AC25kV柔性接触网在城市轨道交通中的应用

张云程

【摘  要】本文以成都轨道交通17号线一期工程为例介绍了AC25kV柔性接触网在城市轨道交通的应用情况，从接触网支持定位结构形式、悬挂导线组成、绝缘关节设置三个方面分析了AC25kV柔性接触网与低压直流接触网异同，并对AC25kV柔性接触网在城市轨道交通应用中存在的一些问题给出了解决方案。

【关键词】AC25kV柔性接触网;城市轨道交通;低压直流接触网

0 引言

随着城市规模的不断扩大，城市轨道交通从主城区延伸到卫星城市，低压直流接触网已经不能满足长距离快速运输乘客的需要，AC25kV柔性接触网因良好的高速弓网电气机械性能在城市轨道交通的应用成为了现实。目前已有北京地铁新建机场线、成都地铁17号线、18号线等采用了AC25kV柔性接触网，对AC25kV柔性接触网在城市轨道交通中的应用分析研究具有一定实践意义。

1 成都轨道交通17号线AC25kV柔性接触网简介

成都轨道交通17号线是连接成都中心城区、温江、双流东升的市域快线。一期工程：金星站（含）～九江北站～机投镇站（含），线路正线全长约26.1km，共设置车站9座，其中高架站2座，地下站7座，平均站间距约3.2km，车站间距较长。牵引供电系统采用AC25kV架空柔性接触网供电，带回流线的直接供电方式，全线设计时速140km/h，接触网悬挂类型采用全补偿简单链型悬挂（如图1、图2所示），主要技术参数指标：额定电压 AC25kV，导高 5000mm，直线拉出值：±200mm。

图1 隧道内AC25kV柔性接触网           图2 隧道外AC25kV柔性接触网

1.1支持装置

腕臂柱采用绝缘旋转平腕臂支持结构形式，腕臂结构由平腕臂、斜腕臂、腕臂支撑等构成。转换柱、道岔柱采用双腕臂装配形式，定位器均采用铝合金限位定位器。

1.2正线接触网悬挂导线组合

地面段采用1根承力索+1根接触线+2根加强线+1根回流线+1根架空地线的组合方式，地下段采用1根承力索+1根接触线+2根加强线+1根回流线的组合方式，渡线采用1根承力索+1根接触线的组合方式。

1.3绝缘关节设置

在变电所、分区所出口附近位置接触网设置关节式电分相装置，六跨关节电分相关节由两个四跨绝缘关节构成。停车场、车辆段出入段线与正线接触网间设置电分段，电分段采用绝缘锚段关节。25kV变电所供电臂供电距离长，在电分相装置、场段出入段线位置设置绝缘关节就能满足供电分区要求。

2 AC25kV柔性接触网与DC1500V接触网对比

中国城市轨道交通接触网大多采用DC1500V供电制，以苏州地铁5号线为例线路全长44.1km、设站34座、平均站间距1.32km，接触网系统地下段隧道内采用架空刚性悬挂（如图3所示），地面采用架空柔性的全补偿简单链形悬挂（如图4所示），最高运行速度80km/h，主要技术参数指标：额定电压 DC1500V，刚性悬挂导高 4040mm，柔性悬挂导高 4600mm，直线拉出值：±200mm。

图3 隧道内DC1500V刚性接触网    图4 隧道外DC1500V双承双导柔性接触网

2.1支持装置

1）与隧道内DC1500V接触网刚性悬挂支持装置对比

隧道内DC1500V接触网刚性悬挂支持装置一般采用锚栓+槽钢+绝缘子（含定位线夹）的组合方式，与AC25kV架空柔性接触网支持装置相比具有结构简单、维护方便的特点;但定位点间距小，通常8米设置一个悬挂定位点，且刚性悬挂点位置固定支持装置不能沿顺线路和垂直地面方向产生位移，从而造成机车运行时受电弓与接触網跟随性差。AC25kV柔性接触网支持定位装置采用旋转腕臂加定位器的组合方式，结构相对复杂，但腕臂可以围绕腕臂底座旋转、定位器垂直方向可以抬升，电力机车行驶时受电弓与接触网跟随性好。

2）与地面DC1500V柔性接触网悬挂支持装置对比

地面DC1500V接触网支持装置一般采用架空柔性接触网结构，接触悬挂在隧道口通过刚柔过渡的形式进行转换，支持结构与AC25kV柔性接触网基本相同，采用平腕臂、斜腕臂、腕臂支撑的结构形式。DC1500V接触网载流量大需采用双承力索双接触线，定位器定位线夹采用双槽结构固定接触线;支持结构腕臂可以围绕腕臂底座旋转、定位器垂直方向可以抬升，电力机车行驶时受电弓与接触网跟随性好。

