接觸軌供電車輛基地的軌行區(qū)安全防護(hù)探討

摘要：接觸軌供電車輛基地的軌行區(qū)安全防護(hù)是車輛基地設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)考慮的問題，通過采取安裝接觸軌防護(hù)罩、設(shè)置金屬圍蔽網(wǎng)、防護(hù)罩涂刷不同色彩油漆等多種方式加強(qiáng)軌行區(qū)的安全防護(hù)，減少作業(yè)人員的觸電風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：接觸軌； 車輛基地； 車場(chǎng)線； 軌行區(qū)； 防護(hù)

中圖分類號(hào)：U284.26文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

城市軌道交通車輛基地是保證地鐵列車正常運(yùn)營(yíng)的后勤基地，車輛基地包括用于列車運(yùn)用、停放和檢修的車輛段、機(jī)電和工務(wù)設(shè)備綜合維修中心、物資總庫(kù)等生產(chǎn)部分及其他必要的辦公、生活設(shè)施。合理規(guī)劃車輛基地生產(chǎn)區(qū)域和生活區(qū)域?qū)τ诒Ｕ铣鞘熊壍澜煌ò踩咝н\(yùn)營(yíng)具有重要意義。

車輛基地庫(kù)外列車走行的區(qū)域通常稱為軌行區(qū)，可根據(jù)不同線路的運(yùn)用檢修工藝決定是否對(duì)線路進(jìn)行接觸網(wǎng)電化。常見的車輛基地內(nèi)線路電化需求如表1所示。

從表1可知，車輛基地內(nèi)線路類型多樣，電化需求不一，從而導(dǎo)致線路電化的供電分區(qū)比較復(fù)雜。對(duì)于后期的運(yùn)營(yíng)管理安全提出了較高的要求。

線路電化的接觸網(wǎng)饋電形式可按安裝位置和接觸導(dǎo)線的不同分為接觸軌和架空接觸網(wǎng)。與架空接觸網(wǎng)相比，接觸軌具有工作穩(wěn)定性好、運(yùn)營(yíng)安全性高、人員維護(hù)成本低、物料維護(hù)成本低、設(shè)備維護(hù)成本低、接觸軌系統(tǒng)設(shè)備使用壽命長(zhǎng)、可維護(hù)性好、景觀融入性好等特點(diǎn)；但同時(shí)由于接觸軌安裝位置低，給軌行區(qū)相關(guān)作業(yè)人員的人身安全帶來了風(fēng)險(xiǎn)［1］。

據(jù)GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》第15.3.2條，接觸軌供電可按接觸授流位置的不同分為上部授流，下部授流和側(cè)部授流［2］。上部授流時(shí)，接觸軌表面容易附著雜物，增大接觸軌與集電靴之間的過渡電阻，影響車輛的正常授流；側(cè)部授流時(shí)，接觸軌表面不易附著雜物，車輛可以正常授流，但只能從接觸軌頂部及外側(cè)進(jìn)行防護(hù)，有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)；下部授流時(shí)，接觸軌受外界環(huán)境因素更小，接觸軌安全防護(hù)更為嚴(yán)密。同時(shí)列車受流器結(jié)構(gòu)具有良好的動(dòng)力學(xué)特性，持續(xù)提供120 N±24 N靜壓力（80 km/h時(shí)速B型車），有效地保證了集電靴與接觸軌良好的電氣連接，列車授流質(zhì)量更好。雖然接觸軌的日常巡檢和維護(hù)增加了防護(hù)罩的拆卸等步驟，但接觸軌的剛性安裝和防護(hù)罩拆卸方便、彈性固定及可以較好地確保人員安全等特點(diǎn)，讓下部授流方式在眾多方案中脫穎而出，成為國(guó)內(nèi)城市軌道交通接觸軌供電方式的主流選擇。

1接觸軌防護(hù)措施

1.1接地方式

接觸軌所有不帶電金屬部分與接觸軌接地線連接，接地線采用鍍銅圓鋼，通過電纜與牽引降壓混合變電所內(nèi)的接地母排相連，共同構(gòu)成接觸軌系統(tǒng)的接地保護(hù)回路。同時(shí)，接觸軌隔離開關(guān)柜金屬外殼及操作手柄均按要求接地，接地電阻不大于10 Ω。

1.2安全距離

由于接觸軌帶電體電壓為直流750 V或1 500 V，遠(yuǎn)高于人體可承受的安全電壓，因此，GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》第15.3.3條規(guī)定了帶電部分和混凝土結(jié)構(gòu)、軌旁設(shè)備、車體之間的最小凈距［2］。當(dāng)安全距離不滿足下述要求時(shí)，接觸軌帶電部分可能會(huì)混凝土結(jié)構(gòu)本體或車體放電，影響人身安全（表2）。

