關于城市軌道交通接觸軌的消防調研

■ 戴忠 上海市消防救援總隊軌道交通支隊指揮中心

隨著城市化進程的加快，城市軌道交通已經成為大城市交通問題的最佳解決方式，我國國內城市軌道交通建設近年來保持了高速發展的勢頭，截至2020年底，已有43個城市建成并正式運營城市軌道交通線路，總長超過6500公里。城市軌道交通在經歷大規模快速建設之后對消防部隊提出越來越高的要求，尤其是三軌制應急處置在采取斷電保護、要點銷點等方面必須慎重對待。

一、軌道交通接觸網懸掛形式的大致狀況

對于城市軌道交通的接觸網懸掛形式來說，大體可以分成三類方式，一類是柔性架空接觸網，一類是剛性架空接觸網，第三類是接觸軌（第三軌）提供電量。三類接觸懸掛形式分別具有自身的特征，各種軌道交通體系均依照項目的特征、客流等，根據自身特點應用不一樣的懸掛形式。第三軌懸掛形式因為存在可下降隧道上方凈空、供電路線的養護工作量非常少、其架設對城市景觀不帶來等一系列優勢，當下正當做一類地下路線及高架路線的關鍵的懸掛形式得以更普遍地注重并運用；不過因為第三軌的安裝部位非常低，并且供電軌處于裸露狀態，所以安全維護工作體現得相當關鍵。

二、城市軌道交通接觸軌的源起及推進

接觸軌，又稱第三軌或簡稱三軌。1879年，德國的西門子企業在柏林博覽會展出了一列自第三軌進行取電的樣板列車。很快，許多電車及鐵路體系都運用第三軌牽引供電科技。非常明確，第三軌供電的定義即為在列車行駛的兩條路軌之外，再附加帶電鋼軌。這條帶電鋼軌一般設計在兩軌間或者這里面一軌的外端。電動列車的集電設施在帶電路軌上觸及且滑行，將電力傳至列車上。這一集電設施英文稱作shoe，中文翻譯成集電靴（抑或翻譯成取流靴）。

第三軌最早應用的是低碳鋼軌，近來逐漸應用鋼鋁復合軌。鋼鋁復合軌作為第三軌，改觀了第三軌受流的科技功能，新構建的城市軌道交通工程應用鋼鋁復合軌已經是大勢所趨。第三軌式接觸網的電壓往往應用IEC[IEC：國際電工委員會（International Electro technical Commission，簡稱IEC）成立于1906年，是世界上成立最早的非政府性國際電工標準化機構，是聯合國經社理事會(ECOSOC)的甲級咨詢組織。]規則，廣州地鐵屬于我國率先應用DC1500V 第三軌供電體系的城市軌道交通部門。

三、接觸軌優勢及不足

（一）接觸軌的優勢

一是第三軌裝配于軌道梁上，電動汽車取流靴同第三軌觸及面大而且對此磨損非常小。應用第三軌式接觸網的優勢為項目容易裝配，維修便利，養護簡潔，使用時間長。

二是應用第三軌形式提供電量，也就是經過集電靴（鋼鋁復合材質）提供電量，用電的時候放出集電靴，不用的時候收攏集電靴（如同飛機的起落架）。

三是應用第三軌提供電量，雖說構建環節造價非常高，然而省下了用材、架電桿、施工、土方、修理等眾多項目及花銷，而未來的穩定性高，養護花費低，設計應用期達到了30年，其經濟利益難以估測。存在避免修理、景觀優美、節能環保等一系列優勢。

（二）接觸軌的不足

一是裸露室外的帶電軌道形成風險：部分力圖跨越路軌的人會由于踏在帶電軌道上接觸電流導致死亡。比如中國臺北捷運淡水線就存在平面軌道提供電量路段，為預防百姓誤闖而設上致密的鐵絲網。

二是電壓情況：帶電軌道的電壓不可以過高，不然的話電流會在路軌之間構成電弧。

三是限速：因為在高速下，集電靴很難精準地抓牢帶電軌，所以應用軌道供電體系的鐵路限速不可以過高，通常時速不超過130 公里。

四是電流流失：由于帶電軌道接近地面，故有時電流流失到地面。

四、接觸軌受流形式

第三軌受流形式存在三類：上接觸式、下接觸式以及側接觸式。

北京地鐵合理應用了上接觸式，取流靴自上壓向第三軌軌頭，第三軌頂面受流。側接觸式即為第三軌軌頭端面朝向走行軌，取流靴從側面受流。下接觸式的第三軌的軌頭向下，經過扣板、絕緣肩架及橡膠墊擰緊支架、螺栓等裝配于底座上。下接觸式的優勢為防護罩自上端經過橡膠墊徑直穩固于第三軌四周，對大家安全性很好，容易預防下雪以及冰凍導致的取流難題，上海軌交16 號線采用的即下接觸式的受流方式。

