有轨电车线无接触网路口处接触网设计探讨

有轨电车线无接触网路口处接触网设计探讨

高诗杰

都江堰轨道交通有限责任公司611830

摘要：作为一种新兴轨道交通方式，有轨电车具有快速便捷、安全舒适、节能降噪、投资较小的特点。欧洲和北美有100多个城市运营有轨电车，有轨电车在澳大利亚和日本等国也得到了较为广泛的应用。随着我国城市轨道交通的多元化发展，有轨电车已经成为城市轨道交通的重要补充。根据供电的方式不同，有轨电车一般通过接触网或者车载储能装置获得电能，前者简单可靠，后者景观化效果较好。在有轨电车线路口处采用无接触网设计，有轨电车采用储能装置供电通过路口，可以兼具2种供电模式的优点。

关键词：有轨电车线；无接触网路口处；接触网设计

引言

针对国内现代有轨电车越来越高的景观化要求，将现代有轨电车沿线的部分路口设置为无接触网路口可以有效提升接触网与沿线景观的协调性，以达到景观化的设计目的。以实际工程设计为背景，论述有轨电车无接触网路口处的接触网平面及导高设计要点，进而提出无接触网路口处具体的接触网设计方案，可以为类似工程提供参考。

1无接触网供电系统分析

1.1分段地面供电系统

1.1.1Tramwave供电系统

安萨尔多STS公司的先进专利技术就是Tramwave地面供电技术，对用电方式进行了创新，设计理念模块化，适用于多种结构和不同管理规划需求。意大利安塞尔多公司通过对其公交车使用的Stream系统研究创新研发出了Tramwave技术，早于1994年开始，意大利就对Stream系统进行了研发，意大利里雅斯特（Trieste）一辆3.3km的公交车在1998年开始正式运行。车载受流器和建设在轨道中的供电装置形成了初始系统，通过磁相互作用，车辆通过轨道时，轨道就能接通电源。在车辆脱离轨道时，轨道就会被设定成安全负极，进一步保障供电安全。在公交车中应用Tramwave技术，但在有轨电车的应用情况方面还有待考证，其次，安萨尔多的Tramwave系统被应用于到意大利那不勒斯有轨电车中。

1.1.2阿尔斯通APS系统

APS地面供电设备的基础架构，通过采取标准埋地式供电轨结构，是用工形绝缘轨、接地电缆、接触轨、检测回路和DC750V电缆等组合而成。在经过交叉路口时，供电模块的结构还需要进行相应调整。工形绝缘轨都是玻璃纤维，通常情况下的高度在17cm，有2根金属板条装置在工形轨的表面上用做连接电缆，工形轨的中心是4条狭槽，用于装置DC750V电缆、通信和辅助设备以及绝缘节回线，接触轨长8m，电轨间是用3m长的绝缘节进行隔离，绝缘节上有装置平行塑料接触板条。像法国的奥尔良、波尔多、兰斯等城市都在积极应用阿尔斯通APS系统。

1.1.3PRIMOVE系统

PRIMOVE（地面感应线圈非接触供电）通过在沿线路段装置供电设备，通过用非接触方法给列车传输实时牵引电能。用过进行实时通信，完成紧跟车辆运行的分区供电，保障沿线人员和车辆的安全问题。PRIMOVE系统需沿线路设置DC750V供电和回流电缆，有间隔地在轨道附近埋设一套逆变装备；变压器一次侧线圈设置在路面行走轨中间，用作车载受电器的变压器二次侧线圈被装置在列车上。铺设在行驶轨道中间的闭合线圈通过PRIMOVE获取高频（约20kHz）交流电以产生磁场，实现把电能从路面传输向车辆。在列车行驶到对应的位置时，地面一次线圈接通高频交流电，其他时间的地面一次线圈都是断电状态。PRIMOVE地面供电设施除了常规的整流牵引变电所以外，沿线路设置的主要设施有轨道中间的一次感应线圈、列车位置信号接收设备、各区域线圈供电控制箱、线圈磁屏蔽层、逆变器箱、数据采集装置以及地面设备监控。

