1、中铁电气化勘测设计研究院中铁电气化勘测设计研究院200200年年1212月月目目 录录1 我国电气化铁路的简介我国电气化铁路的简介2 国外高速铁路的概况国外高速铁路的概况3 高速电气化铁路的特点高速电气化铁路的特点4 高速电气化铁路解决的关键问题高速电气化铁路解决的关键问题5 弓网受流质量的评价标准弓网受流质量的评价标准6 高速电气化接触网设计手段高速电气化接触网设计手段7 接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择8 与高速有关的接触网主要零部件与高速有关的接触网主要零部件1 1 我国电气化铁路简介我国电气化铁路简介 我国在新中国成立后我国在新中国成立后5050年代末开始修建年代末开始修建电气
2、化铁路；电气化铁路；t 1961 1961年建成宝鸡年建成宝鸡- -凤州凤州9393公里第一条电气化公里第一条电气化铁路，是学习前苏联的技术；铁路，是学习前苏联的技术；t 60-70 60-70年代基本上是在西部山区解决山区铁年代基本上是在西部山区解决山区铁路坡度大、隧道多，提高货车的牵引定数和路坡度大、隧道多，提高货车的牵引定数和改善乘务条件，阳安线改善乘务条件，阳安线356356公里、宝成线公里、宝成线676676公里、襄渝线公里、襄渝线646646公里。公里。t 70 70年代末年代末-80-80年代改革开放，电气化年代改革开放，电气化铁路大发展，引进外资，第一条复线繁铁路大发展，引进外
3、资，第一条复线繁忙干线石太线忙干线石太线235235公里和运煤干线丰沙大公里和运煤干线丰沙大线线379379公里电气化改造，第一条引进日本公里电气化改造，第一条引进日本ATAT供电技术和设备的京秦线供电技术和设备的京秦线430430公里，第公里，第一条开行万吨重载单元列车的现代化运一条开行万吨重载单元列车的现代化运煤专线大秦线煤专线大秦线653653公里，公里，8080年代的重点是年代的重点是重载；重载；1 1 我国电气化铁路简介我国电气化铁路简介t 90 90年代后是客运高速和既有线提速，年代后是客运高速和既有线提速，北京北京- -武昌武昌13001300公里、第一条开行公里、第一条开行X-
4、2000X-2000摆摆式电动车组式电动车组200200km/hkm/h的广深线的广深线140140kmkm，既有既有铁路客车提速铁路客车提速140-160140-160km/hkm/h、货车提速货车提速100-100-120120km/hkm/h，正在建设的正在建设的200-250200-250km/hkm/h的秦沈的秦沈客运专线客运专线405405公里、公里、300300km/hkm/h京沪高速铁路京沪高速铁路正在抓紧进行工作。正在抓紧进行工作。1 1 我国电气化铁路简介我国电气化铁路简介“十五十五”期间铁路发展的四个期间铁路发展的四个“标志标志”t 铁路将以建设青藏线为开发西部的铁路将以
5、建设青藏线为开发西部的标志标志；t 以以“网运分离网运分离”为中国铁路运输管理体制为中国铁路运输管理体制改革的改革的标志标志；t 以列车进一步提速及建设高速铁路为全面以列车进一步提速及建设高速铁路为全面提高客运服务质量的提高客运服务质量的标志标志；t 以信息化为建设铁路现代化的以信息化为建设铁路现代化的标志标志，全面，全面推进铁路建设和科技进步。推进铁路建设和科技进步。1 1 我国电气化铁路简介我国电气化铁路简介1 1 我国电气化铁路简介我国电气化铁路简介t 强化路网主骨架，东部主要干线电化成网，拓强化路网主骨架，东部主要干线电化成网，拓展西部路网规模，强化展西部路网规模，强化“八纵八横八纵八
6、横”。t “八纵八纵”京哈、沿海、京沪、京九、京广、大京哈、沿海、京沪、京九、京广、大湛、包柳、兰昆。湛、包柳、兰昆。t “八横八横”京兰、煤运北、煤运南、陆桥、宁西、京兰、煤运北、煤运南、陆桥、宁西、沿江、沪昆、西南出海。沿江、沪昆、西南出海。t 尽快完成胶济、陇海、津沈、京沪杭、浙赣东尽快完成胶济、陇海、津沈、京沪杭、浙赣东部干线的电化改造。部干线的电化改造。t 拓展西部建设宝兰复线、株六复线、宁西线、拓展西部建设宝兰复线、株六复线、宁西线、渝怀线、建设青藏、内昆、神延线；建设西北、渝怀线、建设青藏、内昆、神延线；建设西北、西南出境通道。西南出境通道。1 1 我国电气化铁路简介我国电气化铁
