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摘要：有轨电车在路面行驶，和其他城市轨道交通方式相比对城市景观适应性更好，成都市有轨电车蓉2号线贯穿成都市四个区，根据沿线道路交通情况在部分路口设置无网区，车辆通过无网区时采用车载超级电容供电，本文根据工程实际对有轨电车蓉2号线车辆的供电切换进行研究优化，为国内有轨电车项目供电方式的选用提供工程借鉴。
关键词：现代有轨电车；超级电容；无网路口；供电切换；
1 概况
有轨电车线路沿城市道路铺设，普遍采用传统接触网型式，其拉线较复杂，对城市景观有一定影响，在某些宽大的路口还需在路中设接触网支柱，可能会对这些路口的道路交通带来一定的影响。
2无电区设置
成都市有轨电车蓉2号线工程呈Y型布局，线路全长约39 km，全线共设站47座，平均站间距0.85 km，全线设一段两场，车辆采用钢轮钢轨100%低地板现代有轨电车。牵引网系统的供电制式为DC750V馈电方式。供电方式采用架空接触网供电。根据工程设计中接触网的悬挂类型、受电弓工作宽度、接触线的风偏值等因素确定接触网支柱跨距一般不大于40m，条件困难时不大于45m。本项目根据接触网支柱跨距确定无网路口设置原则：
（1）宽度较小（≤45m）且路口曲线半径大于1000m的路口采用接触网直接跨越；
（2）宽度较大（>45m）的直行路口采用无触网设计，接触线在路口停车线处下锚，路口范围内无接触线；
（3）小半径转弯路口采用无触网设计，接触线在路口停车线处下锚，路口范围内无接触线。
按照以上设置原则，蓉2号线全线共设置了29个无触网路口。
由于车辆受电弓的往复式螺杆的使用寿命约为1万~1.5万次，如在通过这些无网路口进行受电弓升降，每年须对受电弓螺杆进行1 ~3次更换，会增加运营维护的工作量和成本。根据地铁设计规范（GB50157-2013）“列车最大通过速度为30km/h时，接触线允许最大坡度为20‰”，因此工程设计考虑对断网路口处接触网设置坡度为20‰的引导线（图2），接触线在路口前经过两跨抬升，接触线的导高由5.5m增加至5.9m，并在路口处下锚，使车辆受电弓在5.7m高度处与接触线自然接触或脱离，实现车辆不降弓通过无网路口，同时可避免车辆进入无网路口时接触网线对受电弓弓头产生较大的冲击，造成碳滑板磨损或断裂。
图1 蓉2号线无网路口接触网示意图
3车辆供电切换
车辆在有接触网的区段由接触网供电，通过无网路口时采用超级电容供电，要求对两种供电方式进行无缝切换，可采用手动控制和自动控制两种切换方式：
（1）手动控制方式，车辆出入无网区时，由司机操作供电切换开关，对接触网供电和超级电容供电进行转换。
（2）自动控制方式，由信号系统埋设信标，车辆通过信标埋设点时，车辆通过接收到的信息自动切换供电方式。
由于蓉2号线无网路口数量较多，为避免司机频繁操作供电切换开关影响行车安全，蓉2号线项目选择自动控制方式进行供电切换，同时考虑应急方案，在自动切换方式故障或切换不成功的情况，采用司机手动控制方式进行供电切换。
4信标设置方案
根据行车要求，有轨电车在路口停车时，由接触网供电以避免停车等待时消耗超级电容能量，根据受电弓的安装位置、最大自然高度（弓网脱离点高度）（图1和图2）及接触网支柱的位置，确定有轨电车停车线位置。
图2 蓉2号线车辆受电弓位置示意图
信号系统根据车辆刷过信标接收信号后的切换时间，按照车辆进入切换点限速40km/h和通过路口限速30km/h，同时考虑自动信号切换不成功，司机根据提示进行手动切换的反应时间10s，可确定信标布设点的位置（图3）。根据以下公式计算：
（1）进入无网路口信标距离接触网下锚柱的距离：
a=v（t1+t2+t1）+16
a：信标布设点与路口距离；
v：切换点车速；
t1：储能系统供电切换响应时间；
t2：手动切换反应时间；
（2）车辆离开无网路口，进入有接触网区段时，信标切换点需确保受电弓与接触网可靠接触后方可进行供电切换，根据受电弓安装位置，信标布设点位置在距离接触网下锚柱20米的位置。
图3 信标布设示意图
5结语
有轨电车作为中运量、节能、环保的路面交通型式，可以根据项目的线路条件、经济指标采用较为灵活的多种供电方式，对采用接触网+超级电容的供电的有轨电车，需结合车辆、供电、接触网、信号等专业进行系统设计以实现两种供电方式对车辆供电，确保有轨电车运行安全、可靠。
参考文献：
[1]苏国强，郑磊，黄坤林.新型有轨电车供电方式分析[J].铁路技术创新，2013（6）：46-49
[2]董昭德主编.接触网[M].中国铁道出版社.2010-08-01
论文作者:陈艳,刘洋,蔡蓉燕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/22
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