牽引網(wǎng)不停電運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換方案及其運(yùn)用

張開波

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，成都 610031）

目前，大部分城市軌道交通工程，包括地鐵、輕軌、跨座式單軌、中低速磁懸浮、現(xiàn)代有軌電車(接觸網(wǎng)供電)等工程在內(nèi)，主要采用DC 1 500 V 或DC 750 V直流電源通過牽引網(wǎng)給機(jī)車車輛供電。各牽引變電所(簡稱“牽引所”)直流牽引母線一般采用簡捷的單母線形式，設(shè)置相應(yīng)的直流饋線，通過上網(wǎng)隔離開關(guān)給線路的上、下行牽引網(wǎng)供電；在對應(yīng)的牽引網(wǎng)上網(wǎng)點(diǎn)處設(shè)置絕緣電分段，同時在絕緣電分段處設(shè)置了越區(qū)供電開關(guān)。

在采用直流牽引網(wǎng)作為機(jī)車車輛的牽引供電時，正線區(qū)段相鄰的牽引所向同一牽引供電分區(qū)小雙邊供電；當(dāng)任何一回直流饋線發(fā)生故障或任何一座牽引變電所故障解列時，閉合該越區(qū)供電開關(guān)，由相鄰的牽引變電所通過其越區(qū)開關(guān)實(shí)現(xiàn)該區(qū)段牽引網(wǎng)的大雙邊供電[1]。

1 牽引網(wǎng)運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換的情況分析

1.1 與牽引網(wǎng)運(yùn)行方式有關(guān)的故障類型

在長期的運(yùn)營維護(hù)過程中，當(dāng)工程正線區(qū)段發(fā)生以下直流牽引系統(tǒng)故障時，會導(dǎo)致牽引網(wǎng)的運(yùn)行方式發(fā)生轉(zhuǎn)變。

1) 牽引所直流牽引供電設(shè)施發(fā)生故障：一是直流開關(guān)設(shè)施框架保護(hù)動作，發(fā)生整體性故障，導(dǎo)致牽引所解列；二是整流機(jī)組發(fā)生故障，需要將牽引所整體退出運(yùn)行；三是直流饋線回路發(fā)生故障，包括對應(yīng)該饋線的直流饋線斷路器及其與上網(wǎng)隔離開關(guān)之間的連接電纜發(fā)生故障。

2) 牽引網(wǎng)側(cè)供電設(shè)施發(fā)生故障：對應(yīng)各牽引所直流饋線回路的上網(wǎng)隔離開關(guān)發(fā)生故障。

1.2 運(yùn)營維護(hù)或電力調(diào)度管理的需要

1) 某些特殊原因，需要將某一個牽引所或其饋線回路退出運(yùn)行。

2) 在某一個牽引所或其某一個饋線回路故障解除時，牽引網(wǎng)需要由大雙邊供電恢復(fù)為小雙邊供電運(yùn)行方式。

1.3 牽引網(wǎng)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換類型

上述情況發(fā)生時，將會導(dǎo)致牽引網(wǎng)的運(yùn)行方式發(fā)生轉(zhuǎn)換，主要有以下兩種方式：

1) 上、下行線路全部進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換：當(dāng)牽引所解列整體退出運(yùn)行時，上、下行牽引網(wǎng)全部由小雙邊切換為大雙邊供電運(yùn)行方式；或當(dāng)牽引所整體恢復(fù)投入運(yùn)行時，上、下行牽引網(wǎng)全部由大雙邊切換為小雙邊供電運(yùn)行方式。

2) 上行或下行線路進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換：當(dāng)牽引所發(fā)生局部故障僅影響上行或下行線路的某一饋線回路時，牽引所對應(yīng)發(fā)生故障的上行或下行饋線回路退出運(yùn)行，對應(yīng)的牽引網(wǎng)由小雙邊切換為大雙邊供電運(yùn)行方式；或當(dāng)上行或者下行饋線回路恢復(fù)投入運(yùn)行時，對應(yīng)的牽引網(wǎng)由大雙邊切換為小雙邊供電運(yùn)行方式。

需要說明的是，采用直流牽引供電系統(tǒng)的城市軌道交通線路，正線牽引網(wǎng)長時間持續(xù)單邊運(yùn)行的模式與規(guī)范要求是有沖突的。

