国际铁路标准高速铁路设计标准供电制定研究(3)

3.5 接触线高度及坡度

接触线高度是指定位点处接触线底部至轨顶面的垂直距离。接触线距轨面高度应能保证接触线处于车辆动态包络线外，并满足空气绝缘间隙和受电弓最低工作高度等要求。接触线高度世界各国基本相似，中国和德国为5.3 m，法国为5.08 m，日本为5 m。

接触线坡度是指两相邻定位点的接触线高差与该两定位点间距离的比值。本标准推荐当设计速度为250 km/h 时，接触线坡度小于等于1‰，坡度变化率小于等于0.5‰；当设计速度大于250 km/h时，接触线坡度为0。

3.6 结构高度

结构高度是悬挂点和定位点处，承力索与接触线工作面之间的垂直距离，与受流质量密切相关，通常根据建筑限界、最短吊弦长度、支柱类型、悬挂类型、调整范围、维修等因素确定。中国高铁接触网结构高度为1 600 mm，德国为1 800 mm，法国为1 400 mm，日本简单链形悬挂接触网的结构高度为950 mm。中、德、法标准基本相当，日本最短，经济性相对较好。

3.7 动态性能指标

接触网-受电弓动态性能指标主要包括弓网接触力、燃弧率或离线率。弓网接触力主要包括平均接触力、最大接触力、最小接触力。弓网接触力及其变化分布是弓网系统受流特性的最终评价标准。接触力不足时，会产生电弧或引起电流中断；接触力过大，会加大接触线的磨耗。燃弧率或离线率是评价接触线与受电弓在动态运行过程中线弓分离的技术指标。

3.8 安装设计

安装设计是指接触网工程在安装过程中应注意的设计事项。除定位器外的接触网设备安装均不应侵入受电弓动态包络线。受电弓动态包络线是运行中的受电弓在最大抬升量及摆动时可能达到的最大轮廓线。受电弓动态包络线起到保障受电弓安全的作用，其动态最大抬升量和横向摆动量宜根据弓网仿真数据或运营监测数据分析确定。本标准推荐对于悬挂点处定位安装设计，采用限位装置工作时，应按不小于1.5 倍动态最大抬升量进行安全校验；采用非限位装置工作时，应按不小于2 倍动态最大抬升量进行安全校验。

3.9 跨距

接触网支柱跨距大小是综合考虑悬挂类型、线路曲线半径、导线最大受风偏斜值和运营条件等因素，并经系统仿真评估而最终确定的。在线路不同地段，还需要与地段特征相结合，例如充分考虑桥梁跨度、隧道台车长度等线下工程条件。本标准列举了各国高速铁路接触网支柱跨距长度情况。中国采用的接触网支柱最大跨距简单链形悬挂为55 m，弹性链形悬挂在设计时速250 km 时为65 m，时速300 km 及以上时为60 m；德国最大跨距为65 m；法国最大跨距为63 m；日本最大跨距为60 m。

3.10 锚段和锚段关节

锚段是接触网的基本单元，接触网由若干个锚段组成，锚段实现了接触网的机械分段和电气分段。一个锚段包括了若干个跨距、一个中心锚结、两端下锚装置以及锚段关节。锚段长度根据接触线和承力索的张力差、张力补偿装置形式以及补偿装置的有效工作范围等因素确定。本标准推荐锚段关节采用五跨或四跨形式。

4 电力工程

铁路电力系统承担除动车组以外其他所有铁路地面设施的供电任务，主要为运输指挥系统、通信系统、信号系统、动车整备和运用、供水系统及生产生活等设施设备提供电源。高速铁路电力系统主要由外部电源、变电所、配电所、电力线路等组成。其外部电源可以是公共电网、接触网亦或是自发电系统等。本节对其中重点技术内容进行介绍。

4.1 供电方式

高速铁路电力工程供电方式主要分为集中供电和分散供电两种形式。集中供电是指优先从公共电网取得可靠电源，通过沿铁路线架设铁路专用输配电网络（包括电力贯通线、负荷端变电所等）的方式供电给铁路用电用户[10]。分散供电是指铁路用电用户就近从公共电网、接触网、自发电系统等外部电源取得电源，满足用电点自身用电需求。具体见图3。

供电方式的选择根据当地电网水平、负荷密度、供电可靠性要求、管理要求等，经技术经济比选确定。其中，集中供电方式具有供电可靠性高、运行方式灵活、从公共电网接引点少、运营维护方便等突出优点。

图3 铁路电力系统供电方式

4.2 供电要求

高速铁路电力工程用电负荷可根据供电可靠性要求及中断供电对人身安全、经济损失等影响程度，采取相应的供电措施。对于与行车安全、行车效率密切相关，中断供电将造成人身伤害、重大经济损失、铁路运输秩序严重混乱的负荷，应由双重电源供电，一回电源发生故障时，另一回电源能够满足供电要求。该类负荷主要包括：通信、信号、信息、灾害监测系统；电力、电牵各所操作电源；重要隧道防灾救援设备、隧道应急照明、动车段所运用设备等。而对于中断其供电将造成较大经济损失、影响铁路正常运输的负荷，有条件时由两回电源线路供电，困难时可由一回电源线路供电。该类负荷主要包括：为通信、信号、信息机房配置的专用空调；接触网远动开关操作电源；综合检测、综合维护等设备；区间视频监控设备；道岔融雪设备等。

文章来源：《电力系统保护与控制》 网址: http://www.dlxtbhykzzz.cn/qikandaodu/2021/0730/971.html