| 现代有轨电车接触网 | |
|---|---|
| Modern Tram Overhead Contact Line | |
| 所属分类 | 城轨供电与受流 |
| 常见型号 | 单接触线简单悬挂为主、局部链形悬挂;支柱单侧/中央/两侧布置;全程有网、局部无网与站台充电等混合供电布置 |
| 执行标准 | CJJ/T 295-2019《城市有轨电车工程设计标准》、GB/T 32578-2016、GB/T 10411 |
| 适用场景 | 现代有轨电车地面正线、平交路口、桥梁与景区段、车辆场段及站台充电区 |
概述
现代有轨电车接触网是沿现代有轨电车线路敷设、由车辆顶部受电弓取流的架空接触网系统。它与干线铁路和地铁的架空接触网同属一个技术家族,但由于有轨电车以地面敷设为主、嵌入城市街道与景观环境运行,其设计约束在共性之上多出了三条鲜明的个性:一是通行平交路口,接触网必须与道路净空、交通标志、路灯绿化协调;二是景观敏感区对"头顶蜘蛛网"高度敏感,催生了局部无网与车载储能的混合供电;三是运行速度与运量低,悬挂与支柱可以做得更轻、更简、更贴近街道尺度。
供电制式上,行业标准 CJJ/T 295-2019《城市有轨电车工程设计标准》把有轨电车供电方式归纳为三类:直流 750 V 接触网供电、接触网加车载储能装置供电、车载储能装置无接触网供电。也就是说,750 V 接触网是有轨电车的基础制式,而车载储能方案是在接触网基础上做减法的结果。全线无接触网的储能式供电技术详见 无接触网供电技术,本页聚焦"有网"与"有网加无网过渡"的接触网本体设计。
在系统归属上,现代有轨电车接触网与地铁架空接触网共享大量零部件与设计方法,总体特点见 城轨架空接触网特点;涉及 750 V 直流牵引供电的系统级背景见 城轨直流牵引供电制式。
结构与组成
现代有轨电车接触网由与城轨架空网相同的四大块构成,但每块都带有街道化的改造:
- 接触悬挂:以单接触线简单悬挂为主流,直接以一根接触线承担供电与受流;技术标准与干线同源的铜及铜合金接触线(如 CTHA 系列接触线)即可满足 70 km/h 以下的受流要求。局部区段(弯道密集、跨距偏大处)采用链形悬挂改善弹性,悬挂类型原理见 接触网悬挂类型 与 简单悬挂。
- 支柱与支持装置:街道段支柱布置在人行道或中央绿化带,常见单侧、两侧与中央悬挂三种方式;为压缩视觉体量,大量工程采用小截面钢柱并与路灯、交通杆件共杆设置,个别区段利用沿线建筑横挂(墙悬挂)以完全取消落地支柱。
- 馈线与供电分段:沿街电缆沟敷设馈线上网点,路口、道岔与车站处设置电分段,把全线划分为若干供电分区;分段与分相原理同城轨,见 电分段 与 城轨电分段与电分相。
- 过渡与无网区段构造:在"接触网加车载储能"线路上,有网段与无网段之间设置渐开的端部下锚与限位构造,使受电弓平滑离线、上线;无网区段通常正好覆盖平交路口,列车靠车载储能惯性通过。
工作原理
牵引电流路径与地铁柔性网一致:牵引变电所正极 → 馈线 → 接触线 → 受电弓 → 车辆牵引负载 → 轮对 → 走行轨 → 回流系统(回流原理见 回流系统)。供电分区同样采用单边或双边供电,压低轨条与接触线上的电压损失;对单一集中负荷,线路上电压损失的最粗略近似仍为:
式中 为列车取流, 为单位长度回路电阻, 为列车至馈电点距离。有轨电车供电臂普遍短、车站密,馈线上网点多, 的控制比干线宽松,但路口分段多带来了另一个特有问题:不同供电分区的接触线在路口交叉,若电气上直接连通,会经受电弓滑板把两个分区短接。因此路口线网布置必须遵循"同分区相连、异分区绝缘"的原则——同一馈电分区的交叉线网直接电气连通,不同分区之间以分段绝缘元件隔开,具体接口见 城轨电分段与电分相。
