接觸軌供電車輛基地的軌行區安全防護探討

摘要：接觸軌供電車輛基地的軌行區安全防護是車輛基地設計過程中需要重點考慮的問題，通過采取安裝接觸軌防護罩、設置金屬圍蔽網、防護罩涂刷不同色彩油漆等多種方式加強軌行區的安全防護，減少作業人員的觸電風險。

關鍵詞：接觸軌； 車輛基地； 車場線； 軌行區； 防護

中圖分類號：U284.26文獻標志碼：A

0引言

城市軌道交通車輛基地是保證地鐵列車正常運營的后勤基地，車輛基地包括用于列車運用、停放和檢修的車輛段、機電和工務設備綜合維修中心、物資總庫等生產部分及其他必要的辦公、生活設施。合理規劃車輛基地生產區域和生活區域對于保障城市軌道交通安全高效運營具有重要意義。

車輛基地庫外列車走行的區域通常稱為軌行區，可根據不同線路的運用檢修工藝決定是否對線路進行接觸網電化。常見的車輛基地內線路電化需求如表1所示。

從表1可知，車輛基地內線路類型多樣，電化需求不一，從而導致線路電化的供電分區比較復雜。對于后期的運營管理安全提出了較高的要求。

線路電化的接觸網饋電形式可按安裝位置和接觸導線的不同分為接觸軌和架空接觸網。與架空接觸網相比，接觸軌具有工作穩定性好、運營安全性高、人員維護成本低、物料維護成本低、設備維護成本低、接觸軌系統設備使用壽命長、可維護性好、景觀融入性好等特點；但同時由于接觸軌安裝位置低，給軌行區相關作業人員的人身安全帶來了風險［1］。

據GB 50157-2013《地鐵設計規范》第15.3.2條，接觸軌供電可按接觸授流位置的不同分為上部授流，下部授流和側部授流［2］。上部授流時，接觸軌表面容易附著雜物，增大接觸軌與集電靴之間的過渡電阻，影響車輛的正常授流；側部授流時，接觸軌表面不易附著雜物，車輛可以正常授流，但只能從接觸軌頂部及外側進行防護，有一定的安全風險；下部授流時，接觸軌受外界環境因素更小，接觸軌安全防護更為嚴密。同時列車受流器結構具有良好的動力學特性，持續提供120 N±24 N靜壓力（80 km/h時速B型車），有效地保證了集電靴與接觸軌良好的電氣連接，列車授流質量更好。雖然接觸軌的日常巡檢和維護增加了防護罩的拆卸等步驟，但接觸軌的剛性安裝和防護罩拆卸方便、彈性固定及可以較好地確保人員安全等特點，讓下部授流方式在眾多方案中脫穎而出，成為國內城市軌道交通接觸軌供電方式的主流選擇。

1接觸軌防護措施

1.1接地方式

接觸軌所有不帶電金屬部分與接觸軌接地線連接，接地線采用鍍銅圓鋼，通過電纜與牽引降壓混合變電所內的接地母排相連，共同構成接觸軌系統的接地保護回路。同時，接觸軌隔離開關柜金屬外殼及操作手柄均按要求接地，接地電阻不大于10 Ω。

1.2安全距離

由于接觸軌帶電體電壓為直流750 V或1 500 V，遠高于人體可承受的安全電壓，因此，GB 50157-2013《地鐵設計規范》第15.3.3條規定了帶電部分和混凝土結構、軌旁設備、車體之間的最小凈距［2］。當安全距離不滿足下述要求時，接觸軌帶電部分可能會混凝土結構本體或車體放電，影響人身安全（表2）。

同時，根據多年各地鐵公司經驗，運營作業規程要求接觸軌周邊作業人員和所攜帶的工器具及材料與接觸軌帶點部分的安全距離大于700 mm［1］。根據運營公司相關規定，所有進入接觸軌區域的人員需要向車場調度進行請點，經批準后方可進入軌行區。進入人員必須穿絕緣靴及反光背心，更換鋼軌、道岔、感應板、轉轍機，接觸軌檢修、巡道以及與帶電接觸軌距離小于700 mm的作業時，接觸軌必須停電并掛接地線，接觸軌停電掛地線區域不得小于作業區域，相關人員不得超出作業區作業。

鐵路與公路郭愛平： 接觸軌供電車輛基地的軌行區安全防護探討

1.3防護罩

作為防護措施中最重要的一環，絕緣支架防護罩隨同接觸軌在車輛基地內全范圍布置，盡可能避免人員無意中觸碰到帶電設備。防護罩應保證受電靴無障礙通過，頂部及側部應連續無間隙，防護罩的設置應防止雨水進入膨脹接頭及饋線電纜連接點。

防護罩采用玻璃纖維增強樹脂（GRP）材質，具有絕緣性能好、機械強度高、難燃、低毒、耐腐蝕、耐老化和抗紫外線等特點。防護罩其內、外表面可承受工頻AC10 kV的電壓而不被擊穿。

防護罩材料對鹽溶液（道路化冰鹽）有抗腐蝕能力，并且不易溶于酒精、苯、碳氫化合物等有機溶液，并可使用標準商業洗滌劑對防護罩進行清洗。

防護罩具有足夠的機械強度，在工作條件下能夠承受一定的垂直荷載而不發生任何損壞，并能在卸去荷載后恢復到初始狀態。

防護罩依靠自身彈性及支撐墊塊固定在接觸軌上。相鄰墊塊間距一般不大于500 mm，在電纜連接板防護罩、膨脹接頭防護罩、絕緣支架防護罩兩側對稱放置支撐墊塊（圖1、圖2）。

