杨 雄

（长江沿岸铁路集团股份有限公司，湖北 武汉 448000）

接触网受多种因素影响，其中接触网施工技术是最重要的因素之一。高铁施工以及国内外运行试验与维修的实践证明，要保障高速供电线路系统的安全，除了必须选用优质和先进的受电弓等导线设备以外，同时还需要先进的安全运行标准，并保证具有一定的可靠性[1]。在遇到施工问题时，需要及时排查接触网线和各种高速电力布线系统在实施过程中的关键工艺控制点，并进行深入、细致地调研，以了解其先进技术，保证工程施工效率，并减少在施工时对线路及其他配电系统的额外影响。

1.1 技术参数的控制

因为工程的技术特点，在施工过程的中桥梁和地面支柱都需要在轨道工程施工前做好预先准备，因此在施工阶段，需要先对桥面施工条件和地面轨道的预先支撑进行技术分析，然后在后续工作中，逐步调整有关参数值，并在一定标准值范围内对其进行控制，以确定对地面轨道施工的有关要求，在中国高速铁路设计和施工过程中对技术的要求也相当高。在中国高铁施工阶段，目前有3套高精度的检测系统，即一级、二级和三级检测系统[2]，可对其进行检测，以保证地面轨道施工中相关参数的精度。轨道检测通过一级和二级精确测量系统和三级精确检测系统完成。在铁路施工过程中，使用轨距数据将从三级精确测量网络获得的数据导入特定建筑物中，施工人员必须将其作为在轨距施工中调整导线值的主要依据，以确保数值在规定范围内。

1.2 接触网结构参数

高速铁路接触网结构中布置于跨线桥上的触网上、和下游线路均为对称设计，档距约50 m，并且每侧设置了T线和F线两条馈电线。它由一条通信线与下方的另一条接触线所构成。另外，将空气连接电缆PW电缆）布置在两端，以避免电压回流[3]。而按照京津城际客运专线的特殊设计参数，大教堂F线、大教堂T线和大教堂T号线路在轨面的高程分别为6.9m、5.3m和7.4m。PW线路的安装位置和大教堂T的安装位置一致。桥梁间距为33m，高度则考虑为12m和16m两个典型高程（轨距地高度）。

1.3 高架桥参数

高架桥的主要结构包括箱梁和桥梁主体两个部分。其中，桥梁主体主要由墩体、支撑平台和桩基3个部分组成，并且支撑平台和桩基都是在地下建造的。根据接触网线路牵引供电有关的高架参数主要部分是对其内部接地导线进行的设计布局。根据《客运线路综合接地技术标准实施办法（暂行）》的规定[4]，高架箱梁的电缆室内放置两根接地线，箱梁上面板放置4根纵向接地棒（直径必须大于或等于16 mm），6根接地线穿过桥端横向连接杆的直径连接至接线盒杆的底部，两根接地杆放置在桥坞框架内。耦合装置从顶部引出，通过导线连接至箱梁底部的接地连接器，底部连接至轴承体的矩形平面接地钢筋。桥墩通常由6～8个桩基组成，每个桩基配有连接杆[5]。在高架桥施工中，接地钢筋不是单独设置的，而是从非预载结构钢筋（以下简称“结构钢筋”）中选择，该结构钢筋进行绑扎和粘结，并通过焊接工艺进行严格的等电位连接后使用。高架桥有数百根结构钢筋，箱形钢筋、码头竖井、承台和桩基的结构钢筋系都在箱梁上。

2.1 直击雷过电压计算模型

雷流波形在直击雷过电压计算模型数据中呈现为2.6/50us的斜角波。其中雷通道阻抗也与雷流幅值有关，当雷流较大时，取为820Ω，当雷流较小时，则取为320Ω[6]。这是由于接触网F线的雷击跳闸率很高，而受到F线屏蔽的T线雷击跳闸率较低；
提出了将PW线兼做避雷线使用以及在F线绝缘子上安装带串联间隙避雷器的防护方案，同时，建议加强高架桥非预应力结构钢筋与接地钢筋的可靠等电位连接，以提高防护方案的效果。

接触网导线和支柱传输。导线设计是以平行传输线为主，参数根据JMarti模型计算可得。其中，由承力索和接触线组成的T按二分裂导线处理。支柱采用传输线模型等值，波阻抗取250Ω。表1为试验中所获得的对接触网线路供电系统绝缘子正、负极特性以及对基准雷冲击的50%放电电压特性。

表1 接触网绝缘子雷电冲击50%放电电压

2.2 高架桥模型

高架桥模型主要以高架桥箱梁和桥梁为主要参数对象，采用综合法构建了各种高架桥仿真系统。根据相关客运专线的接地技术实施措施（临时），高架接地线包括接地线和接地钢筋。实际上，接地钢筋也与结构钢筋相连。当雷击电流通过时，结构钢筋也在一定程度上参与了雷击电流的消除。因此，在建模中考虑2种情况：1）是否只有接地线放电。2）结构加固能否有助于流体排放。只有在接地线放电时，才会考虑箱线的对角线和具有纵向连杆直径的平行线。因此，该文将其视为传输线，并通过JMarti模型的计算；
桥梁结构接地钢筋垂直布置，结构复杂[7]。首先，通过转矩法计算导纳法的频率响应，然后通过矢量匹配技术和网络合成理论计算导纳方法的频率响应范围，构建与冲击阻抗系数相对应的电路空间。本次采用一种有理函数近似求值方法，也就是矢量匹配。其中使用矢量匹配技术来近似导体结构的输入频率响应的响应数据，从而在理论参数基础上导出相应的有理函数表达式。矢量匹配在模型应用中，第一步是先将导体结构的特性进行传递分析，导出有理函数分式，然后进行迭代逼近计算，如公式（1）所示。

