梁振刚

（中铁十六局集团电气化工程有限公司，北京 100018）

0 引言

如今，城市轨道交通已经成为了很多人出行的主要方式之一，由于其本身污染低、载客量大、噪声低、效率高等特点，受到了人们的欢迎，特别是在交通拥堵的城市，城市轨道交通的作用被发挥的淋漓尽致。从某种角度来说，城市轨道交通已经成为了城市交通网中不可或缺的一部分，在交通运输、缓解交通压力等方面都起到了重要作用，希望城市轨道交通能够得到更好的发展，面对任何情况时都能够保持稳定运行。

1 城市轨道交通现状

城市轨道交通并非人们所认为的地铁，而且还包括了轻轨及公交车。世界上最早的轨道交通出现在英国，是在1850年代所建设的大都会铁路，一共花费了九年的时间，并于1863年投入运营。该轨道交通的动力来源为蒸汽机，用作轨道交通的牵引力，并在之后不断发展过程中动力来源发生了转变，如今是使用电能作为动力来源[1]。如今，在世界经济不断发展过程中，由于人口数量不断增多，越来越多的人从农村涌入到城市当中，导致严重的交通拥堵问题，很多发达国家开始重视发展轨道交通，以便缓解城市中的交通压力。根据现阶段实际情况来看，世界上轨道交通里程数最长的三个国家为中、美、韩，而我国上海与北京是城市轨道交通最为发达的两个城市，而且其他城市也在加强城市轨道交通建设，为排解城市交通压力做出了重要贡献。

2 城市轨道交通牵引供电系统分析

在轨道交通在运行过程中主要是依赖于牵引供电系统，为轨道交通的运行提供了充足的电能。根据电流形式可以将牵引供电系统划分为以下两种形式。

2.1 直流制

在社会生产生活中需要保障供电的稳定性，如果在供电上不够稳定，那么将会产生不良影响，所以在城市供电上通常使用1500V的直流供电模式。城市轨道交通运行时，由于是双轨道进行牵引，这使得其在电量上有着非常大的需求，需要为其两端都提供电能[2]。通过此种方式能够有效避免因为某一端在供电上出现了问题而对整体运行产生影响，另一端可以继续保持工作状态，促使轨道交通拥有良好的稳定性，大大降低了轨道交通发生事故的概率。此外，还能够有效发挥出供电网所具有的保护功能，使得运输网中能够对电能进行均匀分配，促使用电器实现稳定运行。面对长距离的线路运输时，能够起到一定的保障作用，切勿因为线路太长而出现各种故障而影响到轨道交通的运行。城市轨道交通对于变电模式合理加以应用，需要缩短在供电上的距离，否则将会大大增加建设成本，而且该系统本身在传输效率上相对较低，使得其在城市轨道交通中很少被应用[3]。

2.2 交流制

交流制和直流制相比较存在很大的不同，也是当下我国轨道交通中最为常用的系统模式，其主要是利用单项链接，也就是在变电站中安装两个变压器，然后借用双绕组单项变压形式，以此形成开口三角形结构，该结构本身拥有非常好的稳定性，也能够对系统的运行加以维护[4]。在电网接入端属于高压端口，其主要作用是确保系统在运行过程中拥有良好稳定性，尽量减少出现供电不稳定的问题。在交流制系统中，其本身还应当拥有良好的降压能力，而这将会使用到降压系统，在面对系统供电时，为系统的安全运行奠定良好基础。当安装供电系统时还应当拥有良好的耐磨损能力，为牵引供电系统的良好运行提供有效保障，同时还能够使得其使用寿命得以延长。

3 城市轨道交通电力技术分析

在轨道交通运行过程中，电力技术是为其提供技术支撑非常重要的一部分，通过有效应用电力技术，充分发挥电力技术自身的优势，如此才能够确保牵引网在供电上的稳定性，从而提升工作效率。

3.1 柔性接触网

轨道交通供电系统中柔性接触网是较为常见的方式，在布置上主要是以简单悬挂、链形悬挂为主，而且简单悬挂上本身非常便捷，当对其进行处理时常常不需要对承力线进行布置，仅仅只需要对导线进行布置即可，结构十分简单，而且支柱高度也非常低，主要是用在无轨或是轻轨轨道交通的供电系统之中[5]。虽然简单悬挂拥有很多优势，然而却也存在着非常明显的缺陷，主要表现为有悬挂硬点、跨度很小等等，容易出现振荡现象。在链形悬挂上充分利用悬索完成链接，以此来保障导线和承力线链接是有效的，而且拥有速度快、跨度大等优势，弥补了简单悬挂本身所存在的不足。此种方式不仅能够在电气化铁路中得到有效应用，还可以应用于轨道交通中较快的系统之中，以便对牵引供电系统自身的功能加以维护。

3.2 刚性接触网

在使用刚性接触面时，对于系统运行能够起到更好的效果。刚性接触网在使用时主要是使用硬质金属条，将原本所使用的导线取代，以便拥有更加良好的悬挂效果。根据相关实践表明，在使用刚性接触时拥有非常明显的优势，在一定程度上有效增加了接触面积，大大消除了在原本牵引供电系统的不足[6]。根据我国城市所使用的轨道交通系统整体情况来看，主要是是从下至上，此种转化在使用刚性接触网时具有非常明显的优势，还能够有效实现无缝对接，更不需要进行任何的操作。根据刚性接触网在结构上的设置情况来看，通常使用集电弓方式而用于布置，当其使用时也不会出现脱落问题，使得接触网在使用时变得更加稳定与可靠，一般情况下主要是用于高速轨道交通中[7]。

3.3 第三轨

在第三轨当中主要包含以下部分：①接触轨。主要是利用钢铝复合轨，该材料重量相对较轻，拥有良好的耐磨性，高导电率；②接触轨头。根据特性的不同分为正常和温度伸缩两种类型的接头，其中前者应用于导电轨固定铝制鱼尾板，通常为无缝安装，不需要预留温度伸缩缝，在接头和支持点间的距离应当保持在的55cm以内。而后者则会根据轨道温度所发生的变化而变化；③端部弯头。其主要是连接断轨和集电靴；④防爬器。用于对接触轨的限制，体现在膨胀伸缩量等方面；⑤安装底座。该装置的材料主要为绝缘材料，于轨道道床上使用。

第三轨在使用时因为其本身的材料特性，使得其拥有良好的导电性，而且单位电阻也非常小，所以利用牵引网所产生的电能消耗非常低，不需要在沿线额外对馈电电缆机进行辐射，如此则能够有效节省大量的运营成本。另外，接触轨本身是复合材质，拥有良好的耐磨性等性能，在维护工作上也较为容易，大大降低了维护成本。并且，该装置安装于行走轨附近，不会影响到铁路整体景观[8]。但是，因为第三轨在安装时和地面距离非常近，在人员防护方面难以做到周全，绝缘器件也非常容易受到污染，自然环境下又无法实现自洁，需要对其进行扫，否则将会出现闪络现象，从而对行车产生影响。

4 结论

在城市交通压力不断增大的背景下，我国越来越多的城市开始修建地铁，不仅能缓解城市交通压力，也能为人们的出行提供更加便利的条件。但是，这也在一定程度上对供电系统有着非常大的考验，特别是对于大城市，更要确保供电系统的稳定运行，满足高峰期轨道交通对于电能的需求。所以，对于相关工作人员来说，应当加强对供电系统的研究，为城市轨道交通提供充足的电力，保障城市轨道交通的稳定运行。