CN109130962B - 一种专用回流轨系统场段分段方法 - Google Patents

一种专用回流轨系统场段分段方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种专用回流轨系统场段分段方法，包括专用回流轨场段出入线分段方法、专用回流轨场段库外分段方法和专用回流轨场段库内分段方法，所述专用回流轨场段出入线分段方法说明正线和场段衔接位置，专用回流轨的分段及走行轨的分段；所述专用回流轨场段库外分段方法说明场段库外专用回流轨断口处，库前以及靠近咽喉区位置分段及走行轨的分段；所述专用回流轨场段库内分段方法说明库内专用回流轨、走行轨的设置及与库外专用回流轨、走行轨各自分区的电缆连接形式。本发明的走行轨全线贯通并接地，可靠地保证乘客及运营人员的安全；走行轨采用单向导通装置和专用回流轨相连，保证特殊情况下的回流畅通。

Description

一种专用回流轨系统场段分段方法
技术领域
本发明涉及专用回流轨回流模式技术领域，尤其是一种专用回流轨系统场段分段方法。
背景技术
随着轨道交通的快速发展，国内建成运营的城市轨道交通线路越来越多，许多新兴城市正在规划和筹建城市轨道交通。为节约占地，城市轨道交通一般都采用地下隧道或者高架桥梁架设，这就要求城市轨道交通不仅要满足实用性，还要考虑经济性。目前国内绝大多数城市轨道交通均采用正极接触网或者接触轨供电、负极通过走行轨回流的方式，具体如图1所示。
场段内由一座牵引所供电，为表达形象，将场段库外的供电分段称为供电分区，相应的回流分段称为回流分区。根据股道分布情况，库外设置若干供电分区。基于库外供电分区设置，与库外对应，库内相应的设置若干供电分区，如图2所示。
场段内走行轨也设置分区，其方式和接触网类似。其目的在于减少杂散电流的危害，如图3所示。在该回流方式下，存在以下问题：
场段内大部分为碎石道床，钢轨对地绝缘性能差，该回流模式下存在长期的杂散电流，腐蚀金属管线及结构钢筋等。存在较大的安全隐患。
场段内正极接触网和负极走行轨分区未完全对应。当一个分区或者一个股道出现故障需要与其他分区隔开时，正极通过接触网上网隔离开关断开，部分负极分区无法从整个负极回流系统中切除出去，造成正极虽已断电，临近分区有机车通过时，故障区走行轨依然存在电压与电流，没有做到完全切除。
既有接触轨供电形式一般根据牵引所供电臂来确定其电气分段。具体如图4所示。在该供电方式下，存在以下问题：
此回流模式下存在杂散电流腐蚀问题。
场段内接触轨分区形式和接触网类似，走行轨分区和接触网相同，也存在正负极分区不对应的问题。
重庆地区采用了4轨供电制式，其牵引供电正极、负极均采用对地相同的绝缘水平，该方式能够解决正负极分段不一致的问题，其接线如图5所示。但该方式存在以下问题：
这种授流模式适用于跨座式单轨，车辆需要特殊设计，无法在回流模式不同的线路上运行。
发明内容
为解决杂散电流和不同回流模式下车辆运行，借鉴国内外轨道交通4轨供电模式，将架空接触网系统和四轨回流系统结合起来，形成一种全新的牵引供电系统，即专用回流轨回流模式下的牵引供电系统，牵引供电系统组成如图6所示。
专用回流轨回流模式指牵引网正极为架空刚性接触网或者架空柔性接触网，负极回流设置了类似于接触轨的专用回流轨，专门用于系统回流使用。这种牵引供电形式下的负回流模式称为专用回流轨回流模式。其最大的特点就是负极对地是悬浮电位，负极和地之间可靠绝缘；不再采用传统的车辆轮对与走行轨形成的回流通路，而是在车辆上增设回流靴，用回流靴与专用回流轨的搭接行成回流通路。专用回流轨的安装形式和既有接触轨安装方式类似，具体见安装示意如图7-图9。走行轨全部可靠接地，只做特殊情况下短时间的回流使用；一般会取消杂散电流收集系统。
