城市轨道交通系统架空接触网电分段的设置论文

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1、城市轨道交通系统架空接触网电分段的设置论文.freel，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。1.3锚段关节形式电分段的设置位置分析《地铁设计规范》（GB50157-2003）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

2、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（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

3、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数量繁多，且相互交错干扰。就

4、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2.1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

5、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，不考虑供电分区中其他列车的影响，以此电流穿越电分段（并假设供电回路为电阻回路）。列车受电弓均从供电分区A的接触线上受流，每个受电弓电流为启动电流的一半，即1500A；当列车行至节点1时，列车前端受电弓将由供电分区A接触线供电转变为由A、B两区的接触线共同供电，在转变的瞬间，供电分区B的接触线与受电弓存在由分离到接触的过程。产生拉弧的第一个必要条件已经存在。现再分析放电电压的情况。从图4可知两个供电分区均由同一段牵引变电所直流母线供电，直流母线电压为U

6、1，列车受电弓的电压为U2，供电分区B的接触线在向列车供电前，其电压为直流母线电压U1。可以看出，该过程中受电弓与供电分区B接触线之间的电压差即为与直流母线电压U1的电压差U12，而U12实际为直流馈线电缆回路的电压降：U12=（I启动/2）单根馈线电缆单位电阻电缆长度/每回电缆根数=（3000/2）0.0470.1/4=1.76V可见，弓网之间的电压差非常小，这说明弓网间隙只有在极小的情况下才会出现放电现象。另外，电分段采用等高重叠布线的锚段关节形式，相对分段绝缘器方式而言，彻底改善了弓网配合特性，避免了分段绝缘器方式的电分段中存在的接触“硬点”

7、，解决了受电弓过电分段时因受力突变带来的振荡离线拉弧的问题。通过在上海城市轨道三号线和广州地铁二号线的使用，也证实了列车在通过设置在车站出站端的锚段关节形式电分段时，弓网未出现明显的离线拉弧现象。2.2直流馈线保护影响分析当列车启动通过设置在出站端的电分段时，会不会因电流的突变对继电保护带来影响，造成保护装置误动而导致直流馈线开关误跳。下面结合直流馈线保护原理作一分析。（1）直流馈线保护主要包括直流快速开关本体自带的大电流脱扣保护和继电保护装置中的电流变化率di/dt及电流增量DI保护。目前国内1500V牵引供电系统普遍采用的直流馈线保护装置主要集

8、中在西门子、赛雪龙和Adtranz三家，虽然三家的保护装置在整定方式上各有不同，但原理和功能基本相同，均是通过利用电流变化