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1、城轨接触网城市轨道交通用的接触网有三大类型：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仅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 1.4 米，距轨面高度约 0.44 米具体数据要依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。与之相协作，车辆承受集电靴受流。一般地，依据车辆集电靴与导电轨的接触受流方式的不同，车辆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
2、第三轨”、“下接触式第三轨” 和“侧接触式第三轨”。一上接触式上接触式接触轨直接放在支持绝缘子上，安装于走行轨的一侧，车辆的集电靴从接触 轨上外表取流。接触轨的上方和一侧有防护罩保护，对人员接近和冰雪侵扰有肯定防护作用。上接触式接触轨的构造简洁，造价低廉，其导电轨直接放置于支持瓷绝缘子上，导电 轨重量对构造的稳定有利，日常检查也一目了然，维护工作量小，机械故障的可能性也小。上接触式的主要优点是构造稳定牢靠、维护便利、造价低，但由于导电面几乎全部暴 露在外，在人身安全防护、美观、耐候性等方面低于下接触和侧接触式。正是由于这一缺点， 英国的有关部门在 60 年月后期打算除既有线路外，在建的城市轨道
3、交通线路中不再使用这一方式，如1987 年 8 月开通的英国伦敦港口住宅区轻轨DLR线路，就改用了侧接触式接触轨。二下接触式下接触式接触轨向下安装在特别的防护罩的内侧，防护罩集防护和支持功能为一体， 安装在走行轨的一侧。接触轨的上方和两侧都被防护罩屏蔽，车辆的集电靴从接触轨下外表取流。其优点是相对安全、美观、耐候性较好。在某些特别的状况下如乘客掉下站台、车辆在区间发生停车故障、需要紧急疏散乘 客、车辆修理工作人员疏忽等，由于暴露在外的导电面相对隐蔽，对可能产生的人身安全问题有肯定的防护效果。下接触式接触轨的主要缺点是比上接触式接触轨的运营维护工作量大，相应费用较高。下接触式接触轨向下安装在防护
4、罩的内侧，接触轨重量对于整体构造起不到稳定作用，因此对防护罩的构造有特别要求，否则其变形可能会引起接触轨的变形，进而影响到车辆的 受流。在检查维护时，必需翻开防护罩才能观看到接触轨机械连接和电气接续部件的状态。三侧接触式侧接触式接触轨类似于上接触式接触轨，都是安装在瓷绝缘子的上部，主要区分是接 触轨外形不同，对着车辆受流器的侧立面较为平直。主要优缺点也与上部受流方式根本一样。与上述两种受流方式相比，侧面受流方式有两个较突出的优点：一是接触轨的终端弯 头向侧面外弯，不占下部空间，离积雪较远，也不占上部空间，简洁处理与车体的距离关系； 在线间距较宽的道岔区，它可以顺道岔导曲线延长，缩短道岔区的无电
5、区长度。二是它所受 到的受流器侧向压力较为稳定，不会由于受流器脱轨而对接触轨和支架产生过大的侧向推 力，运行更加安全牢靠。侧接触式接触轨主要在德国、英国等少数国家承受，我国目前没有运营阅历和车辆受 流器的生产运用阅历。重庆城市交通单轨线路承受的侧面受流刚性接触网与侧接触式接触轨不是同一概念，这种侧面受流刚性接触网型式自日本引进，电压承受DC1500V。四导电接触轨使用的材料常用的导电接触轨材料分为低碳钢和不锈钢铝合金复合材料2 种类型。（1） 低碳钢接触轨北京地铁的上接触式接触轨使用我国自行生产的JU-52 型渗铝低碳钢接触轨钢号为0.5Al，单位重量 51.36kg/m，单位长度电阻为 1.