2无接触网路口处接触网设计

2.1接触网平面设计

2.1.1下锚柱的平面设计

无接触网路口作为所在区段的接触网锚段起始点，其终端柱为接触网下锚柱，根据锚段划分为补偿下锚柱和非补偿下锚柱。终端柱位置根据路口处车道渠化、人行横道线位置及线路限界综合考虑确定，条件允许情况下宜设置在人行横道线远离路口一侧；当垂直于线路方向路口较宽，设置有行人二次过街时，也可设置在人行横道线近路口侧，设置在此位置时根据限界情况可在终端柱前设置警示桩，避免转弯时发生误撞。由于线路转弯路口处限界曲线加宽，则上述位置处上下行线限界空间可能不足以设置支柱，需根据限界调整位置。

2.1.2下锚形式设计

当采用接触线偏折下锚时，下锚点位于支柱上，这种下锚形式传力简单，但由于接触线偏折角度较大，弓网脱离点在设计时往往受到接触线与线路中心线距离的限制，即必须满足弓网脱离点导高处接触线应位于受电弓工作宽度半宽范围之内的条件，同时应计入风偏影响。因此，对于接触线偏折下锚情况，弓网脱离点同时受到导高和偏折角度的限制。设计时，首先根据受电弓工作宽度确定脱离点平面范围，再通过调整接触线坡度确定具体脱离点。根据工程设计实际经验，当接触线偏折下锚时，弓网脱离点通常距离机动车停车线较远，为满足停车时弓网接触要求，有轨电车停车线需要退后设置，有轨电车车辆过路口时间相应增加，需要协调信号专业增加绿灯时间。另外，在曲线路口处，当下锚段仍处于线路曲线段或者缓和曲线段时，偏折下锚段设计时需要考虑更多设计余量，避免发生受电弓钻弓。当采用接触线同柱无偏折下锚形式，接触线经过初始抬升段后不偏折直接抬升下锚，下锚段接触线只在拉出值范围内偏移。通过这种下锚形式，在进行弓网脱离点设计时可忽略接触线与受电弓的平面位置关系，仅考虑二者相对高程问题即可，也基本杜绝了发生钻弓事故的可能性。这种下锚段设置主要依靠相应支柱结构来实现，弓网脱离点应尽可能靠近机动车停车线，以便不影响有轨电车通过路口的效率。综合考虑各种因素，下锚形式一般选择无偏折下锚形式。

2.2接触线导高设计

2.2.1确定接触线坡度及其变化率

如上所述，导高设置的主要目的是确定接触线在路口段下锚抬升坡度，并以此为依据确定弓网脱离点导高。考虑到受电弓的工作高度一般为一个较大高度范围值，待确定了弓网脱离点导高后，应以此值作为受电弓的最大工作高度，并对受电弓采取限位措施。接触线最大坡度应满足《地铁设计规范》（GB50157-2013）表15.3.22的要求，一般情况下出于交通安全考虑，有轨电车在线路路口运行速度不超过30km/h，接触线的最大坡度为20‰，最大坡度变化率为10%。

2.2.2接触线导高设计

有轨电车接触线导高主要根据受电弓工作高度范围和线路沿线道路限高及净空要求确定。通常有轨电车受电弓的工作高度为4.2～6.5m，在此高度范围内受电弓均能保持稳定的抬升力；根据公路及道路相关技术规范规程要求，道路必须有一定的净空，高速、一级、二级公路为5.0m的净空要求，三级、四级公路为4.5m。因此有轨电车正线范围内接触网导高应高于道路最小净空要求，并应考虑跨中接触线驰度，以满足路口机动车正常通行的要求。一般将正线标准导高值取为5.5～5.8m；在跨中处接触线驰度不宜大于250mm，则其导高为5.25～5.55m，可满足道路净空要求并留有一定的安全余量。

结语

本文通过有轨电车线无接触网路口设置原则、无接触网路口处接触网平面设计及导高设计探讨了无接触网路口接触网设计的具体方法，以期为今后有轨电车线无接触网路口工程设计提供有益的参考和思路。

参考文献

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