| 直供方式 | |
|---|---|
| Direct Feeding (TR) | |
| 白话定义 | 变电所经馈线直接向接触网供电、回流经钢轨与大地返回的最简牵引供电方式。 |
| 关联条目 | 牵引供电系统、AT 供电、BT 供电 |
定义
直供方式(直接供电,TR 方式)是牵引变电所经馈线把 27.5 kV 单相工频交流电直接送入接触网、电力机车取流后经钢轨与大地返回变电所的供电方式;工程上常设回流线并多点与钢轨连接,构成"直供加回流"的常见形态(依据 TB 10009-2016 牵引供电系统电压制式)。
详解
直供方式的优点是结构最简:不设 AT/BT 等附加变压器,接触网支柱上附加导线少,投资与维护量最小,适合运量不大、供电臂不长、对防干扰要求不高的区段(部分支线、地方铁路与站线)。缺点是回流路径电阻大:钢轨—大地回流造成供电臂电压损失与电能损耗较大,供电臂长度受限;地中电流对邻近埋地金属构筑物产生电解腐蚀,对邻近通信线的感应干扰也高于 AT/BT 方式。直供与 AT 供电、BT 供电 的选择是牵引供电制式设计的基本比选项。
回流形态与 T-R-NF
直供方式的回流以"钢轨+大地"并联通道返回:大地回路单位电阻小、但电流路径发散,在道床、大地中形成广阔的地中电流场。为把更多回流约束在金属通道内,工程上在支柱上架设回流线(NF 线),每隔一定距离经吸上线与钢轨连通,构成"直供加回流"(T-R-NF)形态;回流线电流与接触网电流方向相反,对外磁场部分抵消,但其吸流能力弱于 BT 的强迫吸流与 AT 的中点分流,防干扰性能仍是三种基本方式中较低的一档。回流与钢轨电位的系统讨论见 回流 与 杂散电流与防护。
电压损失
供电臂末端的电压损失主要由接触网与回流等效回路的电阻决定,简单近似为:
式中 为接触网单位电阻、 为钢轨—大地回流回路的等效单位电阻、 为取流点至变电所的距离。地中电流占比越高, 越不稳定,且对邻近埋地金属构筑物的阻性耦合影响越大,交流干扰与电化学腐蚀问题越突出——这正是直供方式供电臂长度受限、需按通信防护要求核算影响的原因。
| 参数 | 数值/方向 | 依据 |
|---|---|---|
| 标称电压 | 27.5 kV 单相工频交流 | TB 10009-2016 |
| 回流通道 | 钢轨+大地为主;设 NF 回流线时部分回流经金属通道返回 | TB 10009-2016 |
| 附加导线 | 最少(不设 AT/BT),可选回流线(NF) | 结构定性 |
| 防干扰性能 | 三种基本供电方式中较低 | 机理定性 |
| 供电臂长度 | 受电压损失限制,短于 AT 方式 | 机理定性 |
应用与测量
直供网络检测重点是回流系统完整性:钢轨接续线与横向连接、回流线(NF)与吸上线连接点、变电所回流母排温升;对地网与邻近电缆腐蚀防护状态定期评估。接触网侧馈线(参见 牵引供电系统)绝缘与弧垂(本站统一作"弛度")按普通附加导线标准巡视,短路保护定值随供电臂阻抗特性整定。
直供方式(T-R 系统)是最简单的供电制式:牵引电流经接触网送出、经钢轨返回变电所。适用于电流较小、对干扰要求低的线路;为降低钢轨电位常增设回流线构成 T-R-N 系统。
适用场景与限值管理
直供方式适合运量不大、供电臂不长、沿线敏感设施较少的普速线路、支线专用线与站场;对干扰限值有明确要求的区段,应在设计阶段按通信防护与电磁兼容要求核算影响并确定防护方案(参见 干扰限值设计、干扰电流)。城轨直流牵引属于另一电压制式与回流体系,不与交流直供混同(参见 城轨直流供电)。
回流完整性检测要点
- 钢轨接续线、横向连接线检查:锈蚀、断开会使回流通道电阻增大,钢轨电位抬升;
- 吸上线与 NF 回流线连接点:红外测温与导通抽测结合,连接点过热或断点优先处理(参见 吸上线);
- 轨电位与管地电位监测:异常升高提示回流通道缺陷或杂散电流扩散加剧(参见 杂散电流与防护)。
相关条目
- 参考资料
- [1] Railway electrification(Wikipedia, 访问日期 2026-08-24) —— 牵引供电制式的国际综述:电压等级与 AC/DC 分类;直流制式(含直供 TR 方式)的供电臂长度受限与电压损失问题,对应直供方式的特点;适用条款:§ Classification / Direct current / Overhead lines。
- [2] 电气化铁路对埋地管道交流干扰的研究(中国腐蚀与防护学报, 访问日期 2026-09-02) —— "接触网—钢轨(大地)"不平衡供电回路构成交流干扰与腐蚀根源的机理讨论,对应直供方式地中电流的腐蚀与干扰影响。