1 前言

　　隨著中國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，汽車保有量的逐年上升不斷為城市交通制造壓力。越來越多的城市選擇將軌道交通和公交系統(tǒng)作為解決交通擁堵問題的主要手段。近年來城軌技術(shù)發(fā)展迅猛，并基于不同的國情與技術(shù)力量發(fā)展出多種制式各異的設(shè)備。在IEC(國際電工委員會)和UIC(國際鐵路聯(lián)盟)的規(guī)定中有600V、750V、1500V、3000V 四種直流電壓制和25Kv，50Hz一種交流電壓制。我國GB50157《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》、GB3317-82《電力機車通用技術(shù)條件》等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：城市軌道交通車輛的供電制式為DC 750V、DC 1500V 兩種;以我國城市軌道交通系統(tǒng)的供電制式為例，又有DC750V 接觸軌供電、DC1500V接觸網(wǎng)供電和DC1500V 接觸軌供電等不同方式。

　　本文將就DC750V 與DC1500V 電壓等級供電制式的選取以及接觸網(wǎng)與接觸軌的供電方式提出一些自己的看法。

　　2 各電壓等級及供電方式的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向

　　歐美及日本， 早期的地鐵、輕軌系統(tǒng)多采用DC600V、DC750V 供電。隨著技術(shù)進步，20 世紀(jì)70 年代后期設(shè)計的地鐵系統(tǒng)更多地采用DC1500V 的供電方式。1980 年開始投入運營的英國紐卡斯?fàn)柕罔F， 則采用DC1500V 供電方式和架空接觸網(wǎng)受流。法國客流量較大的巴黎地區(qū)快車線則采用DC1500V架空接觸網(wǎng)受流。在德國的各城市其城市軌道交通供電電壓制式為DC600V、DC750V， 接觸軌、架空接觸網(wǎng)兩種受流方式并存。日本多數(shù)城市快車、地鐵、輕軌均采用DC1500V 供電制式和接觸網(wǎng)受流;單軌鐵路、部分地鐵線路及新交通系統(tǒng)、小型地鐵等交通系統(tǒng)則采用了DC750V 供電方式和接觸軌受流。我國的香港地鐵采用DC 1500V 供電制式，架空接觸網(wǎng)受流;輕軌采用DC750V 供電方式，架空接觸網(wǎng)受流。上海地鐵一、二號線及全線高架的輕軌線路明珠線，采用DC1500V 供電制式，架空接觸網(wǎng)受流。廣州地鐵一、二號線采用DC1500V 供電制式，架空接觸網(wǎng)受流。深圳地鐵一號線，采用DC1500V 供電制式，架空接觸網(wǎng)受流。西安地鐵一、二號線采用DC1500V 供電制式，架空接觸網(wǎng)受流等。20 世紀(jì)50 年代末期，北京地鐵以前蘇聯(lián)生產(chǎn)的凸輪變阻技術(shù)地鐵車輛為原形，開發(fā)了國產(chǎn)的北京地鐵車輛。經(jīng)過多年發(fā)展，后來陸續(xù)開發(fā)了多種車型，但供電制式則一直沿用DC750V 制式。采用該電壓的供電系統(tǒng)多用接觸軌受流， 而部分輕軌系統(tǒng)和有軌電車系統(tǒng)則采用接觸網(wǎng)受流;20 世紀(jì)的七八十年代，DC1500V 供電制在世界各國得到了廣泛的應(yīng)用。其主要特點是：線路電壓高，電損耗及線路的電壓降小;供電距離長，變流站的數(shù)量相對減少。因此特別適合特大城市、大城市和近郊衛(wèi)星城區(qū)各種不同形式的軌道交通工具的聯(lián)網(wǎng)運營，也適用于中等容量的供電系統(tǒng)。DC1500V 電壓供電的系統(tǒng)大多采用架空接觸網(wǎng)受流。

