廣州地鐵3號線接觸網供電分區改造優化設計

秦建偉 朱星光 陳善樂

（中鐵工程設計咨詢集團有限公司電化通號設計研究院，北京 100055）

廣州地鐵3號線接觸網供電分區改造優化設計

秦建偉 朱星光 陳善樂

（中鐵工程設計咨詢集團有限公司電化通號設計研究院，北京 100055）

根據廣州地鐵3號線某區段的現場調查及掌握的資料，對接觸網供電分區的改造進行分析，并提出優化設計方案，以保證接觸網對機車車輛的有效供電，實現軌道交通系統的安全、可靠、穩定運營，并對其他同類工程項目接觸網供電分區的設計、建設、改造及運營具有重要的借鑒和指導意義。

接觸網供電分區；出入段線；改造優化設計方案

城市軌道交通系統中接觸網供電分段的作用是將接觸網分隔成若干個從結構和電氣上相互隔離的區段，各供電分區由對應的牽引變電所分別供電，實現分段供電，保證供電質量。同時，可在接觸網運行發生故障時，將接觸網故障分區有效切除、縮小故障范圍，保證無故障區段正常運行，實現軌道交通系統的安全、可靠、穩定運營。

不同的接觸網類型，電分段的形式有所不同。架空接觸網電分段的主要實現方式有絕緣錨段關節形式和分段絕緣器方式。絕緣錨段關節形式適用于機車速度較高的區段，主要應用于架空柔性接觸網的正線電氣分段；分段絕緣器方式大多應用于渡線和車輛場段內有關線路的電氣分段。接觸軌系統中則一般很少采用分段絕緣器的電分段方式，大多利用接觸軌自然形成的斷口來實現不同供電分區的結構和電氣隔離。

圖1 廣州地鐵3號線出入段線與正線接觸網供電分段示意圖

1 出入段線與正線接觸網供電分區設置

經過對廣州地鐵3號線某區段的調查了解和資料收集，目前廣州地鐵3號線車輛段（停車場）的出入段線均通過正線接觸網進行供電，以3號線架空接觸網供電分段情況為例，其供電分段如圖1所示。

2 出入段線與正線接觸網供電分區設置存在的問題

如圖1所示，出入段線接觸網直接由正線進行供電，雖然在實際運行中并未發生較嚴重的安全事故，但仍存在著諸多弊端。

1）影響正線行車安全，易擴大事故范圍

由于地鐵一般采用雙邊供電，若在運營中，一旦出入段線接觸網發生短路，將導致與出入段線處于同一供電臂內的左右兩個相鄰牽引變電所斷路器跳閘，機車在此區段內無法運行，嚴重影響正線的正常運營。

若出入段線某專業的設備發生故障，需要運營人員即時進行搶修。為保證搶修人員人身安全，需對此區段接觸網進行斷電，必須先斷掉相鄰兩個牽引變電所的電，在掛接接地線后，搶修人員才能進入搶修現場，此舉將造成事故范圍的擴大，加大運營壓力。

2）事故搶修時間延長

在正常運營期間，若出入段線的絕緣子出現閃絡，引起牽引變電所跳閘，在不知事故原因的情況下，排查范圍會因此加大，延長了搶修時間。

3）正線向車輛段進行支援的可靠性差

當車輛段內牽引變電所發生解列，需要由正線對其進行支援時，須經過出入段線與車輛段之間常開的電動隔離開關。此時，若車場內供電線路再次發生短路等故障，會直接影響正線的行車安全與運營穩定。

4）運營檢修靈活性差

出入段線在正常運營期間，無法進行檢修作業，只能待車輛夜間停運后才能進行檢修作業，該設置方式提高了運營檢修工作勞動強度，靈活性較差。

3 出入段線與正線接觸網供電分區改造優化方案

針對上節提到的出入段線接觸網直接由正線進行供電的設置方式存在的種種弊端，分別以廣州地鐵3號線架空接觸網供電分段為例，提出具體的改造方案。

1）出入段線單獨分區，由大石站牽引所單獨饋線供電。

2）在出入段線與正線接觸網銜接處增設分段絕緣器，同時由鄰近的大石牽引所新增引出兩回饋線，接引至出入段線，使出入段線構成單獨的供電分區，如圖2所示。

圖2 廣州地鐵3號線供電分段改造方案示意圖

該改造方案具有以下優點：

a.當出入段線發生事故時，不會中斷正線運營。

b.當車輛段牽引所解列時，由正線大石牽引所支援供電，可靠性提高。

c.運營期間可對此區段進行檢修作業，運營檢修靈活性提高。

d.施工改造不影響正線正常運營。

該方案也存在一些缺點：

a.大石牽引所距出入段線約2 km，距離較遠，電纜敷設難度較大。

b.由于新增了兩回饋線，需同時增加兩面斷路器柜，須核實既有大石牽引所房間面積是否滿足要求。由以往的工程經驗判斷，一般情況下房間面積比較緊張，有較大概率存在斷路器柜放置面積不夠的情況，這對改造施工所牽涉的專業范圍和接口要求較高。

4 結論

本文提出的改造設計優化方案僅以廣州地鐵3號線某區段的供電分段為例進行具體方案設計，其他同類工程線路接觸網供電分段的改造方案與該例類似，可歸納為如下原則。

1）出入段線需單獨設置接觸網供電分區。

2）出入段線電源優先采用鄰近正線牽引所的饋線電源。

3）當從正線牽引所單獨饋電難度較大時，出入段線可由車輛段牽引所饋線供電。

4）當由車輛段牽引所給出入段線饋線供電時，需考慮回流系統。

5）當出入段線長度較短時，可不考慮出入段線接觸網單獨分區。

According to the fi eld survey for Guangzhou metro line 3， the paper puts forward the optimum design solution to reconstruction of the districts powered by overhead catenaries， for ensuring the catenaries providing effi cient power for locomotives and safe， reliable and stable operation of trains， and providing reference for the design， implementation， reconstruction and operation of the line powered by overhead catenaries in other similar projects.

district powered by overhead catenary； entrance/exit line from depot； reconstruction and optimization design solution

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.06.021

2015-03-25）