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城市轨道交通供电方式的特点分析

作者:中国储能网新闻中心 来源:智见能源 发布时间:2019-12-30 浏览:
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城市轨道交通有高密度、高可靠性、高安全要求的特点。下面先从轨道交通的常见的方式入手,再通以北京与上海的城市轨道交通为例,对架空刚性供电与第三接触轨的供电方式深度的探讨与分析。

目前轨道交通采用的供电方式主要有三种:(1)架空柔性接触网;(2)架空刚性接触网;(3)第三接触轨。

1、架空柔性。优点:弹性好、服贴、所以弓网关系好,支持高速运行,运行速度快的线路基本都是架空柔性网。缺点:结构复杂,磨损及拉力容易断线,接触网短线会中断行车,维护工作量大。所以现在柔性网在地铁新建线路上已经不用了,目前大铁路特别是高铁上是采用此种供电方式。

2、架空刚性。优点:稳定性好不容易断,维护也简单一些。缺点:弹性不好,告诉运行时弓网关系不良,容易出现拉弧等问题,还有就是由于比较硬所以接触线磨损比较快,一两年就要更换,由于比较硬绝缘子故障也较多。刚性网比较适应地铁的低速、大密度、稳定性高的要求,目前在地铁里是主流。

3、第三接触轨。优点:稳定性好、对地绝缘性能好、电导率高、对隧道的限界要求小,对工程的隧道土建投资节省、稳定耐磨,维护工程量少,露天线路的环境友好。缺点:由于是在低位供电做检修人员的威胁较大,所以每次有人进入线路都需要停电接地、断口太多导致正极电缆太多且都在地上带来很大风险。

城市轨道交通有高密度、高可靠性、高安全要求的特点。下面以北京与上海的城市轨道交通为例,对架空刚性供电与第三接触轨的供电方式深度的探讨与分析:

1、从建设成本角度看,由于北京从上世纪60年代便开始建设地铁,采用明挖隧道的方式建造,限于当时的政治经济环境,采用铺设第三轨的方案,其建设成本更加低廉,施工难度较小,对隧道高度的要求较低。而触网零部件较多,架设也比较复杂,成本较高。上海由于多为软土、粉土的地质条件,采用盾构挖掘隧道,隧道高度对成本影响不大。如今,随着钢铝复合轨的使用,电阻率更低,牵引网损耗较小,供电距离更长,需要建设牵引变电所的数目减少,建设成本也就愈发低廉。

2、从维护成本角度看,由于第三轨就铺设在轨道上,不需要高架触网的轨道车便可方便地检修和维护。另外,从实际运营情况来看,第三轨的磨损也较小,寿命更长,维护次数少,因此第三轨的维护成本较低。而架空接触网零部件较多,导致可靠性较低,需要频繁维护,且维护时需要轨道车,维护成本较高。有了先前的运营经验,北京继续采用第三轨的格局便逐渐成型了。

3、从行车角度看,由于集电靴在高速行驶时难以抓紧第三轨,因此采用第三轨供电的地铁最高速度较低。此外,在遇到岔路时,第三轨不可避免的中断,若集电装置无法和第三轨接触,则会出现失电的状况。触网供电则不存在以上两种问题。此外,带电轨道的电压不能太高,否则电流会在路轨间形成电弧,需要每隔一段距离建设一个电站。北京第三轨的电压为750V,而上海的架空接触网为1500V,因此第三轨不易牵引载重较大的列车。上海从1号线开始,考虑到客流较大,延续了功率较大的1500V架空线方案。

4、从安全角度看,由于第三轨直接暴露在轨道上,存在触电致死的危险。若有导电物质坠落,造成金属短路会影响车辆运行和人身安全,因此必须在站台安装屏蔽门。北京地铁为第三轨安装了防护罩。在维护检修时,必须切断第三轨供电。架空触网则不存在这个问题,上海地铁早期,站台甚至没有屏蔽门。

5、从环境角度看,由于上海气候常年潮湿,若采用第三轨供电,容易因雨水等出现金属短路、腐蚀轨道等情况。北京也有雪天,但主要影响的是地面/高架线路。架空接触网也有缺点,地面/高架线路在大风天气下,容易因异物缠绕线网导致停运,因此上海的16号线采用了第三轨的方案。这些是环境对供电轨的影响,反过来,供电轨也会对环境造成影响。

6、从杂散电流看,第三轨供电方式由于走行轨与大地之间的过渡电阻产生的电流迷失较触网更大,对地下管道或建筑物的腐蚀会更强一些。

7、 从视觉效果看,第三轨低位布置,要比架空线美观了。

关键字:城市轨道交通供电

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