地鐵車輛段（場）柔性接觸網(wǎng)分段布置方案探討

鄭斌

摘 要：城市軌道交通車輛段（場）柔性接觸網(wǎng)分段設(shè)置對(duì)車輛段（場）行車和檢修安全至關(guān)重要，本文通過一次典型城市軌道交通車輛段接觸網(wǎng)跳閘故障案例的多角度分析，探討接觸網(wǎng)分段布置方案，用于防范各類運(yùn)營事故。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)；分段設(shè)置；跳閘；防范對(duì)策

0 序言

我國城市軌道交通的建設(shè)運(yùn)營規(guī)模越來越大，截至2017年12月31日，我國內(nèi)地累計(jì)有34個(gè)城市建成投運(yùn)城軌線路5021.7公里，其中，2017年新增33條運(yùn)營線路，868.9公里運(yùn)營線路長度。伴隨車輛段、停車場的數(shù)量增加，柔性觸網(wǎng)的架設(shè)量也大量增加，而車輛段（場）柔性接觸網(wǎng)的分段合理布置對(duì)運(yùn)營安全、停電維護(hù)、車輛檢修、應(yīng)急處置等非常重要，應(yīng)在今后的設(shè)計(jì)中加以重視。

1 車輛段（場）柔性接觸網(wǎng)分段布置情況

柔性接觸網(wǎng)分段布置主要有兩種形式，一種是絕緣錨段關(guān)節(jié)形式，另一種是分段絕緣器形式。絕緣錨段關(guān)節(jié)形式適用通過速度較高的正線柔性觸網(wǎng)分段布置使用，分段絕緣器多適用于速度較低的渡線和車輛段（場）內(nèi)有關(guān)線路柔性觸網(wǎng)分段布置使用。設(shè)置柔性接觸網(wǎng)分段后，可以通過接觸網(wǎng)分段處的隔離開關(guān)分合閘動(dòng)作快速切除、隔離接觸網(wǎng)故障區(qū)段而不影響其他區(qū)段接觸網(wǎng)正常運(yùn)行，或者快速對(duì)電源發(fā)生故障的接觸網(wǎng)區(qū)段進(jìn)行越區(qū)供電。因此接觸網(wǎng)分段的布置可以從整體上提升車輛段（場）接觸網(wǎng)使用的靈活性與可靠性，提高接觸網(wǎng)整體運(yùn)行效率與質(zhì)量，減小維護(hù)檢修影響。

車輛段、停車場分段一般設(shè)置在如下位置：

（1）根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003）要求車輛段、停車場與正線銜接處即出入段線處。

（2）相互獨(dú)立的不同供電單元之間。

（3）檢修庫、運(yùn)用庫內(nèi)、靜調(diào)庫等電化庫入口及庫內(nèi)。

（4）洗車庫兩端。

（5）其他特殊需要隔離處。

2 典型故障案例概況

2017年X月X日16時(shí)12分，某地鐵車輛段牽混所213、215斷路器跳閘，車輛段第3（圖3中紅色部分）、第5（圖3中青色部分）供電單元失電?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)車輛段牽混所215饋線開關(guān)柜、213饋線開關(guān)柜均報(bào)過流和電流增量保護(hù)，且215動(dòng)作時(shí)間比213動(dòng)作時(shí)間早10秒。215饋線柜短路電流8904A（見圖1），213饋線柜短路電流7367A（見圖2），第6與第5供電單元分段絕緣器（見圖3）、第6與第3供電單元分段絕緣器（見圖4）、第6（圖3中藍(lán)色部分）供電單元內(nèi)地線接掛點(diǎn)（見圖5、圖6）均有明顯燒灼痕跡。跳閘時(shí)由于仍有兩組地線未拆除，因此自動(dòng)重合閘檢測失敗，現(xiàn)場未重合閘。

