目前国外有加拿大、美国、马来西亚等国家采用了四轨供电技术,而国内除重庆地铁的跨座式地铁为类似四轨供电方式外尚无应用的先例,为此四轨供电方式需考虑以下几方面问题:
(1)受流方式。典型四轨系统通常采用侧面受流方式(如图1)。而单轨跨座式线路方式,由于无法满足现有普遍采用的Φ5 500 mm盾构断面的建筑限界要求,因此不是最佳的方案。结合国外类似工程和国内三轨工程的建设和运营经验,其接触方式宜采用侧部受流或下部受流方式。
(2)对车辆的影响。无论是三轨受流还是四轨受流,适用于接触轨的集电靴均安装于车辆的转向架上,目前国内尚无采用侧部受流的车辆。因此采用四轨供电方式后,传统三轨车辆的受流器部分变化较大,从集电靴安装空间上看,侧部受流比下部受流方式更容易实现。
(3)安全问题。采用四轨供电后,接触轨的安装高度会大于三轨的高度,从某种意义上讲,特别是对于侧部受流方式,其对人身的安全性相对降低。但目前国内运营的三轨线路,其安全规章制度是健全的,有着严格的操作程序。同时,目前地铁建设都考虑设有屏蔽门或安全门,区间也设有紧急疏散通道,旅客几乎不可能误入带电线路。因此采用四轨供电方式仅需要在场段中加强管理即可。
(4)对恶劣天气的适应性。国内采用三轨技术已经趋于成熟,对恶劣天气具有较好的适应性,特别是接触轨均设有防护罩,在遇结冰等天气时,下部接触和侧部接触方式的线路可照常运行。
(5)国产化问题。由于四轨是三轨技术的延伸,国内用于三轨的接触轨、防护系统、支撑结构均有充足的技术储备,实现国产化应不存在困难。
4、投资分析
根据国内地铁工程的建设经验,一般正线上用于杂散电流防护的费用为30万元/轨道公里,而采用四轨供电方式,需要在现有的三轨基础上加大绝缘支架,增加回流轨,估计增加费用为150万元/轨道公里,综合增加投资为120万元/轨道公里。
5、结束语
目前世界上城市轨道交通采用四轨供电方式的线路均为DC 750 V供电,而随着近几年三轨技术地不断发展,采用侧或下接触方式的四轨供电模式已经具备了技术发展的基础,而且可以采用DC1 500 V的供电方式。一旦采用四轨供电模式,虽然工程一次投资略有增加,但带来的结构寿命延长、消除很多设备和工程隐患等好处是现有技术所达不到的效果。
参考文献:
[1]KieBling,Puschmann,Schmieder.电气化铁道接触网
[M].中铁电气化局集团译.北京:中国电力出版社,2004.
文章来源: 《电气化铁道》原作者:陈 屹
(责任编辑:南京美力凯机电科技有限公司)