10.5.1 對接觸網(wǎng)回路的基本要求

為了保證電氣化鐵道的可靠運行，必須將接觸網(wǎng)設施劃分成電氣區(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劃需要斷開某一區(qū)段時，接觸網(wǎng)系統(tǒng)可以繼續(xù)運行。

在擬定結(jié)構、設計和建設接觸網(wǎng)設施時，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)設施具有最佳效率，在常規(guī)運行中的電壓及功率損失降至最小;—接觸網(wǎng)設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)段的運輸繼續(xù)進行。這種回路設計原則連同相應的保護原理一起也稱之為選擇性結(jié)構;

—接觸網(wǎng)設施回路必須清晰易懂、易于監(jiān)督，以利于防止連接錯誤和工作失誤。為此，公共鐵路網(wǎng)中采用的回路應依照標準化了的慣例和原則進行設計;

—相應的回路設計所必需的附屬接觸網(wǎng)網(wǎng)絡運行設備，如： 斷路器、分段隔離開關、分段絕緣器及絕緣關節(jié)應限制降到必要的最低限度。

接觸網(wǎng)設施回路結(jié)構及設計的發(fā)展包括根據(jù)電氣工程、保護、鐵路運行、維護及經(jīng)濟方面提出的要求，將相應的措施進行有效的平衡。

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

除要顧及上述列出的準則外，計算出的功率要求、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施位置都是設計線路供電結(jié)構時要用到的資料，這就是德國鐵路公司稱作的線路供電計劃。

這些將作為接觸網(wǎng)回路設計的基礎！

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)中有詳細的解釋。

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

—單邊供電(單向供電)，圖10.13a)：

經(jīng)過單獨的斷路器向每個供電區(qū)段供電。從保護角度來說，這類回路易于控制，有時用于地方區(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)：

在相應變電所供電區(qū)段的終端，接觸網(wǎng)線路通過位于開關室中的斷路器或隔離開關連接在一起。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)設施之橫向連接更進一步減少電壓降及功率損失。在故障情況下，全部四個斷路器都跳閘，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，在實施所需的試驗和轉(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)段中的列車恢復行駛。

—兩個雙邊供電接觸網(wǎng)設施間的橫向連接，圖10.13e)：

此回路的特點是： 雙線鐵路都由變電所通過一共用的斷路器來供電。

此回路用于對供電有超大要求的鐵路線接觸網(wǎng)設施中，這是為了防止在分段絕緣器處產(chǎn)生過大的電位差。當15kV接觸網(wǎng)的分段絕緣器處電位差超過800V時，列車行駛通過分段絕緣器時經(jīng)常會產(chǎn)生電虎造成接觸網(wǎng)故障。將車站附近的架空接觸網(wǎng)進行橫向連接就會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。完成這些工作的時間對那些在無故障區(qū)段中的列車運行影響不大。

圖10.13 接觸網(wǎng)設施的基本回路

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) 具有加強線及一處橫向連接的雙邊供電;

h) 僅一條線路上有加強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。它可以增設橫向連接點以變化樣式，連接點一般位于車站或其他停車點處。

—具有饋電加強線的回路，圖10.13g) h) i)：

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

—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�；芈返奶卣魇牵� 通過如圖所示的電纜分布節(jié)點將供電電纜平行安裝并連接到架空接觸網(wǎng)上。

10.5.3 德國鐵路采用的接觸網(wǎng)設施回路

本節(jié)敘述的德國鐵路采用的接觸網(wǎng)設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)，其連接時不應多于兩臺斷路器。電能從配電設備 (可以是高壓開關站、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15kV的高壓開關站，它擁有一臺以上的斷路器。相應的架空接觸網(wǎng)饋線分為區(qū)間饋線、車站饋線或備用饋線，見圖10.14。