正线牵引供电系统采用直流750V柔性架空接触网系统。
正线架空接触网正常运行时采用双边供电,故障状态下通过接触网联络开关构成大双边供电。车辆基地、停车场线接触网采取单边供电。当车辆基地、停车场牵引变电所出现故障状况时,通过正线与停车场或车辆基地之间的接触网联络开关,将正线电源引入车辆基地、停车场中。
(1)接触网主要设计条件
1)线路概况。沈阳市浑南新区现代有轨电车一期工程线路全长约65km,除部分下穿公路桥段外,其余均为地面线。线路具体情况由表4-9列出。
表4-9 浑南新区现代有轨电车一期工程线路概况
图4-3 牵引变电所设备布置平面图
2)限界要求。根据初步设计技术规定中“限界”的规定,曲线地段的各种限界建立在直线地段限界的基础上,并由相关专业按不同曲线半径和超高以及车辆的有关尺寸分别计算加宽和加高尺寸。
3)气象条件。表4-10所列为浑南新区现代有轨电车一期工程线路气象条件。
表4-10 浑南新区现代有轨电车一期工程线路气象条件
4)供电条件。正线接触网系统采用双边供电方式。接触线为正极,走行轨为负极,额定电压750V,电压工作范围为500~900V。
停车场线、车辆基地采用单边供电方式。
(2)接触网悬挂方式
1)正线地面接触网悬挂。沈阳市浑南新区现代有轨电车一期工程是具有混合路权的有轨电车线路,采用现代有轨电车制式,机车运行速度要求不高,电车运行速度一般在70km/h以下,旅行速度约为23km/h。考虑到本工程车辆编组数量少,牵引供电电流较小,接触网采用带弹性吊索简单悬挂方式。
地面接触网立柱方案大致有两侧立柱、中间立柱、门型架立柱及软横跨等形式。各种方案在技术上均可行,国内轨道交通中均有应用,都有各自的特点。本工程根据不同线路状况,采用不同的悬挂方式。线间距7m及以下路段采用中间立柱方式,线间距7m以上路段采用两侧立柱方式。
在重点地段如二十一世纪广场、奥体中心、带有联络线的路口、小曲线半径的路口、奥体中心综合交通枢纽与二十一世纪大厦综合交通枢纽,以及引至上述两交通枢纽的出入线,因其特殊的景观要求,采用断接触网方式,此方式的实施需与车辆专业配合确定车载电池/电容容量,并且需配合行车组织、运营组织等来确定电车通过方式。
2)正线下穿桥区段接触网悬挂。接触网采用柔性简单悬挂,利用吊柱或弓型腕臂方式悬挂。
3)车辆基地、停车场接触网悬挂。车辆基地、出入线及试车线采用绝缘旋转腕臂的单支柱接触网悬挂方式。
车辆基地、停车场露天范围停车线、检修线等采用单支柱及软横跨接触网悬挂方式。
车辆基地、停车场库房内根据库内具体情况采用软横跨接触网悬挂方式或绝缘旋转腕臂的吊柱接触网悬挂方式。
4)断接触网路段设置方式。在大学科技城站路口、广场东站路口、全运北路西口路口、沈中大街站路口、沈本大道站路口、三环线北站-育才中学站区间路口、育才中学站-东大软件园站区间路口、东大软件园站-亚太花园站区间路口、二十一世纪大厦路口、时代广场站至浑南四路站区间小曲线路口、奥体北路-浑南四路站区间小曲线路口、富民街站路口、四环站后路口、会展中心站至会展中心路口段、二十一世纪大厦路段、奥体中心路段、奥体中心综合交通枢纽与二十一世纪大厦综合交通枢纽,以及引至两交通枢纽的出入线采用断接触网方式。对于大学科技城站路口、广场东站路口、奥体北路-浑南四路站区间小曲线路口、富民街站路口、四环站后路口、全运北路西口路口、沈中大街站路口、沈本大道站路口、三环线北站-育才中学站区间路口、育才中学站-东大软件园站区间路口、东大软件园站-亚太花园站区间路口、二十一世纪大厦路口,接触网在靠近路口支柱下锚,路口段没有接触网通过,利用车载电池/电容通过该路口。对于会展中心站至会展中心路口段、女人街站至奥体北站西侧小曲线路口段、二十一世纪大厦路口至二十一世纪大厦综合交通枢纽段采用全断接触网方式,并且在二十一世纪大厦站、会展中心站,以及两个综合交通枢纽内设置充电装置为车辆提供电能。
(3)接触网悬挂类型 接触网悬挂类型见表4-11。
表4-11 接触网悬挂类型表
表4-12列出了接触线线材规格及张力。
表4-12 接触线线材规格及张力
(4)接触网主要技术参数 接触线高度定义为:
1)正线及出入段线接触线高度。接触线工作悬挂点距轨面连线的高度一般为5300mm。路口等特殊地段以实际情况为准,跨中接触线最低点不得低于该路段市政允许限高值,接触线悬挂点的高度按不大于5‰的坡度处理。
2)下穿桥段接触线高度。下穿桥段以现场净空为准,跨中接触线最低点不得低于该路段市政允许限高值。