2 常規(guī)方案在運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換上的不足

2.1 常規(guī)牽引網(wǎng)供電方式

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，牽引變電所直流快速斷路器至接觸網(wǎng)間應(yīng)設(shè)置電動隔離開關(guān)[2]，因此各牽引變電所直流饋線至牽引網(wǎng)處，均配置了上網(wǎng)的電動隔離開關(guān)。但對于正線絕緣電分段處實(shí)現(xiàn)牽引網(wǎng)越區(qū)供電的開關(guān)，規(guī)范并未明確規(guī)定采用何種形式，大部分軌道交通工程采用了與上網(wǎng)電纜連接一致的電動隔離開關(guān)作為越區(qū)開關(guān)，具體如圖1 所示[3]。

圖1 傳統(tǒng)上網(wǎng)及越區(qū)供電方案Fig. 1 Scheme of traditional on-grid and over-zone DC power supply

2.2 常規(guī)方案在運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換上的不足

由于越區(qū)開關(guān)采用常規(guī)的電動隔離開關(guān)，沒有帶負(fù)荷分合閘的能力，也沒有切斷故障電流的能力，所以需確認(rèn)左右兩個相鄰牽引所對應(yīng)饋線回路的斷路器均處于分?jǐn)辔恢玫那闆r下才允許對其進(jìn)行操作，一般需要在牽引變電所之間通過控制電纜采用較為復(fù)雜的電氣閉鎖回路來保證其操作的安全性。

因此，在實(shí)際正常運(yùn)營時段，如果出現(xiàn)某一牽引所某一回直流饋線出現(xiàn)故障或者其他意外情況而退出運(yùn)行、無法正常向牽引網(wǎng)供電時，對于正線牽引網(wǎng)，如果不能及時將越區(qū)開關(guān)合上，實(shí)現(xiàn)由相鄰牽引所越區(qū)大雙邊供電，將會出現(xiàn)牽引網(wǎng)持續(xù)單邊供電的情況。當(dāng)此類故障出現(xiàn)時，為保證線路的持續(xù)運(yùn)營，維持對牽引網(wǎng)的不間斷供電，有的運(yùn)營公司采用了減少行車對數(shù)下的單邊供電，有的運(yùn)營公司仍按原來的行車對數(shù)繼續(xù)保持牽引網(wǎng)單邊供電，即不閉合越區(qū)隔離開關(guān)，不采用大雙邊的供電方式。

但在實(shí)際運(yùn)營中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)相鄰牽引所對該牽引供電分區(qū)單邊供電時，由于車輛行車對數(shù)較高，同時其運(yùn)行牽引取流較大，所以在解列牽引所上網(wǎng)點(diǎn)附近的牽引網(wǎng)絕緣電分段處兩側(cè)的牽引網(wǎng)直流電壓差(ΔU)較大。當(dāng)車輛受電弓(或受電靴)高速通過該絕緣電分?jǐn)鄷r，同時接觸電分段的兩側(cè)牽引網(wǎng)，打火及拉弧現(xiàn)象嚴(yán)重。這不僅嚴(yán)重影響牽引網(wǎng)電分段及列車受電弓的使用壽命，而且還在某些工程中出現(xiàn)過較大的電弧，導(dǎo)致牽引網(wǎng)與列車頂部發(fā)生弧光短路而損壞車輛，同時使鄰近牽引所單邊供電的直流饋線斷路器再次跳閘，從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的牽引網(wǎng)停電，運(yùn)營中斷。如果在行車對數(shù)壓力較大的早晚高峰期，不僅上述故障現(xiàn)象存在，而且部分運(yùn)營車輛較為密集的線路還可能會出現(xiàn)牽引網(wǎng)單邊供電、直流饋線回路過電流跳閘的現(xiàn)象，導(dǎo)致情況進(jìn)一步惡化。因此，正線牽引網(wǎng)單邊供電，不僅與規(guī)范要求相沖突，而且在實(shí)際的運(yùn)營中也會出現(xiàn)明顯的安全隱患，在某些情況下可能將故障范圍擴(kuò)大，或引起其他故障發(fā)生。

