地鐵正線接觸軌電分段設置方案研究

摘要 該文主要目的為研究地鐵正線接觸軌電分段與配線的融合設置方案。通過在配線位置裝設接觸軌電分段，使接觸軌停電隔離區域與行車單線停運區域盡量保持一致。分析不同區段停電后電客車折返條件滿足情況及折返通過能力需求，篩選出最優電分段位置。該文為行車與供電在規劃階段的融合設計提供了一些參考意見，控制成本的同時提高調度靈活性，線路運行可靠性。

關鍵詞 地鐵；接觸軌；電分段；配線

中圖分類號 U239.5 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）04-0010-03

0 引言

地鐵正線接觸軌設置電分段將正線劃分為多個供電分區，用以實現當地鐵某些區段停電時，不至于影響整條線路，行車調度員依然能夠通過調整列車運行交路，保證運輸任務。而行車調度員調整列車運行交路需要正線上設置的各類配線來實現。

歸根結底，接觸軌電分段和大部分配線都有隔離部分區域的功能，都能有效提高地鐵線路的可靠性，是調度員靈活調度，科學調整的重要基礎。

1 可行性說明

目前全國地鐵正線接觸軌電分段位置基本按照《地鐵設計規范》（GB 50157—2013）[1]15.3.4中要求設置：對車站牽引變電所，設在列車進站端；對區間牽引變電所，設在變電所直流電纜出口處；配線與正線銜接處；車輛基地各電化庫入口處。

對于正線車站牽引所，電分段設置在進站端主要考慮列車進站時，電流相對較小，不易產生拉弧。考慮因素一：許多地鐵已采用再生制動，導致列車進站時產生較大反向電流。故電分段設置在進站端相較于其他位置已無明顯優勢。因素二：車站牽引所電分段兩側上網點由同一個牽引所供電，電纜長度相差不大，電分段兩側接觸軌端部彎頭之間壓降較小，列車通過時，不易產生拉弧現象。

基于此，正線電分段位置有較大調整空間，可根據列車運行交路方式進行電分段布置優化。

2 行車路徑與電分段

該文討論的配線均只針對可用以調整正線列車運行交路的配線，即連接正線上下行的配線。

2.1 基礎行車調整路徑

對于地鐵正線線路，研究電分段位置時，只需考慮單條正線上利用配線進行的交路調整，即：（1）列車由本條正線運行至配線；（2）列車由配線運行至本條正線兩種方式。

上述兩種方式的列車運行線路隨著配線與正線線路連接關系的不同而有所區別。

2.2 配線與正線基本連接關系

配線與上下行正線有2種基本連接關系：逆岔連接、順岔連接。列車通過逆、順岔配線運行，對應不同的行車路徑分別如圖1、2。

2.3 極值點

根據上述行車方式，取A為滿足如下要求的本線右極值點：當MA區段停電，列車依然能從本線運行至配線；取B為滿足如下要求的本線左極值點：當NB區段停電，列車依然能從配線運行至本線。見圖1、2。其中，M為正常行車方向下一個電分段點，N為正常行車方向上一個電分段點。

2.4 站臺附近單股配線極值點

當調整路徑上需在本線折返時，設極值點與道岔距離為S0，S0取值需滿足行車條件。亦可參照《地鐵設計規范》（GB 50157—2013）[1]6.4.3-7中盡端式折返線、停車線有效長度確定極值點，即S0=遠期列車長度+50 m。

當調整路徑上無須在本線折返時，極值點位于調整路徑與本線正常行車方向的分界點，即極值點位于道岔處。

逆岔極值點A在道岔處，極值點B在道岔正向來車方向側，且AB=S0，見圖1；順岔極值點B在道岔處，極值點A在道岔反向來車方向側，且AB=S0，見圖2。

2.5 實際配線極值點

地鐵實際用以調整運行交路的配線設置有如下幾種形式：單渡線、交叉渡線、存車線（包含折返線）。擔當運行調整任務的配線均設置在站臺附近，并以單獨設置或組合設置的形式，在站前、站中或站后與地鐵銜接，以實現應急或施工情況下的列車交路調整。

實際遇多條配線配置較近時，取Az為滿足如下要求的本線右極值點：當MAz區段停電，列車依然能從本線運行至配線（任一配線滿足即可）；取Bz為滿足如下要求的本線左極值點：當NBz區段停電，列車依然能從配線運行至本線（任一配線滿足即可）。

為滿足上述要求，Az點取所有配線的極值點A1、A2、…、An中最靠近正向來車方向的點；Bz點取所有配線的極值點B1、B2、…、Bn中最靠近反向來車方向的點。其中，n≥1。

按照Az與Bz的位置關系，可分為兩種情況：（1）Az在Bz的反向來車方向；（2）Az在Bz的正向來車方向。以兩條配線為例，示意圖如3、4，其中X為電分段實際設置點。

