合肥老淮南線有軌電車供電授流方式研究

萬 勇 （合肥城市軌道交通有限公司，安徽 合肥 230000）

0 前 言

隨著合肥城市的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通擁堵越來越嚴(yán)重，合肥市政府規(guī)劃利用廢棄的老淮南線鐵路改建為有軌電車，以緩解城市擁堵狀況。規(guī)劃老淮南線有軌電車線路起自北二環(huán)路，沿既有鐵路通道東南行進(jìn)，先后經(jīng)鳳臺路、臨泉路、新蚌埠路、北一環(huán)路、勝利路、長江東路、東一環(huán)路、長江東大街后至銅陵路，線路繼續(xù)向東延伸，經(jīng)肥東路、東二環(huán)路、采石路、郎溪路、廣德路、龍崗路后至鐘油坊。線路全長11.26km，全線共設(shè)車站19個，平均站間距0.62km。目前有軌電車授流方式主要有架空接觸網(wǎng)、接觸軌、蓄電池及超級電容等方式，本文就合肥老淮南線有軌電車供電授流采用哪種方式進(jìn)行研究。

1 授流方式介紹

架空接觸網(wǎng)授流方式是將接觸網(wǎng)設(shè)在線路上方，列車通過安裝在車輛頂部的受電弓與接觸導(dǎo)線接觸取電。有軌電車架空接觸網(wǎng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同分成簡單鏈形懸掛和彈性簡單懸掛兩大類。簡單鏈形懸掛的1根或2根接觸導(dǎo)線通過吊弦懸掛在承力索上，使接觸線在不增加支柱的情況下增加了懸掛點(diǎn)，在某一特定溫度下，接觸導(dǎo)線處于無馳度狀態(tài)，整個跨距的接觸導(dǎo)線至軌面保持相同的高度。這種懸掛方式改善了彈性，基本上消除了接觸導(dǎo)線的硬點(diǎn)，同時(shí)增加了懸掛重量，提高了穩(wěn)定性，可以滿足列車較高運(yùn)行速度的要求。彈性簡單懸掛由1根或2根互相平行的，直接固定到支持裝置上的接觸導(dǎo)線所組成。簡單懸掛方式只有導(dǎo)線，沒有承力索，結(jié)構(gòu)簡單、支柱高度較低、負(fù)荷小、建造費(fèi)用比鏈形懸掛低約10%～20%。但是，由于簡單懸掛馳度大、彈性不均勻、硬點(diǎn)較多，且在運(yùn)行中導(dǎo)線會上下振蕩，允許的列車運(yùn)行速度較低。因此，彈性簡單懸掛不適合于高速鐵路，但仍能滿足中低速為主的有軌電車運(yùn)行速度需要。

接觸軌是沿軌道線路敷設(shè)的附加導(dǎo)電軌，從電動客車轉(zhuǎn)向架伸出的受流器通過受電靴與接觸軌接觸而取得電能。根據(jù)與電力機(jī)車受流器的接觸面不同，接觸軌可以有3種授流方式，即上接觸式、下接觸式和側(cè)接觸式。接觸軌主要由鋼鋁復(fù)合軌、支撐裝置、端部彎頭、防護(hù)罩、中間接頭、膨脹接頭、中心錨結(jié)及電纜連接板等部件組成。

蓄電池、超級電容供電方式，需在車輛增加相應(yīng)蓄電池或超級電容設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)無外部電源區(qū)段，由機(jī)車儲能設(shè)備（蓄電池或超級電容）提供電源牽引機(jī)車運(yùn)行，當(dāng)行駛到外部電源區(qū)段，通過機(jī)車受電裝置對蓄電池或超級電容充電，從而保證車輛下一次正常行駛。目前，由于技術(shù)還在完善中，國內(nèi)應(yīng)用不多。

2 授流方式比選

下面著重從技術(shù)性能、工程實(shí)施、運(yùn)營維護(hù)和工程經(jīng)濟(jì)性等方面對上述授流方式進(jìn)行分析比較。

架空接觸網(wǎng)在大鐵干線和城市軌道交通系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，其帶電部分高出運(yùn)行軌面4m以上，不僅能夠保證行人穿越鋼軌的人生安全，同時(shí)有明顯的斷電標(biāo)志（降下車輛的受電弓，與帶電的接觸網(wǎng)脫離），便于緊急情況處理。接觸網(wǎng)因其高空架設(shè)，外界對其干擾很小，保證接觸網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行。架空接觸網(wǎng)應(yīng)用廣泛積累了大量的施工、運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，架空接觸網(wǎng)從設(shè)備的安全可靠、降低造價(jià)到易安裝、易維護(hù)、少故障等方面都有了本質(zhì)上的飛躍。但該方案對城市景觀有一定得影響。

接觸軌沿線路布置，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，維護(hù)工作量少，可做到少維修免維護(hù)。運(yùn)行可靠性也較高，對城市景觀基本沒有影響。但由于接觸軌布置在走行軌旁，在緊急情況下不利于人員疏散，需增加安裝疏散平臺等設(shè)施。另外在車場等維修人員活動頻繁的地點(diǎn)，需在運(yùn)營維護(hù)上加強(qiáng)管理，嚴(yán)格控制維修與接觸軌帶電運(yùn)行之間的隔離。

蓄電池、超級電容方案均屬于車載電源系統(tǒng)，由充電系統(tǒng)取代了常規(guī)的授流系統(tǒng)。充電系統(tǒng)和車載電源的可靠性和穩(wěn)定性決定了給有軌電車供電可靠性和穩(wěn)定性。目前，國外蓄電池、超級電容器供電方案僅能夠短距離給電車供電，其余大部分區(qū)段還需架空網(wǎng)供電，國內(nèi)新研發(fā)的蓄能裝置供電方案基本能夠?qū)崿F(xiàn)有軌電車無網(wǎng)運(yùn)行。該兩種供電方案技術(shù)先進(jìn)，但成熟度不高，且運(yùn)營維修費(fèi)用高。該方案增加了車輛重量并占用車輛空間，但對城市景觀基本無影響。

授流方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較表 表1

3 結(jié) 論

合肥市老淮南線有軌電車大部分位于城市建成區(qū)，安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的供電授流方式是首選，但同時(shí)也需要結(jié)合城市的景觀環(huán)境。由于有軌電車為共有路權(quán)，有行人和機(jī)動車經(jīng)過，接觸軌方案不能采用。鑒于架空接觸網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)可靠、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，老淮南有軌電車授流系統(tǒng)推薦采用架空接觸網(wǎng)，另外在景觀要求高的路口輔助使用蓄電池、超級電容授流方式。

[1]中鐵二院工程集團(tuán)有限公司.合肥市老淮南線現(xiàn)代有軌電車示范線工程可行性研究報(bào)告[R].

[2]于萬聚.電氣化鐵道接觸網(wǎng)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社,2003.

[3]苗彥英.城市軌道交通[M].北京：北京科技出版社，1994.