10.5.1 對(duì)接觸網(wǎng)回路的基本要求

為了保證電氣化鐵道的可靠運(yùn)行，必須將接觸網(wǎng)設(shè)施劃分成電氣區(qū)段。這些區(qū)段可以被投入、斷開或者分離出去，以便在某一區(qū)段發(fā)生故障需要被斷開或按計(jì)劃需要斷開某一區(qū)段時(shí)，接觸網(wǎng)系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行。

在擬定結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和建設(shè)接觸網(wǎng)設(shè)施時(shí)，必須要考慮涉及接觸網(wǎng)回路的以下方面：—回路必須使接觸網(wǎng)設(shè)施具有最佳效率，在常規(guī)運(yùn)行中的電壓及功率損失降至最小;—接觸網(wǎng)設(shè)施回路在必要的維修工作或發(fā)生短路情況下必定能將接觸網(wǎng)設(shè)施中特殊的、局部的小區(qū)段分隔開，而未受影響區(qū)段的運(yùn)輸繼續(xù)進(jìn)行。這種回路設(shè)計(jì)原則連同相應(yīng)的保護(hù)原理一起也稱之為選擇性結(jié)構(gòu);

—接觸網(wǎng)設(shè)施回路必須清晰易懂、易于監(jiān)督，以利于防止連接錯(cuò)誤和工作失誤。為此，公共鐵路網(wǎng)中采用的回路應(yīng)依照標(biāo)準(zhǔn)化了的慣例和原則進(jìn)行設(shè)計(jì);

—相應(yīng)的回路設(shè)計(jì)所必需的附屬接觸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行設(shè)備，如： 斷路器、分段隔離開關(guān)、分段絕緣器及絕緣關(guān)節(jié)應(yīng)限制降到必要的最低限度。

接觸網(wǎng)設(shè)施回路結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)的發(fā)展包括根據(jù)電氣工程、保護(hù)、鐵路運(yùn)行、維護(hù)及經(jīng)濟(jì)方面提出的要求，將相應(yīng)的措施進(jìn)行有效的平衡。

此外，當(dāng)規(guī)劃當(dāng)?shù)貐^(qū)域鐵路網(wǎng)的接觸網(wǎng)回路結(jié)構(gòu)時(shí)要經(jīng)�？紤]到城鎮(zhèn)規(guī)劃方面的情況。

除要顧及上述列出的準(zhǔn)則外，計(jì)算出的功率要求、供電線路距離主電源的位置、鐵路線的縱斷面圖及固定的鐵路設(shè)施位置都是設(shè)計(jì)線路供電結(jié)構(gòu)時(shí)要用到的資料，這就是德國(guó)鐵路公司稱作的線路供電計(jì)劃。

這些將作為接觸網(wǎng)回路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)！

10.5.2 回路的基本形式

變電所在特定的供電區(qū)段內(nèi)向電氣牽引車輛供電，這部分的接觸網(wǎng)設(shè)施也稱之為變電所供電區(qū)段。從變電所區(qū)段供電分支或區(qū)段終端處，經(jīng)過特定的供電線路接受電力的接觸網(wǎng)區(qū)段稱為接觸網(wǎng)供電區(qū)段。尤其在鐵路干線上，兩變電所間的架空接觸網(wǎng)供電區(qū)段被劃分成供電臂，而它們又進(jìn)一步可分成供電分段和供電分束，此原則在第10.5.3節(jié)中有詳細(xì)的解釋。

圖10.13表示電氣化鐵道接觸網(wǎng)設(shè)施的基本回路。為了清楚起見，上面沒有畫開關(guān)裝置，其最重要的基本回路是：

—單邊供電(單向供電)，圖10.13a)：

經(jīng)過單獨(dú)的斷路器向每個(gè)供電區(qū)段供電。從保護(hù)角度來說，這類回路易于控制，有時(shí)用于地方區(qū)域鐵路線上，經(jīng)常在具有橫向連接的單相交流25kV、50Hz系統(tǒng)中采用。

—雙邊供電(單向供電)，圖10.13b)：

在相應(yīng)變電所供電區(qū)段的終端，接觸網(wǎng)線路通過位于開關(guān)室中的斷路器或隔離開關(guān)連接在一起。正如第10.3節(jié)中所說的那樣，雙邊供電能可觀地減少電壓降及功率損失。

