接触网回路

10.5.1 对接触网回路的基本要求

为了保证电气化铁道的可靠运行，必须将接触网设施划分成电气区段。这些区段可以被投入、断开或者分离出去，以便在某一区段发生故障需要被断开或按计划需要断开某一区段时，接触网系统可以继续运行。

在拟定结构、设计和建设接触网设施时，必须要考虑涉及接触网回路的以下方面：—回路必须使接触网设施具有最佳效率，在常规运行中的电压及功率损失降至最小;—接触网设施回路在必要的维修工作或发生短路情况下必定能将接触网设施中特殊的、局部的小区段分隔开，而未受影响区段的运输继续进行。这种回路设计原则连同相应的保护原理一起也称之为选择性结构;

—接触网设施回路必须清晰易懂、易于监督，以利于防止连接错误和工作失误。为此，公共铁路网中采用的回路应依照标准化了的惯例和原则进行设计;

—相应的回路设计所必需的附属接触网网络运行设备，如： 断路器、分段隔离开关、分段绝缘器及绝缘关节应限制降到必要的最低限度。

接触网设施回路结构及设计的发展包括根据电气工程、保护、铁路运行、维护及经济方面提出的要求，将相应的措施进行有效的平衡。

此外，当规划当地区域铁路网的接触网回路结构时要经常考虑到城镇规划方面的情况。

除要顾及上述列出的准则外，计算出的功率要求、供电线路距离主电源的位置、铁路线的纵断面图及固定的铁路设施位置都是设计线路供电结构时要用到的资料，这就是德国铁路公司称作的线路供电计划。

这些将作为接触网回路设计的基础！

10.5.2 回路的基本形式

变电所在特定的供电区段内向电气牵引车辆供电，这部分的接触网设施也称之为变电所供电区段。从变电所区段供电分支或区段终端处，经过特定的供电线路接受电力的接触网区段称为接触网供电区段。尤其在铁路干线上，两变电所间的架空接触网供电区段被划分成供电臂，而它们又进一步可分成供电分段和供电分束，此原则在第10.5.3节中有详细的解释。

图10.13表示电气化铁道接触网设施的基本回路。为了清楚起见，上面没有画开关装置，其最重要的基本回路是：

—单边供电(单向供电)，图10.13a)：

经过单独的断路器向每个供电区段供电。从保护角度来说，这类回路易于控制，有时用于地方区域铁路线上，经常在具有横向连接的单相交流25kV、50Hz系统中采用。

—双边供电(单向供电)，图10.13b)：

在相应变电所供电区段的终端，接触网线路通过位于开关室中的断路器或隔离开关连接在一起。正如第10.3节中所说的那样，双边供电能可观地减少电压降及功率损失。

—具有横向连接的双边供电，图10.13c) 和10.13d)：

双线铁路上的接触网设施之横向连接更进一步减少电压降及功率损失。在故障情况下，全部四个断路器都跳闸，这意味着变电所间的双线铁路一开始就将被隔离开。随后，横向连接处的隔离开关都被打开。假若供电分束中只有一处是稳定性短路或其他故障，在实施所需的试验和转换过程后的约1～2min，重新向未受影响的区段供电，允许在该区段中的列车恢复行驶。

—两个双边供电接触网设施间的横向连接，图10.13e)：

此回路的特点是： 双线铁路都由变电所通过一共用的断路器来供电。

此回路用于对供电有超大要求的铁路线接触网设施中，这是为了防止在分段绝缘器处产生过大的电位差。当15kV接触网的分段绝缘器处电位差超过800V时，列车行驶通过分段绝缘器时经常会产生电虎造成接触网故障。将车站附近的架空接触网进行横向连接就会降低分段绝缘器处的电位差，在发生事故情况下通过断开故障主要区段来确定故障区段。完成这些工作的时间对那些在无故障区段中的列车运行影响不大。

图10.13 接触网设施的基本回路

a) 单边供电;

b) 具有纵向连接的双边供电;

c) 具有纵向及横向连接的双边供电;

d) 具有大数量横向连接的双边供电;

e) 横向连接回路;

f) 交叉供电;

g) 具有加强线及一处横向连接的双边供电;

h) 仅一条线路上有加强连接线以及横向连接的双边供电;

i) 沿着双线铁路的部分区段有加强线的双边供电;

j) 分布供电

—交叉供电回路，图10.13f)：

带横向连接的交叉供电具有和横向连接回路一样的特征，在柏林地铁线上采用了这种回路。它可以增设横向连接点以变化样式，连接点一般位于车站或其他停车点处。

—具有馈电加强线的回路，图10.13g) h) i)：

馈电加强线经过特定的间距电气上长期地连接到接触网上，可能平行地安装到双线铁路线的二个或仅仅一个接触网上。在实践中也采用如图10.13i) 中所示的仅在变电所附近地点装设加强线的方案。

—分区供电，图10.13j)：

此回路常用于东德各省的有轨电车牵引供电系统，并证明其效果不错。回路的特征是： 通过如图所示的电缆分布节点将供电电缆平行安装并连接到架空接触网上。

10.5.3 德国铁路采用的接触网设施回路

本节叙述的德国铁路采用的接触网设施回路是交流牵引架空接触网回路的典型范例。典型变电所供电区段将包括全部架空接触网、馈电线及旁路馈电线 (捷接线)，其连接时不应多于两台断路器。电能从配电设备 (可以是高压开关站、也可以是开闭所) 处送到供电区段中。分区所，如第1.3.3.1节所解释的那样是一个15kV的高压开关站，它拥有一台以上的断路器。相应的架空接触网馈线分为区间馈线、车站馈线或备用馈线，见图10.14。