网系列标准就充分表达了这点。SIEMENS公司提出的SICAT系列标准接触网的主要技术参数见表3。从表3中可以看出，SIEMENS将原系列中从Re75、Rel00、Rel60、Re200、Re250到Re330的6种类型合并成3种，Re75、Rel00、Rel60合并为SICATLA；将Re200改造为SICATSA，从其张力配置和接触线线材选择能看出哈大线的影响；Re250Re330则合并为高速接触网SICATHASICATSA在用于既有线电化时，可为其进一步提速，如为承受摆式动车组供给可能。表3SIEMENS公司SICAT系列标准接触网的主要技术参数型号悬挂类型承力索接触线适应的最高速度SICATHA弹链Bzl20 2lkN RIM12027kN 35Okm／hSICATSA弹链Bz50 10kN RIS10012kN 230km／hSICATLA简链Bz50 10kN RI10010kN l60km／h按不同的行车速度目标值合理使用接触线的张力资源从目前接触线制造水平来看，就120mm2截面的铜或铜合金接触线而言，按欧洲EN50149标准，具有最大的综合拉断力是铜镁合金为57kN；同样，按EN50119接触线安全系数计算方法，铜镁合金120mm2接触线的额定张力可达27kN(德国Re330中接触线的张力即为27kN)，此值为目前在高速接触网中铜合金接触线能到达的最大值。从这个角度来说，接触线张力的取值范围是有限的，受肯定时期线材工业进展水平的限制。因此，应依据不同的行车速度目标值合理利用接触线张力资源，在满足接触悬挂动力学性能的根底上，合理确定接触悬挂的额定张力，以提高接触网的安全牢靠性并降低接触网的造价。接触线、承力索张力过大，一方面对接触网零部件的安全牢靠性提出了更高的要求，另一方面也相应提高了接触网的工程造价。合理选择承力索、接触线的材质和型号德国标准接触网中承力索与接触线的材质一样，均为铜或铜合金，为悬挂的稳定性、零部件的选用和接触网整体寿命的提高供给了很好的前提条件，这一点值得我们充分借鉴。至于接触线是承受铜还是铜合金，以及其截面的大小应综合各种因素争论确定。按《中华人民共和国铁路技4。接触网型号适应最高速度接触网型号适应最高速度(km/h)悬挂类型接触线线材 张力(kN)承力索线材 张力(kN)W-8080W-160160W-250250W-350350全补偿简洁链形悬挂全补偿简洁链形悬挂全补偿简洁链形悬挂全补偿简洁链形悬挂85型铜合金8.5THJ一7010120型铜合金13THJ一9515120型铜合金15THJ一9515120铜合金≥25THJ一120≥20W系列标准尽可能与我国现有线路兼容，其中：W-80用在站线、侧线及标准较低的线路上，W-160W-250W-350高速客运专线上。每个系列的接触网标准均有相应接触网设计、施工及运营维护标准和标准的接触网安装图库。W标准体系主要对接触网专业内的设计、施工及运营维护进展标准，接触网专业与其它专业的接口标准需要另行制定，这类标准可以供鉴DB5。5W—80W—80设计标准各类标准图接触网专业与其它专业的接口规施工标准范维护标准接触网线索、零部件制造及检验W-160设计标准各类标准