城市軌道交通接觸軌供電分段方式的探討

劉清宇

（青島地鐵集團有限公司運營分公司，山東 青島 266000）

社會經濟不斷發展，即便在正常的行車線中都會出現短暫的區域，而采用第三軌電分段系統主要就是為了保證線路的持續運行，防止出現電路事故與供電交流。其中，通過設置絕緣裝置或者結構將接觸網工程技術與接觸軌電分段通過更科技更經濟的操作令其達到符合車輛運行需求，從而保證乘客的出行安全與乘坐感覺。接觸軌電分段技術目前有三種分段方式，這幾種技術的應用雖然很好地解決了失電問題，但是依舊要為更加經濟科學的可持續發展加以研究，保證城市軌道交通的安全與順利，排除安全隱患。

一、接觸軌電分段

（一）大斷口電分段

大斷口電分段方式主要是其斷口與集電靴之間的距離，總體上斷口長度是遠大于集電靴距離的，但是對于相鄰兩車之間的集電靴距離又會小于這部分，比如現在部分地區的地鐵仍然使用的是傳統14cm 的斷口，相鄰兩車之間目前難以連接，導致整個車輛的電路是不連續的，容易造成車輛的失電。一方面，對于車輛供電機產生不利的影響，大大減少其使用壽命，另一方面不利于接觸軌可再生電能的生成與利用。

這種大斷口電分段方式整個貫通方式是通過直流電斷路器連接的，雖然對于車輛各電路間誤闖的現象起到控制作用，但是對應的對于技術人員的操作與控制各方面能力都提出了更高的要求。對于以往傳統的供電方式其缺點與副作用盡量避免，就算出現問題也能夠及時采取措施，將之控制在可控范圍內，務必避免車輛進入車站站區時出現瞬時短路現象，導致風險的提高。

（二）小斷口電分段

列車運行從一個供電分區到另一個供電分區時有一節動車斷電不取流，不會使兩個供電分區通過列車進行電連接，這種即為分段式電分段。按照國標規定的B 型車標準，一節車長一般為19.52 米，而動車前后兩臺受流器距離為12.6 米，正常情況下，該電分段區的斷電長度會大于兩臺受流器間距，其中兩車相鄰的集電靴距離大概是6.92 米[1]。小斷口電分段設置相對較為簡單，車輛可以連續供流，如果出現電路短路現象，可以通過集電靴和母線之間的應用對事故情況加以控制，將風險與威脅保持在可控制范圍并及時采取補救措施。

（三）短軌式電分段

目前的短軌式電分段主要是處理失電和故障的連電問題，尤其是當整段高壓電氣母線相連接時，問題凸出更加明顯，現在各國對于這部分問題主要是采取在斷口處加短三軌的方式，就是在加長斷口的基礎上再額外加一根短接觸軌，通過隔離開關與接觸器相連接[2]。將地鐵車輛的集電靴安裝在轉向架上，確定每個集電靴間距，當列車通過電分段區時，分別從接觸軌取流，列車的電分段取流是連續進行的，中間的短接觸軌區域形成了中性區，避免車輛各電路的誤闖現象的發生；即使車輛停止在大斷口區域，機車仍能夠安全運行，很好地避免了列車失電的風險。包括列車發生事故時，列車的供電臂停電檢修，短三軌這時是不帶電的。

二、接觸軌供電分段的主要形式

因為接觸軌按照供電系統的要求在正線和車輛階段都有電分段，為了保證列車運行的連續性，地鐵需要在沿線各站設置變電與高壓供電設備，通過集電靴等設備之間的接觸完成，接觸軌供電分段相比懸掛式接觸網會更加經濟方便，并且維修與養護工作更容易實施[3]。

目前接觸軌主要斷電方式主要有小斷口、大斷口、短接觸軌三種，小斷口小于兩車之間集電靴的距離，通過分段進行連續取流，實現不失電問題，當電路短路故障發生時，該部分電流會通過集電靴和母線，保護其車輛供電不受影響，可以順利運行[4]。大斷口其斷口接口長于兩車之間集電靴的距離，并且相鄰兩個高壓供電區域不相連，車輛通過時的電流無法保證其連貫性，容易造成臨時斷電，影響乘客乘坐感覺，產生不適。與此兩者不一樣的是，大斷口的接觸外增加短接觸軌實現無失電，將開關與車站供電臂連接，相比前兩種方案，短接觸軌方案更加優質，其優勢特點更加明顯，并且經濟與科技投資較小。

當城軌交通采用接觸網形式時，車輛段之間的貫通如停車與運行的切換時，具體的切換方式需要根據現實情況的要求，綜合來說，接觸網工程投資較大并且風險性與接觸軌相比更大，整個接觸網系統工程在一般情況下是建立一段架空接觸網與接觸軌共存的過渡段，主要通過控制受電弓與集電靴等機械的升降實現切換受流方式的目的。

在接觸網工程中，關于車輛停車切換技術與不停車切換技術，其不停車切換技術更加復雜，其控制程序繁瑣，但是可以實現車輛不失電；停車切換技術操作簡單，但是該程序容易引起車輛失電，風險更大些，乘客乘坐過程中易顛簸。兩種方式各有其優勢所在，各部門與企業需要做的是通過這兩種技術合理地應用，保證車輛行駛過程的高效與乘客安全。

三、結束語

綜上所述，接觸軌三種方式的應用不管選擇哪種，都是為了實現接觸軌的建設維修與養護工作，將該技術體系與供電設備相結合，多方面相互協調，從而實現技術與電路的統一。相比較而言，短軌式電分段優勢更加明顯，特別是對于檢修過程中的失電問題尤其有優勢。城市軌道交通接觸軌供電分段的研究雖然取得了一部分成績，但是目前仍處于高速發展的階段，未來的研究更加專業化、標準化，在具體實施過程中根據車輛編組、集電靴分布以及車輛電流布置情況等多方面因素加以分析，選擇最合適的電分段方式。