最新高铁设计规范电力牵引供电.docx

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最新高铁设计规范电力牵引供电

最新高铁设计规范电力牵引供电

11电力牵引供电11.1一般规定11.1.1牵引供电系统能力应与本线的线路能力、路网中的定位相匹配。

11.1.2牵引供电系统应保证可靠性、独立性和完整性。

在确保高速铁路安全可靠供电和运营方便的前提下，有条件时可对相邻线和枢纽供电。

11.1.3牵引供电系统正常运行或故障时，应保证人员及设备安全。

11.2牵引供电11.2.1牵引负荷为一级负荷;牵引变电所应采用两回独立进线，并互为热备用;供电电源应采用220kV或以上电压等级，电力系统供电质量应符合国家相关规定。

11.2.2接触网的标称电压为25kV，长期最高电压为27.5kV，短时（5min）最高电压为29kV，设计最低电压为20kV。

11.2.3正线牵引网宜采用2×25kV供电方式;枢纽地区跨线列车联络线、动车组走行线和动车段（所、场）等可采用1×25kV供电方式。

11.2.4牵引变电所分布应按本线最高设计速度的动车组以行车组织确定的列车编组和追踪运行间隔进行设计。

11.2.5动车段（所）应采用两回电源供电，其中至少应有一回为独立电源。

11.2.6牵引变压器结线型式优先采用单相结线，困难时可采用其他结线型式。

11.2.7牵引变压器、自耦变压器应采用固定备用方式;正常运行时，牵引变压器一台（组）运行，另一台（组）备用。

11.2.8牵引变压器安装容量按交付运营后第五年运量确定，并按远期运量预留条件;牵引变压器、自耦变压器过负荷能力应符合高峰小时牵引负荷的需要。

11.2.9牵引变压器短路阻抗选择应在符合电压要求前提下，兼顾降低短路电流。

11.2.10牵引网采用同相单边供电。

自耦变压器所、分区所处应具备上、下行并联供电条件。

11.2.11在正常供电布局的前提下校核牵引变电所的越区供电能力。

越区供电能力至少应保证该区间有一对动车组按设计速度运行。

11.2.12接触电压长期持续值不应高于60V，瞬时（0.1s）值不应高于842V。

11.2.13牵引变电所一次侧平均功率因数应按不低于0.9设计，牵引供电应减少负序及谐波对电力系统的影响。

11.2.1427.5kV单芯电力电缆线路正常感应电势最大值应满足下列要求:

1未采取能有效防止人员任意接触金属护层的安全措施时，不得大于60V。

2除上述情况外，不得大于300V。

11.3牵引变电11.3.1牵引变电所电源侧主接线应结合外部电源条件确定，宜采用线路变压器组接线或分支接线;馈线侧接线宜采用上下行断路器互为备用的接线型式，并符合上、下行分别供电和并联供电的运行方式要求。

11.3.2分区所主接线应按同一供电臂的上、下行并联供电及非正常供电运行的越区供电设计。

上、下行并联供电应采用断路器接线方式，越区供电应采用隔离开关接线方式。

11.3.3自耦变压器所主接线应按上、下行并联供电设计，并应采用断路器接线方式。

11.3.4牵引变压器应采用无载调压方式，无载调压开关应纳入远程监控。

11.3.5220kV配电装置一般采用户外单体式布置，在地形困难或重污秽的地区及重要城市，可采用GIS组合电器。

时速300公里及以上高速铁路的27.5kV配电装置宜采用GIS开关柜。

11.3.6220kVGIS组合电器宜采用屋内布置，各元件间的布置应根据安装、检修、试验和运行维护等的需要确定，其室外带电部分的最小安全净距应符合现行铁道行业标准《铁路电力牵引供电设计规范》TB10009的有关规定。

11.3.727.5kVGIS开关柜室内布置应符合下列要求:

1操作、维护通道最小宽度应符合表11.3.7的要求。

表11.3.7GIS开关柜操作、维护通道的最小宽度表单排布置双排布置操作通道维护通道操作通道维护通道1.5m0.8m2.0m1.0m注:

?

通道宽度在建筑物的墙柱个别突出处允许缩小0.2m;?