本发明的目的是提供一种专用回流轨系统场段分段方法，在专用回流轨回流模式下满足负回流系统在场段回流要求。
本发明的技术方案是：一种专用回流轨系统场段分段方法，包括专用回流轨场段出入线分段方法、专用回流轨场段库外分段方法和专用回流轨场段库内分段方法，所述专用回流轨场段出入线分段方法说明正线和场段衔接位置，专用回流轨的分段及走行轨的分段；所述专用回流轨场段库外分段方法说明场段库外专用回流轨断口处，库前以及靠近咽喉区位置分段及走行轨的分段；所述专用回流轨场段库内分段方法说明库内专用回流轨、走行轨的设置及与库外专用回流轨、走行轨各自分区的电缆连接形式；上述三部分设计共同构成专用回流轨系统场段分段方法，说明采用专用回流轨回流系统后负回流系统在场段的分段方法。
进一步的，所述专用回流轨场段出入线分段方法具体为：
①专用回流轨场段出入线位置设置断口，断口位置和接触网分段位置对齐；
②通过双极电动隔离开关连接场段和正线的接触网和专用回流轨；即双极隔离开关一极连接场段接触网和正线接触网，另外一极连接场段专用回流轨和正线专用回流轨，达到接触网(作为正极)和专用回流轨(作为负极)同时接通，同时断开的效果；
③场段出、入线的专用回流轨分别通过回流箱及回流电缆，接至牵引所负极柜；
④走行轨设置绝缘节和单向导通装置，其位置和接触网分段位置对齐；绝缘节和单向导通装置设置在正线和场段走行轨之间，和接触网分段位置对齐；
⑤走行轨在场段出入线靠近咽喉区并联，并通过均流箱接至牵引所接地母排；在牵引所内，走行轨通过单向导通装置和专用回流轨相连。
进一步的，所述专用回流轨场段库外分段方法具体为：
场段内由一座牵引所供电，将场段库外的供电分段称为供电分区，相应的回流分段称为回流分区。
①库外专用回流轨的回流分区和接触网的供电分区完全对应，采用双极电动隔离开关，开关一极用于供电分区接触网上网，另外一极用于专用回流轨回流分区回流；分区联络开关采用双极电动隔开关，使得接触网和专用回流轨接通和断开完全同步；
②专用回流轨回流分区内断口处用电缆连接；回流分区间断口自然分开，不进行电缆连接；
③每个接触网供电分区连接至对应分区的双极电动隔离开关，接至牵引所直流馈线柜；相对应的专用回流轨回流分区连接对应分区的双极电动隔离开关，再回到牵引所负极柜；
④每个专用回流轨回流分区单独设一处带接地极手动隔离开关，方便检修维护接地；
⑤试车线专用回流轨单独设置回流分区，通过双极电动开关与牵引所负极柜连接。相应的接触网通过双极电动隔离开关与牵引所直流馈线柜相连；
⑥库前走行轨并联，通过均流箱接至牵引所接地母排；库外走行轨在接触网分区位置不再设置绝缘节，走行轨轨缝全部通过接续电缆连通；试车线走行轨单独设置回路，通过均流箱接至牵引所接地母排；在牵引所内，走行轨通过单向导通装置和专用回流轨相连。
进一步的，所述专用回流轨场段库内分段方法具体为：
①单列位库内每股道专用回流轨和库外相对应股道的专用回流轨通过双极手动带接地开关连接；其中双极手动带接地隔离开关一极接接触网，一极接专用回流轨。开关断开时，库内外接触网和专用回流轨同时断开，且库内接触网和专用回流轨同时接地；
②双列位库内，前库专用回流轨和库外相对应股道的专用回流轨通过开关及电缆连接，后库专用回流轨和库外相对应股道的专用回流轨通过开关及电缆连接。前库、后库专用回流轨不进行串连，开关采用双极手动带接地刀闸隔离开关。开关连接方式同单列位库；
③库内股道间专用回流轨不进行并连；
④库内股道间走行轨进行并联，并可靠接地。库内外走行轨之间不再设置绝缘节，走行轨完全贯通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的专用回流轨分段方案能满足专用回流轨回流模式下牵引网的使用功能。