1.4滑觸線及靜調電源柜

在雙周三月檢庫、定修庫、靜調庫等檢修作業較多，人員活動頻繁的場景下，接觸軌直接入庫增大了作業人員的安全風險，因此，工程實踐中通過設置滑觸線或靜調電源柜來滿足列車調試用電的需求。

滑觸線通常由滑動車、接觸線、電纜及插頭組成，位于車輛側邊上空，一般同列車車頂防護網一起固定在庫內屋頂的結構梁上。當列車進出庫時，檢修人員將滑觸線插頭插入列車插座，隨著列車開動，滑動小車同時移動給列車提供DC1500V或750V電源。此外，滑觸線帶有操作面板，可以控制插頭的帶電狀態，確保作業人員的人身安全［3］（圖3）。

隨著列車自牽引技術的逐漸成熟和廣泛應用，北京、天津、上海、深圳、成都、青島、昆明等城市地鐵已逐步采用了車載儲能電池作為列車自牽引動力系統，可以在平直軌道以不高于5 km/h的速度運行1 km以上，主要用于庫內調車［5］。雙周三月檢庫、定修庫、靜調庫等設置單獨的供電分區連接牽引變電所，與庫外咽喉區接觸軌供電分區完全平行，并在每股道設置隔離開關柜連接靜調電源柜作為列車的調試電源。此時，庫外軌行區的接觸軌狀態不會影響庫內接觸軌狀態，庫內車輛檢修和調試作業計劃不受庫外軌行區作業的影響，較好地平衡了列車檢修作業和人員安全需求（圖4）。

2軌行區安全防護措施

GB 50157-2013《地鐵設計規范》第27.2.17條規定了車輛基地內出入線、試車線、洗車線和鏇輪線及車場線群外側，應設通透的隔離柵欄［2］。交通運輸部《城市軌道交通初期運營前安全評估技術規范 第1部分：地鐵和輕軌》（交辦運〔2019〕17號）第六十八條規定車輛基地有電區和無電區之間應具有隔離設施［5］。

根據上述規范要求，為了防止人員誤入軌行區影響行車安全，避免人員發生觸電事故，需要根據線路情況設置隔離柵欄。

以某車輛基地為例，該車輛基地與其他線路車輛基地共址建設。出入段線、車場線、機車走行線、洗車線等帶電線路與周邊道路均設置了金屬圍蔽網進行分割，工程車線、材料裝卸線、洗車線等非電化線路與周邊帶電線路均用金屬圍蔽網進行分割。同時，本線工程車場線與相鄰線路車輛基地車場線之間也用金屬圍蔽進行分割，確保各線運營區域可以最大限度獨立管理，盡量減少交叉作業，減少風險管控點。

結合不同線路的工藝需求，車輛基地內不同線路也設置較為不同的供電分區，并通過手動隔離開關柜進行分區供電。各供電分區間應設置分段式電分段，且分區間應做到在無電區檢修時，不會由于車輛走行而將有電區與無電區進行電氣聯通［4］。工程實踐中通常對采用在接觸軌的絕緣防護罩上涂刷不同顏色的油漆的方式來劃分供電分區，使運營作業人員在復雜區域內能快速清楚地辨識到所在位置的供電區域，有效地防止作業人員誤入非作業區域，降低人員誤觸電危險。同時也降低了復雜區域內設備維護作業相鄰接觸軌區域的停電要求，有效滿足庫內調車作業需求。

特別地，由于出入段線接觸軌和牽出線接觸軌分屬不同的供電分區，兩種不同地供電分區對應不同的管理模式。為最大限度地保護各自管理區域的用電安全，建議在出入段線與牽出線供電分區有重疊的地方同樣采用金屬圍蔽網進行物理分隔，確保作業人員的人生安全（圖5）。

3結論

接觸軌車輛基地的軌行區安全管理是設計過程中需要重點關注的問題，主要采取幾點措施來確保運營過程中的作業安全：

（1）絕緣支架防護罩隨同接觸軌在車輛基地內全范圍布置。

（2）通過設置金屬圍蔽網將有電區和無電區，軌行區與非軌行區進行分割。

（3）采用在接觸軌的絕緣防護罩上涂刷不同顏色的油漆的方式來劃分供電分區。

參考文獻

［1］周書偉， 高爽， 曾斌. 深圳市地鐵3號線直流1500V接觸軌安全運營管理［J］. 城市軌道交通研究， 2012， 15（11）：5.

［2］地鐵設計規范： GB 50157—2013［S］. 北京： 中國建筑工業出版社， 2014.

［3］于松偉，周菁，韓連祥，等. 直流1500V接觸軌系統的安全防護［J］. 都市快軌交通， 2010， 23（1），5-10.

［4］鄧小東，陶波，楊帆. 蓄電池牽引功能在成都地鐵既有電客車上的應用研究［J］. 鐵道機車車輛， 2018， 38（4）：114-116.

［5］城市軌道交通初期運營前安全評估技術規范 第1部分：地鐵和輕軌［EB/OL］. 北京：交通運輸部（交辦運〔2019〕17號），2019. http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2019-10/24/content_5444415.htm.

［作者簡介］郭愛平（1991—），男，碩士，工程師，從事城市軌道交通設計管理工作。