为方便搬运，通道宽度应不小于最大设备的外形尺寸加0.4m。

2开关柜靠墙布置时，柜背离墙距离宜取

0.05m。

327.5kV高压室、自用变压器室等应设电缆夹层。

11.3.8牵引变电所、开闭所、分区所、自耦变压器所应采用具有远动终端的综合自动化系统。

综合自动化系统由当地监控及通信处理单元、保护测控单元、安全监控单元组成，并应有与交直流系统监控等其他智能设备接口功能，通过远动通道实现远程监控。

11.3.9牵引变电所、开闭所、分区所、自耦变压器所应按无人值班设计。

牵引变电所应考虑有人值守条件。

11.3.10继电保护的配置应符合下列规定:

1牵引变电所的电源进线设失压保护;牵引变压器设差动、过负荷、高低压侧分别带低电压启动的过电流保护、瓦斯、油温保护;馈线设阻抗、过电流、电流增量保护。

2分区所馈线设失压、阻抗、过电流、电流增量保护。

3自耦变压器所馈线设失压保护。

4自耦变压器设差动、过负荷、过电流、瓦斯、油温保护。

11.3.11自动装置设置应符合下列规定:

1牵引变电所、开闭所互为备用的电源进线设自动投入装置。

2互为备用的牵引变压器和自耦变压器设自动投入装置。

3牵引变电所馈线设一次自动重合闸装置。

4分区所、自耦变压器所馈线设检压合闸装置。

5牵引变电所馈线设故障测距装置。

11.3.12接地装置应符合下列规定:

1牵引变电所、开闭所、分区所、自耦变压器所应设置以水平接地体为主的网格式电气设备接地装置，其接地装置应纳入综合接地系统。

2牵引变电所、分区所、自耦变压器所室外应设集中接地回流箱，室内设接地母排，箱内接地回流母排和室内接地母排应分别与所内接地装置相连。

3室外接地装置的接地体应采用铜材质。

11.3.13回流设置应符合下列要求:

1牵引变电所、分区所、自耦变压器所应设回流导体，分别与接触网回流线和信号扼流线圈中点相连接。

2回流导体可采用电缆或裸导体。

11.3.1427.5kV专用电缆选择应符合下列规定:

1采用交流、单芯、铜导体交联聚乙烯绝缘电缆。

2外护层应选用非磁性金属铠装层。

3牵引变电所27.5kV馈线每回路电缆宜采用n+1备用方式。

11.3.1527.5kV专用电缆敷设方式应符合下列规定:

1所内、所内至铁路路基或桥梁区段27（5kV专用电缆宜采用电缆沟敷设方式。

27（5kV专用电缆不同回路应分设在不同层电缆支架上。

2所内27（5kV专用电缆与控制电缆宜分沟敷设，同沟时应分层敷设。

变电所至路基或桥梁区段27（5kV专用电缆宜按上、下行分沟敷设，分区所、自耦变压器所至路基或桥梁区段上、下行可同沟敷设。

327.5kV专用电缆在桥上或路基上局部水平敷设时，可与电力电缆沟同槽敷设，但应采取隔离措施。

427.5kV专用电缆在隧道内敷设时，应沿隧道壁设置电缆爬架或穿管敷设，电缆爬架应满足防火防潮防腐要求。

11.3.1627.5kV专用电缆金属护层接地方式应符合下列规定:

1当线路不长时宜采用单点直接接地方式;线路较长时宜划分适当的区段，且在每个区段应实施电缆金属护层的绝缘分隔，实现线路采用单点直接接地方式。

2采用单点直接接地方式时，另一端宜设置护层电压限制器。

11.3.1727.5kV专用电缆终端头选择与配置应符合下列要求:

1电缆与导体相连时，电缆终端头宜选用预制式电缆终端头，机械强度应符合安装处引线拉力、风力和地震作用力要求。

2电缆与电器相连且具有整体式插接功能时，电缆终端头应选用可分离式（插接式）电缆终端头，11.3.18牵引变电所、开闭所27.5kV专用电缆应设置温度在线监测系统，并能实现远程监视。