(2)本发明专用回流轨分段与接触网分段完全对应设置，使得检修作业更加灵活，更加安全可靠。
(3)本发明的场段出入线专用回流轨采取分段，减小正线和场段相互影响。
(4)本发明的走行轨全线贯通并接地，可靠地保证乘客及运营人员的安全，走行轨采用单向导通装置和专用回流轨相连，保证特殊情况下的回流畅通。
附图说明
图1为走行轨回流模式。
图2为场段接触网供电分区示意图。
图3为场段走行轨回流分区示意图。
图4为接触轨分段示意图。
图5为重庆4轨供电方式。
图6为专用回流轨回流模式示意图。
图7为专用回流轨安装示意图。
图8为回流靴正视图。
图9为回流靴侧视图。
图10为本发明专用回流轨场段出入线分段示意图。
图11为本发明走行轨和专用回流轨场段出入线电缆连接图。
图12为本发明专用回流轨场段库外分区示意图。
图13为本发明走行轨库外分区示意图。
图14为本发明专用回流轨场段库内分区示意图。
图15为本发明走行轨库内分区示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
①专用回流轨场段出入线分段：场段出入线位置与既有架空接触网牵引系统不同之处在于增加了用于回流的专用回流轨，但正线和场段专用回流轨之间未设置单导装置。为保证可靠的回流，接触网分段绝缘器位置必须处于专用回流轨断口范围之内。
如图10所示，走行轨绝缘节位置和接触网分段绝缘器位置对应，可向场段侧做较小的调整，但不能向正线侧做调整。整体而言，走行轨绝缘节位置需处于专用回流轨断口范围之内。
场段出入线位置，出线和入线专用回流轨分别用电缆接至回流箱，再连接至牵引所负极柜的目的在于增加回流路径，缩短出入线位置的回流距离,如图11所示。
②专用回流轨场段库外分区：如图2和图12所示，场段库外专用回流轨分区严格按照与接触网分区一致的原则。其分区利用专用回流轨在道岔位置的自然断口实现；库外接触网分段绝缘器悬挂位置尽量设置在专用回流轨自然断口之内；若前者不在后者端口范围内，则应尽量缩小二者之间的距离。
场段库外走行轨在轨缝位置全部用电缆进行连接，形成一个大分区，再通过回流箱接至牵引所接地母排，再由接地母排引出电缆通过单导装置，接至负极柜，与专用回流轨共同形成特殊情况下的回流通路。
场段库外各分区检修接地可采用设置专门的带接地手动隔离开关，也可采用挂地线的形式实现，还可纳入可视化接地系统实现分区检修接地要求。
③专用回流轨场段库内分段：如图2和图14所示，库内专用回流轨在保证可靠回流的前提下(车辆回流靴和专用回流轨可靠搭接数量不少于2个)尽量少设专用回流轨，方便库内车辆检查维修作业。接触网分段绝缘器位置需处于专用回流轨断口范围之内。
如图3、图13和图15所示，库内走行轨电缆连接形式和走行轨回流轨模式下相同，不同之处在于取消了库前及库中(或库末端)的钢轨绝缘节；取消了原有的钢轨电位限制装置，增设钢轨接地极。
④双极隔离开关：所谓双极隔离开关就是一个操纵杆同时控制两套开关的触头，从而达到两套开关连接的电路同时开合的目的。本发明中所用的电动双极隔离开关以及手动带接地双极隔离开关，其工作原理相同，区别在于前者不带接地功能，后者带接地功能。
库外采用不带接地的双极电动隔离开关的原因在于方便远程操作，防止越区供电时，作为上网的双极隔离开关打开后正负极接地造成短路现象；库内采用手动带接地双极隔离开关的目的在于开关打开后，正负极都接地，使得正极接触网、负极专用回流轨及大地三者之间同电位，避免接触网感应电压对检修人员安全的威胁。
