城市軌道交通接觸網簡介

城市軌道交通供電系統接觸網是沿軌道架設的特殊供電線路，將變電所的電能傳送給車輛。目前，主要采用的供電制式有兩種：DC750V供電制式和DC1500V供電制式。

城市軌道交通的接觸網有3大類型：第三軌類接觸網、架空柔性接觸網和架空剛性接觸網。

1 第三軌接觸網

第三軌接觸網用于城市軌道交通中的地鐵、全封閉的城市鐵路和輕軌等線路，因其牽引供電線路中的導電軌沿線路在車輛的走行軌旁設置而被形象地稱為“第三軌”。第三軌距走行軌中心距離約為1.4m，距軌面高度約0.44m（具體數據要根據機車集電靴設置參數而定），由接觸導電軌、端部彎頭、防爬器、隔離開關和防護罩等組成，并用絕緣子支撐。與之相配合，車輛采用集電靴受流。接觸軌通常設在列車前進方向的左側。絕緣子通常采用額定電壓為3kV的瓷質絕緣子。端部彎頭設置在接觸軌斷口的端部，便于車輛受流器平滑順利地過渡。為了避免因溫度變化及受流器作用引起接觸軌竄動，在每一段接觸軌中部均設置有防爬器。

一般地，車輛集電靴與導電軌的接觸受流方式分為上接觸式、側接觸式和下接觸式，對應的第三軌也就稱為“上接觸式第三軌”、“下接觸式第三軌”和“側接觸式第三軌”。

2 柔性架空接觸網

柔性架空接觸網在電氣化鐵道中得到了廣泛的應用，適用于城市軌道交通的架空式接觸網的懸掛類型大致可分為兩大類：半補償彈性簡單懸掛方式、全補償簡單鏈形懸掛方式。

目前，在城市軌道交通供電系統架空柔性接觸網里都采用Ris的銀銅接觸線，截面積120mm2。此種含0.1%銀合金的接觸線具有兩個突出的優點：一是耐溫好，大幅度提高了接觸網系統的抗退火、抗短路能力，克服了銅接觸線軟化現象；二是抗拉強度好，Ris120額定張應力也高于同類銅接觸線，在接觸線截面積磨損20%后，其額定張應力仍然維持在正常的架設張應力范圍之內，使用壽命長，大大提高了運營的可靠性。

3 剛性懸掛接觸網

剛性懸掛接觸網結構比較簡單，由懸掛裝置、絕緣子、匯流排等組成。剛性懸掛方式相當于安置在隧道頂部的接觸軌。因此，剛性懸掛方式同時具有接觸軌和接觸網所具有的優點，在20世紀70年代后期被許多國外的城市所采用。

剛性懸掛接觸網經過十幾個國家40多條地鐵的運營，在設計上不斷改進，目前已經臻于完善。剛性懸掛試驗段在廣州地鐵1號線運行近5年，廣州地鐵2號線已經正式使用，受流質量較好。剛性懸掛的國產化率可達到96%以上，工程造價低于柔性懸掛接觸網，在隧道內使用仍能保證較寬的受電弓所需要的空氣絕緣間隙，長隧道區間不需要預留接觸網下錨空間，匯流排載流截面大、溫升小，沒有事故斷線之虞，不需要輔助饋線，結構穩定可靠，零件種類少，維護簡單易行。所以，盡管剛性懸掛在我國使用的時間不長，運營經驗不多，在制造、施工、設計等方面還有值得改進之處，但其總體優勢得到了業界的肯定，正在許多新建城市軌道交通項目中得到推廣，南京地鐵1 號線也在隧道中采用了剛性懸掛方式。

4 三類接觸網的優缺點

第三軌系統結構簡單，使用壽命長，在安裝、維護上的費用和工作量要低于架空接觸網（相同電壓下），受天氣的影響也小得多（除了上接觸式外），并且能夠較好地適應小尺寸隧道。

接觸軌系統的結構簡單，剛性固定、維護工作量小，故障率低，最常見故障為支持絕緣子污穢、裂紋或損壞，無需配備專用的接觸軌系統搶修機械。由于接觸軌系統的零部件種類少，作業面也低，因此，搶修作業程序也較為簡單。

但由于第三軌系統距地面很近，無法做到全方位的人員接近防護是一個主要的缺點，電力操作規程所規定的斷電標志（打開斷路器有明顯的斷路點，掛地線）在第三軌系統實行存在困難，對日常維護或緊急情況下的旅客疏散造成不便。另外，第三軌系統在運行軌道岔處必須留出間隙，在某些環境下會出現列車中斷運行的情況，需要使用跳線電纜臨時搭接或其他列車救援。再者，由于直流電場的吸附作用和距地面很近的原因，第三軌系統中的絕緣器件容易被污染，加之自然風和雨水無法對絕緣器件產生自潔作用，需要經常清掃，否則極易發生絕緣閃絡事故，影響行車。

另外，由于接觸軌的不連續性，受流器在滑人接觸軌時會受到沖擊，當列車速度過高時，沖擊力較大，嚴重時會損壞受流器，因此，采用接觸軌受流方式時列車的最高運行速度較低。根據英國的研究，采用第三軌的列車運行極限速度為160km/h。在國內，采用第三軌的北京地鐵列車運行極限速度為90km/h。

剛性架空接觸網與接觸軌一樣具有結構簡單、事故影響范圍小、運營維護工作量小等優點，但由于其作業面較高，運營維護仍須配備專用的維護檢修車輛。

柔性架空接觸網適合列車高速運行。但是，柔性架空接觸網結構復雜，零部件多，且有斷線之虞；接觸線磨耗快，換線周期短；在隧道內，張力補償下錨要求高，在地面或高架橋上會對城市景觀造成一定影響。柔性簡單鏈形架空接觸網的接觸導線和承力索均帶張力，接觸網發生短路故障時存在斷線隱患，其支持部件除承受各類線索的垂直荷載外，還要承受線索張力引起的各類水平荷載及斷線沖擊荷載，部件發生故障的幾率相對較大。一旦發生斷線事故，影響較大，同時由于檢修作業為高空作業，需要的人員多，搶修和恢復比較困難，需要專用檢修設備。