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        合肥老淮南線有軌電車供電授流方式研究

        2015-11-27 07:23:48合肥城市軌道交通有限公司安徽合肥230000
        安徽建筑 2015年6期

        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.

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