式中：an和cn分别为一阶有理分式的的零点和极点；
e为一次项系数；
d为常数项。

当迭代逼近计算时，选取一组初始极点， 并假设未知函数σ（s），其有理函数逼近σfit（s）如公式（2）所示。

设σ（s）与f（s）乘积的有理函数逼近（σf）fit（s）与σfit（s）具有相同的极点，如公式（3）所示。

则有（σf）fit（s）≈σfit（s）f（s），把这项公式展开得到式（4）：

将导纳频率响应计算结果f（si）及其相对应的频率si带入式（4），可得到以cn、、e及d为解向量f的超定线性方程组。

利用最小平方法对x进行求解后，可得到oat（s）和（f）mt（s）的表达式，进一步将其改写为分式表达式，并根据式（4）可得：

由式（6）可知，f（s）的极点为σfit（s）的零点。如果假设初始极点与f（s）的极点相同，计算获得的将与相 等，即σffit（s），因此可推断，将前一次计算求得的。为下次计算的初始极点反复迭代，将不断向真实极点收敛。完成极点an的迭代计算后（最后一次迭代求出的），将an、频率si，和桥墩响应f（si）带入式（1）可得到以cn、e、d为解向量的超定线性方程组，同样采用最小平方法对其求解，即可获得导纳传递特性的有理函数逼近f（s）。

在应用网络综合理论的过程中，f（s）可采用如图1所示的等值电路，电路可以进行等效处理。其中，f（s）的标准项d和一次项se分别对应电阻支路Ro=1/d和电容支路Co=e实际值。f（s）实数极点分式项采用RrLr，串联支路等值，其中Rr=-an/cn，Lr=1/cn。f（s）的共扼复数极点分式项采用RcLcCcGc。混合分支的等效值可与混合分支的分量参数值和混合分支的输入函数进行比较，并可通过键入等式获得。

图1 导纳传递函数等值电路

使用上述方法，在“仅考虑接地线泄漏”和“考虑结构钢筋泄漏”的条件下，建立高架桥箱梁和码头冲击变化阻抗的相应电路模型。根据铁路供电线路的设计，设计出提供牵引供电保护的高架桥结构钢筋布置图，从而确定“避免结构钢筋材料渗漏”模型。最后为了验证高架桥箱梁相应电路模型和码头冲击阻抗的准确性，可以采用直接计算扭矩法进行验证。

因为锚件接头电气连接用压制触线夹的方法并不符合标准，所以当电气接头夹掉落于触线表面下时，动车组将以240km/min的运行速率与触线夹产生撞击，使得受电弓自行下降或停止。钳体材质为T2铜，而“U”形夹材质为QSil-3。产品的机械要求是压紧后钳和螺丝扣间的最大摩擦压力为2.0 kN；
电学特性要求是联系点的电流不超过同样直径导线的电流。随着压力的增大，螺丝扣夹向平行于接触的开口内挤压。夹子两端外露螺纹的长度均为1mm～3mm。挤压后，夹子底部不能有高度大于2 mm的直尺。

3.1 问题分析

夹钳连接器与电气连接器经常在操作过程中脱落的主要原因是夹钳连接器的公差过大。当安装在接触导线上时，当零部件位置1（图2中显示）的凸起钩脚在安装过程中因为摩擦以及不正当操作导致脚钩长时间滑动被磨平或者因重量被压平，会导致接触线接式线夹的夹紧固定功能损耗。又由于夹线器在压制过程中的移动，调整了中心夹线器，并将柱塞的一侧压在一个直表面上（图2左位置1），将柱塞支撑在“U”形压力机的边缘上，该表面未按计划压入导线的弯头槽中，导致线夹持器夹持力不足，列车受电弓快速振动。

图2 接触线压接式线夹

在这类压力机的库存中所得到的堵塞解决方案和取样表明，在装配过程中通过将柱塞支撑于“U”字形线夹器中来产生较大空隙，提高钩脚的灵活性。当不满足上述工艺条件时，用电线沿导线方向滑动夹体，使下部导线安装孔从安装在接触线上的螺纹夹的开口端移动到螺纹夹的弯曲头，通过螺纹夹将其连接到接触线上[8]。卡箍不得脱落，轻轻向左和向右拉动已安装的卡箍，直到确保卡箍牢固安装为止。紧固件的制作工序不适当，与压线机的间隙过大，导致预安装后不平衡。在压缩过程中，中心线的操作直接压在压力机的表面上导致压缩力不足，无法牢固锁定接触线。

3.2 建议措施

在项目工程进行的过程中，压力机的安装质量仅取决于制造商授权的质量检测数据，没有定量和简单的方法来检查产品并生成检验报告。根据现场经验，压力机的外形尺寸和压力机后尺寸的检测也是检查压力机质量的方法，但误差水平很高[9]。对一次成型的压力机质量，制造商必须找出产品的外形尺寸和尺寸塑性变形后的标准和制造公差，。因为卡口的尺寸公差过大，所以禁止安装和使用不符合钢丝压具沿电缆滑动至“U”形夹要求的卡口或预安装后钢丝压具未严格联网的卡口。

接触线是我国高铁项目施工的关键内容。该类别的施工质量必须符合一定标准才能保证高铁运营。如果某个类别的施工中出现重大隐患会影响高铁的经营。中国铁路生产技术水平有了质的提升，但是中国高速铁路生产关键技术的研发时间比其他国家的研发时间短且有机钢建设基地滞后，在中国高速铁路经营过程中产生了一些问题。为了提高中国接触网包括中国高速铁路技术接触网的生产技术水平，必须加强建筑群的专业施工力量，完善施工标准，以降低施工误差，将各个施工环节串连起来才能不断优化中国高速铁路施工技术。

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