—具有橫向連接的雙邊供電，圖10.13c) 和10.13d)：

雙線鐵路上的接觸網(wǎng)設(shè)施之橫向連接更進(jìn)一步減少電壓降及功率損失。在故障情況下，全部四個(gè)斷路器都跳閘，這意味著變電所間的雙線鐵路一開始就將被隔離開。隨后，橫向連接處的隔離開關(guān)都被打開。假若供電分束中只有一處是穩(wěn)定性短路或其他故障，在實(shí)施所需的試驗(yàn)和轉(zhuǎn)換過程后的約1～2min，重新向未受影響的區(qū)段供電，允許在該區(qū)段中的列車恢復(fù)行駛。

—兩個(gè)雙邊供電接觸網(wǎng)設(shè)施間的橫向連接，圖10.13e)：

此回路的特點(diǎn)是： 雙線鐵路都由變電所通過一共用的斷路器來供電。

此回路用于對(duì)供電有超大要求的鐵路線接觸網(wǎng)設(shè)施中，這是為了防止在分段絕緣器處產(chǎn)生過大的電位差。當(dāng)15kV接觸網(wǎng)的分段絕緣器處電位差超過800V時(shí)，列車行駛通過分段絕緣器時(shí)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生電虎造成接觸網(wǎng)故障。將車站附近的架空接觸網(wǎng)進(jìn)行橫向連接就會(huì)降低分段絕緣器處的電位差，在發(fā)生事故情況下通過斷開故障主要區(qū)段來確定故障區(qū)段。完成這些工作的時(shí)間對(duì)那些在無故障區(qū)段中的列車運(yùn)行影響不大。

圖10.13 接觸網(wǎng)設(shè)施的基本回路

a) 單邊供電;

b) 具有縱向連接的雙邊供電;

c) 具有縱向及橫向連接的雙邊供電;

d) 具有大數(shù)量橫向連接的雙邊供電;

e) 橫向連接回路;

f) 交叉供電;

g) 具有加強(qiáng)線及一處橫向連接的雙邊供電;

h) 僅一條線路上有加強(qiáng)連接線以及橫向連接的雙邊供電;

i) 沿著雙線鐵路的部分區(qū)段有加強(qiáng)線的雙邊供電;

j) 分布供電

—交叉供電回路，圖10.13f)：

帶橫向連接的交叉供電具有和橫向連接回路一樣的特征，在柏林地鐵線上采用了這種回路。它可以增設(shè)橫向連接點(diǎn)以變化樣式，連接點(diǎn)一般位于車站或其他停車點(diǎn)處。

—具有饋電加強(qiáng)線的回路，圖10.13g) h) i)：

饋電加強(qiáng)線經(jīng)過特定的間距電氣上長(zhǎng)期地連接到接觸網(wǎng)上，可能平行地安裝到雙線鐵路線的二個(gè)或僅僅一個(gè)接觸網(wǎng)上。在實(shí)踐中也采用如圖10.13i) 中所示的僅在變電所附近地點(diǎn)裝設(shè)加強(qiáng)線的方案。

—分區(qū)供電，圖10.13j)：

此回路常用于東德各省的有軌電車牽引供電系統(tǒng)，并證明其效果不錯(cuò)�；芈返奶卣魇牵� 通過如圖所示的電纜分布節(jié)點(diǎn)將供電電纜平行安裝并連接到架空接觸網(wǎng)上。

10.5.3 德國(guó)鐵路采用的接觸網(wǎng)設(shè)施回路

本節(jié)敘述的德國(guó)鐵路采用的接觸網(wǎng)設(shè)施回路是交流牽引架空接觸網(wǎng)回路的典型范例。典型變電所供電區(qū)段將包括全部架空接觸網(wǎng)、饋電線及旁路饋電線 (捷接線)，其連接時(shí)不應(yīng)多于兩臺(tái)斷路器。電能從配電設(shè)備 (可以是高壓開關(guān)站、也可以是開閉所) 處送到供電區(qū)段中。分區(qū)所，如第1.3.3.1節(jié)所解釋的那樣是一個(gè)15kV的高壓開關(guān)站，它擁有一臺(tái)以上的斷路器。相應(yīng)的架空接觸網(wǎng)饋線分為區(qū)間饋線、車站饋線或備用饋線，見圖10.14。