西安地铁二号线刚性接触网系统简介
摘 要：西安地铁二号线供电接触网采用先进的刚性悬挂系统，通过对其系统构成的介绍，可知刚性悬挂结构形式相对于传统的柔性悬挂接触网来讲更简单、更紧凑，施工方便；并且具有安全可靠、易于维护、国产化高、节约投资、灵活方便、性能优良等特点，同时由于形式特殊，施工精度要求较高。
关键词：西安地铁二号线；供电接触网；刚性悬挂系统
西安市地铁二号线（铁路北客站～韦曲段）工程北起铁路北客站，南至韦曲，正线全长 26.4km，全线共设 21 座车站。 先期建设北客站至会展中心站段， 线路全长 20.555km，共设 17 个车站。
供电系统采用 110kV/35kV 两级电压集中供电方式， 经 AC35kV环网电缆与车站变电所环串成供电网络。 AC35kV 经变电所牵引部分降压、 整流后为牵引列车提供1500V 直流电源，经降压部分降压后为全线动力照明提供 400V 交流电源。 地铁客车从机车顶部取流，采用架空刚性接触网系统。
1、刚性接触网系统概述
刚性接触网系统按受流器（受电弓、集电靴）的取流部位来分，可分为两种：一种是通过集电靴从轨道侧面或轨道底部取流，如：北京地铁和广州 4 号线的接触轨（也叫第三轨）、重庆轻轨的“T”型汇流排等；另一种是通过受电弓从机车顶部取流，也就是架空刚性接触网系统，如：“п”型汇流排，它以结构简单、安装维护方便、安全可靠、国产化率高的特点，在我国城轨行业内取得了普遍好评，已经开通的有广州地铁 2、3 号线、 南京地铁 1 号线，正在建设的西安地铁二号线也采用此系统。
2、“п”型汇流排刚性接触网系统的结构
“п”型汇流排刚性接触网系统（简称刚性悬挂）的主要部件有：悬挂支持装置、汇流排、汇流排终端、中间接头、刚柔过渡元件、接触线、锚段关节和中锚。
（1）悬挂支持装置
悬挂支持装置根据隧道形式和净空高度不同大致可分为三种：矩形隧道、马蹄形隧道和圆形盾构隧道等。
悬挂支持装置一般每隔 8 米安装一处，在线路中心上方。 悬挂支持装置由安装底座、螺栓、针式绝缘子和汇流排定位线夹组成。 其作用是：支持、定位作用，接触网系统的两个重要参数 （接触线高度、拉出值） 都是通过这个部件实现的。
（2）汇流排
汇流排是由铝合金材料挤压成型的长 12 米，重 72 公斤的导电轨，其截面积为 2214 平方毫米，铜当量截面积为 1181 平方毫米，相当于将近 8 根 150mm2铜绞线的导电面积， 具有 3500 安培以上的载流能力和超高的抗短路耐受能力。
汇流排的底部开成一个高弹性的钳口，可以直接把接触导线牢固地夹紧在导电轨上，让受电弓在接触线上自由滑动受电。 弹性钳口的两侧设有导台及人字形槽供放线小车在其上滑行并同时把钳口打开让接触线装在轨道钳口中。 汇流排内腔两侧内壁向下形成扩张式的楔形斜面，有助于与中间接头连接成一个整体以防止连接点向下坠落。 汇流排两侧备有排水孔确保汇流排内腔不会积聚凝露水份。
（3）汇流排终端
在列车时速低于 100 公里的刚性悬挂系统中，汇流排终端一般装于汇流排端部构成机械或电气分段的锚段关节，或作为各锚段汇流排的温度补偿膨胀元件。 此外汇流排终端亦用于线岔结构中。
汇流排终端是由铝合金汇流排改造而成的，其截面尺寸与普通汇流排一致，长度为 7.5 米，在一侧距末端 1.5 米处的一段向上弯起 70mm， 以确保受电弓能顺利地锚段关节或线岔而不会发生打弓的事故。
（4）中间接头
中间接头是实现汇流排与汇流排、汇流排与汇流排终端、汇流排与刚柔过渡元件之间的机械及电气连接的中介元件，它由一对连接板组成， 每块连接板上有 8 个M10 的螺孔为上述组件提供螺钉连接，把它们连接成一个整体。
连接板与上述组件之间的电气接触方式为线接触，线接触可以增大接触压力，降低接触电阻值及电能消耗以提升接点的通流能力。线接触是由连接板上的 4 条凸棱实现的，凸棱的高度各不同，但与汇流排内壁的楔形斜面相匹配，确保接触紧密。 利用楔形斜面连接可以防止汇流排连接处向下弯坠形成硬点。
（5）刚柔过渡元件
刚柔过渡元件也叫刚柔过渡本体，它的全称是切槽镶嵌式刚柔过渡本体，它是刚性悬挂系统与柔性悬挂系统相互衔接的重要过渡介面构件。 刚柔过渡本体的截面及材质与汇流排一致，但在本体每隔一定的距离开有多个切槽，每个切槽的深度逐渐地朝单一方向增深，使本体的刚性朝单方向逐渐减少，柔性逐渐增大，避免硬点的形成以及接触线进入刚性系统时不会产生金属疲劳而可能发生断裂的危险，从而保证受电弓通过此过渡介面时能平滑及顺利地从柔性悬挂系统进入刚性悬挂系统， 反之亦然。
在 刚 柔 过 渡 本 体 设 有 多 只M10 螺钉，保证刚柔过渡钳口对接触线的夹紧力不因开了切槽而减弱， 在本体上另设有专用线夹，它可以承受柔性悬挂接触线的全部张力 12kN 亦不会发生滑线现象。为了防止专用线夹在受力后可能出现的扭动，影响受电弓与接触线的接触及受电，在刚柔过渡本体上设置有专用的防扭装置。
（6）接触线
刚性悬挂所用接触线与柔性悬挂相同。
放线时，应在接触线两凹槽内涂抹导电油脂， 它有两个作用：防止铜质接触导线与铝合金汇流排之间产生金属电化腐蚀；维持铜铝金属之间的导电能力。
（7）锚段关节
与柔性接触网系统相似，刚性悬挂系统也有锚段关节（也分为非绝缘锚段关节和绝缘锚段关节两种）。
非绝缘关节两接触线间距为150mm， 两 锚 段 之 间 用 5 根150mm2的软电缆连接； 绝缘关节两接触线间距为 260mm，两锚段间无电连接，实现电气分段。
（8）线岔
刚性悬挂系统中的线岔概念与柔性系统的线岔大不相同，柔性系统线岔处两支导线要相交，相交处要安装线岔，使受电弓不论从哪个方向通过都能良好取流；而刚性悬挂系统中的线岔两支导线不相交，而是通过类似锚段关节的形式过渡。
（9）中锚
柔性系统的中锚起保护作用，而刚性系统中由于接触线不存在张力， 也就不会出现断线事故，中锚只起一个定位防止汇流排窜动的作用， 汇流排根据温度变化，向锚段两侧同时伸缩。
3、架空刚性悬挂的参数
接触导线的高度为 4040mm，拉出值在±200mm 之间，只有在关键点 （一般为锚段关节处及中锚处）才有固定的拉出值，其它各定位点拉出值根据本锚段的实际情况调整，使汇流排呈平滑的曲线状态。
4、结束语
接触网刚性悬挂的结构形式相对于传统的柔性悬挂接触网来讲更简单、更紧凑，施工方便。 并且具有安全可靠、易于维护、国产化高、节约投资、灵活方便、性能优良等特点，同时由于形式特殊，施工精度要求较高。
京公网安备 11010202007575号