軌道交通供電系統(tǒng)安裝工程施工研究

賈寶光賈衛(wèi)光

（1.鄭州中興工程監(jiān)理有限公司，河南 鄭州 450007；2.中鐵十五局集團(tuán)第四工程有限公司，河南 鄭州 450000）

軌道交通供電系統(tǒng)安裝工程施工研究

賈寶光1賈衛(wèi)光2

（1.鄭州中興工程監(jiān)理有限公司，河南 鄭州 450007；2.中鐵十五局集團(tuán)第四工程有限公司，河南 鄭州 450000）

供電系統(tǒng)作為城市軌道交通系統(tǒng)的動(dòng)力源，是重要的組成部分。本文以鄭州市軌道交通2號(hào)線一期供電系統(tǒng)工程現(xiàn)場(chǎng)為例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工，針對(duì)城市軌道交通供電系統(tǒng)的部分關(guān)鍵工序進(jìn)行介紹和探討，提出了供電系統(tǒng)施工中部分注意事項(xiàng)及質(zhì)量控制要點(diǎn)，為后續(xù)軌道交通供電系統(tǒng)工程的施工提供參考和建議。關(guān)鍵詞：城市軌道交通；供電系統(tǒng)；地鐵；接觸網(wǎng)

隨著鄭州市的迅速發(fā)展，道路交通面臨巨大壓力，單靠市內(nèi)公交已經(jīng)無法滿足市民的正常出行，地鐵建設(shè)成為城市繼續(xù)發(fā)展的重點(diǎn)。從2013年12月鄭州地鐵1號(hào)線一期正式開通運(yùn)營(yíng)起，標(biāo)志著鄭州已經(jīng)成為中部六省第2個(gè)擁有軌道交通并且是全國(guó)第19個(gè)開通地鐵的城市，鄭州市民也正式步入地鐵出行的新時(shí)代。軌道交通系統(tǒng)主要由列車、車站、供電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，其中牽引供電系統(tǒng)作為列車的動(dòng)力源，為列車及車站提供能源，是其重要的組成部分。因此，供電系統(tǒng)工程一直是科研學(xué)者和工程建設(shè)者們關(guān)注的重點(diǎn)［1］。以鄭州市軌道交通2號(hào)線一期供電系統(tǒng)工程為例，從以下幾個(gè)方面探討軌道交通供電系統(tǒng)工程建設(shè)中的注意事項(xiàng)。

1 供電系統(tǒng)安裝工程

1.1 項(xiàng)目概況

鄭州市軌道交通2號(hào)線一期工程起于劉莊站，止于城南車輛段，線路長(zhǎng)度為20.649km。其中正線車站16座（其中紫荊山站與1號(hào)線同步實(shí)施）和車輛段1處，控制中心設(shè)于鄭州軌道交通調(diào)度中心大樓內(nèi)。供電系統(tǒng)采用110/35kV的集中供電方式，利用沙門站附近主變電所(第一、二供電分區(qū))和1號(hào)線既有新華地鐵變電所（第三供電分區(qū)）供電，沿線設(shè)置牽引降壓混合變電所9座，降壓變電所8座，跟隨式降壓變電所6座；牽引供電制式為DC1500V架空接觸網(wǎng)供電、走行軌回流。

1.2 牽引供電系統(tǒng)

牽引供電系統(tǒng)一般為電源、變配電、接觸網(wǎng)、雜散、繼電保護(hù)和綜合自動(dòng)化及防雷過壓保護(hù)和綜合接地等六大部分。其主要設(shè)備包括開關(guān)柜、整流機(jī)組、接觸網(wǎng)、正饋線及回流線等。地鐵供電屬一級(jí)負(fù)荷，至少是雙回路獨(dú)立電源。主要有2種電源系統(tǒng)：①雙主所電源系統(tǒng)，如鄭州地鐵一、二號(hào)線；②多電源系統(tǒng)，如北京地鐵6號(hào)線，每一混合所均從地方獨(dú)立引入2路10kV電源。兩種電源供給方式各有利弊，前一種方式星形集中供電、節(jié)省投資；后一種方式供電方式是環(huán)形多路分散供電，更可靠，但增大了投資。鄭州市地鐵2號(hào)線主變電所110kV側(cè)采用線路變壓器組接線。正常運(yùn)行時(shí)主變電所兩臺(tái)110/35kV主變壓器分列運(yùn)行。35kV側(cè)采用單母線分段接線方式，饋出35kV電源給沿線牽引和降壓變電所供電。正線牽引網(wǎng)由正線牽引變電所實(shí)行雙邊供電；城南車輛段出入段線由正線的南四環(huán)牽引變電所單邊供電；城南車輛段內(nèi)的牽引網(wǎng)由城南車輛段牽引變電所單獨(dú)供電。對(duì)地鐵牽引供電系統(tǒng)而言，列車頻繁制動(dòng)易造成能源浪費(fèi)。針對(duì)這一問題，鄭州地鐵2號(hào)線引入的再生制動(dòng)能量吸收裝置，解決了大量能源浪費(fèi)的問題［2］。