2.2悬挂导线组合方式

1）与隧道内DC1500V接触网刚性悬挂导线组合方式对比

隧道内采用架空刚性悬挂采用P型铝合金汇流排+接触线+架空地线的组合方式，接触线直接固定在汇流排下方的夹槽内，接触线终端没有补偿固定，机车受电弓沿接触线接触滑动时，接触线垂直方向上没有位移，当受电弓因为震动出现离开接触线的趋势时，刚性悬挂接触线被汇流排垂直固定不能跟随受电弓垂直方向上下移动，弓网关系较差。AC25kV柔性接触网接触线具有一定弹性，当受电弓脱离出现离开接触线的趋势时，接触线在弹性回复力的作用下会跟随受电弓运动，具有良好的弓网耦合性能。

2）与地面DC1500V接触网柔性悬挂导线组合方式对比

地面DC1500V接触网柔性悬挂也是采用全补偿简单链形悬挂，导线采用双承力索+双接触线+架空地线的组合形式，与AC25kV柔性接触网接触导线的弓网关系相同，接触线与受电弓运动具有跟随性，弓网关系好，能满足机车高速运行的要求。

2.3绝缘关节的设置

DC1500V接触网正线电分段与牵引变电所布置相结合，需满足正常运行要求和牵引变电所解列时越区供电的运行要求;正线在有牵引变电所车站的进站端设电分段，电分段采用绝缘锚段关节型式，车辆段出入段线与正线引出线之间设置绝缘锚段关节式的电分段。DC1500V变压所供电臂向接触网供电距离短，与AC25kV柔性接触网绝缘关节的设置位置不同，DC1500V接触网基本上每个车站都设置有绝缘关节，苏州5号线正线全线34个车站有17个车站设置了绝缘关节，而成都17号线一期工程全线26公里全线7个车站AC25kV柔性接触网只在区间2个电分相处设置有绝缘关节。绝缘关节的设置是为了保证接触网故障时减小停电检修范围，以及通过绝缘关节处的隔离开关操作使相邻锚段的接触网电气连通实现越区供电，由于城市轨道交通车站密集、区间短，AC25kV柔性接触网绝缘关节设置少，不利于接触网小范围停电检修。

3 AC25kV柔性接触网运用中存在的一些问题

成都轨道交通17号线AC25kV柔性接触网在建设过程中因受现场条件限制，以及地铁运营要求的特殊性，出现了一些问题，本文对出现的部分问题进行分析，并介绍了相应的解决方案。

3.1高架段加强线架设受树木影响

从支柱受力平衡考虑，高架段柔性接触网加强线宜设置在田野侧，为确保安全铁路设计规范要求加强线距野外树木水平距离不大于3.5米。成都17号线高架途经溫江市郊，土地费用高，征地范围边界线距高架桥外沿20cm。高架沿线多为农用苗圃基地和住宅，有很多高大树木，加强线沿田野侧架设后绝缘距离不满足设计要求，需对高架段沿线树木进行了砍伐移植，增大了投资。将加强线安装位置改移到线路侧可以极大的避免了沿线树木对接触网的影响，同时通过调整支柱斜率的方法使支柱受力平衡。

3.2正线绝缘关节设置少不利于停电检修

成都17号线正线一期工程正线全长26公里9站8区间，初步设计参照铁路标准，在温泉大道站-明光站区间分区所电分相处设置了绝缘关节。施工过程中考虑地铁行车密度大、缩小接触网发生故障时对运营的影响，降低运营风险，结合线路状况和行车调度需求在金星站-黄石站区间、凤溪河站-温泉大道区间增加绝缘关节。

3.3场、段接触网钢轨回流对信号计轴磁头电磁干扰

成都17号线正线一期工程场段接触网采用轨回流，轨回流造成库前信号计轴磁头受扰，需对场段接触网轨回流设置进行优化。通过在测试计轴点和低频天线间增加回流线使钢轨中的电流通过回流线回到变压所，有效改善了信号计轴的电磁受扰影响。

3.4其他问题

盾构区间补偿装置、电动隔离开关的位置与弱电电缆、疏散平台的位置冲突等，都需要根据现场进行优化。

4 结语

AC25kV柔性接触网在地铁领域的应用还处于初步阶段，地铁与铁路要求不同，不能照搬铁路标准，必须结合现场实际进行优化以满足地铁运营的需要，在建设过程中不断完善，为城市轨道交通建设的发展提供坚实的技术保证。

参考文献：

[1] 吴积钦.受电弓与接触网系统[M].成都：西南交通大学出版社，2010.

[2] 刘永红、周军.接触网—受电弓系统受流质量的评价和分析[M].北京：铁道标准设计.1999/4期：45-48.

[3] 胡一洲.城市轨道交通架空接触网的悬挂类型[J].中国铁路，2002，（05）：50-53.

[4] 刘刚.城市轨道交通接触网技术[M].北京：中国铁道出版社，2011.

（作者单位：中交机电工程局有限公司）