7、路简介t 加速发展快速客运系统，尽快建设高速铁加速发展快速客运系统，尽快建设高速铁路；路；t 形成以北京、上海、广州为中心的快速客形成以北京、上海、广州为中心的快速客运系统；运系统；t 积极引进集装箱和快捷货运系统，持续发积极引进集装箱和快捷货运系统，持续发展重载运输；展重载运输；t 逐步完善和建立行车安全保障体系；逐步完善和建立行车安全保障体系；t 加速铁路信息化建设；加速铁路信息化建设；t 为城市轨道交通发展作出更大贡献。为城市轨道交通发展作出更大贡献。我国中长期的铁路网规划到我国中长期的铁路网规划到20202020年营业里程达年营业里程达1010万公里，主万公里，主要繁忙干线实现客货分线
8、，复线率电化率均达要繁忙干线实现客货分线，复线率电化率均达50%50%。发展客运专线，环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲三个发展客运专线，环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲三个城际快速客运系统，建设客运专线城际快速客运系统，建设客运专线1.21.2万公里万公里完善路网布局和西部开发性新线，以扩大西部路网规模为主，完善路网布局和西部开发性新线，以扩大西部路网规模为主，形成西部路网骨架规划建新线形成西部路网骨架规划建新线1.61.6万公里，形成西北、西南进万公里，形成西北、西南进出境国际铁路通道，西北至华北新通道、西北至西南新通道，出境国际铁路通道，西北至华北新通道、西北至西南新通道，新疆至青海、
9、西藏通道。新疆至青海、西藏通道。加强既有路网技术改造和枢纽建设，既有增建二线加强既有路网技术改造和枢纽建设，既有增建二线. .万公万公里，既有线电化里，既有线电化1.61.6万公里。万公里。大秦线扩能改造，今年大秦线扩能改造，今年1.51.5亿吨，加快胶济电化、徐郑电化、亿吨，加快胶济电化、徐郑电化、浙赣电化、武九线扩能改造、兰武复线。浙赣电化、武九线扩能改造、兰武复线。1 1 我国电气化铁路简介我国电气化铁路简介丰丰大大线线大大秦秦线线京秦京秦线线宝成线宝成线石太线石太线襄渝线襄渝线阳安线阳安线广深线广深线京广线京广线2 国外高速铁路概况国外高速铁路概况主要介绍以下三个国家：主要介绍以下三个
10、国家：t 日本为代表的复链型悬挂；日本为代表的复链型悬挂；t 德国为代表的弹性链型悬挂；德国为代表的弹性链型悬挂；t 法国为代表的简单链型悬挂。法国为代表的简单链型悬挂。 日本高速铁路主要日本高速铁路主要特征：特征：运营里程：运营里程：2237km 2237km 正在建设里程：正在建设里程：464km 464km 规划里程：规划里程：349km 349km 供电电压：供电电压：25kV25kV最高运营速度：最高运营速度：300km/h300km/h接触网悬挂方式：复接触网悬挂方式：复链链/ /简链简链接触网跨距：不大于接触网跨距：不大于50m50m，在各条线上基本，在各条线上基本不变不变 德国
11、高速铁路主要德国高速铁路主要特征：特征：运营里程：运营里程：577km 577km 正在建设里程：正在建设里程：303km 303km 供电电压：供电电压：15kV15kV最高运营速度：最高运营速度：300km/h300km/h接触网悬挂方式：弹接触网悬挂方式：弹链，部分简链链，部分简链接触网跨距：从接触网跨距：从Re200Re200的不大于的不大于80m80m，到到Re250Re250、Re330Re330的不的不大于大于65m65m。法兰克。法兰克福科隆（福科隆（Re330Re330）高速铁路隧道内接触高速铁路隧道内接触网已不再设置弹性吊网已不再设置弹性吊索，跨距为索，跨距为50m50m。
12、 法国高速铁路的法国高速铁路的主要特征：主要特征：运营里程：运营里程：1541km 1541km 正在建设里程：正在建设里程：320km 320km 规划里程：规划里程：937km 937km 供电电压：供电电压：25kV25kV最高运营速度：最高运营速度：350km/h350km/h接触网悬挂方式：接触网悬挂方式：简链简链接触网跨距：不大接触网跨距：不大于于63m63m，在各条线，在各条线上基本不变上基本不变三国高速铁路统计三国高速铁路统计 国家国家 项目项目日日本本德德国国法法国国最高商业运营速度(km/h)300300350200km/hV 250km/h的运营里程(km)4665770