1.3 環(huán)網(wǎng)電纜工程

鄭州地鐵2號(hào)線一期工程的35kV環(huán)網(wǎng)采用大環(huán)串、大分區(qū)的接線方式。大環(huán)串的環(huán)網(wǎng)構(gòu)成方案近年在國(guó)內(nèi)廣州地鐵、北京地鐵已經(jīng)逐漸推廣采用，此方案不僅可以節(jié)約電纜投資，還減少了環(huán)網(wǎng)電纜在主變電所出口通道及地鐵區(qū)間內(nèi)的敷設(shè)，有利于區(qū)間疏散平臺(tái)或其他通道的布置。其主要工序有：①電纜支架安裝；②電纜敷設(shè)；③電纜中間接頭制作；④電纜終端頭制作；⑤電纜試驗(yàn)；⑥電纜頭制作、安裝試驗(yàn)報(bào)告。

環(huán)網(wǎng)電纜是能源傳輸?shù)臉蛄?，是供電系統(tǒng)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。其施工主要注意事項(xiàng)有：①電纜敷設(shè)時(shí)必須安排專人統(tǒng)一指揮，并配備專用對(duì)講機(jī)、口哨等與軌道車司機(jī)之間保持聯(lián)系與溝通；②施工前檢查，電纜無絞擰、鎧裝壓扁、護(hù)層斷裂、表面嚴(yán)重劃傷等缺陷；③安裝在平板車上的電纜支架必須穩(wěn)固，電纜盤要捆綁牢固；④人工牽拉過程中，注意電纜與橋架的摩擦；⑤嚴(yán)禁不穩(wěn)定的設(shè)備及其他較重物品擠壓、砸傷電纜；⑥如設(shè)備需開孔時(shí)，應(yīng)用鋼銼去掉孔口周圍毛刺，以免電纜擦傷。

1.4 接觸網(wǎng)工程

接觸網(wǎng)是電力牽引系統(tǒng)的重要組成部分，機(jī)車通過受電弓或受電靴從接觸網(wǎng)中得到電能，接觸網(wǎng)保證了列車安全、可靠、快速運(yùn)行。接觸網(wǎng)分為柔性接觸網(wǎng)和剛性接觸網(wǎng)。柔性接觸網(wǎng)主要由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)、附加懸掛等組成。剛性接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)裝置主要有錨段關(guān)節(jié)、中心錨結(jié)、下錨及補(bǔ)償裝置、線岔、電聯(lián)結(jié)等組成。主要具有以下特點(diǎn)：①接觸網(wǎng)由于與電動(dòng)車組在空間上的關(guān)系，和軌道一樣無法采取備用措施。所以一旦接觸網(wǎng)發(fā)生故障，整個(gè)供電區(qū)間即全部停電。②接觸網(wǎng)下有許多電動(dòng)車組在高速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行中不可避免地會(huì)產(chǎn)生受電弓離線而引起的電弧，再加上處于露天環(huán)境，其發(fā)生故障的可能性較電力電纜線路要大得多。③為了保證電動(dòng)車組安全、可靠、質(zhì)量良好地從接觸網(wǎng)取流，對(duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線的高度、拉力值、定位器坡度，接觸網(wǎng)彈性、均勻度等都有定量要求［3］。

接觸線與電力機(jī)車受電弓直接接觸，向其饋送電能，為確保弓網(wǎng)間接觸密貼、平順、光滑等要求，對(duì)接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)控制要求較高，這也是建設(shè)施工的重點(diǎn)。同時(shí)因?yàn)榻佑|網(wǎng)為露天設(shè)備、無備用且承受交變機(jī)械負(fù)荷和電負(fù)荷，因此對(duì)其可靠性、動(dòng)、靜穩(wěn)定性、耐久性要求較高。