為避免上述現(xiàn)象的發(fā)生，需要控制中心電力調(diào)度系統(tǒng)在運(yùn)營時段將牽引網(wǎng)單邊供電及時調(diào)整為大雙邊供電運(yùn)行方式，但這會讓調(diào)度人員比較為難。對于地鐵、輕軌工程而言，正線大部分區(qū)段均位于地下，牽引網(wǎng)的小雙邊供電范圍一般為2～4 km，大雙邊供電范圍一般為5～8 km。對于如此長大的地下隧道區(qū)間，上下行線路投入運(yùn)營的車輛數(shù)量較多，如果貿(mào)然將相鄰牽引所對應(yīng)大雙邊供電的饋線回路斷路器全部分?jǐn)啵瑢⒃絽^(qū)隔離開關(guān)閉合以后，再恢復(fù)相鄰牽引所對應(yīng)大雙邊供電區(qū)段的饋線回路斷路器合閘，將其調(diào)整為牽引網(wǎng)大雙邊供電。這在理論上是可行的，但實(shí)際運(yùn)營過程中仍存在以下問題：一方面，該過程盡管可以采用程控功能，但相對來說其停電倒閘的持續(xù)時間仍然較長，對因?yàn)闋恳W(wǎng)停電而困在運(yùn)營線路區(qū)間隧道內(nèi)的大量乘客而言，在信息極為不對稱的情況下，仍可能會導(dǎo)致一定的恐慌，在目前這個人人都可以是自媒體的信息時代，這種較為恐慌的信息大量發(fā)布，對整個城市軌道交通的健康高效運(yùn)行會帶來一定的不利影響，同時如果時間過長，對行車的調(diào)度安排也會帶來不利影響。另一方面，由于牽引網(wǎng)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換涉及的開關(guān)數(shù)量較多，影響范圍較大，一定程度上又會將停電故障范圍人為地?cái)U(kuò)大；同時，開關(guān)動作次數(shù)較多，且為不同牽引所內(nèi)的直流斷路器開關(guān)，各牽引所均為無人值班運(yùn)行方式，如果在分、合閘過程中出現(xiàn)其他意外情況，導(dǎo)致開關(guān)的分合閘不成功，不僅將停電故障范圍人為地?cái)U(kuò)大，也會導(dǎo)致停電時間更長，進(jìn)一步加大乘客的恐慌。

同理，如果牽引網(wǎng)大雙邊供電切換為小雙邊供電的運(yùn)行方式，也會出現(xiàn)上述不利影響。因此，在線路的正常運(yùn)營時段，無論牽引網(wǎng)是小雙邊供電(或單邊供電)切換為大雙邊供電，還是大雙邊供電切換為小雙邊供電，對運(yùn)營線路的電力調(diào)度人員而言，都是一個較為艱難的選擇。所以，在目前的部分運(yùn)營線路中，如果出現(xiàn)類似的情況，有些就不再轉(zhuǎn)換牽引網(wǎng)的運(yùn)行方式，而是維持這種單邊供電的運(yùn)行方式，任由其打火或拉弧，賭博式地認(rèn)為這種故障范圍擴(kuò)大的概率不會太大，一直堅(jiān)持到夜間停運(yùn)以后，以犧牲牽引網(wǎng)和受電弓使用壽命的方式來維持線路的持續(xù)運(yùn)營。

因此，雖然城市軌道交通工程的直流牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案本身的可靠性及冗余度很高，能力也很強(qiáng)，但在實(shí)際運(yùn)營中如果出現(xiàn)了類似的故障，有應(yīng)對的故障支援供電方案卻不好用，或者不敢用。同時，由于常規(guī)方案需要停電進(jìn)行運(yùn)行方式的切換，導(dǎo)致即使在巡視中發(fā)現(xiàn)牽引所或?qū)?yīng)饋線回路有故障隱患，因其會影響線路的正常運(yùn)營，所以只要還能堅(jiān)持繼續(xù)供電，也不太敢輕易立即停電進(jìn)行及時有效的檢修，需要等待夜間線路停運(yùn)以后再進(jìn)行維修處理，不利于牽引所某些故障隱患的及時消除。

上述導(dǎo)致無法向牽引網(wǎng)正常持續(xù)供電的故障類型，盡管發(fā)生概率相對較低，但隨著各城市軌道交通線網(wǎng)的快速發(fā)展，牽引所以及對應(yīng)的直流饋線數(shù)量增加較快，且隨著直流供電設(shè)備設(shè)施長期運(yùn)行而逐漸老化，后期其故障概率會一定程度地增加。同時，隨著客流的培養(yǎng)，運(yùn)營客流的壓力在逐漸增加，在對城市軌道交通運(yùn)營安全及可靠性要求越來越高的前提下，這種不合理或者不完全可控的現(xiàn)象也需要在方案設(shè)計(jì)中力求避免。

根據(jù)上述分析，需要設(shè)計(jì)一種新的方案來滿足這種牽引網(wǎng)運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換的需求。