13、250km/hV 300km/h的运营里程(km)1591准303 1246300km/h0SDF0Fa-3Fa-3* *SDF40SDF40Fa-3Fa-3* *SDF0SDF0Fa-3Fa-3* *SDF0SDF0最大动态接最大动态接触力触力(N)(N)250250250250性能性能完全满足运要完全满足运要求求由于经济或技由于经济或技术受限而提高术受限而提高接触网或受电接触网或受电弓性能很困难弓性能很困难情况下，可满情况下，可满足运营要求足运营要求在紧急，偶然在紧急，偶然超速或试验情超速或试验情况下可临时满况下可临时满足运营要求足运营要求不能满足运营不能满足运营要求要求5 5 弓网受流质
14、量的评价标准弓网受流质量的评价标准t 接触网受电弓间动态接触力是受流质量评接触网受电弓间动态接触力是受流质量评价的最终指标。价的最终指标。t 接触网静态特性是描述接触网的指标之一。接触网静态特性是描述接触网的指标之一。t 定位点的抬升量，涉及列车运行的安全性，定位点的抬升量，涉及列车运行的安全性，是受流质量评价参考指标。是受流质量评价参考指标。t 离线率关系到受流平稳，是受流质量评价离线率关系到受流平稳，是受流质量评价的重要部分。的重要部分。5 5 弓网受流质量的评价标准弓网受流质量的评价标准 对接触网对接触网受电弓系统的基本要求受电弓系统的基本要求t 接触网接触网受电弓系统必须与牵引供电系统
15、受电弓系统必须与牵引供电系统相匹配。相匹配。t 在保证良好受流质量的前提下，接触网的设在保证良好受流质量的前提下，接触网的设计应简单化，以提高安全可靠性，做到无维修计应简单化，以提高安全可靠性，做到无维修或少维修。或少维修。t 受电弓的离线应控制在允许的范围之内。受电弓的离线应控制在允许的范围之内。t 接触网与受电弓之间的压力变化应在允许的接触网与受电弓之间的压力变化应在允许的范围之内。范围之内。5 5 弓网受流质量的评价标准弓网受流质量的评价标准6 6 高速电气化接触网设计的手段高速电气化接触网设计的手段 高速受流系统要求具有很高的精度，设高速受流系统要求具有很高的精度，设计和施工。计和施工
16、。通常采用计算机仿真模拟。通常采用计算机仿真模拟。 计算机仿真模拟弓网关系的分析系统。计算机仿真模拟弓网关系的分析系统。 对接触网受电弓模型合理的数学量化对接触网受电弓模型合理的数学量化-计计算机分析计算的对应的数学模型算机分析计算的对应的数学模型-再现弓网再现弓网的运行状态的运行状态-取流的动态过程取流的动态过程-分析动态特分析动态特性性-实际运行特性的预报。实际运行特性的预报。6 6 高速电气化接触网设计的手段高速电气化接触网设计的手段计算机仿真模拟接触网温度、张力、位计算机仿真模拟接触网温度、张力、位置关系的分析系统。置关系的分析系统。 在温度变化时，对每一点的张力、位置在温度变化时，对
17、每一点的张力、位置变化分析、预测气候条件的变化对受流变化分析、预测气候条件的变化对受流性能的影响，确定锚段长度张力增量等性能的影响，确定锚段长度张力增量等技术参数。技术参数。6 6 高速电气化接触网设计的手段高速电气化接触网设计的手段钢结构设计有限元分析系统。钢结构设计有限元分析系统。 对支柱、硬横跨、吊柱三维分析得出各对支柱、硬横跨、吊柱三维分析得出各个构件及关键部位在各种工作状态下内力、个构件及关键部位在各种工作状态下内力、应力、位移。结构振动特性应力、位移。结构振动特性-优化设计，优化设计，在保证高速接触网安全运行的基础上，获在保证高速接触网安全运行的基础上，获得最经济的结构。得最经济的
18、结构。7 7 接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式选择的重要性接触网悬挂方式选择的重要性t 悬挂方式悬挂方式空间结构形式空间结构形式接触网接触网设计之纲；设计之纲；t 悬挂方式不同悬挂方式不同支持物的高度、强支持物的高度、强度度跨线建筑物净空跨线建筑物净空施工工艺施工工艺运营维修作业程序运营维修作业程序综合造价；综合造价；t 满足运营要求，结构简单，可靠性高，满足运营要求，结构简单，可靠性高，一次性投资及运营维修费低。一次性投资及运营维修费低。7 7 接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择手段接触网悬挂方式的选择手段t国外高速铁路的运营经验；国外高速铁路
19、的运营经验；t理论分析计算，静态弹性，波动传播速度；理论分析计算，静态弹性，波动传播速度；t计算机仿真模拟，动态抬升力大小，动态计算机仿真模拟，动态抬升力大小，动态抬升量，离线率；抬升量，离线率；t模拟锚段关节、线岔、分相等关键部位的模拟锚段关节、线岔、分相等关键部位的受流状态，对接触网参数优化；受流状态，对接触网参数优化；t试验室小比例模拟；试验室小比例模拟；t现场试验。现场试验。7 7 接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式选择的标准接触网悬挂方式选择的标准t 满足高速受流的要求；满足高速受流的要求；t 保证高速行车的安全；保证高速行车的安全；t 接触网结构应尽量简单；接触
