接触轨供电车辆基地的轨行区安全防护探讨

摘要：接触轨供电车辆基地的轨行区安全防护是车辆基地设计过程中需要重点考虑的问题，通过采取安装接触轨防护罩、设置金属围蔽网、防护罩涂刷不同色彩油漆等多种方式加强轨行区的安全防护，减少作业人员的触电风险。

关键词：接触轨； 车辆基地； 车场线； 轨行区； 防护

中图分类号：U284.26文献标志码：A

0引言

城市轨道交通车辆基地是保证地铁列车正常运营的后勤基地，车辆基地包括用于列车运用、停放和检修的车辆段、机电和工务设备综合维修中心、物资总库等生产部分及其他必要的办公、生活设施。合理规划车辆基地生产区域和生活区域对于保障城市轨道交通安全高效运营具有重要意义。

车辆基地库外列车走行的区域通常称为轨行区，可根据不同线路的运用检修工艺决定是否对线路进行接触网电化。常见的车辆基地内线路电化需求如表1所示。

从表1可知，车辆基地内线路类型多样，电化需求不一，从而导致线路电化的供电分区比较复杂。对于后期的运营管理安全提出了较高的要求。

线路电化的接触网馈电形式可按安装位置和接触导线的不同分为接触轨和架空接触网。与架空接触网相比，接触轨具有工作稳定性好、运营安全性高、人员维护成本低、物料维护成本低、设备维护成本低、接触轨系统设备使用寿命长、可维护性好、景观融入性好等特点；但同时由于接触轨安装位置低，给轨行区相关作业人员的人身安全带来了风险［1］。

据GB 50157-2013《地铁设计规范》第15.3.2条，接触轨供电可按接触授流位置的不同分为上部授流，下部授流和侧部授流［2］。上部授流时，接触轨表面容易附着杂物，增大接触轨与集电靴之间的过渡电阻，影响车辆的正常授流；侧部授流时，接触轨表面不易附着杂物，车辆可以正常授流，但只能从接触轨顶部及外侧进行防护，有一定的安全风险；下部授流时，接触轨受外界环境因素更小，接触轨安全防护更为严密。同时列车受流器结构具有良好的动力学特性，持续提供120 N±24 N静压力（80 km/h时速B型车），有效地保证了集电靴与接触轨良好的电气连接，列车授流质量更好。虽然接触轨的日常巡检和维护增加了防护罩的拆卸等步骤，但接触轨的刚性安装和防护罩拆卸方便、弹性固定及可以较好地确保人员安全等特点，让下部授流方式在众多方案中脱颖而出，成为国内城市轨道交通接触轨供电方式的主流选择。

1接触轨防护措施

1.1接地方式

接触轨所有不带电金属部分与接触轨接地线连接，接地线采用镀铜圆钢，通过电缆与牵引降压混合变电所内的接地母排相连，共同构成接触轨系统的接地保护回路。同时，接触轨隔离开关柜金属外壳及操作手柄均按要求接地，接地电阻不大于10 Ω。

1.2安全距离

由于接触轨带电体电压为直流750 V或1 500 V，远高于人体可承受的安全电压，因此，GB 50157-2013《地铁设计规范》第15.3.3条规定了带电部分和混凝土结构、轨旁设备、车体之间的最小净距［2］。当安全距离不满足下述要求时，接触轨带电部分可能会混凝土结构本体或车体放电，影响人身安全（表2）。

同时，根据多年各地铁公司经验，运营作业规程要求接触轨周边作业人员和所携带的工器具及材料与接触轨带点部分的安全距离大于700 mm［1］。根据运营公司相关规定，所有进入接触轨区域的人员需要向车场调度进行请点，经批准后方可进入轨行区。进入人员必须穿绝缘靴及反光背心，更换钢轨、道岔、感应板、转辙机，接触轨检修、巡道以及与带电接触轨距离小于700 mm的作业时，接触轨必须停电并挂接地线，接触轨停电挂地线区域不得小于作業区域，相关人员不得超出作业区作业。

铁路与公路郭爱平： 接触轨供电车辆基地的轨行区安全防护探讨

1.3防护罩

作为防护措施中最重要的一环，绝缘支架防护罩随同接触轨在车辆基地内全范围布置，尽可能避免人员无意中触碰到带电设备。防护罩应保证受电靴无障碍通过，顶部及侧部应连续无间隙，防护罩的设置应防止雨水进入膨胀接头及馈线电缆连接点。

防护罩采用玻璃纤维增强树脂（GRP）材质，具有绝缘性能好、机械强度高、难燃、低毒、耐腐蚀、耐老化和抗紫外线等特点。防护罩其内、外表面可承受工频AC10 kV的电压而不被击穿。

防护罩材料对盐溶液（道路化冰盐）有抗腐蚀能力，并且不易溶于酒精、苯、碳氢化合物等有机溶液，并可使用标准商业洗涤剂对防护罩进行清洗。

防护罩具有足够的机械强度，在工作条件下能够承受一定的垂直荷载而不发生任何损坏，并能在卸去荷载后恢复到初始状态。

防护罩依靠自身弹性及支撑垫块固定在接触轨上。相邻垫块间距一般不大于500 mm，在电缆连接板防护罩、膨胀接头防护罩、绝缘支架防护罩两侧对称放置支撑垫块（图1、图2）。