3 牽引網(wǎng)不停電運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換方案

3.1 新型的牽引網(wǎng)供電方案

常規(guī)的電動隔離開關(guān)無法實(shí)現(xiàn)帶負(fù)荷的操作，如果將該越區(qū)開關(guān)調(diào)整為可以帶負(fù)荷操作的開關(guān)，就可以實(shí)現(xiàn)牽引網(wǎng)不停電運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。目前，帶負(fù)荷操作的開關(guān)主要有直流斷路器及直流負(fù)荷開關(guān)兩種，在實(shí)際運(yùn)用中各有優(yōu)缺點(diǎn)：采用直流斷路器的方案，運(yùn)用成熟，本身牽引變電所內(nèi)有較多的直流斷路器，沒有新的設(shè)備類型或者故障種類出現(xiàn)，檢修維護(hù)成熟，但對現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境的要求相對較高；采用直流負(fù)荷開關(guān)，投資造價及對應(yīng)用環(huán)境的要求均相對較低，但能提供該設(shè)備的廠家較少，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較少，故障分?jǐn)嗄芰Σ蝗鐢嗦菲鳌?/p>

在城市軌道交通工程中正式應(yīng)用的主要是斷路器方案，下面對該方案相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析及描述。

3.2 不停電運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換方案

正線各牽引所仍采用電動隔離開關(guān)實(shí)現(xiàn)與牽引網(wǎng)的連接，但在各牽引變電所對應(yīng)的絕緣電分段處優(yōu)化為采用斷路器作為越區(qū)開關(guān)，具體如圖2 所示[4]。

圖2 新型上網(wǎng)及越區(qū)供電方案Fig. 2 Optimization of on grid and over-zone DC power supply scheme

1) 牽引網(wǎng)小雙邊供電(或單邊供電)轉(zhuǎn)換為大雙邊供電。當(dāng)任意牽引變電所的任意饋線回路出現(xiàn)故障并退出運(yùn)行后，單邊供電時可直接閉合該牽引所對應(yīng)的越區(qū)斷路器開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)牽引網(wǎng)的大雙邊供電。在整個過程中，牽引網(wǎng)無需斷電，也不涉及相鄰牽引所的任何操作，只需對出現(xiàn)故障的牽引所越區(qū)開關(guān)進(jìn)行操作。當(dāng)任意牽引變電所在某些特殊情況下需要進(jìn)行檢修維護(hù)時，仍可按上述動作方案，直接將牽引網(wǎng)小雙邊供電切換為大雙邊供電，無需讓牽引網(wǎng)停電，也不涉及相鄰牽引所的任何開關(guān)回路操作。

2) 牽引網(wǎng)由大雙邊恢復(fù)為小雙邊供電。當(dāng)牽引所故障排除后，為保證牽引供電的彈性及裕度，牽引網(wǎng)由大雙邊供電切換為小雙邊供電方式，可以預(yù)先將需要投入運(yùn)營牽引所對應(yīng)饋線回路的相應(yīng)開關(guān)閉合，即在一個時間段內(nèi)，該牽引供電分區(qū)內(nèi)大雙邊供電及小雙邊供電均全部存在；待該牽引所供電全部恢復(fù)后，再分?jǐn)嘞鄳?yīng)的越區(qū)斷路器開關(guān)，實(shí)現(xiàn)完全正?；男‰p邊供電。在整個過程中，牽引網(wǎng)無需停電，也無需涉及相鄰牽引所的任何開關(guān)回路操作，對整個線路的正常運(yùn)營完全沒有影響。

3.3 新型方案帶來的良好效果

1) 需動作的牽引所以及開關(guān)數(shù)量少，動作次數(shù)少。由于新型牽引網(wǎng)供電方案的越區(qū)開關(guān)采用斷路器模式，不涉及與相鄰牽引所饋線的閉鎖邏輯關(guān)系，因此需要操作的開關(guān)數(shù)量少，動作次數(shù)少，僅涉及本牽引所與運(yùn)行方式有關(guān)的部分開關(guān)，因此運(yùn)行方式切換可以在很短的時間內(nèi)完成。