11.3.19当接触网隔离（负荷）开关的电动操作机构的电源由牵引变电所、开闭所、分区所、自耦变压器所供电时，其电源电缆在所内应设置电涌保护器（SPD）。

11.4供电调度系统11.4.1高速铁路应设置供电调度系统。

该系统作为运营调度系统的

独立子系统，其设计应符合铁路信息化总体规划，符合铁路运输的需要，综合考虑系统功能和与运营调度等相关系统实现业务功能的衔接及信息共享。

11.4.2供电调度系统由远动系统、供电维护管理系统等子系统组成。

各子系统宜设置专用信息处理平台，通信承载平台宜采用铁路数据通信网，实现各子系统之间的信息交换。

远动系统应采用牵引供电、电力调度合一的方式。

11.4.3远动系统由设在调度所的控制站和设在牵引变电所、开闭所、分区所、自耦变压器所、接触网开关控制站、电力变（配）电所、开关站等地的被控站及复示设备、传输通道等构成，其结构方式宜采用1对n的集中监控方式;对于规模较大的远动系统，远动信息的通道宜采用分层或分群。

远动监控对象应由遥控（调）、遥信和遥测三部分组成，具体监控对象应符合运营的需要。

11.4.4供电维护管理系统由设在维修基地中的维护管理主站及其终端、综合维修车间及工区的终端及通道组成，按照分层设计和分级管理的方式构成一个计算机维护管理系统。

11.5接触网11.5.1主要基础数据应符合下列规定:

1接触网设计的温度、覆冰厚度等气象条件，应根据现行国家

和最近记录年限25年及以上的沿线气象资料计标准《建筑气候区划标准》GB50178

算。

接触网系统正常工作时的最大温度变化范围宜取100K。

2运行基本风速应按正常行车风速确定，无确切资料时应按现行铁道行业标准《电力牵引供电设计规范》TB10009确定。

结构基本风速应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009，按50年一遇基本风压计算确定。

计算运行设计风速和结构设计风速时，应根据地区、地形、高度对相应基本风速进行修正使用，并保证接触网主要构件在结构设计风速下不被破坏。

隧道内结构应考虑驶过列车引起的气动力的影响。

3污秽等级的选用和划分应考虑地理环境并结合具体工作条件的特点确定。

25kV绝缘子爬电距离宜大于等于1400mm。

4接触网设计应符合机车车辆限界和受电弓动态包络线的要求。

5接触网悬挂类型应考虑与动车组上相应位置和间距的单弓、双弓或多弓运行匹配。

6接触网系统设计使用年限不应小于30年。

接触线寿命应根据磨耗确定，或不少于200万弓架次。

7接触网在自然环境中应符合可靠性、安全性的要求，有足够的机械、电气强度和安全性能。

11.5.2高速接触网的系统设计应进行接触网,受电弓系统的高速运行动态性能匹配的仿真评估，多个受电弓升弓运行时应对每个受电弓的受流情况进行仿真评估，评估标准应符合下列规定:

1动态接触压力应符合表11.5.2的要求。

表11.5.2动态接触压力标准速度（km/h）250300350平均接触压力F（N）?

130?

150?

180m最大接触压力F（N）?

250?

250?

350max最小接触压力F（N）000min2仿真计算离线率不应大于1,。

3最高设计速度与接触线波动传播速度之比不应大于0.7。

4弹性链型悬挂的弹性不均匀度不应大于10,;简单链型悬挂的弹性不均匀度250km/h、300km/h时不宜大于40,，350km/h时不宜大于25%。

5受电弓动态包络线的横向摆动量及动态最大抬升量宜根据弓网仿真数据或不少于10年的运营检测数据分析确定。

受电弓横向摆动量宜按直线区段250mm、曲线区段350mm设计，动态最大抬升量不应小于150mm。

11.5.3接触网系统设计应符合下列规定:

1接触网悬挂类型采用全补偿简单链形悬挂或全补偿弹性链形悬挂。

双弓或多弓取流时宜采用弹性链型悬挂。

2接触线、承力索应采用铜合金材质。

设计速度300km/h,350km/h的接触线宜采用高强度铜合金材质。

3接触线、承力索的额定工作张力应符合下列规定:

1）接触线、承力索的额定工作张力应符合许用工作应力的安全要求。

2）接触线额定工作张力应符

合波动传播速度的要求，并经系统仿真评估后确定，安全系数不应小于2.0。

在考虑接触线、承力索允许工作温度、接触线最大磨耗、风和冰载、补偿装置精度和效率等因素引起的折减系数后，接触线、承力索允许工作应力不应大于其抗拉强度或拉断力的65%。

