城市轨道交通线网规划中牵引供电授流方式比选.docVIP

城市轨道交通线网规划中牵引供电授流方式比选 　　摘要 　　 分析了城市轨道交通两大类牵引供电制式的基本特点，提出了城市轨道交通线网规划采用供电授流方式时应注意的问题。为国内新建轨道交通工程的城市在选取牵引供电授流方式时提供了参考和建议。 　　关键词 　　 牵引供电 授流方式 接触网 接触轨 　　1概述 　　 从城市轨道交通车辆和牵引供电系统设备资源共享的角度出发，同一城市的轨道交通线路的牵引供电制式宜取一致，不仅可实现车辆的跨线运行、减少备用车数量，而且可减少车辆和牵引供电系统设备的备品备件品种和数量、有利于备品备件的统一调配，此外，还有利于车辆和牵引供电系统检修设施、人力资源的综合利用和管理， 　　 而在城市地铁建设初期，采用架空接触网和接触轨授流方式，在目前国内仍然有比较大的争议，本文从技术角度，对这两种牵引授流制式进行比较。 　　2两种牵引授流制式介绍 　　 接触轨系统包括接触轨、支架、防护罩、隔离开关、连接电缆等。接触轨、支架和防护罩是接触轨系统中送电、支撑、防护的三大部件。接触轨分为上部、侧部和下部三种授流方式。 　　 架空接触网授流方式是将接触网设在线路上方，列车通过安装在车辆顶部的受电弓与接触导线接触取电，分为柔性和刚性架空接触网两种。 　　3 牵引供电制式方案比较 　　3.1 安装结构 　　 接触轨系统主要由接触轨、支架、防护罩等组成，安装结构简单。 　　 柔性架空接触网系统由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱和基础组成；为满足城市轨道交通列车大电流的需要，柔性架空接触网系统除接触导线和承力索外，还需增设数根辅助馈线；接触导线和承力索均需设置张力补偿下锚装置，安装结构复杂。 　　 刚性架空接触网系统由接触导线、汇流排和支持装置组成，汇流排通过支持装置的埋入螺栓固定在隧道顶部。载流导体仅为汇流排和一根接触导线，接触导线和汇流排均采用无张力架设，安装结构简单、紧凑。 　　3.2 对土建的影响 　　 1）对隧道净空的影响 　　 接触轨系统的安装位置低，可以充分利用车辆车体下方的空间，对隧道断面无特殊要??。 　　 城市轨道交通工程采用的圆形和马蹄形隧道断面的拱顶至列车车顶的自然净空已满足刚性架空接触网系统的安装和绝缘要求，不需额外增加净空；采用直线区间矩形隧道断面时，安装刚性架空接触网系统所需的隧道净空比安装接触轨系统所需的隧道净空多约200mm。 　　 2）对桥梁结构的影响 　　 在高架桥区段，采用柔性架空接触网系统时，桥面宽度一般不得小于9.2m，且接触网系统的荷载较接触轨系统大，对桥梁结构的要求较高；采用接触轨系统时，桥面宽度可减少至8.4m，有利于减少桥梁体量，节省土建投资。 　　3.3 授流质量和允许列车运行速度 　　 1）接触轨系统 　　 接触轨系统在道岔区、人防门、防淹门、平交道口和需设置电分段处均须设置断轨，虽然在接触轨的端部设置了具有适量纵向坡度的端部弯头，但集电靴滑入接触轨时仍会受到一定的冲击，若列车速度过快，会损坏接触轨或列车集电靴。 　　 因此，目前城市轨道交通工程采用接触轨系统时，为了确保授流质量，列车的最高运行速度：国内为100km/h、国外为130km/h。 　　 2）架空接触网系统 　　 （1）柔性架空接触网系统 　　 全补偿简单链形悬挂接触网系统采用张力自动补偿装置，并通过吊弦调节接触导线高度，在某一特定温度下，接触导线处于无驰度状态，在整个跨距内接触导线至轨面保持相等的高度，基本消除了接触导线的硬点，能满足列车高速运行的要求。目前，国内高速客运专线设计时速也已达到350km/h。 　　 （2）刚性架空接触网系统 　　 刚性架空接触网系统没有特殊硬点，而且其安装精度高、稳定性好、具有良好的弓网关系，授流质量较好。目前国内采用刚性架空接触网系统列车的最高运营速度为100～120km/h。 　　3.4 导体磨耗寿命 　　 接触轨的滑动面一般均采用6mm厚的不锈钢带，耐磨性好。由于接触轨的主要载流导体为铝合金，通过不锈钢带传输的电流小于1%，因此，6mm的不锈钢带理论上可以全部利用，其磨耗寿命可达100年。 　　 柔性架空接触网系统的接触导线要求在磨耗面积≤20%时，安全系数≥2.0，其最大允许磨耗量约为30%；其在悬挂定位点和跨中的弹性不均匀性决定了接触导线磨耗的不均匀，在悬挂定位点处接触导线表面的局部磨耗较大。由于接触导线张力较大，锚段内的接触导线只要有一个点达到磨耗限值，就须局部更换接触导线或更换整个锚段的接触导线。 　　 刚性架空接触网系统的接触导线不带张力，只要保证列车受电弓平滑取流且不与汇流排相接触就可以正常运行。理论上允许接触导线磨耗至汇流排夹口边缘。综合考虑各种因素，刚性架空接触网系统接触导线的最大允许磨