接触网系统

一、概述

1、城市轨道接触网供电电压等级

我国标准规定城市轨道交通供电电压为DC750V 和1500V 两种。从输电效率讲,因为线路损耗是与电流平方成正比的,尽管可以设辅助馈电线来减少线路阻抗,DC 1 500 V 损耗小、效率高。1500V 电压变化率较小,电能质量较好,且由于杂散电流要小一半,有利于减少对地下金属建筑物的腐蚀。

2、城市轨道交通供电接触网的类型

牵引供电系统是由电网输入线路、牵引变电站、馈电线、牵引接触网和回流线等构成的供电网络。接触网分为架空式接触网和接触轨式接触网。三轨式接触网用于地铁与封闭的城市铁路和轻轨,架空式接触网除此还可用于铁路干线、城市地面和工矿电机车电力牵引线路。为了保证对电动车组良好的供电,接触网应顺直平滑,高度一致,在高速行车中能始终保持正常稳定的接触授流;接触网应具有足够的耐磨性与良好的导电性,寿命尽量长,并力求结构简单,易于施工、维修。

2. 1 架空式接触网

架空式接触网的悬挂类型分为两种:柔性悬挂和刚性悬挂。其中柔性悬挂又可分为简单悬挂与链型悬挂。不同的类型其电线粗细、条数、张力都是不一样的。架空线的悬挂方式,要根据架线区的列车速度、电流容量等输送条件以及架设环境进行综合勘察来决定要采取什么方式。

2.1.1 简单悬挂。简单悬挂方式结构简单,支柱高度低,支持装置承受的负荷较轻,但是弛度大、弹性不均匀。弹性简单悬挂建造费用低,施工方便维修简单。

2.1.2 链形悬挂。接触线通过吊弦悬挂到承力索上的悬挂称为链形悬挂。链形悬挂承力索悬挂于支柱的支持装置上接触线通过吊弦悬挂在承力索上,使接触线增

加了悬挂点,调节吊弦可以使整个跨距内接触线对轨面保持一致高度。由于接触线是悬挂在承力索上的,因而基本上消除了悬挂点处的硬点,使悬挂线的弹性在整个跨度内都比较均匀。链型悬挂一般用在正线或试车线等要求较高的区段。2.1.3 刚性悬挂。刚性悬挂又称刚性接触网,是一种区别于传统柔性接触网的供电方式。由于地铁隧道供电导线上方空间有限,链形悬挂一般采用冷拉电解铜接触线。1962 年日本东京营团地铁日比谷线开通时, 考虑可能发生断线事故而要有保护措施、洞内维修作业较复杂等问题,以及隧道断面比三轨供电要大幅扩大的情况,开发了地铁用的新的刚性悬挂方式。现在通过10 多个国家、30 多条地铁的运营, 经过不断改进设计,刚性接触网系统已日臻完善, 非常可靠。

2.1.4刚性接触网与柔性接触网相比，有以下3 个特点：

一是接触网载流面积大，可为机车提供更稳定的电能；

二是结构简单、安装方便、维护简便，与柔性接触网相比维修量大幅度减少，在国外使用该技术的地铁还被称之为免维护接触网，更说明其维护量之小；

三是可减少隧道净空，由于刚性接触网直接安装在隧道顶部，不仅安装方便，也不需要占用更多空间，使隧道净空降低。

2. 2 接触轨接触网

三轨接触网是沿轨道线路敷设的附加接触轨,从电动客车转向架伸出的受流器通过滑靴与第三轨接触而取得电能。接触轨可以有三种方式,即上接触式、下接触式和侧接触式。德国在1978 年建成了世界上第一段钢铝复合轨，运行长度3.3公里。1996 年后，美国、日本、意大利、马来西亚、泰国等国家都开始应用，至今世界上已建成钢铝复合接触轨运营线路1000 多公里，遍布欧洲、美洲、大洋洲、亚洲。

二、郑州1号线一期工程接触网设备介绍

一期工程正线全部为地线线路，车辆段和停车场出入线大部分为地下线路，地下线路的接触网全部采用刚性悬挂形式。刚性接触网输电线路由PAC11O型铝合金汇流排和单根CTA120型铜银合金接触线组成。郑东车辆段和凯旋路停车场均为地面线路，地面线路的接触网全部采用柔性悬挂形式；在出入段/场线的隧道口以锚段关节形式进行刚柔过渡。试车线和出入段/场的地面线路接触网悬挂类型为全补偿链形悬挂（双承力索+双接触线），其它车场线接触网悬挂类型为弹性简单悬挂（有补偿）。柔性接触网的承力索采用JT150型铜绞线，接触线采用CTA120型银铜合金接触线，架空地线采用JT120型铜绞线。

（一）刚性接触网介绍

1、刚性接触网有以下特点：

（1）结构比较简单；

（2）安全可靠；

（3）节约投资；

（4）维修方便、简单、成本低；

（5）不利的方面有：一是对于设计、施工以及业主有一定的风险；二是对设备各个方面的要求高；三是维护、检修无检修工艺及维修标准，无经验。

2、支柱

车辆段及停车场内接触网支柱采用“H”型钢柱，这种型式的支柱在香港和国外高架桥上应用较多。

其特点：（1）结构简单，外形轻盈、简洁；

（2）支柱容量大，适合直流供电接触悬挂荷载大的特点；

（3）柱上金具规格少，便于标准化和运营维护；

（4）支柱底座结构简单，便于与桥梁配合和施工安装。

3、支撑装置

隧道内刚性悬挂采用垂直悬吊装置，该装置具有水平和垂直双向调节的功能，便于刚性悬挂拉出值和导高的调节。在区间：隧道顶部采用钻孔或预埋件方式；在车站结构风管底板预埋接触网预埋件。

地面区段柔性悬挂支持装置：一是单腕臂柱结构形式；二是门形支架结构形式

4、绝缘子

分类：棒式绝缘子、悬式绝缘子、针式绝缘子三种。

采用公称泄漏距离为250mm，瓷釉剥落总面积不大于30mm²。对于柔性悬挂安装在腕臂底座处的绝缘子，宜采用表面上釉的高强度瓷质绝缘子；下锚绝缘子采用瓷质绝缘子。刚性悬挂采用表面上釉的瓷质绝缘子。

5、汇流排定位线夹

用于刚性悬挂固定Ris120mm²接触线，通过定位销钉或螺栓与绝缘子及支持结构相连接，下部由两夹板固定汇流排。它的最大水平工作荷重为2.5kN，最大垂直荷重为3.0kN，螺栓的紧固力矩为25N.m。

6、汇流排

用于夹持、固定接触线、承载和传输电能。

型号：PAC110 mm²

在安装时：连接件的接触面应清洁，汇流排连接缝两

端夹持接触线的齿槽连接处平顺光滑，不平顺度不大

于0.3mm。汇流排连接端缝平均宽度不大于1mm，

螺栓紧固力矩为16N.m。