2) 牽引網(wǎng)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換可以全天候，不影響線路的正常運(yùn)營。在整個運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換的過程中，牽引網(wǎng)可以不停電，對線路的正常運(yùn)營基本沒有任何不利影響，車輛及乘客根本不會感受到牽引網(wǎng)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，因此牽引網(wǎng)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換可以在任何需要的時段進(jìn)行，無需等待夜間停運(yùn)或者其他特殊的時段才能操作。電力調(diào)度人員根據(jù)供電調(diào)度或者運(yùn)營維護(hù)的實(shí)際需求，隨時執(zhí)行相關(guān)的運(yùn)行方式切換，無需擔(dān)心是否在運(yùn)營時段及對運(yùn)營的影響，且操作對應(yīng)的變電所及開關(guān)數(shù)量少，調(diào)度管理靈活方便。

3) 牽引供電系統(tǒng)的維護(hù)管理可以全天候。如采用新型方案，對于牽引供電系統(tǒng)的維護(hù)管理來說也是比較便利的?？筛鶕?jù)其緊急程度和實(shí)際需要，自行判斷何時進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)管理，主動及時地消除故障隱患，而不用等待至線路夜間停運(yùn)后才能進(jìn)行維護(hù)。牽引所直流牽引部分可以在任何時候完全退出及投入運(yùn)行，對于可能的故障隱患可以隨時通過調(diào)度轉(zhuǎn)換為牽引網(wǎng)大雙邊供電或恢復(fù)為小雙邊供電，不會影響既有線路的正常運(yùn)營，無需在夜間線路停運(yùn)以后才進(jìn)行，可大幅減少牽引供電系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)人員的熬夜辛苦，提高設(shè)備設(shè)施的維護(hù)效率。

4) 可完全取消相鄰牽引所之間的聯(lián)鎖、閉鎖關(guān)系。因采用越區(qū)斷路器方案，所以可以完全取消牽引變電所之間開關(guān)動作回路的相互閉鎖關(guān)系，極大地簡化變電所之間的二次電纜聯(lián)系。

5) 適應(yīng)規(guī)范的要求。新方案可以方便徹底地實(shí)現(xiàn)規(guī)范要求的越區(qū)故障支援供電，同時很便捷地實(shí)現(xiàn)牽引網(wǎng)大、小雙邊供電運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。

該方案是對地鐵輕、軌牽引供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)營維護(hù)及調(diào)度管理的一個突破，彌補(bǔ)了牽引供電系統(tǒng)在實(shí)際可用性、可維護(hù)性上還存在的一個缺陷。盡管這種故障概率相對不高，且需要增加一定的工程投資，但對于地鐵、輕軌這種要求高、需要幾十年安全可靠運(yùn)營的工程而言，所增加的部分投資基本可以忽略。

4 上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)安裝方案的改進(jìn)

4.1 常規(guī)直流上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)的位置選擇

1) 位置選擇在區(qū)間隧道內(nèi)。在常規(guī)軌道交通工程中，為盡量減少上網(wǎng)電纜故障對牽引供電的影響，很多工程將每座牽引所對應(yīng)的上網(wǎng)開關(guān)及越區(qū)開關(guān)均設(shè)置在隧道區(qū)間內(nèi)，盡量將上網(wǎng)電纜的長度縮短，降低電纜故障對運(yùn)營的影響(盡管其故障概率很低)，其現(xiàn)場實(shí)際安裝如圖3 所示[6]。

圖3 上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)在隧道內(nèi)的安裝Fig. 3 Installation of on-grid and over-zone switch in tunnel

但上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)設(shè)置在隧道區(qū)間不利于設(shè)備的常規(guī)巡視及維護(hù)工作，而且隧道內(nèi)的運(yùn)營環(huán)境相對惡劣，一定程度上會導(dǎo)致這些直流開關(guān)設(shè)施的故障率上升。這些對應(yīng)的直流上網(wǎng)或越區(qū)開關(guān)設(shè)備如果出現(xiàn)故障，由于在線路的運(yùn)營時段內(nèi)，除非很特殊或緊急的情況，任何人員不得進(jìn)入軌行區(qū)，因此運(yùn)營維護(hù)人員很難第一時間及時完全掌握實(shí)際故障情況，一般僅能在線路停運(yùn)以后才能到設(shè)備現(xiàn)場確認(rèn)。同時，進(jìn)入軌行區(qū)的管理及清點(diǎn)手續(xù)麻煩，且時間受限、維護(hù)空間相對局促，因此，給牽引供電的可靠運(yùn)行、可維護(hù)性及故障消除的及時性也帶來了一定的不利影響。