1.4滑触线及静调电源柜

在双周三月检库、定修库、静调库等检修作业较多，人员活动频繁的场景下，接触轨直接入库增大了作业人员的安全风险，因此，工程实践中通过设置滑触线或静调电源柜来满足列车调试用电的需求。

滑触线通常由滑动车、接触线、电缆及插头组成，位于车辆侧边上空，一般同列车车顶防护网一起固定在库内屋顶的结构梁上。当列车进出库时，检修人员将滑触线插头插入列车插座，随着列车开动，滑动小车同时移动给列车提供DC1500V或750V电源。此外，滑触线带有操作面板，可以控制插头的带电状态，确保作业人员的人身安全［3］（图3）。

随着列车自牵引技术的逐渐成熟和广泛应用，北京、天津、上海、深圳、成都、青岛、昆明等城市地铁已逐步采用了车载储能电池作为列车自牵引动力系统，可以在平直轨道以不高于5 km/h的速度运行1 km以上，主要用于库内调车［5］。双周三月检库、定修库、静调库等设置单独的供电分区连接牵引变电所，与库外咽喉区接触轨供电分区完全平行，并在每股道设置隔离开关柜连接静调电源柜作为列车的调试电源。此时，库外轨行区的接触轨状态不会影响库内接触轨状态，库内车辆检修和调试作业计划不受库外轨行区作业的影响，较好地平衡了列车检修作业和人员安全需求（图4）。

2轨行区安全防护措施

GB 50157-2013《地铁设计规范》第27.2.17条规定了车辆基地内出入线、试车线、洗车线和镟轮线及车场线群外侧，应设通透的隔离栅栏［2］。交通运输部《城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范 第1部分：地铁和轻轨》（交办运〔2019〕17号）第六十八条规定车辆基地有电区和无电区之间应具有隔离设施［5］。

根据上述规范要求，为了防止人员误入轨行区影响行车安全，避免人员发生触电事故，需要根据线路情况设置隔离栅栏。

以某车辆基地为例，该车辆基地与其他线路车辆基地共址建设。出入段线、车场线、机车走行线、洗车线等带电线路与周边道路均设置了金属围蔽网进行分割，工程车线、材料装卸线、洗车线等非电化线路与周边带电线路均用金属围蔽网进行分割。同时，本线工程车场线与相邻线路车辆基地车场线之间也用金属围蔽进行分割，确保各线运营区域可以最大限度独立管理，尽量减少交叉作业，减少风险管控点。

结合不同线路的工艺需求，车辆基地内不同线路也设置较为不同的供电分区，并通过手动隔离开关柜进行分区供电。各供电分区间应设置分段式电分段，且分区间应做到在无电区检修时，不会由于车辆走行而将有电区与无电区进行电气联通［4］。工程实践中通常对采用在接触轨的绝缘防护罩上涂刷不同颜色的油漆的方式来划分供电分区，使运营作业人员在复杂区域内能快速清楚地辨识到所在位置的供电区域，有效地防止作业人员误入非作业区域，降低人员误触电危险。同时也降低了復杂区域内设备维护作业相邻接触轨区域的停电要求，有效满足库内调车作业需求。

特别地，由于出入段线接触轨和牵出线接触轨分属不同的供电分区，两种不同地供电分区对应不同的管理模式。为最大限度地保护各自管理区域的用电安全，建议在出入段线与牵出线供电分区有重叠的地方同样采用金属围蔽网进行物理分隔，确保作业人员的人生安全（图5）。

3结论

接触轨车辆基地的轨行区安全管理是设计过程中需要重点关注的问题，主要采取几点措施来确保运营过程中的作业安全：

（1）绝缘支架防护罩随同接触轨在车辆基地内全范围布置。

（2）通过设置金属围蔽网将有电区和无电区，轨行区与非轨行区进行分割。

（3）采用在接触轨的绝缘防护罩上涂刷不同颜色的油漆的方式来划分供电分区。

参考文献

［1］周书伟， 高爽， 曾斌. 深圳市地铁3号线直流1500V接触轨安全运营管理［J］. 城市轨道交通研究， 2012， 15（11）：5.

［2］地铁设计规范： GB 50157—2013［S］. 北京： 中国建筑工业出版社， 2014.

［3］于松伟，周菁，韩连祥，等. 直流1500V接触轨系统的安全防护［J］. 都市快轨交通， 2010， 23（1），5-10.

［4］邓小东，陶波，杨帆. 蓄电池牵引功能在成都地铁既有电客车上的应用研究［J］. 铁道机车车辆， 2018， 38（4）：114-116.

［5］城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范 第1部分：地铁和轻轨［EB/OL］. 北京：交通运输部（交办运〔2019〕17号），2019. http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2019-10/24/content_5444415.htm.

［作者简介］郭爱平（1991—），男，硕士，工程师，从事城市轨道交通设计管理工作。