6、9110-5 ?/m+15，标准制造轨长12.5m 的接触轨在隧道外焊接成 5075m 长度的轨节在隧道内轨节长度可以加倍，轨节之间做成轨缝式膨胀接头，构造简洁，维护简便，运行30 年来上外表仅磨耗 35mm， 约占接触轨截面的 6%，运行反映良好。（2） 不锈钢铝合金复合接触轨简称“钢铝复合接触轨”或“复合接触轨”。由于低碳钢接触轨电阻率高，压降大，20 世纪70 年月以来，国外开头争论导电性能优越的铜接触轨和使用耐磨性好的钢材与导电性好的铝合金材料构成复合接触轨来取代低碳钢接触轨。由于铜接触轨的使用受到了本钱和资源的限制，因此，本钱相对低廉，资源相对充裕的钢铝复合接触轨得到了较广泛的应用。
7、复合接触轨承受 6mm 厚的高硬度不锈钢带与铝合金轨体压合。目前承受这种复合接触轨的城市有巴塞罗那、旧金山、底特律、温哥华、多伦多、曼谷、哥本哈根等城市。以载流量 3,500A 的复合接触轨为例，单位重量11.16 /m；复合接触轨截面积约3,705mm2其中，铝合金轨体截面积 3,485mm2，不锈钢截面积 220mm2；单位长度电阻 0.9110-5 ?/m+20；标准轨长可为9m 或 10m，通过专用鱼尾板连接成120m 的轨节，轨节之间用专用膨胀接头连接。据报道，温哥华地铁使用的钢铝复合接触轨在运行 5 年后实测平均磨耗 0.04mm/年，据此推算其使用寿命约为 4050 年。与低碳钢
8、接触轨相比，钢铝复合接触轨具有以下优势：l重量轻、截面小、易于施工安装；l电阻值低、电压降及牵引网电能损耗均有所下降；l接触面光滑、耐磨耗，可削减由于受流器与接触轨之间的不平顺产生的电弧。但是，钢铝复合接触轨除了自身造价高于低碳钢接触轨外，还要求每一轨间用螺栓连 接的接头缝隙不大于 0.1mm，这是很高的安装精度，对施工和治理提出了较高的要求；另外，假设承受有机聚合材料的绝缘子，则需要依据运用状况考虑材料的抗污秽、抗漏电痕迹 和抗老化等性能的要求。运用的特点：目前，第三轨系统构造简洁，使用寿命长，在安装、维护上的费用和工作量要低于架 空接触网一样电压下，受天气的影响也小得多除了上接触式外，并且
9、能够较好地适应小尺寸隧道。另外，还有一个有争论的优点在于对视觉的影响上，一些人认为接触网暴露 在地面上的局部影响了城市景观。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翻开断路器，有明显的断路点，挂地线在第三轨系统实行 存在困难，对日常维护或紧急状况下的旅客疏散造成困难。也正是由于距地面很近的缘由， 设备在国内还存在易窃易损的可能。另外，第三轨系统在运行轨道岔处必需留出间隙，在某 些环境下会消灭列车中断运行的状况，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缘由，第三轨系统中的绝缘器件简洁被污染，
10、加之 自然风和雨水无法对绝缘器件产生自洁作用，需要常常清扫，否则极易发生绝缘闪络事故， 影响行车。由于接触轨的不连续性，受流器在滑入接触轨时会受到冲击，当列车速度过高时，冲 击力较大，严峻时会损坏受流器，因此，承受接触轨受流方式时列车的最高运行速度较低。依据英国的争论，承受第三轨的列车运行极限速度为 160km/h。在国内，承受第三轨的北京地铁列车运行极限速度为 90km/h。接触轨系统的构造简洁，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洁，通常是停电后，
11、在确定损坏的绝缘子位置后，即可进展更换。2、柔性架空接触网二次世界大战前，架空的电气化线路设计开头使用。第一条从伦敦利物浦大街到圣菲尔德的线路全部完工于 1948 年，承受 DC1500V 电压。随后的七十年月开头，DC1500V 架空接触网占了建城市轨道交通的70%以上，而承受接触轨的城市轨道交通缺乏30%。 在早期的城市轨道交通中，供电系统的整流设备大多数承受水银整流器，其反向冲击电压水平仅能满足 750V 电压的要求，初期的电力半导体器件也很难到达 1500V 电压的要求。到了七十年月，高电压的电力半导体器件制造技术已经成熟，这样就为承受1500V 电压等级制造了条件。同样，架空接触网也
12、是受到机械工业的影响，早期的进展受到肯定程度 的制约，此时接触轨由于安装相对简洁、有用、易于实现而被很多国家承受。随着技术的不断进步，接触网从设备的安全牢靠、降低造价到易安装、易维护、少故障等方面都有了本质上的飞跃，九十年月以后包括我国在内的很多国家和地区纷纷提出了针对架空接触网的“少 修理，无修理”的口号，加上其相对接触轨而言在人身安全方面的优越条件，后期修建的地 下铁道多数承受了DC1500V 架空接触网方式。一柔性架空接触网悬挂种类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：半补偿弹性简洁悬挂方式，全补偿简洁链形悬挂方式。（