3)车辆基地、停车场接触线高度。露天范围电气化股道接触线工作支悬挂点距轨面连线的高度为5400mm,洗车库、停车列检库、静调库内接触线工作支悬挂点距轨面连线的高度为5400mm,月检库内接触线工作支悬挂点距轨面连线的高度为5700mm。
跨距长度按照地面段、下穿桥段、锚段长度、接触导线坡度及转角、拉出值、绝缘距离分别说明如下。
1)地面段。柔性悬挂的跨距应根据其悬挂类型、线路曲线半径、受电弓工作宽度、接触线的风偏值等因素确定,最大跨距不大于40m。
相邻两跨距之比,不宜大于1.5∶1,下穿桥入口段、车场咽喉区等困难地段,不宜大于2∶1。表4-13所列为接触线跨距选用依据。
表4-13 接触线跨距选用依据
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2)下穿桥段。接触网悬挂点的跨距一般为20m左右。相邻两跨距之比不宜大于1.5∶1。
3)锚段长度。接触网锚段长度一般小于1500m,特殊地段应根据线路条件确定。
接触网在锚段的终端处设置自动张力补偿装置,并在锚段中部设立中心锚结。
当锚段长度小于750m时,一端设自动张力补偿装置,一端设硬锚。
4)接触导线坡度及转角。悬挂接触线高度变化时,其坡度不宜大于3‰,确有困难时允许采用5‰。
正线接触线非工作部分改变方向时,与原方向的水平夹角一般不大于6°,渡线或其他线路的接触线及正线接触线的非工作支部分与原方向的水平夹角一般不宜大于10°。
5)拉出值。接触线定位点的直线上拉出值一般为200mm。曲线则根据曲线半径及外轨超高值最终确定,且最大不得超过250mm。
6)绝缘距离。绝缘距离应符合《地铁设计规范》的要求,即直流750V系统的带电体距结构体、车体的最小净距:静态25mm,动态25mm。
(5)支柱、支柱基础 通过对国内外常用接触网支柱与基础型式对比分析研究,结合国内沈阳的自然气象条件,所提方案均经过试验检验。
1)支柱。采用“H”型钢支柱。软横跨支柱根据受力情况采用“H”型钢支柱或锥型钢支柱。
2)支柱基础。开挖基础坑用混凝土及地脚螺栓进行基础浇注。
3)支柱侧面限界。接触网支柱侧面限界一般不小于1.9m。
(6)分段及隔离开关设置 电分段是轨道交通领域针对直流供电划分供电区间的一种技术形式。隔离开关是一种没有熄弧装置的开关电器,接触网在无载情况下进行倒闸和电气隔离。
1)电分段设置原则。在正线牵引变电所的其中一个正馈线上设置电分段。
在车辆基地、停车场出入线与正线的连接处设置电分段。车辆基地、停车场停车列检库、静调库、月修库入口及洗车库均设电分段。车辆基地、停车场内不同供电分区间设电分段。
除牵引变电所正线电分段采用绝缘锚段关节形式外,其余电分段均采用分段绝缘器形式。
2)电连接设置原则。
道岔处接触网设置电连接。
上下行接触网接触线之间每隔70m左右设置电连接。
非绝缘锚段关节设置电气连接。
车辆基地、停车场内同一供电分区的股道间接触网设置电连接。
3)隔离开关设置原则。
变电所引至正线接触网的上网开关及联络开关设电动隔离开关。
变电所引至车辆基地、停车场接触网的上网开关设电动隔离开关。
车辆基地、停车场的不同供电分区之间设电动隔离开关。
(7)保护措施 任何一条轨道交通线路中的保护措施都是必不可少的。沈阳浑南新区现代有轨电车对接地、防雷和车辆通行平交道口进行了重点考虑。
1)接地保护。正线设置贯通的架空地线,架空地线接至牵引变电所的公共接地网上。
接触网不带电的金属底座等装置的金属接地部分均连接到架空地线处。
平交道口及地面车站处的接触网支柱需专门设置接地极,接地电阻不大于10Ω,同时设立绝缘沥青层,以保护人身安全。
2)防雷保护。
上网点隔离开关处设避雷器。
空旷地面线接触网每隔300m设置1处避雷器。
空旷地面线接触网架空地线每隔200m设置1处电压均衡器。
3)平交道口保护。
本工程线路基本都是地面线,跟市政道路的平交道口有120余处,为避免人身及设备受到损伤,接触网在通过平交道口时接触线高度除有特殊要求的干道路口满足市政要求高度外,其余路口接触网跨中最低点不得低于5000mm,以方便车辆的通行。
为保护横穿线路来往车辆的安全以及接触网线索不受损坏,在平交道口两侧需设置接触网限界门,保护车辆及接触网设备安全。
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