　　3 各型接觸網(wǎng)施工安裝維護對比

　　接觸軌一般安裝在軌道外側(cè)700mm 處，距軌面140mm，組成零件包括導(dǎo)電軌、絕緣子、絕緣支架、隔離開關(guān)、電纜、防護罩。部件少，結(jié)構(gòu)簡單。施工時人員無需登高作業(yè)，安裝維護簡便。以架空柔性接觸網(wǎng)為例。其安裝位置通常在軌道上方距軌面4000-5000mm 處。組成零件包括承力索、接觸導(dǎo)線、饋電線、架空地線、絕緣子、支柱、支持、隔離開關(guān)、電纜及拉錨裝置等，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，部件較多。因而在施工與維護時，需要使用梯車等專用工器具，采用人員高處作業(yè)等方式，施工維護難度較高且產(chǎn)生了人員登高取證、購買專用線車、梯車的費用。

　　4 供電性能對比

　　架空柔性接觸網(wǎng)因其結(jié)構(gòu)特點，可能發(fā)生接觸導(dǎo)線斷線脫落、斷線、打弓等事故。加之高處作業(yè)不便于搶修在供電可靠性上相對差一些。優(yōu)點是供電受流穩(wěn)定，運行噪音小，帶電安全距離大。而接觸軌因結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用，不存在架空柔性接觸網(wǎng)的上述缺點，通過國內(nèi)成熟地鐵公司如廣州、北京、上海的應(yīng)用實例顯示其可靠性高于架空柔性接觸網(wǎng);

　　5 實際應(yīng)用中安全與便捷性對比

　　地鐵正線隧道區(qū)間的接觸網(wǎng)安裝高度通常為接觸線距軌面4m，對于司乘人員、乘客、線路設(shè)備維修人員具備足夠的安全距離。在區(qū)間發(fā)生緊急故障或人員疏散過程中不需停電確保人員觸電安全; 而接觸軌的安裝位置一般高于軌面100-200mm，與人員的安全距離遠遠小于接觸網(wǎng)，在乘客緊急疏散過程中難以確保人員觸電安全。

　　目前國內(nèi)絕大多數(shù)地鐵公司的行車設(shè)備檢修都采用停電作業(yè)方式，目的是確保人身安全。但接觸網(wǎng)線路的大多數(shù)線路巡檢可以不停電進行，接觸軌卻必須停電進行。考慮到申請停電作業(yè)必須進行的請點、銷點程序，采取接觸軌的線路檢修往往耗時較長降低了設(shè)備維護效率;兩者在其他方面也存在不同影響。僅以車輛段道路規(guī)劃為例，若采用的是接觸軌供電方式，在設(shè)計道路時， 道路行進方向必須考慮到接觸軌的安裝位置，不能靠道路太近。而以接觸網(wǎng)為供電方式的場段則無需考慮道路橫跨接觸網(wǎng)的問題。

　　6 使用壽命及耐久度對比

　　根據(jù)國家規(guī)定， 接觸網(wǎng)導(dǎo)線斷面的允許磨耗量為33%，行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，國產(chǎn)采用銅銀合金的接觸導(dǎo)線一般設(shè)計使用壽命為15 年，進口接觸網(wǎng)導(dǎo)線約20 年。對比北京地鐵已運行超過25 年的低碳鋼接觸軌磨耗量不到5%的數(shù)據(jù)，兩者在耐久度上存在巨大差異。接觸軌耐久度明顯優(yōu)于接觸導(dǎo)線。這無疑能為軌道交通企業(yè)節(jié)約大量運營維護成本。

　　7 對比結(jié)果

　　隨著國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，故以供電制式的發(fā)展趨勢來看，DC1500V 優(yōu)于DC750V;而對于接觸網(wǎng)類型的選擇可按照實際需求來決定。架空接觸網(wǎng)的受電質(zhì)量好、安全性高，適合高速鐵路。適用于客運量大，行車間隔短的地鐵線路。而接觸軌使用壽命長、維護便捷且對城市規(guī)劃的景觀影響較小，適用于地面段及高架線路。