城市轨道交通供电接触网类型的比较

城市轨道交通供电接触网类型的比较

雷明华

贵阳市城市轨道交通集团有限公司运营分公司，贵州 贵阳 550000

摘要：在轨道交通中，电力发挥着至关重要的作用，随着轨道交通事业的快速发展，轨道交通的相关技术也要与轨道交通事业的发展速度持平，必要时也需领先于轨道交通事业的发展，为轨道交通事业的发展提供保障。另外在轨道交通的相关技术的使用时，也要按照轨道交通的实际情况和特点进行选择，并做好相关的制度及保障工作，保证轨道运输工作能够顺利地开展。

关键词：城市轨道交通；供电接触网类型；比较

1城市轨道交通接触网类型

电气化铁道的牵引供电系统是由牵引变电所、牵引网（馈电线、接触网、钢轨和回流线组成）、电力机车等组成。第三轨式接触网可以用于地铁与封闭的城市铁路和轻轨，架空式接触网不光可以用于地铁与封闭的城市铁路和轻轨，还可用于铁路干线、城市地面和工矿电机车电力牵引线路。为了保证对电动车组良好的供电，接触网应顺直平滑，高度一致，在高速行车中能始终保持正常稳定的接触授流。另外，接触网应具有足够的耐磨性与良好的导电性，寿命尽量长，并力求结构简单，易于施工与维修。下面对两种接触网类型简单介绍一下。

1.1 架空式接触网

架空式接触网的悬挂类型大致分为三种：简单悬挂，链形悬挂，刚性悬挂。不同类型的悬挂方式其电缆粗细、条数、张力都不一样。架空线的悬挂方式，要根据架线区的列车速度、电流容量等输送条件以及架设环境进行综合勘察来决定。

（1）简单悬挂

简单悬挂只有接触线和一根架空地线，支柱安装负荷较轻，但是驰度大，弹性不均匀，接触网取流效果差，车辆速度受到限制，为改善弹性差的状况，大多会采用在悬挂点处增加一个倒Y形的弹性吊索，称为弹性简单悬挂，同样为改善驰度大的状况，常采用加装补偿装置的措施，称为带补偿的弹性简单接触悬挂。由于简单悬挂方式建造费用低，施工方便维修简单，城市电车或轻轨往往采用这种悬挂方式。地铁为了减少隧道净空，采用以弹性支座或弓形腕臂作支持部件的简单弹性悬挂。

（2）链形悬挂

链形悬挂是指接触线通过吊弦悬挂到承利索上的悬挂。链形悬挂承力索悬挂于支柱的支持装置上接触线通过吊弦悬挂在承力索上，使接触线增加了悬挂点，调节吊弦可以使整个跨距内接触线对轨面保持一致高度，接触网弹性均匀。由于接触线是悬挂在承力索上的，因而基本上消除了悬挂点处的硬点，使悬挂线的弹性在整个跨度内都比较均匀。链形悬挂比简单悬挂性能好得多，但结构复杂、投资大、施工维修调整较为困难。

（3）刚性悬挂

刚性悬挂又称刚性接触网，是将传统的接触线夹装在汇流排中，用汇流排取代了承利索，并靠它自身的刚性保持接触线的固定位置，使接触线不因重力而产生较大驰度。由于地铁隧道供电导线上方空间有限，链形悬挂一般采用冷拉电解铜接触线。刚性接触网节省隧道净空，可靠性高，耐磨性好，接触网零件简单，维修成本大大降低。

1.2接触轨式接触网

接触轨式接触网就是在两根牵引轨之外再敷设一根专门用于输送电能的轨道，这根轨道称为接触轨。从电动车组伸出的受流器与接触轨接触而取得电能。接触轨靠近道床，构造简单，稳定性较好，截面较大电阻小，能量损耗小，日常维护工作量极小、事故抢修方便；从绝缘距离角度看，不太适宜高电压输电。接触轨有三种，即上磨式、下磨式和侧面接触式。

