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1、城市轨道交通供电接触网类型的比较摘 要 分析了城市轨道交通两大类牵引供电接触网的基本要求、不同类型与特点,提出不同城市选择接触网形式时应注意处理的关系和建议。架空接触网及第三轨授电都是可行的形式,并在各自的应用领域中仍不断发展进步。从城市发展以及技术经济上分析比较,采用DC1500V供电及架空接触网形式确有一定的优越性。关键词 城市轨道交通,供电,接触网世界各国城市轨道交通的供电电压大都在DC600～1500V之间。IEC(国际电工委员会)拟订的电压标准为:600V、750V和1500V三种。我国标准
2、规定为DC750V和DC1500V两种。目前我国许多大城市都在考虑建设快速轨道交通,首先面临的就是采取哪一种供电制式。这涉及到供电系统的技术经济指标、城市交通线网的规划站距、供电半径、供电质量、运输规模、旅行速度和车辆形式等。必须根据各城市的具体条件和要求,综合分析论证。以下分别从不同的运营要求、特点、规模和条件来做一分析比较。1 城市轨道交通供电接触网的类型牵引供电系统是由电网输入线路、牵引变电站、馈电线、牵引接触网和回流线等构成的供电网络。接触网分为架空式接触网和第三轨(接触轨,以下简称三轨)式接
3、触网。三轨式接触网仅用于地铁与封闭的城市铁路和轻轨,架空式接触网除此还可用于铁路干线、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;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、维修。1.1 架空式接触网架空式接触网的悬挂类型大致为三种:简单悬挂,链形悬挂,刚体悬挂。不同的类型其电线粗细、条数、张力都是不一样的。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
4、进行综合勘察来决定要采取什么方式。1.1.1 简单悬挂简单悬挂方式结构简单,支柱高度低,支持装置承受的负荷较轻,但是弛度大、弹性不均匀。为改善这一状况,一般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(见图1),相应改善了悬挂点处的弹性和运行状况。由于弹性简单悬挂建造费用低,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。2.1.1.2 链形悬挂接触线通过吊弦悬挂到承力索上的悬挂称为链形悬挂。链形悬挂承力索悬挂于支柱
5、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。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。显然,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。链形悬挂的类型很多,可以按悬挂链数分为单链形悬挂、双链形悬挂和多链形悬挂。按线索相对于线路中心的位置,又可以分为直链形接触悬挂、半斜链形接触悬挂、斜链形接触悬挂。对城市轨道交通,因其运行速度不太高,列车功率也不太大
6、,一般多采用简单链形悬挂(见图2),应用速度可达100km/h以上。图1 弹性简单悬挂图2 简单链形悬挂1.1.3 刚性悬挂刚性悬挂又称刚性接触网,是一种区别于传统柔性接触网的供电方式。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。1962年日本东京营团地铁日比谷线开通时,考虑可能发生断线事故而要有保护措施、洞内维修作业较复杂等问题,以及隧道断面比三轨供电要大幅扩大的情况,开发了地铁用的新的刚性悬挂方式。现在通过10多个国家、30多条地铁的运营,经过不断改进设计,刚性接触网系统已
7、日臻完善,非常可靠。如营团地铁南北线使用的刚体悬挂(见图3):采用铝合金T型汇流排和铝夹耳来夹持铜导线,设计简单,施工容易;T型汇流排截流截面大,减少电阻40%以上,无须辅助馈电线,使得其结构简单紧凑,节省隧道净空,节省投资;导电铜线不受张力,应用可靠,耐磨性好;接触网系统零部件少,大大降低了维护成本。1.2 三轨接触网三轨接触网是沿轨道线路敷设的附加接触轨,从电动客车转向架伸出的受流器通过滑靴与第三轨接触而取得电能。三轨接触网的电压据IEC标准为DC600V和DC750V,但也有国家采用较高电压,如
8、西班牙巴塞罗那地铁就采用了DC1500V和1200V。接触轨可以有三种方式,即上接触式、下接触式和侧接触式。图3 刚性悬挂1.2.1 上接触式三轨安装在绝缘子组件上(见图4),由接触轨、绝缘子、三轨夹板、防护支架、防护板、端部三轨弯头、防爬器等构件组成。受流器滑靴从上压向接触轨轨头顶面受流。受流器的接触力是由下作用弹簧的压力调节的,受流平稳,由于端部弯头的过渡作用,能够减少在断电区的电流冲击。上接触式三轨施工作业简便,可以在轨头上部通过支架安装不同类型的
