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淺析接觸網(wǎng)系統總體設置原則
摘 要：本文主要根據接觸網(wǎng)系統的工作原理及關(guān)鍵部位總結出了總體的設置原 則，以保證接觸網(wǎng)的安全性、可靠性，從而保證列車(chē)正常運行。
關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng);設置原則;系統原理
概述
接觸網(wǎng)系統是軌道電力牽引系統的重要組成部分之一，它的基本功能是通過(guò)在線(xiàn)路沿線(xiàn)的支持裝置上懸掛接觸網(wǎng)導線(xiàn)，并利用電力機車(chē)上方的受電弓和接觸導線(xiàn)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車(chē)的運動(dòng)軌跡上不間斷地提供給電力機車(chē)，保證電力機車(chē)的持續牽引動(dòng)力，實(shí)現軌道電力牽引的運輸目的。
而牽引供電系統一般又由鐵路以外的容量較大的電力系統供電。這樣就保證了電力機車(chē)不間斷地得到電能供應。
由下圖可見(jiàn)，牽引供電回路的構成是：牽引變電所、饋電線(xiàn)、接觸網(wǎng)、電力機車(chē)、鋼軌、回流線(xiàn)。在這個(gè)閉合回路中，通常將饋電線(xiàn)、接觸網(wǎng)、鋼軌、回流線(xiàn)統稱(chēng)為牽引網(wǎng)。
如圖1所示的是電力系統通過(guò)牽引供電系統向電力機車(chē)供電的示意圖：
一、總體設置原則
接觸網(wǎng)系統是牽引供電系統中一個(gè)極其重要的組成部分，通過(guò)接觸線(xiàn)與集電器的直接接觸，將電能傳送給列車(chē)。由于接觸網(wǎng)是無(wú)備用的供電設備，因此接觸網(wǎng)系統應具有很高的安全、可靠性，滿(mǎn)足列車(chē)運行的要求。
1.1 從接觸網(wǎng)系統結構上考慮
接觸網(wǎng)系統由各種結構零部件、線(xiàn)材、電纜及相關(guān)的設備組合而成，其結構的安全程度將直接影響整個(gè)系統的安全。本工程采用的設備及材料都是質(zhì)量好，并有地鐵同類(lèi)項目運行業(yè)績(jì)的產(chǎn)品。
1.2 從電氣性能方面考慮
1)接觸網(wǎng)導線(xiàn)高度的確定一方面與地鐵列車(chē)相匹配，另一方面也考慮到在DC1500V制式下對檢修人員的安全因素。
2)架空保護地線(xiàn)為全線(xiàn)貫通，并用直流電纜與各牽引所的接地母排相聯(lián)接，構成接觸網(wǎng)系統的接地保護回路�；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極柜聯(lián)接，保證了地鐵列車(chē)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)按照重污區的標準，泄漏距離不得小于250mm。確保了系統本身設備的安全和與其它系統及人員人身的安全。
4)例如：上海市軌道交通12號線(xiàn)工程近期全線(xiàn)設1座浦江南浦主變電所和1座35kV長(cháng)陽(yáng)路開(kāi)關(guān)所，分別向12號線(xiàn)全線(xiàn)的牽降混合所、降壓所及跟隨所供電。35KV長(cháng)陽(yáng)路開(kāi)關(guān)所的電源來(lái)自6號線(xiàn)巨峰路主變電所和10號線(xiàn)溧陽(yáng)路主變電所(電源作為備用)。12號線(xiàn)全線(xiàn)在近期由6號線(xiàn)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號線(xiàn)溧陽(yáng)路主變作為備用電源繼續供電。江浦路主變電所暫不進(jìn)行改造。牽引供電系統采用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、絕緣間隙
1)供電方式
接觸網(wǎng)系統額定電壓為DC1500V，最高為DC1800V，最低為DC1000V。
2)絕緣等級
絕緣等級按重污區標準，絕緣子最小泄漏距離為250mm。
3)絕緣間隙
絕緣間隙應符合GB50157-2003標準及《招標文件技術(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(lèi)型
地下段采用剛性懸掛接觸網(wǎng)，懸掛類(lèi)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(xiàn)與暗埋段相銜接的圓隧道口，上下行線(xiàn)分別設置剛柔過(guò)渡，匯流排采用切槽式匯流排。
1.5 主要技術(shù)參數
1)線(xiàn)材規格張力
