AC25kV柔性接觸網在城市軌道交通中的應用

張云程

【摘??要】本文以成都軌道交通17號線一期工程為例介紹了AC25kV柔性接觸網在城市軌道交通的應用情況，從接觸網支持定位結構形式、懸掛導線組成、絕緣關節設置三個方面分析了AC25kV柔性接觸網與低壓直流接觸網異同，并對AC25kV柔性接觸網在城市軌道交通應用中存在的一些問題給出了解決方案。

【關鍵詞】AC25kV柔性接觸網;城市軌道交通;低壓直流接觸網

0?引言

隨著城市規模的不斷擴大，城市軌道交通從主城區延伸到衛星城市，低壓直流接觸網已經不能滿足長距離快速運輸乘客的需要，AC25kV柔性接觸網因良好的高速弓網電氣機械性能在城市軌道交通的應用成為了現實。目前已有北京地鐵新建機場線、成都地鐵17號線、18號線等采用了AC25kV柔性接觸網，對AC25kV柔性接觸網在城市軌道交通中的應用分析研究具有一定實踐意義。

1?成都軌道交通17號線AC25kV柔性接觸網簡介

成都軌道交通17號線是連接成都中心城區、溫江、雙流東升的市域快線。一期工程：金星站（含）～九江北站～機投鎮站（含），線路正線全長約26.1km，共設置車站9座，其中高架站2座，地下站7座，平均站間距約3.2km，車站間距較長。牽引供電系統采用AC25kV架空柔性接觸網供電，帶回流線的直接供電方式，全線設計時速140km/h，接觸網懸掛類型采用全補償簡單鏈型懸掛（如圖1、圖2所示），主要技術參數指標：額定電壓?AC25kV，導高?5000mm，直線拉出值：±200mm。

圖1?隧道內AC25kV柔性接觸網???????????圖2?隧道外AC25kV柔性接觸網

1.1支持裝置

腕臂柱采用絕緣旋轉平腕臂支持結構形式，腕臂結構由平腕臂、斜腕臂、腕臂支撐等構成。轉換柱、道岔柱采用雙腕臂裝配形式，定位器均采用鋁合金限位定位器。

1.2正線接觸網懸掛導線組合

地面段采用1根承力索+1根接觸線+2根加強線+1根回流線+1根架空地線的組合方式，地下段采用1根承力索+1根接觸線+2根加強線+1根回流線的組合方式，渡線采用1根承力索+1根接觸線的組合方式。

1.3絕緣關節設置

在變電所、分區所出口附近位置接觸網設置關節式電分相裝置，六跨關節電分相關節由兩個四跨絕緣關節構成。停車場、車輛段出入段線與正線接觸網間設置電分段，電分段采用絕緣錨段關節。25kV變電所供電臂供電距離長，在電分相裝置、場段出入段線位置設置絕緣關節就能滿足供電分區要求。

2?AC25kV柔性接觸網與DC1500V接觸網對比

中國城市軌道交通接觸網大多采用DC1500V供電制，以蘇州地鐵5號線為例線路全長44.1km、設站34座、平均站間距1.32km，接觸網系統地下段隧道內采用架空剛性懸掛（如圖3所示），地面采用架空柔性的全補償簡單鏈形懸掛（如圖4所示），最高運行速度80km/h，主要技術參數指標：額定電壓?DC1500V，剛性懸掛導高?4040mm，柔性懸掛導高?4600mm，直線拉出值：±200mm。

圖3?隧道內DC1500V剛性接觸網????圖4?隧道外DC1500V雙承雙導柔性接觸網

2.1支持裝置

1）與隧道內DC1500V接觸網剛性懸掛支持裝置對比

隧道內DC1500V接觸網剛性懸掛支持裝置一般采用錨栓+槽鋼+絕緣子（含定位線夾）的組合方式，與AC25kV架空柔性接觸網支持裝置相比具有結構簡單、維護方便的特點;但定位點間距小，通常8米設置一個懸掛定位點，且剛性懸掛點位置固定支持裝置不能沿順線路和垂直地面方向產生位移，從而造成機車運行時受電弓與接觸網跟隨性差。AC25kV柔性接觸網支持定位裝置采用旋轉腕臂加定位器的組合方式，結構相對復雜，但腕臂可以圍繞腕臂底座旋轉、定位器垂直方向可以抬升，電力機車行駛時受電弓與接觸網跟隨性好。

2）與地面DC1500V柔性接觸網懸掛支持裝置對比

地面DC1500V接觸網支持裝置一般采用架空柔性接觸網結構，接觸懸掛在隧道口通過剛柔過渡的形式進行轉換，支持結構與AC25kV柔性接觸網基本相同，采用平腕臂、斜腕臂、腕臂支撐的結構形式。DC1500V接觸網載流量大需采用雙承力索雙接觸線，定位器定位線夾采用雙槽結構固定接觸線;支持結構腕臂可以圍繞腕臂底座旋轉、定位器垂直方向可以抬升，電力機車行駛時受電弓與接觸網跟隨性好。