受流质量方面,有轨电车速度低、跨距短,接触线波动传播速度相对行车速度的富余量大,离线与燃弧水平天然优于干线,相关机理见 离线 与 弓网电弧;真正的高发问题是低速通过道岔与路口时的打弓剐弓,与 始触区 的平顺性关系密切。
技术参数
| 参数 | 数值/口径 | 依据 |
|---|---|---|
| 标称电压 | DC 750 V(接触网供电的基础制式,另有"接触网+车载储能""车载储能无网"两种形式) | CJJ/T 295-2019 |
| 适用最高运行速度 | 不超过 70 km/h | CJJ/T 295-2019 |
| 顶部构筑物至轨面高度(采用接触网供电时) | 建筑限界宜为 6000 mm,困难情况下不应小于 4500 mm | CJJ/T 295-2019 |
| 接触网支柱布置线间距 | 支柱位于线路一侧时最小线间距 3600 mm;位于线路中间时 4000 mm | CJJ/T 295-2019 |
| 悬挂方式 | 地面及高架段以架空柔性悬挂为主;隧道段可采用刚性或柔性悬挂(随工程确定) | CJJ/T 295-2019 及工程设计文件 |
| 接触线规格 | 铜及铜合金接触线,与城轨柔性网同源产品;常用截面 120~150 mm² 级(丽江有轨电车线采用 CTA-150 单接触线实例[7]),经牵引计算与载流校核随工程设计确定(依据 TB/T 2809-2017) | |
| 跨距与锚段长度 | 街道段跨距明显小于干线与地铁——有轨电车主流为简单悬挂,国际工程口径其最大跨距约 45 m,街道段受净空与共杆条件限制更短(25~30 m 量级[8]),锚段长度随工程设计确定 |
常见型号
- 按供电形式分:全程有网型(最传统,全线连续接触网);局部无网型(正线多数区段有网,路口或景观敏感区无网,靠车载储能跨越,如北京西郊线即采用"正线部分区段无接触网、车辆段保留架空接触网"的局部非架空供电方案);全线无网型(站台充电,见 无接触网供电技术)。
- 按悬挂形式分:单接触线简单悬挂(主流);链形悬挂(弹性要求高的区段);个别下穿隧道段借用 Π 型汇流排刚性悬挂 以压缩净空,刚性悬挂零部件见 刚性架空接触网。
- 按支柱布置分:路侧单悬挂、中央绿化带支柱、两侧门形架,以及与路灯共杆的综合杆方案——支柱选型思路可参照 钢柱,但截面与外观要求更贴近市政杆件。
执行标准
- CJJ/T 295-2019《城市有轨电车工程设计标准》:有轨电车工程设计的行业标准(2020-06-01 实施),供电方式三分类、限界与支柱布置线间距等关键口径出自该标准(列表外标准,仅列号);
- CJJ/T 288-2018《城市轨道交通架空接触网技术标准》:涵盖架空接触网设计、施工、施工质量验收与维修四章,有轨电车接触网的施工验收与运维普遍参照执行(列表外标准,仅列号);
- GB/T 32578-2016《轨道交通 地面装置 电力牵引 架空接触网》:架空接触网系统设计与试验的通用国家标准;
- GB/T 10411《城市轨道交通直流牵引供电系统》:直流牵引供电系统总体标准,规定 750 V 等标称电压等级;
- TB/T 2809-2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》:接触线产品的母标准;
- EN 50122-1:电气安全与接地防护的欧洲通用口径,对街道开放环境中带电体外露面的防护设计有参考价值。
安装与施工