3）设计速度250km/h、300km/h时，接触线、承力索截面和工作张力应根据实际工况，通过供电计算及弓网仿真计算后确定。

当采用2铜合金150mm接触线时，额定工作张力一般不应小于25kN;当采2用铜合金120mm接触线时，额定工作张力一般不应小于15kN。

24）设计速度350km/h时，铜合金150mm接触线额定工作张力不应小于28.5kN。

4接触线悬挂点高度不宜小于5300mm，最低点高度不宜小于5150mm。

除锚段关节外，接触线悬挂点高度的设计坡度，速度大于250km/h时应为0，速度为250km/h时应小于等于1‰，坡度变化率应小于等于0.5‰。

5结构高度宜选用1.6m。

特殊情况下，速度在300,350km/h区段，最短吊弦长度不小于600mm，结构高度不得小于1.1m;速度在250km/h区段，最短吊弦长度不小于500mm。

6跨距宜经系统仿真评估后确定，可按表11.5.3,1选用。

表11.5.3,

设计速度250km/h300km/h350km/h标准跨距（m）505050简单链1跨距选用表

型悬挂最大跨距（m）555555标准跨距（m）606055弹性链型悬挂最大跨距（m）6565607空气绝缘间隙应按表11.5.3,2选用。

表11.5.3,2空气绝缘间隙表正常工况序号项目下最小值（mm）1接触网、供电线、正馈线等带电部分至接地体的间隙3002接触网带电部分至机车车辆的间隙3503接触网、供电线、正馈线等带电部分至跨线建筑物的间隙5004受电弓振动至极限位置和导线被抬起的最高位置距接地体的瞬间间隙200525kV带电绝缘子接地侧裙边距接地体间隙100643.3kV绝缘间隙（120?

相位电分相间，如分相关节）400750kV绝缘间隙（180?

相位电分相间，如AT区段正馈线与接触网间）5408道岔及锚段关节处受电弓始触区范围应为距受电弓中心600,1050mm及抬升150mm（300km/h及以上为200mm）构成的空间区域。

9高速铁路车站、自然风景区段应考虑人文、地域等特点，依据平衡、形状、形式、色彩、运动等要素，进行接触网与整体系统协调的景观设计。

1）正线接触网支柱宜采用单腕臂柱形式，站台区宜选用线间立柱、与雨棚柱合柱、高架站房吊柱方案，无站台柱雨棚的车站站台应避免立杆，咽喉区可采用轻型硬横跨。

2）腕臂柱宜采用H型钢柱等视觉轻型支柱，250km/h的线路腕臂柱路基段工程中一般采用钢筋混凝土等径圆支柱，桥梁上、车站线间立杆采用热浸镀锌热轧H型钢柱。

300、350km/h线路腕臂柱工程中一般采用热浸镀锌热轧H型钢柱。

钢筋混凝土等径圆支柱直径不应大于350mm，H型钢支柱垂直线路方向宽度不应大于300mm。

3）区间接触网支柱轨面以上高度宜统一，支柱顶部距接触悬挂安装上底座露头高度一般不大于300mm。

4）接触网腕臂结构、绝缘子等宜采用低纯度色调并与景观协调。

10接触网设计应符合可靠性、可用性、可维修性和安全性（RAMS）的要求，进行可靠性的系统分配设计，确定各部分合理的、可控制的、可量化的可靠性指标。

11重污染或重雷区以及高路基、高架桥、隧道口等重点地段的接触网应增设氧化锌避雷器，接触网下锚绝缘子、分段绝缘子采用复合棒形绝缘子等防雷措施;接地装置、接地引下和连接措施应符合系统绝缘匹配、热稳定性校验、机械强度和抗腐蚀等要求。

11.5.4主要设备零部件的选型应符合下列规定:

1关键受力件及其构架的联结宜采用螺栓、销钉等连接方式，并应有止动垫圈等防松措施。

2腕臂用绝缘子应采用抗弯强度12kN及以上

的瓷棒形绝缘子，速度300km/h、350km/h时宜采用抗弯强度16kN瓷棒形绝缘子。

下锚绝缘子、分段绝缘子采用复合棒形绝缘子。

3吊弦应采用载流型整体吊弦。

弹性吊索宜选用铜合金绞线JTMH35。

接触线电连接线夹应采用无螺栓型线夹。

4腕臂应采用耐腐蚀能力强的可旋转平腕臂结构。

正线定位器宜采用带等电位连接线的铝合金限位定位器。

定位装置宜采用防风支撑加防风拉线方式。

5分段绝缘器应采用带消弧功能的分段绝缘器。

6正线应采用成熟可靠的棘轮或滑轮组补偿装置，传动效率应不小于97%，传动比宜为1:

3，采用铁坠陀。

正线中心锚结应采用防断式结构。

7支柱、下锚及拉线、吊柱等的基础应采用土建预埋。

隧道内安装基础应采用安全、可靠、耐受动荷载、防火、经济、便于调整的预埋结构。

11.5.5接触网供电分段设计应符合下列规定:

1接触网供电分段应符合维修天窗的检修条件，同时应符合双向行车及事故抢修的要求，在车站两端、长大隧道的出入口宜设置绝缘锚段关节及电动隔离开关。

2电分相应设在进站信号机500m以外或经行车检算确认，应避免设在变坡点、大电流和加速区段，宜设置在6‰及以下坡度的区段。

3电分相应采用带中性段的绝缘锚段关节形式，中性段应设电动负荷隔离开关并与前进侧接触网相连。

4供电线宜采用架空方式，地形困难处及上网处可采用电缆方式，上网开关应采用电动隔离开关。

5大型及以上旅客车站的接触网应根据行车组织及运营维护需要，按行车组织或站台分区分束供电，应满足基本站台独立停电检修的要求。

当旅客车站设有牵引变电所或开闭所时，每束接触网应设独立供电线。

分束供电时，应设电动隔离开关并纳入远动。

11.5.6接触网平面布置应符合下列要求:

1正线接触线在最大风速时对受电弓中心的偏移不宜大于450mm，困难情况下直线地段不得大于500mm。

2相邻跨距之差不应大于10m。

3正线接触网锚段长度不宜大于2×700m，隧道内不应大于2×700m。

4锚段关节宜采用五跨或四跨形式，速度300km/h、350km/h时宜采用五跨形式。

5正线道岔上方的接触网布置宜采用无交叉定位方式，对侧线通过速度120km/h及以上的道岔区可采用带辅助悬挂的无交叉关节定位方式。

6悬挂定位点处相邻跨接触线顺线路方向夹角变化不宜大于4?

。

11.5.7接触网安装设计应符合下列规定:

1接触网任何设备安装均不得侵入受电弓动态包络线。

2悬挂点处安装设计应按不小于1.5倍的动态最大抬升量进行安全校验，没有限位装置工作时，应按不小于2倍的动态最大抬升量进行。

3在始触区范围内不得安装除吊弦线夹外的其它线夹或设备零件。

4接触网支柱距正线的侧面限界在无碴轨道地段不应小于3.0m;有碴轨道地段不应小于3.1m;车站内困难条件下直线地段不应小于2.5m。

11.5.8接触网结构设计应符合下列规定:

1接触网结构设计应按照现行《建筑结构荷载规范》（GB50009）进行荷载分析，并应符合系统设计寿命需求。

2接触网结构设计应考虑永久荷载、可变荷载和偶然荷载效应，并应符合荷载效应组合的正常使用极限状态和承载能力极限状态要求。

3基础设计应考虑土壤承载力、地下水浮力的作用。

基础及支柱限界的设计应考虑支持结构挠度和斜率的影响。

在设计运行风速时的可变荷载作用下，接触线悬挂点高度处的支柱挠度不应大于25mm。

4接触网结构设计的荷载分项系数宜按以下参数选取:

永久荷载分项系数（γG）为1.35，当荷载对结构有利时可取1.0;可变荷载分项系数（γQ）为1.4。

11.5.9接触网的回流与接地设计应符合下列规定:

1接触网接地应纳入综合接地系统，有效降低钢轨电位，保证人身设备安全。

2牵引网应设置作为钢轨工作回流的并联通道。

回流线或保护线可

兼作闪络保护接地的作用。

3上、下行回流线或保护线应根据计算确定的距离设过轨并联，并与综合接地系统相连;回流线或保护线应通过信号扼流圈中点与钢轨连接，间隔一般不宜大于1500m，并接入综合接地系统。

牵引供电专业配合信号专业对具体接入点和间隔进行检算。

4行人较多的车站站台应采取保障旅客生命安全的综合接地措施。

11.5.10受施工及维修影响的接触网系统设计参数，应根据相关标准考虑误差控制的要求。

11.6电磁干扰防护11.6.1牵引供电系统对有线通信设施的危险影响、杂音干扰影响的计算方法及容许值，应符合国家及行业现行相关技术标准的规定。

同时，杂音干扰影响的计算还应考虑动车组产生的谐波特性。

11.6.2高速铁路与电视差转台、调幅广播收音台、短波和超?