由于線路停運(yùn)基本是在夜間，在允許進(jìn)入正線線路區(qū)間對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)管理時已是深夜，設(shè)備維護(hù)人員必須要熬夜等待，還需要在規(guī)定的時間內(nèi)盡快完成相關(guān)工作，辛苦程度及勞動強(qiáng)度均較大。以上情況，不利于軌道交通工程設(shè)施幾十年如一日長期的運(yùn)營維護(hù)管理。因此，上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)無論是采用隔離開關(guān)還是斷路器，均宜選擇將其設(shè)置在車站室內(nèi)便于巡視、檢修運(yùn)營維護(hù)的位置。

2) 位置選擇在牽引變電所內(nèi)。為了方便運(yùn)營維護(hù)管理，部分工程將其設(shè)置在牽引變電所內(nèi)，基本與直流饋線斷路器等設(shè)施布置在一起。該方案設(shè)置在變電所室內(nèi)，非常便于巡視、檢修和運(yùn)營維護(hù)，但由于牽引變電所的設(shè)置位置與上、下行牽引網(wǎng)上網(wǎng)點(diǎn)的設(shè)置位置很難保持一致，導(dǎo)致牽引變電所直流饋線至牽引網(wǎng)連接點(diǎn)的距離相對比較長。由于上網(wǎng)電纜數(shù)量多且距離過長，在長期的運(yùn)行過程中，盡管發(fā)生故障的概率較小，但故障發(fā)生后不利于運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。因此，該方案也不利于牽引供電系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 直流上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)的位置選擇改進(jìn)

為此，需要采用一種室內(nèi)布置但距離牽引網(wǎng)上網(wǎng)點(diǎn)較近的改進(jìn)方案。在上、下行線路臨近牽引網(wǎng)絕緣電分段位置的車站端頭各設(shè)置一個設(shè)備房間，將上網(wǎng)開關(guān)及越區(qū)開關(guān)設(shè)置在運(yùn)行環(huán)境較好且便于維護(hù)的室內(nèi)環(huán)境中(見圖4)。在滿足上網(wǎng)電纜距離上網(wǎng)點(diǎn)較近的同時，還使設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境得以大幅改善，運(yùn)營維護(hù)也可不受軌行區(qū)相關(guān)規(guī)定的限制，便于保障裝置的運(yùn)營維護(hù)，及時消除故障隱患，進(jìn)一步提高線路牽引供電的可靠性[6]。

圖4 上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)在車站室內(nèi)安裝Fig. 4 Installation of on- grid and over-zone switch indoors

這種室內(nèi)布置優(yōu)化方案，無論越區(qū)開關(guān)采用隔離開關(guān)還是斷路器，均能非常適應(yīng)。盡管該方案對車站的設(shè)備房間布置提出了一定的要求，但房間占地面積較小。同時，鑒于很多城市軌道交通工程要求在全線牽引網(wǎng)絕緣電分段上網(wǎng)點(diǎn)附近，設(shè)置便于工程運(yùn)營維護(hù)的可視化接地裝置，因此可以將上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)、可視化接地裝置等設(shè)施一并設(shè)置在這個便于運(yùn)營維護(hù)的房間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備房間的綜合利用，整體上對車站的面積影響不大。

5 結(jié)語

城市軌道交通具有行車密度大、高效、環(huán)保、準(zhǔn)時、站點(diǎn)密集等特點(diǎn)，越來越成為城市公共客運(yùn)系統(tǒng)的骨干，承擔(dān)的壓力很大。牽引網(wǎng)停電導(dǎo)致運(yùn)營的中斷，是軌道交通工程不能承受之痛。特別是近年來，全自動運(yùn)行的城市軌道交通線路越來越多，對直流牽引供電系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維護(hù)性，牽引網(wǎng)運(yùn)行方式改變的靈活性、即時性，以及故障修復(fù)后供電的及時性等方面，均提出了更高層次的要求。因此，要考慮牽引網(wǎng)不停電運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換的實(shí)際需求，同時將上網(wǎng)及越區(qū)開關(guān)設(shè)置在車站室內(nèi)。

綜上所述，城市軌道交通工程采用牽引網(wǎng)不停電運(yùn)行轉(zhuǎn)換方案，可進(jìn)一步提高城市軌道交通工程運(yùn)營的靈活性，同時也能以人為本，大幅減少運(yùn)營維護(hù)人員的夜間勞動時間，減輕他們的勞動強(qiáng)度，便于運(yùn)營調(diào)度及維護(hù)管理，更有利于城市軌道交通工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。