20、网结构应尽量简单；t 全寿命成本（一次性投资全寿命成本（一次性投资+ +整个寿命期的整个寿命期的维修费用）应力求最低；维修费用）应力求最低；t 应易于设计，便于施工；应易于设计，便于施工；t 尽量做到无维修或少维修；尽量做到无维修或少维修；t 结合本国国情，考虑接触悬挂的连续性。结合本国国情，考虑接触悬挂的连续性。广深线广深线160、200km/h接触网悬挂的模拟，简接触网悬挂的模拟，简链、弹链、复链，同跨距、吊弦间距、接触链、弹链、复链，同跨距、吊弦间距、接触线张力、承力索张力、预留弛度等参数约线张力、承力索张力、预留弛度等参数约800种不同组合方案进行模拟计算，方案比选。种不同组合方案进行
21、模拟计算，方案比选。模拟结果表明，上述三种悬挂类型均能满足模拟结果表明，上述三种悬挂类型均能满足200km/h的运行要求。的运行要求。结合中国国情简链有几十年设计、施工、运结合中国国情简链有几十年设计、施工、运营经验，结构简单、造价较低、运行可靠。营经验，结构简单、造价较低、运行可靠。7 7 接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择经过反复认真比选最终确定经过反复认真比选最终确定 TJ127+AgCu120 张力张力20+15KN 预留弛预留弛度度0.5 的全补偿简单链型悬挂作为广的全补偿简单链型悬挂作为广深深200km/h接触网模式。接触网模式。技术参数：技术参数： 接触线波动传播速度接触线
22、波动传播速度 Vc=423km/h； 无量纲速度无量纲速度 =0.47-0.59。7 7 接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择 通过电化开通时，铁科研及通过电化开通时，铁科研及ADtranz检测检测的结果表明，完全能满足的结果表明，完全能满足200km/h运行的安运行的安全可靠。国内首次实现的全可靠。国内首次实现的200km/h接触网悬接触网悬挂模式。挂模式。7 7 接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择应用应用京沪、伊朗、香港工程，解决了工程技术京沪、伊朗、香港工程，解决了工程技术难点，受流质量量化的分析评价。难点，受流质量量化的分析评价。19971997年意大利年意大利“世界铁路研究
23、世界铁路研究”大会，宣大会，宣讲，获得好评。讲，获得好评。总体性能上国内首创，达到国际水平。总体性能上国内首创，达到国际水平。上述三套软件的开发，对制定合理的技术上述三套软件的开发，对制定合理的技术方案，保证设计质量，对参与国际竞争，方案，保证设计质量，对参与国际竞争，提高设计水平起到了决定性作用。提高设计水平起到了决定性作用。7 7 接触网悬挂方式的选择接触网悬挂方式的选择京沪模拟的基本参数、模拟的结果京沪模拟的基本参数、模拟的结果接触网和受电弓的基本参数接触网和受电弓的基本参数接触网基本参数接触网基本参数悬挂类型悬挂类型简链简链弹链弹链接触线类型接触线类型Rim120Rim120Rim12
24、0Rim120接触线线密度（接触线线密度（kg/mkg/m）1.071.071.071.07接触线额定张力（接触线额定张力（kNkN）20(25)20(25)20(25)20(25)承力索类型承力索类型THJ120THJ120THJ120THJ120承力索线密度（承力索线密度（kg/mkg/m）1.061.061.061.06承力索额定张力（承力索额定张力（kNkN）20202020弹性吊索类型弹性吊索类型/ /长度长度-THJ35/18mTHJ35/18m弹性吊索额定张力（弹性吊索额定张力（kNkN）-3.53.5跨距（跨距（m m）60606060接触网结构高度（接触网结构高度（mmmm）
25、1400140018001800接触线预留弛度接触线预留弛度000.50.5-接触网和受电弓的基本参数接触网和受电弓的基本参数X/m-0.10.40.91.41.9500600700800900Y/m接触网和受电弓的基本参数接触网和受电弓的基本参数本次模拟采用可适应本次模拟采用可适应250km/h250km/h及以上运营速度的德国及以上运营速度的德国ICEICE列车采用的列车采用的DSA350DSA350和和DSA380DSA380受电弓。受电弓基本数学受电弓。受电弓基本数学模型如下：模型如下：7.51kg5.94kg5.43kgFaero=0.0011xV2NFsta=80N2496N/m1