2.2懸掛導線組合方式

1）與隧道內DC1500V接觸網剛性懸掛導線組合方式對比

隧道內采用架空剛性懸掛采用P型鋁合金匯流排+接觸線+架空地線的組合方式，接觸線直接固定在匯流排下方的夾槽內，接觸線終端沒有補償固定，機車受電弓沿接觸線接觸滑動時，接觸線垂直方向上沒有位移，當受電弓因為震動出現離開接觸線的趨勢時，剛性懸掛接觸線被匯流排垂直固定不能跟隨受電弓垂直方向上下移動，弓網關系較差。AC25kV柔性接觸網接觸線具有一定彈性，當受電弓脫離出現離開接觸線的趨勢時，接觸線在彈性回復力的作用下會跟隨受電弓運動，具有良好的弓網耦合性能。

2）與地面DC1500V接觸網柔性懸掛導線組合方式對比

地面DC1500V接觸網柔性懸掛也是采用全補償簡單鏈形懸掛，導線采用雙承力索+雙接觸線+架空地線的組合形式，與AC25kV柔性接觸網接觸導線的弓網關系相同，接觸線與受電弓運動具有跟隨性，弓網關系好，能滿足機車高速運行的要求。

2.3絕緣關節的設置

DC1500V接觸網正線電分段與牽引變電所布置相結合，需滿足正常運行要求和牽引變電所解列時越區供電的運行要求;正線在有牽引變電所車站的進站端設電分段，電分段采用絕緣錨段關節型式，車輛段出入段線與正線引出線之間設置絕緣錨段關節式的電分段。DC1500V變壓所供電臂向接觸網供電距離短，與AC25kV柔性接觸網絕緣關節的設置位置不同，DC1500V接觸網基本上每個車站都設置有絕緣關節，蘇州5號線正線全線34個車站有17個車站設置了絕緣關節，而成都17號線一期工程全線26公里全線7個車站AC25kV柔性接觸網只在區間2個電分相處設置有絕緣關節。絕緣關節的設置是為了保證接觸網故障時減小停電檢修范圍，以及通過絕緣關節處的隔離開關操作使相鄰錨段的接觸網電氣連通實現越區供電，由于城市軌道交通車站密集、區間短，AC25kV柔性接觸網絕緣關節設置少，不利于接觸網小范圍停電檢修。

3?AC25kV柔性接觸網運用中存在的一些問題

成都軌道交通17號線AC25kV柔性接觸網在建設過程中因受現場條件限制，以及地鐵運營要求的特殊性，出現了一些問題，本文對出現的部分問題進行分析，并介紹了相應的解決方案。

3.1高架段加強線架設受樹木影響

從支柱受力平衡考慮，高架段柔性接觸網加強線宜設置在田野側，為確保安全鐵路設計規范要求加強線距野外樹木水平距離不大于3.5米。成都17號線高架途經溫江市郊，土地費用高，征地范圍邊界線距高架橋外沿20cm。高架沿線多為農用苗圃基地和住宅，有很多高大樹木，加強線沿田野側架設后絕緣距離不滿足設計要求，需對高架段沿線樹木進行了砍伐移植，增大了投資。將加強線安裝位置改移到線路側可以極大的避免了沿線樹木對接觸網的影響，同時通過調整支柱斜率的方法使支柱受力平衡。

3.2正線絕緣關節設置少不利于停電檢修

成都17號線正線一期工程正線全長26公里9站8區間，初步設計參照鐵路標準，在溫泉大道站-明光站區間分區所電分相處設置了絕緣關節。施工過程中考慮地鐵行車密度大、縮小接觸網發生故障時對運營的影響，降低運營風險，結合線路狀況和行車調度需求在金星站-黃石站區間、鳳溪河站-溫泉大道區間增加絕緣關節。

3.3場、段接觸網鋼軌回流對信號計軸磁頭電磁干擾

成都17號線正線一期工程場段接觸網采用軌回流，軌回流造成庫前信號計軸磁頭受擾，需對場段接觸網軌回流設置進行優化。通過在測試計軸點和低頻天線間增加回流線使鋼軌中的電流通過回流線回到變壓所，有效改善了信號計軸的電磁受擾影響。

3.4其他問題

盾構區間補償裝置、電動隔離開關的位置與弱電電纜、疏散平臺的位置沖突等，都需要根據現場進行優化。

4?結語

AC25kV柔性接觸網在地鐵領域的應用還處于初步階段，地鐵與鐵路要求不同，不能照搬鐵路標準，必須結合現場實際進行優化以滿足地鐵運營的需要，在建設過程中不斷完善，為城市軌道交通建設的發展提供堅實的技術保證。

參考文獻：

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[4]?劉剛.城市軌道交通接觸網技術[M].北京：中國鐵道出版社，2011.

（作者單位：中交機電工程局有限公司）