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11.6.3牵引供电系统对油气管道的电磁影响、高速铁路与油库、液化气库等易燃易爆品库的安全距离，应按国家及行业现行相关技术标准的规定。

11.6.4在分析、计算电磁感应影响时，应考虑高架桥梁、城市环境等屏蔽效果。

11.6.5高速铁路设置电磁干扰防护措施时，不得影响行车安全，不得改变、降低系统或设施的原功能及性能。

11.6.6选择线路方案时，遇重要无线台站及国防设施时应符合防护距离等指标要求;对一般的无法绕避台站，经经济技术比较后，可采取整体或部分搬迁、改进接

11.7.1收天线、提高接收信号能力或架设导线列阵等技术措施。

11.7接口设计牵引供电专业接口设计应向国家电力部门提供牵引负荷、牵引变压器安装容量、年用电量等资料，以便电力部门完成牵引变电所接入系统方案。

国家电力部门应提供铁路部门归算至牵引变电所一次侧的系统短路容量等接口资料，以便完成保护整定计算。

11.7.2牵引变电专业接口设计1牵引变电专业应配合通信专业完成牵引变电所、开闭所、分区所、自耦变压器所等通信设备房屋等接口设计。

2牵引变电专业应配合房屋建筑专业完成牵引变电所、开闭所、分区所、自耦变压器所等的设备房屋、场坪、通所公路、设备基础支架、电缆夹层、沟槽管洞等的接口设计。

3牵引变电专业应向通信专业提供供电调度系统通道设计要求，包括通道的结构构成，主备通道的配置方式，信息传输通道的接口形式、带宽和通道的性能要求等。

11.7.4接触网专业接口设计1接触网专业应配合桥梁专业完成桥支柱基础、下锚拉线基础预留、桥梁综合接地（电力牵引供电部分）设置与预埋、跨线建筑物净空要求、接触网特殊桥支柱、沟槽管洞预留的接口设计。

2接触网专业应配合隧道专业完成隧道内接触网安装预埋件及其布置、隧道内综合接地（电力牵引供电部分）设置与预留、隧道内锚段关节及关节洞、下锚洞设置与预留、隧道内接触网设备安装洞预留、沟槽管洞预留的接口设计。

3接触网专业应配合地路、结构专业完成接触网预留基础对路基的影响、预留基础位置尺寸与电缆沟槽间的关系配合、接触网预留基础及其平面布置、沟槽管洞预留、综合接地在路基上设置与预埋的接口设计。

4接触网专业应配合站场、房屋建筑专业完成接触网立柱对线间距要求、预留基础及其平面布置、站台雨棚合架、雨棚及高架站房的综合接地（电力牵引供电部分）设置与预埋、反向行车时接触网对车站八字渡线、单渡线设置的要求等接口设计。

5结构专业应负责完成接触网特殊硬横梁、吊柱、支柱设计要求、跨线建筑物下安装预埋件、接触网支柱基础、拉线基础等的接口设计。

6接触网专业应配合沿线桥

梁、路基、跨线构筑物、无碴轨道、站房、站台、雨棚、接触网预留基础等建构筑物，完成闪络保护等电位的接口设计。

配合综合接地专业，完成电力牵引供电接地纳入综合接地的接口设计。

7接触网专业应与动车运用检修专业确认动车受电弓型号规格、取流受电弓个数及间距、对受电弓配备的具体要求、动车段（所、场）内接触网运行的接口设计。

8接触网专业应与信号专业配合确定接触网关节位置对信号机设置的要求、电分相布置的接受信号设备及列控信息配置、钢轨回流连接设置的接口设计。

9接触网专业应与综合维修专业确定综合维修机构