26、0900N/m70Ns/m70Ns/m80N/m3.5Ns/m3.5Ns/m2Ns/m2Ns/m7.12kg6kg5.8kgFaero=0.0006xV2NFsta=90N2496N/m14100N/m70Ns/m70Ns/m80N/m3.5Ns/m3.5Ns/m2Ns/m2Ns/mDSA350受电弓基本参数受电弓基本参数DSA380受电弓基本参数受电弓基本参数模拟结果汇总：模拟结果汇总：速速 度度 （ k k m m / / h h ） 受受 电电 弓弓 型型 号号悬悬 挂挂 类类 型型接接 触触 线线 张张 力力 （ k k N N ）吊吊 弦弦 根根 数数 评评 价价 等等 级级简简 链
27、链2 2 0 08 8A A弹弹 链链2 2 0 06 6A A弹弹 链链2 2 0 08 8A A简简 链链2 2 0 08 8A A弹弹 链链2 2 0 06 6A A弹弹 链链2 2 0 08 8A A简简 链链2 2 0 08 8A A弹弹 链链2 2 0 06 6A A弹弹 链链2 2 0 08 8A A简简 链链2 2 0 08 8A A弹弹 链链2 2 0 06 6B B弹弹 链链2 2 0 08 8A A简简 链链2 2 5 58 8A A弹弹 链链2 2 5 56 6A A弹弹 链链2 2 5 58 8A A简简 链链2 2 0 08 8C C弹弹 链链2 2 0 06 6C
28、 C弹弹 链链2 2 0 08 8C C简简 链链2 2 0 08 8B B弹弹 链链2 2 0 06 6B B弹弹 链链2 2 0 08 8A A简简 链链2 2 5 58 8A A弹弹 链链2 2 5 56 6B B弹弹 链链2 2 5 58 8A AD D S S A A 3 3 8 8 0 03 3 0 0 0 03 3 5 5 0 0D D S S A A 3 3 5 5 0 0D D S S A A 3 3 8 8 0 02 2 5 5 0 0D D S S A A 3 3 5 5 0 0D D S S A A 3 3 8 8 0 0D D S S A A 3 3 5 5 0 0受
29、电弓最大抬高（受电弓最大抬高（DSA350）：）：020406080100120140160250300350简链弹链（6）弹链（8）受电弓最大抬高（受电弓最大抬高（DSA380） ：020406080100120250300350简链弹链（6）弹链（8）受电弓振幅：受电弓振幅：DSA350DSA380简链动态接触力曲线简链动态接触力曲线动动 态态 接接 触触 力力 曲曲 线线0100200300500600700800900F/N 简链（8根吊弦），张力20kN，受电弓DSA380， V=300km/h弹链动态接触力曲线弹链动态接触力曲线弹链（8根吊弦），张力20kN，受电弓DSA380，
30、V=300km/h动动态态接接触触力力曲曲线线0100200300500600700800900F/N 简链受电弓运动轨迹简链受电弓运动轨迹受受电电工工运运动动轨轨迹迹00.10.2500600700800900Y/m V=300km/h弹链受电弓运动轨迹弹链受电弓运动轨迹 受受电电弓弓运运动动轨轨迹迹Xpa/m00.10.2500600700800900Y/mV=300km/h模拟结论模拟结论简链、弹链都可以满足简链、弹链都可以满足300km/h300km/h的运营要求，的运营要求，影响受流质量的关键因素是接触线的张力，影响受流质量的关键因素是接触线的张力，而不是悬挂方式。任何悬挂方式为了满
31、足而不是悬挂方式。任何悬挂方式为了满足受流要求，无量纲速度都要控制在受流要求，无量纲速度都要控制在0.60.60.70.7以下。以下。吊弦布置可在一定范围内改善受流质量，吊弦布置可在一定范围内改善受流质量，任何一种悬挂方式在不同速度下，其要求任何一种悬挂方式在不同速度下，其要求的吊弦布置是不同的。的吊弦布置是不同的。模拟结论模拟结论t当接触线、承力索和受电弓采用相同当接触线、承力索和受电弓采用相同标准情况下，简链、弹链的受流质量标准情况下，简链、弹链的受流质量和吊弦布置有关，受流质量因吊弦布和吊弦布置有关，受流质量因吊弦布置的不同而有差别，各有优劣，但总置的不同而有差别，各有优劣，但总体上相差