同時(shí)，根據(jù)多年各地鐵公司經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)營(yíng)作業(yè)規(guī)程要求接觸軌周邊作業(yè)人員和所攜帶的工器具及材料與接觸軌帶點(diǎn)部分的安全距離大于700 mm［1］。根據(jù)運(yùn)營(yíng)公司相關(guān)規(guī)定，所有進(jìn)入接觸軌區(qū)域的人員需要向車場(chǎng)調(diào)度進(jìn)行請(qǐng)點(diǎn)，經(jīng)批準(zhǔn)后方可進(jìn)入軌行區(qū)。進(jìn)入人員必須穿絕緣靴及反光背心，更換鋼軌、道岔、感應(yīng)板、轉(zhuǎn)轍機(jī)，接觸軌檢修、巡道以及與帶電接觸軌距離小于700 mm的作業(yè)時(shí)，接觸軌必須停電并掛接地線，接觸軌停電掛地線區(qū)域不得小于作業(yè)區(qū)域，相關(guān)人員不得超出作業(yè)區(qū)作業(yè)。

鐵路與公路郭愛平： 接觸軌供電車輛基地的軌行區(qū)安全防護(hù)探討

1.3防護(hù)罩

作為防護(hù)措施中最重要的一環(huán)，絕緣支架防護(hù)罩隨同接觸軌在車輛基地內(nèi)全范圍布置，盡可能避免人員無意中觸碰到帶電設(shè)備。防護(hù)罩應(yīng)保證受電靴無障礙通過，頂部及側(cè)部應(yīng)連續(xù)無間隙，防護(hù)罩的設(shè)置應(yīng)防止雨水進(jìn)入膨脹接頭及饋線電纜連接點(diǎn)。

防護(hù)罩采用玻璃纖維增強(qiáng)樹脂（GRP）材質(zhì)，具有絕緣性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、難燃、低毒、耐腐蝕、耐老化和抗紫外線等特點(diǎn)。防護(hù)罩其內(nèi)、外表面可承受工頻AC10 kV的電壓而不被擊穿。

防護(hù)罩材料對(duì)鹽溶液（道路化冰鹽）有抗腐蝕能力，并且不易溶于酒精、苯、碳?xì)浠衔锏扔袡C(jī)溶液，并可使用標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)洗滌劑對(duì)防護(hù)罩進(jìn)行清洗。

防護(hù)罩具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在工作條件下能夠承受一定的垂直荷載而不發(fā)生任何損壞，并能在卸去荷載后恢復(fù)到初始狀態(tài)。

防護(hù)罩依靠自身彈性及支撐墊塊固定在接觸軌上。相鄰墊塊間距一般不大于500 mm，在電纜連接板防護(hù)罩、膨脹接頭防護(hù)罩、絕緣支架防護(hù)罩兩側(cè)對(duì)稱放置支撐墊塊（圖1、圖2）。

1.4滑觸線及靜調(diào)電源柜

在雙周三月檢庫(kù)、定修庫(kù)、靜調(diào)庫(kù)等檢修作業(yè)較多，人員活動(dòng)頻繁的場(chǎng)景下，接觸軌直接入庫(kù)增大了作業(yè)人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此，工程實(shí)踐中通過設(shè)置滑觸線或靜調(diào)電源柜來滿足列車調(diào)試用電的需求。

滑觸線通常由滑動(dòng)車、接觸線、電纜及插頭組成，位于車輛側(cè)邊上空，一般同列車車頂防護(hù)網(wǎng)一起固定在庫(kù)內(nèi)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)梁上。當(dāng)列車進(jìn)出庫(kù)時(shí)，檢修人員將滑觸線插頭插入列車插座，隨著列車開動(dòng)，滑動(dòng)小車同時(shí)移動(dòng)給列車提供DC1500V或750V電源。此外，滑觸線帶有操作面板，可以控制插頭的帶電狀態(tài)，確保作業(yè)人員的人身安全［3］（圖3）。

隨著列車自牽引技術(shù)的逐漸成熟和廣泛應(yīng)用，北京、天津、上海、深圳、成都、青島、昆明等城市地鐵已逐步采用了車載儲(chǔ)能電池作為列車自牽引動(dòng)力系統(tǒng)，可以在平直軌道以不高于5 km/h的速度運(yùn)行1 km以上，主要用于庫(kù)內(nèi)調(diào)車［5］。雙周三月檢庫(kù)、定修庫(kù)、靜調(diào)庫(kù)等設(shè)置單獨(dú)的供電分區(qū)連接牽引變電所，與庫(kù)外咽喉區(qū)接觸軌供電分區(qū)完全平行，并在每股道設(shè)置隔離開關(guān)柜連接靜調(diào)電源柜作為列車的調(diào)試電源。此時(shí)，庫(kù)外軌行區(qū)的接觸軌狀態(tài)不會(huì)影響庫(kù)內(nèi)接觸軌狀態(tài)，庫(kù)內(nèi)車輛檢修和調(diào)試作業(yè)計(jì)劃不受庫(kù)外軌行區(qū)作業(yè)的影響，較好地平衡了列車檢修作業(yè)和人員安全需求（圖4）。