- 施工顺序与城轨柔性网一致:测量放样 → 支柱基础与管道预埋 → 支柱组立 → 支持装置与馈线上网 → 架线 → 调整 → 路口分段与无网过渡段施工 → 冷滑。工序方法参见 测量与定位、线索架设与放线工艺 与 调整。
- 街道段施工的最大特点是"与城市共管":占路需与交通管理部门协同,支柱基础开挖须避让地下管线,跨越车行道的高处作业普遍安排在夜间并设导改,组织方式见 城轨天窗作业组织 与 施工安全与邻近营业线施工。
- 路口与道岔区是施工精度的高风险点:交叉线网的先后架设顺序、分段绝缘元件的位置、交叉点的导线高差都必须按设计图逐点控制,道岔区布置原理参见 道岔区设计。
- 无网过渡段端部下锚与限位的安装质量直接决定受电弓离线、上线的平顺性,验收前应以低速推弓检查。
验收要求
- 几何项:逐支柱复核导高与拉出值,路口与道岔区加密测点,判据执行设计文件;导高与拉出值的术语与测量方法见 导高 与 拉出值。
- 机械项:支柱限界、支持装置紧固、无网过渡段端部平顺度、共杆杆件的受力变形检查。
- 电气项:绝缘电阻测试、供电分段与分段绝缘元件的功能核对、馈线上网连接电阻抽测。
- 试验项:全线机械完工后先冷滑、后送电热滑,流程与判据详见 冷滑试验与送电验收 与 热滑;施工质量验收的总体要求另见 验收与试验。
运维与检测
- 巡视检测:参照城市轨道交通设施设备运行维护管理要求,接触网(轨)巡查频次不低于每月 1 次,并定期监测导高、拉出值、磨耗等(依据 交运规〔2024〕9号《城市轨道交通设施设备运行维护管理办法》);城轨检测体系的展开见 城轨接触网巡检与检测。
- 磨耗管理:接触线磨耗测量与到限判据沿用城轨口径,见 接触线磨耗限值与测量 与 异常磨耗。
- 季节性重点:街面运行的接触网更多暴露在树线矛盾、飘挂异物与覆冰环境中,冬夏季专项见 冬季防冰防冻 与 覆冰灾害。
- 外部环境:有轨电车与社会车辆混行路段,支柱防撞与限界管理是城轨所没有的特有课题,异物侵限处置思路见 接触网异物侵限处置。
常见故障与案例
- 路口打弓剐弓:道岔与路口交叉点导线高差超标、过渡段不平顺,造成受电弓低速通过时冲击,是本制式最高发的故障模式,处置逻辑同 打弓剐弓现场处置;
- 异物搭挂:街道环境中的塑料膜、气球、树线碰触频繁,轻则跳闸重则刮弓,类型化处置见 接触网异物侵限处置;
- 分段绝缘元件烧损:路口分段受潮污闪或电弧烧蚀,与 绝缘子污闪机理 同源;
- 支柱被撞:社会车辆冲撞路侧支柱导致支持装置失稳,属有轨电车特有风险,抢修组织见 城轨接触网应急抢修。
国内外典型弓网事故的类型化梳理见 国内外典型弓网事故。
相关条目与参考资料
- 参考资料
- [1] CJJ/T 295-2019 《城市有轨电车工程设计标准》(2019-11-15 发布,2020-06-01 实施)
- [2] CJJ/T 288-2018 《城市轨道交通架空接触网技术标准》
- [3] GB/T 32578-2016 《轨道交通 地面装置 电力牵引 架空接触网》
- [4] TB/T 2809-2017 《电气化铁路用铜及铜合金接触线》
- [5] 交通运输部 交运规〔2024〕9号 《城市轨道交通设施设备运行维护管理办法》
- [6] 北京西郊线局部非架空接触网供电方案公开报道(科学网新闻,2014)
- [7] 《城市轨道交通研究》《有轨电车长大坡道线路牵引供电方案研究》(丽江线 CTA-150 选型实例,2020 年第 7 期), 访问日期 2026-09-06
- [8] Transport for NSW 25 kV AC Traction System(跨距上限工程口径参照), 访问日期 2026-09-06