13、1） 半补偿弹性简洁悬挂半补偿弹性简洁悬挂接触网由支柱根底、支持装置、定位装置、接触线吊索、补偿装置等组成。半补偿弹性简洁悬挂接触网构造简洁，导线的弹性均匀性较差，弓网关系不易匹配， 不适用于较高速度行车，因此在城市轨道交通中的车辆段场所的停车线、出库线、月修线、不落轮镟库线、静调线、吹扫线等场地使用较多。半补偿简洁悬挂接触网在单股道线路上是 通过腕臂上的三角形吊弦悬挂一根接触线，在库内的各种线上是通过各个悬挂点上的三角形 吊弦悬挂一根接触线Ris120，在多股道线路上则通过软横跨下部定位绳上的滑轮三角 形吊弦悬挂一根接触线Ris120。（2） 全补偿简洁链形悬挂接触网正线柔性全补偿简洁链形悬
14、挂接触网在技术上是成熟的，经济上是相对合理的，目前 还没有更抱负的形式来取代。全补偿简洁链形悬挂接触网的弹性均匀，受流质量好，稳定性 较好，弓网关系匹配也较好，适用于较高速度行车，但其构造占用的空间较大，在隧道内使用时需要增加肯定的土建工程量其构造高度依据隧道构造的不同大约是在235mm 到375mm 之间。全补偿简洁链形悬挂接触网是由支柱根底、支持装置、定位装置、接触悬挂、补偿装置等组成。支柱及根底在隧道外接触网悬挂通过支持装置：支柱及根底固定。按其在接触网中的作用可分为 中间支柱、锚柱、道岔定位支柱、硬横跨支柱等几种。目前，在城市轨道接触网系统中承受 H 型，圆型钢支柱。支持装置由水平腕臂
15、、斜腕臂、绝缘子等组成，其作用支持接触网悬挂，并将力传给支柱和建筑物。定位装置定位装置包括定位管和定位器。其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱，定位器有直管定位器、弯管定位器。补偿装置又称补偿器。补偿装置补偿器，由补偿滑轮、补偿绳、杠杆、坠砣杆和坠砣组成。它设在锚段两端，能自动补偿接触线或承力索内的张力，它是自动调整接触线或承力索张力的补偿器及其制动装置的总称，由滑轮和坠砣组成。其作用是温度变化时，线索受温度影响而伸长或缩短，由于补偿器坠砣的重量作用，可使线索沿线路方向移动而自动调整线索张力，使张力恒定不变，并借以
16、保持线的驰度满足技术要求在隧道内接触网悬挂通过底座，支持装置腕臂、绝缘子，定位装置定位器固 定。在DC1500V 供电方式中，接触网系统在正线股道上一般承受双接触线Ris120，单或双承力索TJ-150，04 根关心馈线TJ-150，1 根架空地线TJ-120。在隧道中，为了进一步降低隧道的工程造价，充分利用隧道顶部的空间，很多城市在隧道内的接触网悬挂方式上还承受了构造占用空间较小的弹性支座有补偿简洁悬挂国外公司的专利技术。二接触网的主要设备及其特点为了保证工作人员的作业便利及人身安全，将接触网在电的方面分成独立的区段。绝缘器两端的接触线当开关闭合时都能带电；当隔离开关翻开时，独立的区段中则没
17、有电，便于在该独立区段中进展停电作业。（1） 双沟式银铜接触线目前，在城市轨道交通供电系统架空柔性接触网里都承受的银铜接触线，截面 积 120mm2。此种含0.1银合金的接触线具有：一是耐温好，大幅度提高了接触网系统的抗退火、抗短路力量接触网系统能承受最大不退火短路电流为40000A,20ms,末端不退火 短路电流为 15000A,60ms，抑制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，其额定张应力仍旧维持在正常的架设张应力范围之内；使用寿命长，大大提高了运营的牢靠性。（2） 分段绝缘器为均匀安排接触网负荷和故障修理处理的需要，
18、接触网需分成假设干个供电区域，设置分段绝缘器。分段绝缘器可分：隧道外单线和隧道内双线，前者在车辆段内的各个电分段的线路上，后者用于正线需要电分段的线路上。（3） 隔离开关隔离开关与分段绝缘器协作使用，使接触网到达敏捷供电。按其功能可分带接地刀闸和不带接地刀闸的隔离开关。按其操作系统分手动和电动。（4） 避雷器在雷击地区为有效保护接触网和整个牵引供电系统的正常供电，通常在车辆段、地面正线和隧道口装有阀式避雷器和羊角避雷器。3、刚性接触网悬挂刚性悬挂接触网构造比较简洁，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
19、，在上个世纪 70 年月后期被很多国外的城市所承受。刚性悬挂接触网经过十几个国家 40 多条地铁的运营，在设计上的不断改进，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到达 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，不需要关心馈线，构造稳定牢靠， 零件种类少，维护简洁易行。所以，尽管刚性悬挂在我国使用的时间不长，运营阅历不多， 在制造、施工、设计等方面都还有值得改进之处，但其