2.6 電分段位置討論

若多條配線附近僅設置一個電分段X，根據Az、Bz的位置關系，需確定此電分段X的最優點。

下面通過分析X在不同位置時，不同區段停電情況下，電客車折返后能依照正常行車方向運行的條件滿足情況。

（1）若Az在Bz的反向來車方向，如圖3，分析折返條件見表1、2、3。

由于MX區段停電時，列車壓力最大處X右側帶電區，故本線折返至鄰線的通過能力對行車調整至關重要。而當XN區段停電時，列車壓力最大處N右側帶電區，故鄰線折返至本線的通過能力對此時的行車調整作用相較于前一種情況更小。

通過比較，當0＜MX≤MAz時更合理，即較優區間，為使MX盡可能大，電分段設置在Az處最為合理。

當然，為保證XN區段停電時，能滿足下行至上行折返，建議在Bz處增設一個電分段。

若AZ同最近的Ax相距不遠，可視情況將電分段位置設置于Ax處，犧牲小段（AZAx）區域，提高MAx段停電時電客車交路調整的選擇性。

（2）若Az在Bz的正向來車方向，如圖4，分析折返條件見表4、5、6。

由表格可見，當MBz≤MX≤MAz時，折返能力最強，為較優區段；又由于MX區段停電時，列車壓力最大處X右側帶電區，故上行折返至下行的通過能力對行車調整至關重要。而當XN區段停電時，列車壓力最大處N右側帶電區，故下行折返至上行的通過能力對此時的行車調整作用相較于前一種情況更小。故應使MX盡可能大，即電分段設置于Az處最為合理。

3 牽引所位置優化

地鐵正線一般通過隔離開關將電分段相連，每個牽引所均設置越區隔離開關，若裝設渡線或存車線處均設置一個牽引所，則無須單獨裝設隔離開關。

配線設置標準如地鐵設計規范：正線應每隔5～6座車站或8～10 km設置停車線，其間每相隔2～3座車站或3～5 km應加設渡線。

而正線一般每隔1～2站設置一個牽引所，故可與渡線設置車站一一對應。若渡線間隔2站，則牽引所同樣間隔2站設置；若渡線間隔3站，則牽引所間隔1站設置。

4 配線與正線間電分段及連接方式

配線與正線間電分段按照《地鐵設計規范》（GB 50157—2013）[1]15.3.4要求，在配線與正線銜接處設置電分段。

4.1 渡線

目前許多地鐵對單渡線或交叉渡線采取3種接觸軌敷設方式：（1）渡線不敷設接觸軌；（2）一半接觸軌通過電連接連上行，另一半接觸軌連下行；（3）渡線所有接觸軌全部連接至上行或下行。

利用渡線進行交路調整時，對應列車從上行折返至下行、下行折返至上行線路的行車路徑圖5，其中As、Bs、Ax、Bx分別為渡線對應上行及下行的極值點。

由圖可見，要想使用此渡線，正線至少需滿足AsBs、AxBx段均帶電，故對于有接觸軌敷設的渡線，接觸軌僅需通過一個隔離開關連接至正線AsBs段或AxBx段。

4.2 有存車功能的存車線或折返線

（1）若配線與上下行正線只有一處接軌點，則同4.1原理，要想使用此渡線，正線至少需滿足AB段帶電，故此配線接觸軌可通過一個隔離開關連接至正線AB段。

（2）若配線與上下行正線有兩處及兩處以上接軌點，可設置至少兩個隔離開關與正線相連，連接原則同

4.2-（1）。若配線與上下行各至少有一處連接點，優先考慮通過兩個隔離開關分別連接至上、下行，且一個常開，一個常閉。

4.3 出入場段線

對于出入場段線，為保證出入場段線停電時既不影響場段帶電動車，同時不影響正線正常行車或交路調整，故需在出入場段線與場段線、出入場段線與正線交界點均設置電分段，使用隔離開關連接，且一個常開，一個常閉。

5 結論

該文通過在配線位置裝設接觸軌電分段，使接觸軌停電隔離區域與行車單線停運區域盡量保持一致。

根據不同區段停電后電客車折返條件滿足情況及折返通過能力需求，篩選出最優電分段位置。

為不額外增加電分段，設計時可盡量使變電所與有岔站設置于一處。

該文為行車與供電在規劃階段的融合設計提供了一些參考意見，控制成本的同時提高調度靈活性，線路運行可靠性。

參考文獻

[1]地鐵設計規范：GB 50157—2013[S].北京：中國建筑工業出版社， 2013.

收稿日期：2024-08-13

作者簡介：羅君（1989—），男，本科，工程師，研究方向：交通運輸。