⑤专用回流轨的安装方式可以为上接触形式，也可以为下接触形式，还可以是侧接触形式。专用回流轨可设置在行车左侧，右侧或者两轨道中间。具体形式需要根据具体工程限界要求，不同回流模式转换要求等来确定。图7、图8和图9只表示了典型专用回流轨上接触安装形式及对应的回流靴外形。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.一种专用回流轨系统场段分段方法，包括专用回流轨场段出入线分段方法、专用回流轨场段库外分段方法和专用回流轨场段库内分段方法，其特征在于，所述专用回流轨场段出入线分段方法说明正线和场段衔接位置，专用回流轨的分段及走行轨的分段；所述专用回流轨场段库外分段方法说明场段库外专用回流轨断口处，库前以及靠近咽喉区位置分段及走行轨的分段；所述专用回流轨场段库内分段方法说明库内专用回流轨、走行轨的设置及与库外专用回流轨、走行轨各自分区的电缆连接形式；三部分设计共同构成专用回流轨系统场段分段方法，说明采用专用回流轨回流系统后负回流系统在场段的分段方法；
所述专用回流轨场段出入线分段方法具体为：
①专用回流轨场段出入线位置设置断口，断口位置和接触网分段位置对齐；
②通过双极电动隔离开关连接场段和正线的接触网和专用回流轨；即双极隔离开关一极连接场段接触网和正线接触网，另外一极连接场段专用回流轨和正线专用回流轨，达到接触网(作为正极)和专用回流轨(作为负极)同时接通，同时断开的效果；
③场段出、入线的专用回流轨分别通过回流箱及回流电缆，接至牵引所负极柜；
④走行轨设置绝缘节和单向导通装置，其位置和接触网分段位置对齐；绝缘节和单向导通装置设置在正线和场段走行轨之间，和接触网分段位置对齐；
⑤走行轨在场段出入线靠近咽喉区并联，并通过均流箱接至牵引所接地母排；在牵引所内，走行轨通过单向导通装置和专用回流轨相连；
所述专用回流轨场段库外分段方法具体为：
场段内由一座牵引所供电，将场段库外的供电分段称为供电分区，相应的回流分段称为回流分区；
①库外专用回流轨的回流分区和接触网的供电分区完全对应，采用双极电动隔离开关，开关一极用于供电分区接触网上网，另外一极用于专用回流轨回流分区回流；分区联络开关采用双极电动隔开关，使得接触网和专用回流轨接通和断开完全同步；
②专用回流轨回流分区内断口处用电缆连接；回流分区间断口自然分开，不进行电缆连接；
③每个接触网供电分区连接至对应分区的双极电动隔离开关，接至牵引所直流馈线柜；相对应的专用回流轨回流分区连接对应分区的双极电动隔离开关，再回到牵引所负极柜；
④每个专用回流轨回流分区单独设一处带接地极手动隔离开关，方便检修维护接地；
⑤试车线专用回流轨单独设置回流分区，通过双极电动开关与牵引所负极柜连接，相应的接触网通过双极电动隔离开关与牵引所直流馈线柜相连；
⑥库前走行轨并联，通过均流箱接至牵引所接地母排；库外走行轨在接触网分区位置不再设置绝缘节，走行轨轨缝全部通过接续电缆连通；试车线走行轨单独设置回路，通过均流箱接至牵引所接地母排；在牵引所内，走行轨通过单向导通装置和专用回流轨相连；
所述专用回流轨场段库内分段方法具体为：
①单列位库内每股道专用回流轨和库外相对应股道的专用回流轨通过双极手动带接地开关连接；其中双极手动带接地隔离开关的一极连接接触网，另一极连接专用回流轨；开关断开时，库内外接触网和专用回流轨同时断开，且库内接触网和专用回流轨同时接地；
②双列位库内，前库专用回流轨和库外相对应股道的专用回流轨通过开关及电缆连接，后库专用回流轨和库外相对应股道的专用回流轨通过开关及电缆连接；前库、后库专用回流轨不进行串连，开关采用双极手动带接地刀闸隔离开关，开关连接方式同单列位库；
③库内股道间专用回流轨不进行并连；
④库内股道间走行轨进行并联，并可靠接地；库内外走行轨之间不再设置绝缘节，走行轨完全贯通。
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