（1）上磨式

接触轨安装在绝缘子组件上，轨头朝上。取流时，接触靴自上压向接触轨。

（2）下磨式

下磨式接触轨轨头朝下，紧固在绝缘子组件上，并有弓形肩架支持。

（3）侧面接触式

侧面接触式就是接触轨轨头朝向侧面，即朝向牵引轨，受流器从侧面取得电能。

2不同接触方式的特点比较

2.1安全性

无论架空式接触网还是三轨接触网，其安全性都是无容置疑的。从发生触电事故的情况看，两种方式都有且主要发生在车辆运用维修与电网维护人员。从地面交通的角度来看，在市区平交运行的有轨电车或轻轨车宜采用架空接触网；牵引网压等级较高时，为了安全和保证一定的绝缘距离，也宜采用架空网。而封闭运行的城市铁路或轻轨采用架空线或第三轨都完全能保证安全；在发生事故疏散乘客时架空式接触网将给人们更多的安全感。

2.2经济性

随着轨道交通相关技术的不断发展，也带动了电工材料及输变电技术的进步，直流牵引输电电压呈逐年增高趋势。伦敦在1893年来通地铁、纽约在1904年开通地铁分别采用了DC6030V及DC625V的直流供电，三轨受流形式；莫斯科在1935年开通的地铁采用的是DC825V，第三轨受电[4]。罗马在1955年开通的地铁采用了1500V直流架空线输电。自1960年以后，日本的电气铁路与地铁大致相同，基本采用了DC1500V架空接触网制式。基于以上情况，从建设的费用方面来看，750V三轨授流与1500V直流架电网输电相比较为浪费。不难看出，提高输电电压，能相对应的降低电能消耗，缩减变电站数量，节省电力设备的费用。电压提高一倍，相同功率的电能输送距离也能够相应的提高一倍。1500V供电系统变电站间距通常为3.5至4千米；750V供电系统变电站间距1500V供电系统变电站较短，通常是1.5至2千米，所以在同一条线路采用1500V输电，如果电站配置合理，可以比750V少建近二分之一的变电站，供电设施仅相当750V三轨授流的70%，合理节省了开支和资源。与此同时，采用1500V制式，在相同功率电动车辆中，因为电流的降低，电器设备的重量与体积也相对应的减小了，电站直流开关等设备也不例外。但是，对于地铁及横断面相同的车辆，采用架空线的车辆及地铁，其隧道半径要大于三轨受电的车辆或地铁，建筑费用也随之增加。

在维修的角度来看，架空式接触网要定期定时进行检查、保养及维护，洞内维修作业需要特制的接触网用于车辆检查，但是这种维修方式费用较高、维修用品消耗较大，而三轨接触网的维护则较为简便。

2.3城市环境适应性

架空接触网应用需要相关部件为其提供支撑，城市中由于空间有限，并且存在其它线路，布局有一定的难度。而从另一个方面来讲，也会对市容造成影响。三轨受电方式，接触轨位置较低，并且无高大部件，不会对市容造成影响，对于产生的电磁污染也能够采用有效的保护措施。从两种方式应用的结果来看，三轨授电应用较为广泛。速度水平与传输功率同等条件下较高电压能够传输较大功率，相对应的速度水平也能够有所提升，粘着允许条件下加速度也能够得到提升。

3.结束语

无论是哪一种类型的接触网，都可以依据不同的条件对其再次进行细分，并且不同的类别其特点不同，适用的范围与情况也会存在差异，在实际应用的过程中需要结合到具体情况灵活选择。随着经济发展，交通轨道发展速度也在增快，需要不断对现有的技术进行研究，推动其升级发展，从而更好的为轨道交通运输事业的发展提供保障与支持。

参考文献：

[1]范锦江；陈慧民；姜东杰.城市轨道交通不同牵引供电制式的比较[J].城市轨道交通研究,2016(12).

[2]肖斌.城市轨道供电制式与接触网的对比与选择[J].科技展望,2015(18).

[3]王会丰；江志忠.城市轨道交通牵引供电制式的比较与选择[J].铁道经济研究,2014(02).