城市轨道交通供电接触网类型

摘要：随着经济的快速发展以及城市化进程的快速推进，城市内越来越多的有轨电车成为了解决市内拥堵的首选交通工具，在有轨电车中起着传输电能的接触网的研究也受到了更多研究人员的重视。我国常用的接触网是第三轨式以及架空式接触网。本文对我国城市轨道交通采用的第三轨（接触轨）和架空接触网进行了较为全面的比较并对北京地铁5号线宋家庄停车场接触轨安装方式做了简单描述，希望对大家的工作有一定的借鉴意义。 关键字：接触网、方式、安装、接触轨

中图分类号：c913.32 文献标识码：a 文章编号：

世界上第一条电气化铁路于1879年在德国柏林建成。中国于1961年建成第一条电气化铁路——宝成铁路的宝鸡至凤州段。电气化铁路问世后发展很快，法国、日本、德国等国家已成为电气化铁路为主的铁路运输业，大部分货运量是由电气铁路完成的。目前我国许多大城市都在考虑建设快速轨道交通,首先面临的就是采取哪一种接触网方式。在有轨电车建设之前，工程策划人员一定要根据当地城市的现状以及要求,综合分析论证。我国常用的接触网是第三轨式以及架空式接触网。

一、城市轨道交通供电接触网的类型

电气化铁道的牵引供电系统是由牵引变电所、牵引网（馈电线、接触网、钢轨和回流线组成）、电力机车等组成。第三轨式接触网可以用于地铁与封闭的城市铁路和轻轨,架空式接触网不光可以用

于地铁与封闭的城市铁路和轻轨，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。另外，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,易于施工与维修。下面对两种接触网类型简单介绍一下。 1、架空式接触网

架空式接触网的悬挂类型一般可以分为三种，简单悬挂、链形悬挂和刚性悬挂。这三种悬挂方式的电线粗细、条数、张力都是不一样的。架空式悬挂方式,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。 1.1、链形悬挂接触线通过吊弦悬挂到承力索上的悬挂的方式提供电能。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,这样就给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。链形悬挂有单链形、双链形和多链形悬挂之分。按线索相对于线路中心的位置，又可以分为直链形接触、半斜链形接触以及斜链形接触悬挂三种方式。

1.2、刚性接触网悬挂方式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，使得其结构简单紧凑，节省隧道净空与投资。刚

性接触网悬挂方式的导电铜线不受张力影响，它具有可靠、耐磨性好等优点。

1.3、简单悬挂方式接触网

简单悬挂方式网具有结构简单、支柱低、支持装置承受的负荷较轻等优点，但是此种方式弹性不均匀。为改善这不足之处，一般在悬挂点处增加一个倒y 形的弹性吊索，本措施能够相应改善悬挂点处的弹性与运行状况不佳等问题

对比以上三种悬挂方式，链形悬挂比简单悬挂性能要好，但结构复杂、投资大、施工维修调整也比较困难。城市轨道交通一般多采用简单链形悬挂，应用速度可达100km/h以上。地铁为了减少隧道净空,可以采用以弹性支座或弓形腕臂作支持部件的简单弹性悬挂。

2、 第三轨接触网

第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的装置。第三轨接触网分为上接触式、下接触式与侧面接触式三种方式。 2.1上接触式

第三轨安装在绝缘子组件上，由接触轨、绝缘子、三轨夹板、防护支架、防护板、端部三轨弯头、防爬器等构件组成。受流器滑靴从上压向接触轨轨头顶面受流。上接触式三轨施工作业简便，可以在轨头上部通过支架安装不同类型的防护板。 2.2、下接触式

下接触式三轨轨头朝下,通过绝缘肩架、橡胶垫、扣板收紧螺栓、支架等安装在底座上。下接触式的优点是防护罩从上部通过橡胶垫直接固定在接触轨周围，对人员安全性好，但是这种方式安装结构较复杂，费用较高。 2.3、侧面接触式

侧面接触式就是接触轨轨头端面朝向走行轨, 集电靴从侧面受流的方式，其受流器装在转向架下部，接触轨装在轨道梁上。 二、两种接触方式比较

2.1、从地面交通的角度来看，在市区平交运行的有轨电车或轻轨车宜采用架空接触网。牵引网压等级较高时，为了安全和保证一定的绝缘距离，也宜采用架空网。而封闭运行的城市铁路或轻轨采用架空线或第三轨都能保证安全，但是在发生事故疏散乘客时架空式接触网将给人们更多的安全感。

