地铁供电中DC1500V接触轨防护安全技术研究

地铁供电中DC1500V接触轨防护安全技术研究

张仕成

深圳市地铁集团有限公司运营总部广东深圳518000

摘要：近年来，随着经济的发展与城市化脚步的加快，城市规模不断扩大，城市交通不断适应新的交通模式。地铁作为城市轨道交通的代表，在运输量等方面具有显著优越性，但也正是因此，其运行中的安全性与稳定性受到了国家与社会的广泛关注。DC1500V接触轨是地铁供电系统中的重要组成部分，在现代地铁供电中扮演着越来越重要的角色。文章围绕DC1500V接触轨防护安全展开论述，结合我国地铁中DC1500V接触轨建设案例，分析其防护安全技术。

关键词：地铁；DC1500V；接触轨；防护安全

一、接触轨防护安全技术的重要意义

改革开放以来，我国经济飞速发展，城市化水平与速度也在不断提高，逐渐形成了以北京、上海、广州、深圳为先驱的现代化城市模式。在一线城市中，城市规模不断扩大，城市交通系统日趋复杂，如何能够让公共交通系统稳定、安全的运行逐渐成为国家高度关注的问题。近年来，城市轨道逐渐发展，城市轨道的建设在各大城市逐步展开，城市交通系统逐渐形成以城市轨道为主线的公共交通系统。

在城市轨道交通牵引系统中，电能由牵引变电所经馈电线、接触轨输送至地铁或其他城市轨道列车，再自地铁等经钢轨、回流线流回牵引变电所。为了避免出现行车安全事故，保障进入接触轨区域人员的人身安全，降低相关人员的工作风险，保障设备的安全、稳定运行，接触轨防护安全保障体系的建立具有重要意义。

二、地铁中DC1500V接触轨防护安全技术分析

近年来，在城市轨道交通系统中，以DC1500V接触轨作为系统电力牵引装置的建设案例在逐渐增多，在地铁中选择接触轨的主要因素包括供电系统的技术经济指标、供电质量、运输的客流密度、供电距离及车辆选型等，还需结合不同城市的具体条件和要求，最终综合论证以确定。以下将结合具体案例分析地铁供电中DC1500V接触轨防护安全技术。

1、地铁概述

深圳地铁3号线（龙岗线）是深圳城市轨道交通系统的一员，现全长约42公里，高架段26Km，地下段16Km，最高行车速度为100Km/h，设车站30座，线路途径福田区、龙岗区与罗湖区，成为带动区域经济发展、便于区域沟通的重要线路。深圳地铁3号线选用DC1500V接触轨系统牵引供电技术，其优势主要体现在三方面，分别为技术及安全性能高、投资性高、运营维护费用较低。首先，从经济性来看，深圳地铁三号线全程高架区段比例约70%，采用架空接触网时桥梁面宽约9.2m，而采用接触轨时桥梁面宽仅需8.4m，大大减少了梁体量。其次，从设计角度看，接触轨安装通常在行车方向的左侧，即线路中间疏散平台下，距离轨面高度小于0.5m，有利于内藏。第三，从安全性角度说，柔性架空接触网的安装位置较高，支柱间距约40m，桥面则会局部加宽0.7m左右，同时加厚0.5m左右，对桥梁的体谅影响较大。

2、地铁供电中DC1500V接触轨防护安全技术分析

由上文可知，采用DC1500V接触轨具有种种优势，在经济性、设计性、安全性等方面具有显著的优势，但同时不能忽略的还有其防护安全系统的建立。笔者结合多年实践经验，就深圳地铁三号线提出以下几点分析。

1、隔离开关柜设置及安全性分析

（1）隔离开关是否设柜问题

在地铁供电系统中，通常隔离开关与断路器配合使用，其主要作用有三。其一，在电气设备检修时，使用隔离开关将需要进行检修的相关设备从电网系统中隔离开来，使被检修设备同电源间产生断开点，保障检修过程的安全性。其二，使用隔离开关实现运行方式的更改。其三，使用隔离开关实现小电流电路的通断。

隔离开关的设置方式一般有两种，分别为柜体内与不设柜。从安全性角度看，将隔离开关设置于柜体内更有利于提高其使用的安全性，改善其运行环境，同时便于进行电气设备的检修，降低检修作业中的风险性，避免高空作业的出现。从价格角度看，如表1所示，隔离开关设柜价格普遍高于不设柜，但二者对比之下，设柜的成本付出并不多，但在安全性与可靠性上却具有重要意义，因此，在地铁供电系统中应当采用隔离开关设柜方式。

（2）隔离开关柜的安全性分析

DC1500V属于直流设备，根据国内较为普遍的处理方法来看，应当将其进行绝缘安装，并通过一系列元件的组成与配合，形成框架泄漏保护装置，如图1所示。框架泄漏保护装置是为直流设备的运行安全与稳定而产生的，但其能够进行保护与控制的范围有限。就地铁系统来说，若将隔离开关柜设置于站台内的设备间中时，隔离开关应优先采用隔离安装与框架泄漏装置同时进行安全保护；与此同时，应当注意框架泄漏保护装置的防护范围，在保护装置的远端应当运用就近接地防护，即消除隔离开关外壳与地面的电势差，提高安全性。

2、接地线设置分析

（1）设置接地线的作用与意义

在地铁供电系统中，接地线设置具有多方面的意义，首先即是安全防护作用。接地线是接触轨最为直接、有效的防护方式之一。其次，接地线还有利于实现杂散电流对其周边结构的影响性的降低。就实际经验来看，地铁中的供电跳闸现象多是由于雷电导致，与系统中的绝缘子泄漏因素并无太多关联。

（2）DC1500V接触轨接地线设置分析

在地铁系统中，正线上常设置接地线，将其安装于整体的到床上，增大了杂散电流的排流截面，提高了地铁供电系统的安全性。但这并不代表接地线设置在地铁系统中均是合理的。就接触轨本身来说，其绝缘性能的高低将直接影响其安全性，这即是说，提高接触轨绝缘等级将是从根本上提高接触轨安全性的方法。结合接地线设置来看，从经济性来说，接地线的设置直接增加了接触轨的建设成本；从技术角度说，接地线将泄漏的绝缘子通过接地线导入至需要进行安全防护的区域，提高了区域的安全性风险。因此，结合以上分析可知，在地铁系统中，接地线的设置区域应考虑正线，而在车辆段应当避免设置接地线，以免出现安全性事故。

三、结语

综上所述，近年来，我国经济飞速发展，伴随而至的是城市化进程的加快与城市规模的不断扩大，我国逐渐出现以一线城市为首的特大城市。此类城市首先应当解决的即是交通问题，因此，城市轨道交通成为国家与大众关注的焦点，地铁即是其中最为瞩目的一员。地铁在承载人数等方面具有显著优越性，其运行安全也受到广泛关注与不断的挑战。文章围绕地铁供电中DC1500V接触轨展开，就其防护系统与措施展开论述，结合实际案例提出相关分析。基于此，旨在为我国未来地铁供电系统中接触轨的防护技术发展提供些许参考。

参考文献

[1]连鹏飞.DC1500V接触轨防护安全技术研究[J].电气化铁道，2016，05：40-46.

[2]张勋.DC1500V牵引供电系统故障测距研究[D].西南交通大学，2014.