淺析接觸網(wǎng)系統(tǒng)總體設(shè)置原則
摘 要：本文主要根據(jù)接觸網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理及關(guān)鍵部位總結(jié)出了總體的設(shè)置原 則，以保證接觸網(wǎng)的安全性、可靠性，從而保證列車正常運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng);設(shè)置原則;系統(tǒng)原理
概述
接觸網(wǎng)系統(tǒng)是軌道電力牽引系統(tǒng)的重要組成部分之一，它的基本功能是通過(guò)在線路沿線的支持裝置上懸掛接觸網(wǎng)導(dǎo)線，并利用電力機(jī)車上方的受電弓和接觸導(dǎo)線之間的滑動(dòng)接觸，將牽引變電所的輸出電能在電力牽引機(jī)車的運(yùn)動(dòng)軌跡上不間斷地提供給電力機(jī)車，保證電力機(jī)車的持續(xù)牽引動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)軌道電力牽引的運(yùn)輸目的。
而牽引供電系統(tǒng)一般又由鐵路以外的容量較大的電力系統(tǒng)供電。這樣就保證了電力機(jī)車不間斷地得到電能供應(yīng)。
由下圖可見(jiàn)，牽引供電回路的構(gòu)成是：牽引變電所、饋電線、接觸網(wǎng)、電力機(jī)車、鋼軌、回流線。在這個(gè)閉合回路中，通常將饋電線、接觸網(wǎng)、鋼軌、回流線統(tǒng)稱為牽引網(wǎng)。
如圖1所示的是電力系統(tǒng)通過(guò)牽引供電系統(tǒng)向電力機(jī)車供電的示意圖：
一、總體設(shè)置原則
接觸網(wǎng)系統(tǒng)是牽引供電系統(tǒng)中一個(gè)極其重要的組成部分，通過(guò)接觸線與集電器的直接接觸，將電能傳送給列車。由于接觸網(wǎng)是無(wú)備用的供電設(shè)備，因此接觸網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)具有很高的安全、可靠性，滿足列車運(yùn)行的要求。
1.1 從接觸網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上考慮
接觸網(wǎng)系統(tǒng)由各種結(jié)構(gòu)零部件、線材、電纜及相關(guān)的設(shè)備組合而成，其結(jié)構(gòu)的安全程度將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的安全。本工程采用的設(shè)備及材料都是質(zhì)量好，并有地鐵同類項(xiàng)目運(yùn)行業(yè)績(jī)的產(chǎn)品。
1.2 從電氣性能方面考慮
1)接觸網(wǎng)導(dǎo)線高度的確定一方面與地鐵列車相匹配，另一方面也考慮到在DC1500V制式下對(duì)檢修人員的安全因素。
2)架空保護(hù)地線為全線貫通，并用直流電纜與各牽引所的接地母排相聯(lián)接，構(gòu)成接觸網(wǎng)系統(tǒng)的接地保護(hù)回路�；亓鬈�(與大地之間用絕緣墊隔離開(kāi))通過(guò)電纜和回流箱與變電所的負(fù)極柜聯(lián)接，保證了地鐵列車供電電氣性能安全回路的暢通。
3)接觸網(wǎng)絕緣子選用時(shí)按照重污區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，泄漏距離不得小于250mm。確保了系統(tǒng)本身設(shè)備的安全和與其它系統(tǒng)及人員人身的安全。
4)例如：上海市軌道交通12號(hào)線工程近期全線設(shè)1座浦江南浦主變電所和1座35kV長(zhǎng)陽(yáng)路開(kāi)關(guān)所，分別向12號(hào)線全線的牽降混合所、降壓所及跟隨所供電。35KV長(zhǎng)陽(yáng)路開(kāi)關(guān)所的電源來(lái)自6號(hào)線巨峰路主變電所和10號(hào)線溧陽(yáng)路主變電所(電源作為備用)。12號(hào)線全線在近期由6號(hào)線巨峰路主變和浦江南浦主變共同供電，在浦江南浦主變解列退出的情況下，10號(hào)線溧陽(yáng)路主變作為備用電源繼續(xù)供電。江浦路主變電所暫不進(jìn)行改造。牽引供電系統(tǒng)采用DC1500V架空接觸網(wǎng)供電、走行軌回流方式。
1.3 供電方式、絕緣等級(jí)、絕緣間隙
1)供電方式
接觸網(wǎng)系統(tǒng)額定電壓為DC1500V，最高為DC1800V，最低為DC1000V。
2)絕緣等級(jí)
絕緣等級(jí)按重污區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，絕緣子最小泄漏距離為250mm。
3)絕緣間隙
絕緣間隙應(yīng)符合GB50157-2003標(biāo)準(zhǔn)及《招標(biāo)文件技術(shù)要求》的.要求，即帶電體距接地體的安全絕緣距離：靜態(tài)為150mm，動(dòng)態(tài)為100mm。
1.4 懸掛類型
地下段采用剛性懸掛接觸網(wǎng)，懸掛類型為垂直懸掛“?裝”型匯流排架空剛性懸掛方式;在出入場(chǎng)線與暗埋段相銜接的圓隧道口，上下行線分別設(shè)置剛?cè)徇^(guò)渡，匯流排采用切槽式匯流排。
