地铁段场出入线接触网供电分区设置优化方案

闵道聪

0 引言

接触网检修人员在进行接触网检修作业过程中，当相邻供电分区未停电时，经常会遇到接触网停电区域线路上存在较大残压[1]的现象。残压的危害主要有：（1）影响检修效率。接触网停电区域接触网如果存在残压，检修人员无法判断是正常带电还是已经停电后存在的残压，需要对隔离开关刀闸的开合状态进行确认，并采取措施释放残压，延误了检修作业的开展。（2）影响检修安全。残压如果持续存在，可能对检修人员造成电击风险。（3）影响恢复送电。送电时存在残压会因线路测试通不过无法迅速正常恢复接触网送电。

应对残压采取的措施主要有：在接触网分区停电后，增加残压泄放时间，并在检修区段两端加挂地线[2]，检修人员采取相应的绝缘措施；加大绝缘子擦拭维护频率，避免因绝缘子脏污降低爬电距离；增大供电分区间绝缘子的爬电距离等[3]。但是，采取的这些措施多为外部措施，未实现良好的残压消除效果，其中某些措施只是减小了残压，无法从根本上解决残压问题。需要设计相应的解决方案并在后续线路中从设计阶段就考虑残压问题，以达到正常检修的目的。

根据地铁运营检修原则，车辆段/停车场（下文简称段场）、段场出入线、正线分别构成为较大的检修分区，因此进行段场或正线检修时，不仅要求待检修的分区停电，还要求相邻分区停电作为防护分区，这样防护分区则会产生残压，而所检修的供电分区不再存有残压。

1 供电分区设置现状及存在问题

出入线信号机附近设置分段绝缘器和联络开关，使正常情况下出入线与段场电气隔离，段场出入线与正线共用一个供电分区，如图1所示。

图1 出入线供电分区示意图（现状）

段场出入线未采用独立馈线供电并划分单独供电分区，正线与出入线为一个供电分区，未考虑相邻分区停电作为防护分区。当在段场、段场出入线、正线内进行接触网施工检修作业时，需要相邻接触网供电分区停电作为防护分区，此时相邻接触网供电分区无法使用，在段场内作业时，需要出入线接触网供电分区停电作为防护分区，直接导致电客车无法在正线运行及出入线折返，对正常运营造成影响。不仅如此，如果出入线接触网发生故障，由于出入线与正线在一个供电分区，还会对正线的正常运营造成影响，扩大事故范围[4]。

2 方案优化

针对上述供电分区设置存在的问题，宜对出入场线进行单独供电，并且划分出若干供电分区，以保障运营检修维护作业及增强供电的可靠性。优化方案如图2所示。

图2 出入线供电分区示意图（优化）

优化方案如下：

（1）出入线接触网需通过带常闭隔离开关的电分段设置各形成3个供电分区，当段场内进行检修作业时，可以将靠近段场的第1个常闭隔离开关打开，在保证了有防护分区的同时，还不影响正线及出入线的正常供电。

（2）以段场出入线信号机位置（段场与出入线分界点）为起点至正线侧各设置3个供电分区，段场出入线各供电分区的接触网电分段位置应对称设置（上下行对齐），其中供电分区1的长度需满足一列车的停放，供电分区3的长度需满足一列车存放的同时另外一列车能正常折返的情况。在考虑供电防护分区的同时，兼顾了备用车辆停放及折返的使用需求。

（3）正线与出入线供电分区采用独立馈线供电，在任意区间上网供电出现故障时，可以通过联络开关支援供电，并且在出入线接触网出现故障时不影响正线正常运营，提高了供电的可靠性及运营的灵活性。

（4）为满足运营时段接触网专业在供电分区1所在轨行区内施工检修时，防止梯车等工器具可能触发相应轨行区内信号红光带进而影响列车折返进路[5]，要求供电分区1与供电分区2之间的电分段不应设置在信号折返进路的保护区段内。

（5）供电分区2两侧的接触网电分段应设置在出入段（场）线刚性接触网区段，采用绝缘锚段关节和常闭隔离开关方式，其中常闭电动隔离开关的监控纳入正线电力监控系统中。

（6）与段场相接车站为线路末端站时，车站上、下行正线的末端安全线应设置接触网电分段，并采用绝缘锚段关节和常闭隔离开关方式实现。

3 方案实施

由于出入线多为盾构区间，在分段位置附近没有隔离开关安装空间，隔离开关的安装位置需要考虑既能够尽量靠近需要连接的分段绝缘器，又要便于检修及远动失效情况下的手动操作。

出入线上网开关（供电分区2与供电分区3之间上网开关）位置一般设置在出入线盾构与正线车站明挖分界处，既能够更靠近分段，节约电缆长度，又距离车站比较近，节省检修人员到达开关位置时间。供电分区1与供电分区2之间的联络开关有两种设置方案，可以设置在出入线上网开关附近，也可以设置在出入线盾构与段场明挖分界处。设置在出入线上网开关附近可利于缩短故障或日常检修维护到达开关的时间，但是缺点是距离分段位置较远，如果采用8根电缆的连接方式，至少需要8×460 + 8×300 = 6 080 m的电缆。设置在出入线盾构与段场明挖分界处，可以大大节约电缆长度，但是检修不便，尤其是需要进行手动操作时，无论是从车站还是段场抵达开关位置均用时较长，影响作业或抢险效率。因此，该联络开关的设置位置需要考虑在尽快从就近车站到达开关位置的前提下，尽量缩短电缆长度。

电缆进入盾构区间，如果设有区间隔断门或防淹门，还需要注意与人防及建筑专业之间的配合，预留相应数量的电缆穿管。

4 结语

通过对段场出入线接触网供电分区进行优化设计，将段场出入线划分为3个供电分区，段场出入线单独馈线供电，与正线供电分区之间采用常开联络开关连接，既能满足在段场检修条件下正线正常折返的运行需求，又可分隔出供电防护分区，可较好地保证检修人员人身安全，同时又增加了运营检修的灵活性与可靠性，为解决类似残压问题提供了思路。