32、不大。体上相差不大。tDSA350DSA350或或DSA380DSA380系列受电弓可满足系列受电弓可满足300km/h300km/h的运营要求。另外，世界上的运营要求。另外，世界上还有其他同性能的受电弓也可满足还有其他同性能的受电弓也可满足300km/h300km/h的运营要求，例如：法国的的运营要求，例如：法国的GPUGPU受电弓，但由于缺乏受电弓的详受电弓，但由于缺乏受电弓的详细资料，在模拟验证后才能进一步确细资料，在模拟验证后才能进一步确定和选择。定和选择。模拟结论模拟结论t不论接触网采用何种悬挂方式，参数不论接触网采用何种悬挂方式，参数如何，运营速度为如何，运营速度为350km/h3
33、50km/h时，时，DSA350DSA350系列受电弓不能满足运营要求。当接系列受电弓不能满足运营要求。当接触线张力加大到触线张力加大到25kN25kN时，时，DSA380DSA380系列系列受电弓可满足运营要求，但受电弓可满足运营要求，但DSA380DSA380系系列受电弓还没有投入商业运行的纪录，列受电弓还没有投入商业运行的纪录，因此对于因此对于350km/h350km/h运营速度，还需进一运营速度，还需进一步寻找合适的受电弓。步寻找合适的受电弓。模拟结论模拟结论t接触线较好的选择是选用接触线较好的选择是选用Rim120mmRim120mm2 2，但有能力生产这种线材的公司很少。但有能力生
34、产这种线材的公司很少。根据国外经验，在时速根据国外经验，在时速300km/h300km/h的线的线路上，接触线可选择：路上，接触线可选择：Rim120mmRim120mm2 2、Cu150mmCu150mm2 2、SnCu150mmSnCu150mm2 2线和铜包钢线，线和铜包钢线，因此在接触线的选择上应综合考虑价因此在接触线的选择上应综合考虑价格和性能，在现阶段不宜过早确定。格和性能，在现阶段不宜过早确定。模拟结论模拟结论t从本次三方软件模拟结论的对比，可从本次三方软件模拟结论的对比，可以进一步证明我院自主开发的，已经以进一步证明我院自主开发的，已经过广深线等多项工程实际验证的过广深线等多项
35、工程实际验证的CPSCPS弓弓网模拟软件得出的模拟结论是正确的。网模拟软件得出的模拟结论是正确的。 综合比较结果：综合比较结果：t简单链型悬挂静态弹性不均匀度较大，简单链型悬挂静态弹性不均匀度较大，导致受电弓运行轨迹的平缓度稍差，但导致受电弓运行轨迹的平缓度稍差，但简单链型悬挂的结构最为简单，投资最简单链型悬挂的结构最为简单，投资最省，施工调整、运营维护及事故抢修较省，施工调整、运营维护及事故抢修较容易。我国施工、维修部门有丰富的经容易。我国施工、维修部门有丰富的经验。验。技术经济比较技术经济比较技术经济比较技术经济比较内容内容项目项目简链简链弹链弹链技术比较技术比较静态弹性不均匀度静态弹性不
36、均匀度大大较小较小接触线的抬升量接触线的抬升量较小较小大大受电弓运行轨迹的平缓度受电弓运行轨迹的平缓度稍差稍差较好较好接触网的动态稳定性接触网的动态稳定性较好较好差差接触网的风稳定性接触网的风稳定性较好较好差差环境温度变化对网的稳定性影响环境温度变化对网的稳定性影响小小大大零部件数量零部件数量少少较多较多结构的复杂程度结构的复杂程度简单简单较复杂较复杂施工的难易程度施工的难易程度容易容易较难较难日常维修的便利性日常维修的便利性便利便利不便利不便利事故抢修的难易程度事故抢修的难易程度容易容易较难较难因接触网的抬升引起弓网事故因接触网的抬升引起弓网事故小小大大因接触网的振动引起螺栓松动的可能性因接
37、触网的振动引起螺栓松动的可能性小小大大经济比较经济比较一次性投资一次性投资低低较高（仅弹性吊索需增加投资约较高（仅弹性吊索需增加投资约1.651.65万万元元/ /条公里，京沪全线约需增加投条公里，京沪全线约需增加投资约资约45004500万）万）运营维护费运营维护费低低较高较高综合比较结果：综合比较结果： t弹性链型悬挂静态弹性不均匀度较小，弹性链型悬挂静态弹性不均匀度较小，受电弓的运行轨迹也较平缓，但接触受电弓的运行轨迹也较平缓，但接触网的动态抬高量大，容易发生打弓事网的动态抬高量大，容易发生打弓事故，且稳定性较差。弹性吊索的施工故，且稳定性较差。弹性吊索的施工需要专门的计算软件，专用工具
