城市轨道交通的供电制式及馈电方式
由此,我国的城市轨道交通牵引电压制式有了明确的规定,并且符合国际标准的规定。
3 DC750V和DC1500V电压制式的特点
我国的城市轨道交通牵引电压制式无论是选用DC750V,还是选用DC1500V,均符合国家和国际标准的规定。但是,由于各城市间普遍存在的地理、人文、经济发展和城市规模等方面差异的影响,在确定采用何种牵引电压制式前了解这两种电压等级间的技术差异是很有意义的。
(1)牵引变电所的供电距离。DC750V和1500V电压等级时牵引变电所的供电距离见表6.
(2)DC750V与DC1500V馈电制式其他技术指标的比较见表7.
4 第三轨馈电和接触网馈电方式的特点
4.1第三轨馈电方式的特点
城市轨道交通的第三轨馈电方式中向车辆馈电的第三轨(图2为上磨式,根据集电靴和第三轨配合的方式,还有侧磨式和下磨式等其他形式)设置在车辆的走行轨旁,距走行轨中心距离约为1.4 m,距轨面高度约0.44 m,由接触轨、端部弯头、防爬器、隔离开关和防护罩等组成,并用绝缘子支撑。与之相配合,车辆采用集电靴受流。图3给出了某城市车辆与上磨式第三轨配合的上磨式集电靴的照片。
在国内,北京地铁和城轨、天津地铁,在建的武汉城轨采用这种方式。这种方式一般适用于DC 750V电压供电,国外有个别城市有采用DC 1000V电压供电而仍然使用第三轨馈电的报道,并且车辆最高运行速度一般在90 km/h以下。
4.2接触网馈电方式的特点
城市轨道交通的接触网馈电方式中向车辆馈电的接触网设置在车辆的走行轨上方,沿走行轨中心呈“之”字形走向(正线直线段为±200 mm,曲线段为±150 mm),距轨面最小高度约4.0 m(洞外地面为5.0 m),有柔性悬挂、弹性悬挂和刚性悬挂3种方式,弹性悬挂和刚性悬挂方式只能用于隧道中。柔性悬挂方式的接触网采用全补偿(正线)或半补偿(站场或岔线)简单链型悬挂,由接触导线、承力索、吊弦、导电连接线、辅助馈电线、绝缘子、坠坨和支持装置(在隧道外还包括支柱)等构成,锚段长度不大于1 500 m,隧道外的正线导线跨距不大于25 m;弹性悬挂则需要采用特制的专用弹性定位器(西门子专利),由接触导线、导电连接线、辅助馈电线、弹性定位器等构成;刚性悬挂方式的接触网则由接触导线、汇流排和绝缘子等构成。与之相配合,车辆采用受电弓受流。图4给出了某城市地铁车辆用的受电弓照片。
这是一种单臂轻型弓,在国外,有的城市的车辆还使用双臂弓(类似于有轨电车使用的受电弓)。
这种馈电方式适用于电压较高,但电流相对较小的DC1 500V电压供电,并且采用这种馈电方式的车辆最高运行速度可超过120 km/h.对于在地面上行驶的小运量轻轨车辆在线路不能完全封闭时也常常采用这种方式,此时供电电压也可以采用DC750V.
(1)柔性悬挂。这种悬挂形式不受线路位置的影响。在隧道内采用这种悬挂方式约需要500 mm左右的安装空间,接触网张力约30 kN,全补偿。由于在隧道内接触线的绝缘和支撑装置易影响车辆的限界,需要在设计时校核。在国内,广州1号线全线、上海地铁1号线地面段、明珠线和在建的广州2号线地面段、深圳地铁全线和天津城轨滨海线采用了这种方式。见图5.
地面上的接触网采用柔性悬挂形式。考虑到地面存在大气雷电的侵害,因此随接触网架设有一条接地保护线,并且在站场等重要场所增设避雷器。为了保证受电弓运行的连续性,通常在采用弹性悬挂和刚性悬挂接触网的隧道口设置一定距离的过渡段,然后再与柔性接触网连接。见图6.
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