五、接觸軌系統的構成及器件

三軌系統基于對地鐵列車供應電能而且沒有備用的供電設施，重點靠下列器件構成：鋼鋁復合軌、絕緣支架、端部彎頭、防護罩、普通接頭、溫度膨脹接頭、中心錨結、電連接中間接頭。本文主要介紹鋼鋁復合軌和防護罩相關情況。

（一）鋼鋁復合軌

鋼鋁復合接觸軌由輕質的導電鋁軌本體和非常耐磨的不銹鋼接觸面組成。軌身靠著高強度耐腐蝕鋁合金（6101-T6）擠壓形成。接觸面屬于持續的6mm 厚的不銹鋼帶，長度為15 米/根。

（二）防護罩

防護罩分為接觸軌防護罩、支架防護罩等幾種。防護罩厚度大體是2.8±0.2mm，單根生產長度4600±5mm；防護罩支撐卡每隔500mm 布置一處。

六、接觸軌線路軌行區作業安全相關要求

（一）術語和定義

1.接觸軌區域安全區

系指接觸軌區域內，距離接觸軌防護罩外緣或列車兩側集電靴外緣大于700mm 范圍的區域，同時包括接觸軌上方的空間范圍。接觸軌區域安全區（以下簡稱“安全區”）。

2.接觸軌區域管控區

具體指接觸軌范疇里，離著接觸軌防護罩外緣或者列車兩端集電靴外緣不到700mm 的范疇里，與之同步涵蓋接觸軌上端的空間范疇。接觸軌區域管控區（以下簡稱“管控區”）。

（二）接觸軌區域安全管理基本原則

一是作業人員在進入接觸軌區域作業前應穿戴好絕緣手套、絕緣靴等防護工器具，做好自身安全防護措施。

二是除接觸軌專業工作者根據要求維修接觸軌設施之外，別的人以及所持物件，就算在接觸軌早已停止供電且掛接地線的現狀下，也不應觸碰接觸軌設備。

三是停電作業，應對接觸軌停電，進行驗電，掛設接地線進行，且掛接地線區域不應小于作業區域。

四是作業人員從列車上進入軌行區處置時，須從非接觸軌側上下車。上下車過程中，作業人員及所持物件應處于安全區、遠離集電靴，嚴禁進入管控區。

五是作業人員從站臺進入軌行區處置時，應確保走行路線處于安全區，嚴禁進入管控區。

七、結語

一是強化對軌道交通發展新情況、新問題的研究與學習。嚴格意義上來說，目前三軌制線路在上海尚處于技術驗證階段。其與一般受電弓方式的列車在遇運行故障、突發災害、涉恐遇襲的處置程序和要點方面有著較大的差別與不同。需要專業支隊、地區支隊，特別是沿線隊站加強對這方面知識的學習與積累，加大調研力度，并根據消防隊伍現實救援任務的需要逐步細化相關對應的處置程序及細則，打牢戰備工作基礎，確保在預警處置過程中有的放矢，忙而不亂。

二是強化應對三軌制的日常訓練和實地演練。對軌道交通災害事故處置的預案、作戰計劃卡的制定不能想當然，而是要根據日常調研學習的情況結合實地的測試或演練來校準預案、作戰計劃卡中不合理、不科學、違反安全作戰要求的因素。根據確定內容來劃分指揮員、班長及戰斗員日常訓練的科目，通過實地演練來加深對處置程序的熟悉，使日常訓練的科目與處置程序中的戰術要求銜接融合，達到處置能力的有效提升。

三是強化地鐵專業救援裝備研究的力度。軌交16 號線是上海目前唯一在驗證運行中的三軌制軌道交通線路，在線路中既有地下站又有高架站，其救援環境相當復雜。從以往的案例分析及現場實測情況來看，地鐵專業救援裝備的研發尚無法跟上軌道交通發展的速度。所以，在對軌道交通災害處置技戰術研究的同時，要進一步加大對地鐵專業裝備研究的力度，要充分利用現今科技發展的成果及相關專業領域內的專家人才，結合消防救援工作實際研究開發，消化吸收國外先進的設施裝備，為隊伍戰力提升加裝強勁動力。