38、，调需要专门的计算软件，专用工具，调整困难，不仅影响本跨，同时影响相整困难，不仅影响本跨，同时影响相邻跨的导高，给维护和抢修带来难度。邻跨的导高，给维护和抢修带来难度。技术经济比较技术经济比较技术经济比较技术经济比较综合比较结果：综合比较结果：t弹性链型悬挂由于弹性吊索的存在，受弹性链型悬挂由于弹性吊索的存在，受环境温度影响较大，接触网几何状态不环境温度影响较大，接触网几何状态不如简单链型悬挂稳定，接触线高度受环如简单链型悬挂稳定，接触线高度受环境温度影响较大。境温度影响较大。技术经济比较技术经济比较 技术比较时需要说明的几个问题技术比较时需要说明的几个问题:关于静态弹性不均匀度关于静态弹性不
39、均匀度 在高速状态下，仅仅依靠静态指标来评价在高速状态下，仅仅依靠静态指标来评价弓网受流质量是不完善同时也是不科学的。静弓网受流质量是不完善同时也是不科学的。静态弹性不均匀度不是影响高速受流质量好坏的态弹性不均匀度不是影响高速受流质量好坏的决定条件（参见前面的模拟结论），动态接触决定条件（参见前面的模拟结论），动态接触力及其标准偏差才是弓网受流质量好坏的最终力及其标准偏差才是弓网受流质量好坏的最终评价指标。静态弹性即使评价指标。静态弹性即使100%的均匀，但如的均匀，但如果接触网波动传播速度较小，同样不能实现高果接触网波动传播速度较小，同样不能实现高速受流。另外，静态弹性无论如何均匀，弓网速受
40、流。另外，静态弹性无论如何均匀，弓网间的动态接触力也是不均匀的，而是在一定范间的动态接触力也是不均匀的，而是在一定范围内变动，具有较大的分散性。围内变动，具有较大的分散性。 国外实际运营经验也表明：当车速国外实际运营经验也表明：当车速超过超过250km/h时，受流质量与接触网的时，受流质量与接触网的弹性均匀与否关系不大，而更大程度上弹性均匀与否关系不大，而更大程度上取决于接触线的振动情况。这是因为在取决于接触线的振动情况。这是因为在高速状态下，弓网间动态接触力的大小高速状态下，弓网间动态接触力的大小主要取决于动态分量，即空气动力和受主要取决于动态分量，即空气动力和受电弓对接触线的惯性力。电弓对
41、接触线的惯性力。技术经济比较技术经济比较技术经济比较技术经济比较 在相同条件下，简链和弹链接触导线使用寿在相同条件下，简链和弹链接触导线使用寿命的比较分析：命的比较分析：项目项目简链简链弹链弹链动态接触压力动态接触压力动态平均接触力和标准偏差相当动态平均接触力和标准偏差相当最大、最小接触压力最大、最小接触压力相当相当接触线的材质接触线的材质相同相同受电弓滑板材质受电弓滑板材质相同相同接触网的振幅接触网的振幅大大小小弯曲疲劳弯曲疲劳小小大大综合评价综合评价简链由于接触网振幅较大，导线局部磨耗不均匀现象比弹简链由于接触网振幅较大，导线局部磨耗不均匀现象比弹链明显，但因最大、最小、平均动态接触力及标
42、准偏差与链明显，但因最大、最小、平均动态接触力及标准偏差与弹链相当，导线最大磨耗相当，因此导线整体寿命相当。弹链相当，导线最大磨耗相当，因此导线整体寿命相当。弹链的动态抬升整体比简链大，较简链容易产生疲劳断线弹链的动态抬升整体比简链大，较简链容易产生疲劳断线。技术经济比较技术经济比较 鉴于复链型悬挂结构过于复杂，投资鉴于复链型悬挂结构过于复杂，投资太高，国内尚无成熟的设计、施工和运营太高，国内尚无成熟的设计、施工和运营经验，不宜在京沪高速中推荐采用。简链经验，不宜在京沪高速中推荐采用。简链和弹链有着各自的不同特点，但对于时速和弹链有着各自的不同特点，但对于时速300km/h及以上的速度来说，均
43、能满足高速及以上的速度来说，均能满足高速受流要求，在国外都有成功的运营实践。受流要求，在国外都有成功的运营实践。 京沪高速宜采用的悬挂方式京沪高速宜采用的悬挂方式 从悬挂方式对速度适应性的发展历程来从悬挂方式对速度适应性的发展历程来看，四十年前东海道新干线看，四十年前东海道新干线210km/h采用复链采用复链型悬挂，当时人们认为型悬挂，当时人们认为200km/h速度应采用弹速度应采用弹性均匀的复链型悬挂。现在，我国广深、秦性均匀的复链型悬挂。现在，我国广深、秦沈沈200km/h采用简链就已经达到了令人满意的采用简链就已经达到了令人满意的受流效果。再从法国的经验来看，受流效果。再从法国的经验来看
44、，300km/h的的简链接触网已经使用了十几年，简链接触网已经使用了十几年，350km/h的简的简链接触网也已投入运行，这说明简链不仅在链接触网也已投入运行，这说明简链不仅在200km/h速度段的受流性能得到了确认，在速度段的受流性能得到了确认，在300350km/h速度段同样能满足运营要求。速度段同样能满足运营要求。从德国的经验来看，从从德国的经验来看，从160330km/h速度，速度，弹链的使用已经有了成熟的经验，受流质量弹链的使用已经有了成熟的经验，受流质量同样满足要求。同样满足要求。京沪高速宜采用的悬挂方式京沪高速宜采用的悬挂方式 弹链和简链在如此高速下均有出色的受弹链和简链在如此高速