1.5 高壓電纜頭制作

鄭州市軌道交通2號(hào)線一期工程供電系統(tǒng)工程電纜頭主要采用以下幾種。①3M～35kV單芯電纜冷縮式戶內(nèi)外終端7680K系列；②3M～35kV單芯電纜冷縮式中間接頭QS3000-K系列；③廣東吉熙安電纜附件有限公司生產(chǎn)的GCA CBN35-xxx40.5kV內(nèi)錐插拔式終端。電纜頭作為電力電纜線路中不可缺少的組成部分，同時(shí)又處于終端或中間接續(xù)的連接位置，也是電纜線路中相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)，是故障頻發(fā)的部件。因此，電纜頭制作質(zhì)量的好壞，對(duì)地鐵線路能否正常運(yùn)行起關(guān)鍵性作用。對(duì)其制作質(zhì)量產(chǎn)生重要影響的因素主要有：①環(huán)境條件。制作過程對(duì)環(huán)境溫度（0℃以上時(shí)）和相對(duì)濕度（不高于70%）都有具體要求，整個(gè)安裝過程中必須保證環(huán)境清潔。②電纜頭制作安裝要充分做好施工準(zhǔn)備，確保單個(gè)電纜頭能夠按時(shí)制作完畢，盡量避免多次或重復(fù)施工。③施工人員注意手部及面部清潔，避免污染電纜頭附件。④針對(duì)不同廠家附件，尺寸應(yīng)嚴(yán)格按照廠家說明及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用施工，打磨和切除應(yīng)注意光滑平整。⑤在中間頭壓接連接管的過程中，要注意擺正需連接的兩條電纜，壓鉗到達(dá)規(guī)定的壓接時(shí)間（0.5～1s），確保壓接質(zhì)量。熱縮材料要注意熱縮溫度，避免燒穿或燒焦等狀況出現(xiàn)。⑥電纜頭安裝嚴(yán)格按照說明及標(biāo)準(zhǔn)施工，避免因錯(cuò)誤施工造成相線與電纜線芯接觸進(jìn)而引起屏蔽層擊穿等故障。⑦成品保護(hù)。制作完成后，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，保證制作質(zhì)量。

2 結(jié)語

隨著城市的發(fā)展和進(jìn)步，軌道交通在市民日常生活中的地位越來越重要。供電系統(tǒng)作為城市軌道交通系統(tǒng)的動(dòng)力源，起關(guān)鍵作用。本文以鄭州市軌道交通2號(hào)線一期供電系統(tǒng)工程現(xiàn)場(chǎng)為例，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工，針對(duì)城市軌道交通供電系統(tǒng)的部分關(guān)鍵工序進(jìn)行介紹和探討，提出供電系統(tǒng)施工中部分注意事項(xiàng)及質(zhì)量控制要點(diǎn)，為后續(xù)軌道交通供電系統(tǒng)工程的施工提供參考和建議，以期為軌道交通的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

［1］李群湛.我國(guó)高速鐵路牽引供電發(fā)展的若干關(guān)鍵技術(shù)問題［J］.鐵道學(xué)報(bào)，2010（4）：119-124.

［2］何洋陽(yáng)，黃康，王濤，等.軌道交通牽引供電系統(tǒng)綜述［J］.鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2016（2）：352-361.

［3］喻成楔.軌道交通供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介［J］.機(jī)電信息，2016（12）：4-6.

Discussion on Installation Engineering of Rail Transit Power Supply System

Jia Baoguang1Jia Weiguang2
（1.Zhengzhou Zhongxing Project Supervision Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450007；2.Railway fifteen Bureau Group Fourth Engineering Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Power supply system is an important part of urban rail transit system.Taking Zhengzhou Metro Line 2 phase power supply system engineering field as an example,combined with the construction site,a part of key power supply system of the city rail transportation were introduced and discussed,put forward some precautions in the construction of power supply system and the key points of quality control,and provide reference for the construction of the power supply system of metro engineering the.

Urban rail transit；power supply system;subway；catenary

U231.3

A

1003-5168（2017）05-0116-02

2017-04-15

賈寶光（1989-），男，碩士，研究方向：機(jī)電安裝、動(dòng)力設(shè)備設(shè)計(jì)及研究。