城市轨道交通系统架空接触网电分段的设置

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1、城市轨道交通系统架空接触网电分段的设置摘要：结合工程实践提出了城市轨道交通系统中1500V架空接触网电分段设置存在的问题，通过对受电弓过电分段可能产生的拉弧问题及对直流馈线保护的分析，提出将城市轨道交通系统架空接触网锚段关节形式的电分段设置在车站与牵引变电所同一端。关键词：电分段；拉弧；直流馈线保护；新思路随着我国城市建设的快速发展，城市轨道交通并入了国民经济快速发展的轨道。由于国内各地城市轨道交通项目同时建设，因此各工程的设计结合了各地的具体情况并借鉴了不同国家的技术及经验，形成各地城市轨道交通设计技术方案的多样性和多种

2、技术形式共存的局面，其供电系统也不例外。本文对工程中1500V接触网正线采用不同形式的电分段在设置中存在的问题进行了分析和探讨，并提出一些认识和建议。1电分段作用及形式电分段的作用电分段的作用是通过在接触网中设置特殊的装置或结构形式将接触网分隔成若干个从结构和电气上相互隔离的区段。接触网被电分段分隔成若干个独立供电分区后，可以实现各供电分区由相应的牵引变电所分别供电，保证供电质量，同时，在接触网故障时将事故范围控制在尽可能小的范围内，实现安全、可靠运营。正线接触网的电分段示意图见图1。电分段的形式目前，由于受接触网形式及安

3、装空间的条件限制，国内外架空接触网电分段的采用形式不尽相同，主要包括以下几种形式。柔性悬挂方式的电分段柔性悬挂电分段一般采用分段绝缘器方式和锚段关节形式。分段绝缘器方式一般适用于空间狭小的地下隧道，可以节省空间，但须设置专用的分段绝缘器，同时存在列车受电弓滑过电分段时，因导线与分段绝缘器连接处存在受力“硬点”，容易造成受电弓离线并出现较为明显的拉弧现象，影响列车的受流质量。锚段关节形式适用于空间条件较好的地面及高架线路，由于在电分段处两个相邻供电分区的接触线平行重叠，因此可以基本消除列车受电弓过电分段时的拉弧现象，保证了列

4、车受流质量。接触网锚段关节形式的电分段示意图见图2a。刚性悬挂方式的电分段刚性悬挂通过锚段关节实现机械和电气分段。在锚段关节处，两条汇流排平行重叠，重叠长度一般为m，水平间距为200〜300mm。采用这种方式后两个相邻供电分区的接触线按平行等高重叠布置，见图2b，因此同柔性接触网的锚段关节形式电分段的情况相同，可以基本消除列车受电弓过电分段时的拉弧现象，保证了列车受流质量。锚段关节形式电分段的设置位置分析《地铁设计规范》（GB50157-XX）规定应设置在下列各处：“有牵引变电所车站的车辆惰行处；……”，电分段在车站中设置

5、方式见图3的方式一。根据线路节能坡的设计原则及列车靠右行驶的规定，列车惰行处一般应为车站的列车进站端。主要考虑的是出站列车过电分段时受电弓和接触线不被较大的列车启动电流造成的电弧电流损伤。比如DC750V三轨形式牵引网大间距断轨形式的电分段及1500V接触网分段绝缘器形式的电分段。这两种电分段由于自身结构的限制均会使滑过的受电弓（集电靴）出现短时离线（轨），如果此时列车正在受流，拉弧情况也就无法避免。那么，对于1500V架空接触网柔性悬挂和刚性悬挂而言，是否可以将上下行的锚段关节形式电分段均设置在与牵引变电所同一车站端呢(

6、见图3方式二)？下面从技术、工程实施及投资等方面进一步分析和探讨。依照规范要求，将电分段设置在列车进站端的方式虽然可以解决拉弧问题，但也会带来一些其他问题：(1)工程投资加大。由于牵引变电所工艺要求及受车站工艺设计的限制，牵引变电所一般设置在车站站台层一端，如按规范要求，则有一处电分段位于远离牵引变电所的车站一端。目前，一般车站长度在150〜250m，如果按200m考虑，则方式一比方式二的电缆路径长100m以上。如果每回1500V直流馈线电缆数量按4根(1400mm2)，电缆价格13万元/km计，仅直流电缆一项，方式一比方

7、式二每处电分段多投资10万多元。如再考虑低压控制电缆、电缆支架及工程安装费用等因素，则工程造价差异更大。(2)工程实施难度大。由于城轨车站内各种管线及量繁多，且相互交错干扰。就专业施工组织协调的难度而言，方式一也大于方式二。2直流馈线保护影响和拉弧问题分析拉弧问题的分析产生拉弧的前提条件是：受电弓与接触线之间存在空气间隙及必要的电压降。柔性悬挂中的电分段，如图4所示，当列车从供电分区A经过电分段进入供电分区B时，列车受电弓从接触网取流可分为3个阶段。第1阶段：供电分区A的接触线向列车受电弓供电；第2阶段：通过节点1，进入并

8、行接触区后，供电分区A及供电分区B的接触线共同向列车受电弓供电；第3阶段：通过节点2,进入供电分区B后，供电分区B的接触线向列车受电弓供电。不难看出，列车受电弓过电分段时，可能产生拉弧现象的位置是在节点1和节点2的弓网结合和分离处。如每列车按两端各设一个受电弓考虑，列车的最大启动电流3000A,不考虑供