城市轨道交通接触网简介

城市轨道交通供电系统接触网是沿轨道架设的特殊供电线路，将变电所的电能传送给车辆。目前，主要采用的供电制式有两种：DC750V供电制式和DC1500V供电制式。

城市轨道交通的接触网有3大类型：第三轨类接触网、架空柔性接触网和架空刚性接触网。

1 第三轨接触网

第三轨接触网用于城市轨道交通中的地铁、全封闭的城市铁路和轻轨等线路，因其牵引供电线路中的导电轨沿线路在车辆的走行轨旁设置而被形象地称为“第三轨”。第三轨距走行轨中心距离约为1.4m，距轨面高度约0.44m（具体数据要根据机车集电靴设置参数而定），由接触导电轨、端部弯头、防爬器、隔离开关和防护罩等组成，并用绝缘子支撑。与之相配合，车辆采用集电靴受流。接触轨通常设在列车前进方向的左侧。绝缘子通常采用额定电压为3kV的瓷质绝缘子。端部弯头设置在接触轨断口的端部，便于车辆受流器平滑顺利地过渡。为了避免因温度变化及受流器作用引起接触轨窜动，在每一段接触轨中部均设置有防爬器。

一般地，车辆集电靴与导电轨的接触受流方式分为上接触式、侧接触式和下接触式，对应的第三轨也就称为“上接触式第三轨”、“下接触式第三轨”和“侧接触式第三轨”。

2 柔性架空接触网

柔性架空接触网在电气化铁道中得到了广泛的应用，适用于城市轨道交通的架空式接触网的悬挂类型大致可分为两大类：半补偿弹性简单悬挂方式、全补偿简单链形悬挂方式。

目前，在城市轨道交通供电系统架空柔性接触网里都采用Ris的银铜接触线，截面积120mm2。此种含0.1%银合金的接触线具有两个突出的优点：一是耐温好，大幅度提高了接触网系统的抗退火、抗短路能力，克服了铜接触线软化现象；二是抗拉强度好，Ris120额定张应力也高于同类铜接触线，在接触线截面积磨损20%后，其额定张应力仍然维持在正常的架设张应力范围之内，使用寿命长，大大提高了运营的可靠性。

3 刚性悬挂接触网

刚性悬挂接触网结构比较简单，由悬挂装置、绝缘子、汇流排等组成。刚性悬挂方式相当于安置在隧道顶部的接触轨。因此，刚性悬挂方式同时具有接触轨和接触网所具有的优点，在20世纪70年代后期被许多国外的城市所采用。

刚性悬挂接触网经过十几个国家40多条地铁的运营，在设计上不断改进，目前已经臻于完善。刚性悬挂试验段在广州地铁1号线运行近5年，广州地铁2号线已经正式使用，受流质量较好。刚性悬挂的国产化率可达到96%以上，工程造价低于柔性悬挂接触网，在隧道内使用仍能保证较宽的受电弓所需要的空气绝缘间隙，长隧道区间不需要预留接触网下锚空间，汇流排载流截面大、温升小，没有事故断线之虞，不需要辅助馈线，结构稳定可靠，零件种类少，维护简单易行。所以，尽管刚性悬挂在我国使用的时间不长，运营经验不多，在制造、施工、设计等方面还有值得改进之处，但其总体优势得到了业界的肯定，正在许多新建城市轨道交通项目中得到推广，南京地铁1 号线也在隧道中采用了刚性悬挂方式。

4 三类接触网的优缺点

第三轨系统结构简单，使用寿命长，在安装、维护上的费用和工作量要低于架空接触网（相同电压下），受天气的影响也小得多（除了上接触式外），并且能够较好地适应小尺寸隧道。

接触轨系统的结构简单，刚性固定、维护工作量小，故障率低，最常见故障为支持绝缘子污秽、裂纹或损坏，无需配备专用的接触轨系统抢修机械。由于接触轨系统的零部件种类少，作业面也低，因此，抢修作业程序也较为简单。

但由于第三轨系统距地面很近，无法做到全方位的人员接近防护是一个主要的缺点，电力操作规程所规定的断电标志（打开断路器有明显的断路点，挂地线）在第三轨系统实行存在困难，对日常维护或紧急情况下的旅客疏散造成不便。另外，第三轨系统在运行轨道岔处必须留出间隙，在某些环境下会出现列车中断运行的情况，需要使用跳线电缆临时搭接或其他列车救援。再者，由于直流电场的吸附作用和距地面很近的原因，第三轨系统中的绝缘器件容易被污染，加之自然风和雨水无法对绝缘器件产生自洁作用，需要经常清扫，否则极易发生绝缘闪络事故，影响行车。

另外，由于接触轨的不连续性，受流器在滑人接触轨时会受到冲击，当列车速度过高时，冲击力较大，严重时会损坏受流器，因此，采用接触轨受流方式时列车的最高运行速度较低。根据英国的研究，采用第三轨的列车运行极限速度为160km/h。在国内，采用第三轨的北京地铁列车运行极限速度为90km/h。

刚性架空接触网与接触轨一样具有结构简单、事故影响范围小、运营维护工作量小等优点，但由于其作业面较高，运营维护仍须配备专用的维护检修车辆。

柔性架空接触网适合列车高速运行。但是，柔性架空接触网结构复杂，零部件多，且有断线之虞；接触线磨耗快，换线周期短；在隧道内，张力补偿下锚要求高，在地面或高架桥上会对城市景观造成一定影响。柔性简单链形架空接触网的接触导线和承力索均带张力，接触网发生短路故障时存在断线隐患，其支持部件除承受各类线索的垂直荷载外，还要承受线索张力引起的各类水平荷载及断线冲击荷载，部件发生故障的几率相对较大。一旦发生断线事故，影响较大，同时由于检修作业为高空作业，需要的人员多，抢修和恢复比较困难，需要专用检修设备。