45、下均有出色的受流性能，主要原因是两种悬挂都加大了接触流性能，主要原因是两种悬挂都加大了接触线的张力，提高了接触线的波动传播速度，线的张力，提高了接触线的波动传播速度，并生产出了追随性能优越的受电弓。对于京并生产出了追随性能优越的受电弓。对于京沪高速而言，从受流质量要求来看，弹链和沪高速而言，从受流质量要求来看，弹链和简链均能满足要求，但弹链施工调整麻烦，简链均能满足要求，但弹链施工调整麻烦，运营维护和事故抢修难度加大，同时弹链的运营维护和事故抢修难度加大，同时弹链的稳定性不如简链。稳定性不如简链。 鉴于复链型悬挂结构过于复杂，投资太鉴于复链型悬挂结构过于复杂，投资太高，国内尚无成熟的设计、施工
46、和运营经验，高，国内尚无成熟的设计、施工和运营经验，不宜在京沪高速中推荐采用。因此，综合比不宜在京沪高速中推荐采用。因此，综合比较结果采用简单链型悬挂更适合我国的施工、较结果采用简单链型悬挂更适合我国的施工、维护环境。维护环境。 8 与高速有关的接触网主要零部件与高速有关的接触网主要零部件 新型腕臂结构和整体吊弦新型腕臂结构和整体吊弦(1) 新型腕臂结构新型腕臂结构“八五八五”国家重点科研攻关研制国家重点科研攻关研制的准高速、电气化铁路配套的新的准高速、电气化铁路配套的新产品。产品。特点：抗风性能好，结构稳定受特点：抗风性能好，结构稳定受力合理强度大。力合理强度大。水平腕臂式安装调整方便水平腕
47、臂式安装调整方便稳定三角形结构，平腕臂和斜腕稳定三角形结构，平腕臂和斜腕臂间连接为固接式，腕臂间及与臂间连接为固接式，腕臂间及与定位管间有支撑管，具有良好的定位管间有支撑管，具有良好的结构稳定性。结构稳定性。现场测量后现场测量后-预配计算确定腕臂预配计算确定腕臂结构尺寸结构尺寸-提高了施工安装的精提高了施工安装的精度。度。 应用：高强度、大刚度、抗台应用：高强度、大刚度、抗台风，国内首创可以在高速线路采风，国内首创可以在高速线路采用。用。(2)整体吊弦整体吊弦过去环节式吊弦过去环节式吊弦耐腐蚀性差耐腐蚀性差1-5年年强度低强度低 最大工作荷重最大工作荷重1KN电火花烧伤磨损电火花烧伤磨损需经常
48、调整需经常调整铜合金绞线耐腐蚀强度高铜合金绞线耐腐蚀强度高采用计算机预配采用计算机预配 预制长预制长度的误差度的误差 1.52.0mm安装前对承力索、接触线安装前对承力索、接触线超拉，消除蠕变伸长的影超拉，消除蠕变伸长的影响响 施工安装一次到位不需调施工安装一次到位不需调整。整。应用：在今后的提速线路应用：在今后的提速线路和高速线路上采用，对提和高速线路上采用，对提高受流质量至关重要。高受流质量至关重要。 8 与高速有关的接触网主要零部件与高速有关的接触网主要零部件高速无交叉线岔高速无交叉线岔 8 与高速有关的接触网主要零部件与高速有关的接触网主要零部件工作原理工作原理 受电弓从正线高速通过时
49、，岔线支接受电弓从正线高速通过时，岔线支接触线位于正线受电弓包络线轨迹之外，确触线位于正线受电弓包络线轨迹之外，确保正线高速安全通过。保正线高速安全通过。 受电弓从正线进入岔线或从岔线进入受电弓从正线进入岔线或从岔线进入正线时，岔线支或正线支接触线始触点应正线时，岔线支或正线支接触线始触点应位于受电弓倒角的工作范围内，以确保从位于受电弓倒角的工作范围内，以确保从正线到岔线或岔线到正线与受电弓上工作正线到岔线或岔线到正线与受电弓上工作支的顺利转换。支的顺利转换。 8 与高速有关的接触网主要零部件与高速有关的接触网主要零部件关键技术关键技术接触网在岔区立面结构和平面布置技术，接触网在岔区立面结构和
50、平面布置技术，岔区接触网吊弦布置及吊弦长度的确定岔区接触网吊弦布置及吊弦长度的确定创新点：岔区接触线高度位置依据现场实创新点：岔区接触线高度位置依据现场实际通过计算进行控制，施工一次到位不需调际通过计算进行控制，施工一次到位不需调整。整。该技术为国内首创，与法国高速线路上采该技术为国内首创，与法国高速线路上采用的技术相当，运行良好，处于国际水平。用的技术相当，运行良好，处于国际水平。 8 与高速有关的接触网主要零部件与高速有关的接触网主要零部件 地面磁铁车上切换式自动过分相装置地面磁铁车上切换式自动过分相装置国外概况：国外概况：日本是地面自动切换，结构复杂，造价昂贵日本是地面自动切换，结构复杂