2軌行區(qū)安全防護(hù)措施

GB 50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》第27.2.17條規(guī)定了車輛基地內(nèi)出入線、試車線、洗車線和鏇輪線及車場(chǎng)線群外側(cè)，應(yīng)設(shè)通透的隔離柵欄［2］。交通運(yùn)輸部《城市軌道交通初期運(yùn)營(yíng)前安全評(píng)估技術(shù)規(guī)范 第1部分：地鐵和輕軌》（交辦運(yùn)〔2019〕17號(hào)）第六十八條規(guī)定車輛基地有電區(qū)和無電區(qū)之間應(yīng)具有隔離設(shè)施［5］。

根據(jù)上述規(guī)范要求，為了防止人員誤入軌行區(qū)影響行車安全，避免人員發(fā)生觸電事故，需要根據(jù)線路情況設(shè)置隔離柵欄。

以某車輛基地為例，該車輛基地與其他線路車輛基地共址建設(shè)。出入段線、車場(chǎng)線、機(jī)車走行線、洗車線等帶電線路與周邊道路均設(shè)置了金屬圍蔽網(wǎng)進(jìn)行分割，工程車線、材料裝卸線、洗車線等非電化線路與周邊帶電線路均用金屬圍蔽網(wǎng)進(jìn)行分割。同時(shí)，本線工程車場(chǎng)線與相鄰線路車輛基地車場(chǎng)線之間也用金屬圍蔽進(jìn)行分割，確保各線運(yùn)營(yíng)區(qū)域可以最大限度獨(dú)立管理，盡量減少交叉作業(yè)，減少風(fēng)險(xiǎn)管控點(diǎn)。

結(jié)合不同線路的工藝需求，車輛基地內(nèi)不同線路也設(shè)置較為不同的供電分區(qū)，并通過手動(dòng)隔離開關(guān)柜進(jìn)行分區(qū)供電。各供電分區(qū)間應(yīng)設(shè)置分段式電分段，且分區(qū)間應(yīng)做到在無電區(qū)檢修時(shí)，不會(huì)由于車輛走行而將有電區(qū)與無電區(qū)進(jìn)行電氣聯(lián)通［4］。工程實(shí)踐中通常對(duì)采用在接觸軌的絕緣防護(hù)罩上涂刷不同顏色的油漆的方式來劃分供電分區(qū)，使運(yùn)營(yíng)作業(yè)人員在復(fù)雜區(qū)域內(nèi)能快速清楚地辨識(shí)到所在位置的供電區(qū)域，有效地防止作業(yè)人員誤入非作業(yè)區(qū)域，降低人員誤觸電危險(xiǎn)。同時(shí)也降低了復(fù)雜區(qū)域內(nèi)設(shè)備維護(hù)作業(yè)相鄰接觸軌區(qū)域的停電要求，有效滿足庫(kù)內(nèi)調(diào)車作業(yè)需求。

特別地，由于出入段線接觸軌和牽出線接觸軌分屬不同的供電分區(qū)，兩種不同地供電分區(qū)對(duì)應(yīng)不同的管理模式。為最大限度地保護(hù)各自管理區(qū)域的用電安全，建議在出入段線與牽出線供電分區(qū)有重疊的地方同樣采用金屬圍蔽網(wǎng)進(jìn)行物理分隔，確保作業(yè)人員的人生安全（圖5）。

3結(jié)論

接觸軌車輛基地的軌行區(qū)安全管理是設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題，主要采取幾點(diǎn)措施來確保運(yùn)營(yíng)過程中的作業(yè)安全：

（1）絕緣支架防護(hù)罩隨同接觸軌在車輛基地內(nèi)全范圍布置。

（2）通過設(shè)置金屬圍蔽網(wǎng)將有電區(qū)和無電區(qū)，軌行區(qū)與非軌行區(qū)進(jìn)行分割。

（3）采用在接觸軌的絕緣防護(hù)罩上涂刷不同顏色的油漆的方式來劃分供電分區(qū)。

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［作者簡(jiǎn)介］郭愛平（1991—），男，碩士，工程師，從事城市軌道交通設(shè)計(jì)管理工作。