20、总体优势得到了业界确实定，正在许 多建城市轨道交通工程中得到推广，目前开通的南京地铁 1 号线也在隧道中承受了刚性悬挂方式。隧道内刚性接触网和隧道外柔性接触网的连接需要通过特地设计的过渡装置来实现过渡。三、三类接触网的优缺点刚性架空接触网与接触轨一样具有构造简洁、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。两种供电制式的比较，柔性架空接触网适合列车高速运行。在法国，使用简洁悬挂接 触网的列车最高试验速度到达 160km/h，链形悬挂时列车的最高试验速度到达 500km/h； 我国在秦沈客运专线上，使用链形悬挂时列车最高试验速度到达 321km
21、/h，在天津滨海线上，使用链形悬挂的城市轨道列车最高试验速度也到达了 115km/h。同时，由于带电局部高出运行轨面 4 米以上，安全性好，并且可以依据电力操作规程的规定，确保有明显断电标志降下车辆的受电弓，与带电的接触网脱离，便于紧急状况下的处置。另外，由于在高空架设，自然风和雨水能够对绝缘子产生自洁作用，相对削减了绝缘子的清洁工作量。但是，柔性架空接触网构造简单，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肯定影响。柔性简洁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
22、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，影响范围较大，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，表 1 是对DC750V，接触轨第三轨供电方式和DC1500V，架空接触网供电方式比较的汇总。表 1各种接触网特点比照表供电电压 接触网类型接触/悬挂方式DC750V/1500VDC1500V接触轨钢铝复合接触轨架空接触网柔性上接触 下接触 侧接触 刚性旋转腕臂链弹性底座简形悬挂单悬挂适合安装位置车辆受电方式地 下 钢地下、地面、高架桥面的钢轨 上 方轨侧面隧 道 顶部集电靴受电弓地下钢
23、轨上方隧道顶部，地面、桥面钢轨上方支柱等支持构造对城市景观影响无无变电所间距小/大无/有大/变电所总价高/低能源损耗大/中低中车辆购置费低/略高综合造价根本相当中根本相当允许速度/kmh-1 80高高高高高高80120高高140供电安全性供电牢靠度高高高高正常状况下的全方 无 法 做无 法 做无 法 做可 以 做位人身防护修理工作量使用寿命年到根本相当40到到到可以做到可以做到根本相当4040201202015接触网造价160 万元160万/km元/km/万150 万元/km /元/km是否要求增加隧道净空对突发大事旅客疏散的影响无无无无有，与隧道截无面外形有关有有有无无无依据资料，架空接触网
24、和接触轨第三轨二者对土建建筑及限界，以及直接工程投资、运营维护的要求如下：1、设备选型及安装方式不同架空接触网安装机车上部，接触轨安装在机车底部侧面，二者安装支持构造、隔离开关、分段设备等技术参数及构造截然不同。2、电分段布置不同架空接触网电分段布置在有牵引变电所的车站一端四周；接触轨电分段布置在有牵引变电所的车站两端，即在线路惰性侧布置电分段。3、限界要求不同架空接触网安装在机车顶部，占用构造净空约为接触线上方 450mm 安装净空；接触轨安装在机车底部侧面，占用构造净空约为500mm500mm 的安装净空。架空接触网隔离开关安装行车方向右侧线路边缘的侧墙或立柱上，三台隔离开关占用 安装净空
25、为 5000mm长4500mm高600mm厚度；接触轨隔离开关承受隔离开关柜，需要安装在车站两端设备房内，所需设备房的面积约为35m2，同时还要敷设相应的电缆。4、直接工程投资架空柔性悬挂接触网直接工程投资约为150 万元/条公里；架空刚性悬挂接触网直接工程投资约为 120 万元/条公里；接触轨钢铝复合轨的工程投资约为160 万元/条公里。5、运营维护接触轨第三轨的运营维护主要集中在清洗、更换支持绝缘子，调整和处理接触轨第三轨的不平顺和弯头、防爬器上，检查和防止零部件、电缆的被盗，绝缘防护罩的损坏，以及线路两侧防护栅栏的被盗和损坏等；架空悬挂接触网的运营维护主要集中在清洗、更换支持绝缘子，调整和处理接触悬挂， 检查和更换磨耗到位的接触线等。在供电线路的大修周期上，架空悬挂接触网刚性悬挂除外的大修周期明显要短于接触轨第三轨。因此，有的资料认为，上述两种供电制式从运营维护来看，其所需的运营维护费用根本相当，只是维护工作的侧重点有所不同而已。