3 跳閘原因分析

跳閘時(shí)第6供電單元有停電配合作業(yè)未完成，列車運(yùn)行方向地線已拆除，其余地線還未拆除完畢。第3、第5供電單元正常運(yùn)行，因此列車運(yùn)行方向（見圖4）第6供電單元無明顯接地標(biāo)示卻仍處于接地狀態(tài)。經(jīng)現(xiàn)場人員分析相關(guān)數(shù)據(jù)后初步判定列車運(yùn)行至出段線執(zhí)行晚高峰上線任務(wù)時(shí)途經(jīng)有電區(qū)域（第5供電單元，青色）駛?cè)虢拥貐^(qū)域（第6供電單元，藍(lán)色）造成215饋線柜跳閘，列車依靠慣性惰行通過第6供電單元至有電區(qū)域出段線（第3供電單元，紅色），造成213饋線柜跳閘。

經(jīng)調(diào)取車輛段現(xiàn)場錄像、ATS行車記錄、實(shí)測相關(guān)數(shù)據(jù)，證實(shí)跳閘時(shí)有列車經(jīng)某股道出段執(zhí)行晚高峰行車任務(wù)，該股道34米內(nèi)設(shè)置2臺(tái)分段絕緣器，連接第3、第5、第6供電單元（見圖4），列車經(jīng)過2臺(tái)分段絕緣器時(shí)有明顯放電現(xiàn)象。

4 防范措施提出

此次典型跳閘故障是因?yàn)槿藶榈倪z漏、運(yùn)營過程中各項(xiàng)作業(yè)卡控措施的疏漏、現(xiàn)場巧合的客觀原因、設(shè)計(jì)的深度不夠等綜合原因造成。故障案例中現(xiàn)有接觸網(wǎng)分段布置（見圖5）容易影響場調(diào)人員在安排列車進(jìn)路時(shí)的判斷，造成出發(fā)地和到達(dá)地接觸網(wǎng)供電均正常的誤判。設(shè)計(jì)時(shí)更改一臺(tái)分段絕緣器位置（見圖6黑圈部分）即可完全避免此次故障發(fā)生，同時(shí)為供電專業(yè)查找確定故障點(diǎn)提供便利條件。因此首先我們應(yīng)從設(shè)計(jì)階段提高安全認(rèn)識(shí)和安全冗余空間，為故障留下合理控制區(qū)，設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分考慮即使故障發(fā)生，也必須有合理的“緩沖區(qū)段”防止故障擴(kuò)大。從源頭上解決故障發(fā)生的可能性及延續(xù)性，思考合理設(shè)置接觸網(wǎng)分段的原則。

（1）分段設(shè)置應(yīng)考慮人員、設(shè)備安全因素，必須保證人員、車輛作業(yè)時(shí)滿足安全條件。

（2）分段設(shè)置應(yīng)考慮避開有坡度、曲線、道岔等不易安裝調(diào)整處所，以便保證分段設(shè)置的技術(shù)要求，不發(fā)生由于不合理狀態(tài)引起的故障。

（3）分段設(shè)置應(yīng)考慮段場內(nèi)供電單元的使用靈活性，具備快速切斷故障及快速迂回供電的條件。

（4）分段設(shè)置應(yīng)充分考慮列車使用容量，滿足遠(yuǎn)期列車上線數(shù)負(fù)荷要求。

（5）分段設(shè)置應(yīng)充分考慮不必要的重復(fù)，從經(jīng)濟(jì)性、故障查找需求等方面考慮分段設(shè)置數(shù)量及位置。

（6）同路徑上原則不設(shè)置多處分段，特殊情況下相鄰間分段距不得小于50米（列車兩受電弓間距為42.02m，考慮列車帶電闖入無電區(qū)后司機(jī)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)列車取流異常，結(jié)合列車惰行停止距離，綜合考慮選取50米距離），以滿足列車惰行停止距離。

5 結(jié)束語

車輛段、停車場接觸網(wǎng)分段布置不僅直接影響檢修作業(yè)的執(zhí)行也直接關(guān)系到車輛的正常上線投入運(yùn)營，本文通過一次典型故障案例分析探討段場內(nèi)柔性接觸網(wǎng)分段設(shè)置思路及原則。合理設(shè)置段場接觸網(wǎng)布置及分段，既可以提高接觸網(wǎng)的靈活性與可靠性，也可以提升檢修的效率和專業(yè)之間的配合度。建議設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮安全冗余，提高安全防范等級(jí)，為地鐵更加安全高效運(yùn)營提供物質(zhì)基礎(chǔ)。