2.2、从建设费用来看，假若线路采用1500v输电方式，如果电站配置得当，比750v可以少建近一半变电站，供电设施大约只相当750v三轨授流的70%左右。而且采用1500v制式后，同功率电动车辆由于电流的降低，电器设备也可以相应地减小体积与重量。从维修的角度来看，架空式接触网要定期进行检查维护，洞内维修作业需要专用的接触网检查车，维修周期短、费用高、备品备件需要量大。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，但dc1500v输电显然比dc750v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。 2.3、使用悬挂式接触网，在城市中间密布支架和电线网，影响市容。而三轨授电，接触轨位置低，没有明显的高大部件(如立柱、横向承力索、金属桁架等)，城市景观好，对电磁污染较易采取防护措施。

三、北京地铁5号线宋家庄停车场接触轨安装

近几年来随着复合材料的发展，由不锈钢与铝合金通过机械方法或冶金结合方法加工而成的钢铝复合轨已取代低碳钢接触轨，北京地铁5号线宋家庄停车场就是采用的这种钢铝复合轨。

北京地铁5号线宋家庄停车场轨道铺装工程共有50kg/钢轨7号单开道岔23组，50kg/m钢轨7号道岔5m间距交叉渡线1组，50kg/m钢轨9号单开道岔1组。库外线有50kg/m钢轨木枕碎石道床、50kg/m钢轨混凝土枕碎石道床、60kg/m钢轨木枕碎石道床，库内线有检查坑整体道床、无检查坑整体道床等。由于停车场道岔繁多、股道曲线小、安装方式多样等，给接触轨施工带来了一定的困难。为此，施工中需要正确把握了工程重点与难点，制定出了有效质量控制措施，并将施工方法与要点贯彻到具体施工人员。供电系统通过接触轨系统将电能持续地输送到列车，以保证列车安全正常运行。由于接触轨是无备用的供电设置，受气象条件的影响较大。因此，保证接触轨设备的运行可靠是地铁列车安全正常运行的必要条件。这就给施工提出了更高的要求。

北京地铁5号线宋家庄停车场接触轨采用bw(比威公司)公司的铝

轨压接不锈钢带的复合轨，采用上部接触受流方式。停车场道岔繁多，电气分段也随之增加，经常需要对导电轨进行切割。导电轨切割应保证垂直，最大容许误差0.5mm，切割后应挫去毛刺和尖棱。切割的导电轨末端需钻孔，使用轨道末端钻孔夹具m09121-01-j来完成。把钻孔夹具固定在导电轨末端，用ф16mm的钻头在其上钻孔，然后去除毛刺，接触轨安装在列车行进方向的左侧，在道岔区等特殊区段，为保证可靠供电，换边敷设布置。接触轨中心线至相邻走行轨内侧工作边的水平距离为(700±5)mm，距线路中心(1417.5±5)mm，接触轨轨顶面至走行轨轨顶面连线的垂直距离为(140±5)mm。

本工程接触轨安装简述如下：

1、库内有检查坑的整体道床接触轨安装先选择槽钢底座，将其放在预留的加长混凝土短轨枕上，用螺旋道钉将它们固定，在槽钢底座上安装绝缘子，在绝缘子上放钢铝复合轨并用绝缘子上的卡子将接触轨卡住，最后安装防护罩。

2、库内无检查坑处接触轨安装先在整体道床施工时预埋尼龙套管。将与之对应的槽钢底座用螺旋道钉固定在相应位置处。然后在槽钢底座之上安装绝缘子,绝缘子安装完成后在其上放上钢铝复合轨，并用绝缘子上的卡子将接触轨卡住,最后安装防护罩。 3、铺轨施工时在接触轨安装部位预留加长木枕。将其安装槽钢底座用螺纹道钉与木枕连接固定，在槽钢底座之上安装绝缘子,绝缘子安装完成后在其上放上钢铝复合轨并用绝缘子上的卡子将接

触轨卡住，最后安装防护罩。

4、铺轨施工时在安装接触轨部位预留b型预应力混凝土枕，其他安装与以上3种安装方式相同。

5、接触轨标准制造长度为15m和14m，按照要求将标准轨和膨胀接头连接成75m长轨，在每段轨的中部均安装1组防爬器，防爬器要紧贴绝缘子安装，和绝缘子之间缝隙不大于2mm。 6、接触轨的接头分为正常接头和膨胀接头两种。

7、接触轨支撑固定间距根据轨枕间距不同而有所不同,轨枕间距为600mm时一般为4200mm，轨枕间距为625mm时一般为4375mm，轨枕间距为705mm时一般为4230mm。

8、防护罩由防护板和防护板支架组成，与接触轨同侧安装。 以上是对两种供电接触网做了简单介绍和对比，并对北京地铁5号线宋家庄停车场施工现场情况以及接触轨安装方式做了简单描述。希望随着科技的进步，会有更多的新技术应用到城市有轨电车的建设中，为人民的出行创造便利条件。 参考文献：

【1】 靳守杰，何志新 广州市轨道交通接触网形式选择【j】城市快轨交通，2010,no.01

【2】 李月俊 城市轨道交通供电系统接触轨施工技术【j】铁道建筑技术，2009,no.03