1.5 主要技術(shù)參數(shù)
1)線材規(guī)格張力
剛性懸掛匯流排采用PAC110Π型;
接觸線采用120mm2的銅銀合金接觸線;
架空地線采用120mm2的銅絞線。
2)接觸線懸掛高度
本工程地下線剛性懸掛的懸掛點(diǎn)處接觸線距軌面的高度一般不小于4040mm，困難情況下不低于4000mm;停車場(chǎng)內(nèi)場(chǎng)區(qū)5000mm、運(yùn)用庫(kù)5000mm、維修庫(kù)5700mm、洗車庫(kù)5400mm;敞開(kāi)段接觸線懸掛高度根據(jù)接觸線坡度變化的要求由4040mm逐漸過(guò)渡至5000mm。
在出入段線敞開(kāi)段采用了全補(bǔ)償鏈形懸掛，結(jié)構(gòu)高度為1100mm。
3)跨距長(zhǎng)度及拉出值
剛性懸掛跨距直線段一般為8～10m;曲線一般不大于8m。
剛性懸掛拉出值一般不大于280mm。
每個(gè)錨段內(nèi)的匯流排一般布置成一個(gè)正弦半波形。
4)錨段長(zhǎng)度
地下段正線錨段長(zhǎng)度一般不超過(guò)250m，并在錨段的中部設(shè)置中心錨結(jié);人防門、防淹門處設(shè)置小錨段，不設(shè)中心錨結(jié);在隧道口500m范圍內(nèi)按隧道外溫差考慮，剛性懸掛錨段長(zhǎng)度一般不超過(guò)150m。
架空地線錨段長(zhǎng)度一般不大于2000m。
5)錨段關(guān)節(jié)
剛性懸掛采用匯流排平行重疊布置方式。
6)中心錨結(jié)
剛性懸掛中心錨結(jié)設(shè)置于懸掛點(diǎn)處。
7)側(cè)面限界
滿足限界要求，一般為2400mm～2700mm，困難情況下不小于2150mm。
8)接觸線坡度及轉(zhuǎn)角
剛性懸掛匯流排距軌面的高度發(fā)生變化時(shí)，為保證滑動(dòng)面的平滑度，其坡度不宜大于1‰;敞開(kāi)段由地下過(guò)渡到地面以及停車場(chǎng)時(shí)，柔性懸掛接觸線的坡度一般不宜大于10‰(當(dāng)列車速度不超過(guò)60km/h時(shí))。
接觸線工作支部分改變方向時(shí)，與原方向的水平夾角一般不大于6°，非工作支部分及渡線或其它線路的接觸線改變方向時(shí)，一般不大于10°。
9)絕緣距離及安全距離
接觸網(wǎng)帶電體距接地體的距離，最小靜態(tài)間隙為150mm，最小動(dòng)態(tài)間隙為100mm，但考慮到實(shí)際環(huán)境污染情況，在有條件的情況下應(yīng)盡量加大絕緣距離。
10)懸掛支持裝置
地下段剛性懸掛采用垂直懸掛裝置，該裝置具有水平和垂直雙向調(diào)節(jié)的功能，便于剛性懸掛拉出值和導(dǎo)線高度的調(diào)節(jié)。
11)下錨補(bǔ)償裝置
剛性懸掛無(wú)需設(shè)置下錨補(bǔ)償裝置。
1.6 供電分段及電連接設(shè)置原則
1)供電分段原則
(1)正線在有牽引變電所的車站進(jìn)站端設(shè)置電分段，電分段采用絕緣關(guān)節(jié)方式。
(2)正線間渡線、折返線、存車線與上下行正線間設(shè)電分段，電分段采用分段絕緣器。折返線及存車線與正線間設(shè)置電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)。
2)電連接設(shè)置原則
電連接的載流量不小于被連接的接觸網(wǎng)允許通過(guò)的電流量。
(1)非絕緣錨段關(guān)節(jié)處設(shè)電連接。
(2)道岔處設(shè)電連接，電連接的設(shè)置不影響受電弓的正常取流。
1.7 接地
1)接地方式
(1)全線正線上、下行各設(shè)置貫通的架空地線，所有金屬底座與架空地線通過(guò)并聯(lián)方式連接。
(2)架空地線在靠近牽引變電所處，通過(guò)接地電纜連接至牽引變電所接地母排。
1.8 軌道回流、均流及上網(wǎng)電纜
在有牽引變電所的車站，回流電纜經(jīng)過(guò)回流箱將鋼軌與牽引變電所負(fù)極柜相連，構(gòu)成牽引回流通路。在車站不設(shè)回流電纜的一端設(shè)置均流電纜，將上下行線路的走行軌相連。
在無(wú)牽引變電所的車站兩端設(shè)置均流電纜，將上下行線路的走行軌相連，其中一端的均流電纜通過(guò)均流箱接至鋼軌電位限制裝置。
二、結(jié)束語(yǔ)
本文是筆者根據(jù)上海軌道交通12號(hào)線接觸網(wǎng)工程的工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，該總體設(shè)置原則在上海軌道交通12號(hào)線工程(東段：即上海浦東金海路站――上海浦西曲阜路站共計(jì)16站)實(shí)施，現(xiàn)列車運(yùn)行一年下來(lái)一切正常，安全性、可靠性都得到了充分有效的保證，一切技術(shù)參數(shù)滿足了設(shè)計(jì)技術(shù)要求。該項(xiàng)目榮獲2014年度上海軌道交通建設(shè)立功競(jìng)賽綜合賽區(qū)領(lǐng)導(dǎo)小組頒發(fā)的【科技工藝創(chuàng)新類“入圍獎(jiǎng)”】。
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