剛性懸掛匯流排采用PAC110Π型;
接觸線(xiàn)采用120mm2的銅銀合金接觸線(xiàn);
架空地線(xiàn)采用120mm2的銅絞線(xiàn)。
2)接觸線(xiàn)懸掛高度
本工程地下線(xiàn)剛性懸掛的懸掛點(diǎn)處接觸線(xiàn)距軌面的高度一般不小于4040mm，困難情況下不低于4000mm;停車(chē)場(chǎng)內場(chǎng)區5000mm、運用庫5000mm、維修庫5700mm、洗車(chē)庫5400mm;敞開(kāi)段接觸線(xiàn)懸掛高度根據接觸線(xiàn)坡度變化的要求由4040mm逐漸過(guò)渡至5000mm。
在出入段線(xiàn)敞開(kāi)段采用了全補償鏈形懸掛，結構高度為1100mm。
3)跨距長(cháng)度及拉出值
剛性懸掛跨距直線(xiàn)段一般為8～10m;曲線(xiàn)一般不大于8m。
剛性懸掛拉出值一般不大于280mm。
每個(gè)錨段內的匯流排一般布置成一個(gè)正弦半波形。
4)錨段長(cháng)度
地下段正線(xiàn)錨段長(cháng)度一般不超過(guò)250m，并在錨段的中部設置中心錨結;人防門(mén)、防淹門(mén)處設置小錨段，不設中心錨結;在隧道口500m范圍內按隧道外溫差考慮，剛性懸掛錨段長(cháng)度一般不超過(guò)150m。
架空地線(xiàn)錨段長(cháng)度一般不大于2000m。
5)錨段關(guān)節
剛性懸掛采用匯流排平行重疊布置方式。
6)中心錨結
剛性懸掛中心錨結設置于懸掛點(diǎn)處。
7)側面限界
滿(mǎn)足限界要求，一般為2400mm～2700mm，困難情況下不小于2150mm。
8)接觸線(xiàn)坡度及轉角
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(chē)場(chǎng)時(shí)，柔性懸掛接觸線(xiàn)的坡度一般不宜大于10‰(當列車(chē)速度不超過(guò)60km/h時(shí))。
接觸線(xiàn)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(xiàn)或其它線(xiàn)路的接觸線(xiàn)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節的功能，便于剛性懸掛拉出值和導線(xiàn)高度的調節。
11)下錨補償裝置
剛性懸掛無(wú)需設置下錨補償裝置。
1.6 供電分段及電連接設置原則
1)供電分段原則
(1)正線(xiàn)在有牽引變電所的車(chē)站進(jìn)站端設置電分段，電分段采用絕緣關(guān)節方式。
(2)正線(xiàn)間渡線(xiàn)、折返線(xiàn)、存車(chē)線(xiàn)與上下行正線(xiàn)間設電分段，電分段采用分段絕緣器。折返線(xiàn)及存車(chē)線(xiàn)與正線(xiàn)間設置電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)。
2)電連接設置原則
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)節處設電連接。
(2)道岔處設電連接，電連接的設置不影響受電弓的正常取流。
1.7 接地
1)接地方式
(1)全線(xiàn)正線(xiàn)上、下行各設置貫通的架空地線(xiàn)，所有金屬底座與架空地線(xiàn)通過(guò)并聯(lián)方式連接。
(2)架空地線(xiàn)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(chē)站，回流電纜經(jīng)過(guò)回流箱將鋼軌與牽引變電所負極柜相連，構成牽引回流通路。在車(chē)站不設回流電纜的一端設置均流電纜，將上下行線(xiàn)路的走行軌相連。
在無(wú)牽引變電所的車(chē)站兩端設置均流電纜，將上下行線(xiàn)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、結束語(yǔ)
本文是筆者根據上海軌道交通12號線(xiàn)接觸網(wǎng)工程的工作實(shí)際經(jīng)驗，該總體設置原則在上海軌道交通12號線(xiàn)工程(東段：即上海浦東金海路站――上海浦西曲阜路站共計16站)實(shí)施，現列車(chē)運行一年下來(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)參數滿(mǎn)足了設計技術(shù)要求。該項目榮獲2014年度上海軌道交通建設立功競賽綜合賽區領(lǐng)導小組頒發(fā)的【科技工藝創(chuàng )新類(lèi)“入圍獎”】。
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