阐述轨道交通接触网供电分区优化改造

摘要：正线高架区段接触网作为一个没有“防护外衣”的供电设备，受环境影响较大，特别是在强台风天气下，接触网跳闸停电故障时有发生，运营组织部门会从运营安全、服务质量等方面考虑将高架区段关站，相应区段接触网供电分区停电，以满足地下区段不间断运营。本文以宁波轨道交通1号线一期为例，通过对1号线一期接触网供电分区设置进行分析，并提出优化改造方案，从而实现在高架区段关站停运的情况下保证地下区段的安全可靠供电。

【关键词】 接触网 供电分区 优化改造

城市轨道交通是城市公共交通系统的重要组成部分，在缓解市

区交通压力、节能减排等方面发挥着不可替代的作用。但居于轨道交通供电系统接触网设备无备用性这一特性，一旦受外界因素干扰或自身缺陷导致发生停电事故，如果处理不当，就有可能中断行车、影响运营，给正常运输秩序带来严重的负面影响。

在这样的背景下，应更加充分考虑供电分段设置的合理性，在接触网设备发生故障时，将接触网故障分区有效切除，缩小故障影响范围，保证无故障区段电客车的正常运行，实现轨道交通系统的安全、可靠、稳定运营。

在轨道交通系统中接触网供电分段的作用是将接触网分隔成若干个从结构和电气上相互隔离的区段，各供电分区由对应的牵引变电所分别供电，实现分段供电，保证供电质量。根据不同的接触网类型，宁波轨道交通1号线一期正线接触网供电分段形式主要有两种：—种是采用绝缘关节的形式，另一种是采用分段绝缘器方式。绝缘锚段关节形式适用于电客车速度较高的区段；分段绝缘器方式大多应用于折返线、存车线、渡线处线路的电气分段。

1、宁波轨道交通1号线一期正线刚柔过渡处接触网供电分区设置

宁波轨道交通1号线一期工程接触网设备采用架空悬挂方式，高桥西—望春桥U型槽为高架区段（共计5个车站），望春桥U型槽—东环南路为地下区段（共计15个车站），其中地面及高架区段采用全补偿简单链形悬挂方式柔性架空接触网，地下区段采用“Π”型汇流排结构刚性架空接触网。在柔性架空接触网与刚性架空接触网的衔接处，设计采用切槽式汇流排的贯通式刚柔过渡设备。如图1所示，刚柔过渡处设置在徐家漕长乐站—望春桥站之间，设计为同一供电分区。

    图1 宁波轨道交通1号线一期刚柔过渡处接触网供电分区示意图

2、1号线一期刚柔过渡处接触网供电分区设置中存在的问题

如图 1所示，刚柔过渡设备设置在同一供电分区，均由相邻的牵引变电所进行双边供电，虽然在正常运行中并不会发生较严重的供电故障，但在遇有恶劣天气，尤其是强台风天气，为确保乘客人身和设备的安全，运营组织上需将高架区段关站，相应高架区段接触网供电分区停电的情况下，仍存在着诸多弊端。

1）部分高架区段接触网无法实现全部停电，直接影响地下区段供电安全

设计之初没有考虑到台风天气时，高架区段停运，接触网无法实行全部停电，对地下区段的运营构成影响。

2015年台风“鸿灿”期间，梁祝-望春桥U型槽高架区段车站顶棚金属板材受强台风影响脱落短接接触网带电设备，导致接触网对地短路故障跳闸高达7次，对接触网设备和牵引变电所内直流断路器构成很大危害，同时也对地下区段运营造成了影响。

2）若高架区段接触网故障跳闸后重合闸不成功，障抢修时间延长

在运营组织调整期间，若高架区段的绝缘子出现击穿或其他永久接地故障，引起牵引变电所跳闸，在不知故障原因的情况下，排查范围会因此加大，延长了抢修时间，导致电客车不能在望春桥站顺利折返，直接降低运营服务。

3)临时改变接触网刚柔过渡处的供电分区设置，所需时间较长

通过事前将望春桥U型槽处非绝缘锚段关节改为绝缘锚段关节，使得梁祝-望春桥区段由双边供电临时改为单边供电，也可以实现1号线一期高架区段整体停电、停运关站，但所需时间较长。由于客观存在的不确定性，运营组织上不允许预留过长时间给专业人员进行临时改造，所以从运营实际出发一般不建议此种做法。

3、刚柔过渡处接触网供电分区优化改造方案

针对上节中提出的刚柔过渡处接触网设计为同一供电分区所存在的种种弊端，在此以宁波轨道交通1号线一期为例，提出具体可行的改造方案。

1）在望春桥U型槽上下行线靠近接触网刚柔过渡处的非绝缘锚段关节进行绝缘锚段关节改造，并通过增设手动隔离开关进行电气连通。

2）手动隔离开关在正常运营期间保持闭合状态，梁祝-望春桥区段仍然为原设计的双边供电。当高架区段需要停运时，可以通过将正常运行的隔离开关断开，使得梁祝-望春桥区段由正常的双边供电临时改成单边供电，从而实现高架区段接触网供电分区全部停电。确保地下区段接触网正常供电，满足运营组织需要。改造后如图2所示。

图2  宁波轨道交通1号线一期刚柔过渡处接触网供电分区改造后示意图

该改造方案具有以下优点

a．在特殊情况下需高架区段停电、停运后，可直接断开隔离开关，不影响地下区段正常运营服务。

b．正常情况下改造区段仍为原设计的双边供电，对接触网正常供电方式不产生影响。

c．相比加装电动隔离开关，手动隔离开关则更加节约成本。因改造位置距离最近的望春桥牵引所约800m，采用电动隔离开关再加上敷设电缆成本，则加装手动隔离开关更具成本优势。

d．施工周期短，夜间停运后施工改造不影响白天正线正常运营。

e．手动隔离开关因结构简单，故障率低。

该改造方案也有以下缺点

a．改造后隔离开关的开闭，需要专业人员进行现场操作。

b．增加运营专业人员日常维护工作量。

结束语

轨道交通作为服务性行业，其发展可谓日新月异，乘客也有更高的服务要求。“服务乘客”作为轨道交通运营的核心理念，如何在小概率事件发生时能尽量减少其对运营的影响是“服务乘客”这一理念的具体体现。工程建设也应该践行这样的理念，不断改进和优化设计，更加侧重运营服务质量的改善方面，在新线设计中结合运营组织的需要，考虑在特殊情况下高架区段与地下区段衔接处供电分段的实际设置需要，尽量减小故障对轨道交通运营的影响，从而实现轨道交通高品质的服务。