全自动旅客捷运系统供电轨安装技术

  庞巴迪成熟的 INNOVIA APM( 全自动旅客捷运系统) 技术已在全球 25 个地区投入运营。中国大陆首条 APM 系统是北京首都国际机场旅客捷运，该系统主要服务于 T3 号航站楼［1］。**条用于城市轨道交通系统的 APM 线，是广州珠江新城旅客自动运输系统，于 2010 年正式开通试运行，该线路主要定位于观光线。2017 年底，上海轨道交通 APM 线( 浦江线) 计划开通，作为上海地铁 8 号线的补充运能。供电轨是 APM 的关键核心子系统，其安装质量直接关系到系统的可靠性和行车安全。

1 APM 供电轨系统构成

1． 1 供电轨

供电轨由铝挤型件制成，接触面为型锻的不锈钢。在供电轨的侧面，其接触面向内凹从而形成一个槽道引导侧面运行的集电靴［2］。完整的 12． 2 m

长的供电轨系统包括 2 条供电轨、12 个或更多的绝缘安装支架、1 条接地轨和 6 个或以上的接地轨安装支架。半径大于 46 m 的曲线不需要预弯。供电

轨盖板使用低烟无卤塑料绝缘盖板保护供电轨以降低接触高压电发生意外事故伤害的风险。每条供电轨纵向锁定，于两伸缩接头之间略近中央处，绝缘子

安装支架上装配有不锈钢弹簧销。供电轨锁定器阻止供电轨纵向运动从而制约供电轨的位置，供电轨系统构成如图 1 所示。

1． 2 供电轨绝缘支架

供电轨绝缘支架使用玻璃纤维增强聚酯塑形。使用螺栓、螺母和垫圈将支架牢固安装在导梁上。支架安装的吊耳与供电轨的 T 形槽部分相啮合，无需紧固件或其他固定硬件便能进行正面支撑。支架牢固定位并固定供电轨，且不会阻碍因温度波动造成的供电轨纵向扩张和收缩。

1． 3 刚性拼合接头

相邻供电轨之间以刚性拼合接头总装相连。该总装将提供供电轨之间的机械连接、平整对齐和电气连接。

1． 4 伸缩接头

伸缩接头能够允许供电轨的热扩展和收缩，而不会造成屈曲或变形。伸缩接头总装的标准间隔约为 73． 15 m。伸缩接头应能够滑动、交叉配置，从而形成与集电靴的连续的机械接触表面。

1． 5 隔离接头

在提供电气隔绝相邻供电轨的同时，隔离接头提供平整的机械连接( 但不连续) 。隔离器由具有防火电气等级的高强度玻璃纤维增强环氧树脂制成。供电轨之间的小气隙能够保证电气隔绝，而不干扰集电靴的运行。

1． 6 馈电线

电力电缆由轨道板向上通过导轨梁的腹板开槽到达供电轨。电气连接使用横截面积为 95 mm2 的电缆和标准压接端子。

1． 7 接地轨

接地轨是横截面比供电轨更小的铝挤型件，顶部的接触表面为不锈钢材质，夹压在铝型材顶部。使用吊架螺母和支架将接地轨安装在 2 条供电轨之间的轨道中心线上，沿着导轨梁的方向，每相隔特定距离将接地轨进行接地连接，接地轨无须使用保护盖板，接地轨构成如图 2 所示。

1． 8 接地轨安装支架

接地轨安装支架总装包括 1 个欧米茄( Ω) 形状的支架、1 个丁字形螺母和紧固件。丁字形螺母应能够自由地划入接地轨的 T 形槽内，当使用螺栓从底部

紧固时，丁字形螺母应牢固地固定和对齐接地轨，并且应仍然允许热膨胀下接地轨自由地纵向运动。

1． 9 接地轨拼合接头

各段接地轨应通过端对端的方式连接在一起，接头总装应确保供电轨与供电轨之间的机械平整连接和电气连接。如果有必要，接地分路端子可以与鱼尾板相连。

1． 10 接地轨伸缩接头

接地轨伸缩接头总装设计为滑动的插入式形式，能够在相邻的供电轨段之间*大距离为201． 2 mm 的范围内进行纵向运动。总装具有连续的顶部运行接

触面和侧表面，以引导接地集电靴横扫伸缩缝。总装与供电轨端部使用配件相连，与拼合接头相似，并且分路电缆应确保电流的完全连接。通常，接地轨伸缩接头的安装位置与供电轨的伸缩接头相邻。

1． 11 接地轨锁定器

接地轨锁定器总装与标准安装支架总装相似，除了额外使用一个杯状物或圆锥形点的定位螺丝纵向固定供电轨外，每条接地轨必须锁定，锁定在与岔道相邻处、在伸缩缝之间略近中间位置，从而控制其纵向运动。锁定接地轨时，穿过吊架螺母向上锁固定位螺丝，锁入铝挤型接地轨，然后使用垫圈和螺母将接地轨固定在安装支架上。

2 供电轨与车辆接口

2． 1 车辆集电器

每辆车应装配 4 个侧面运行的供电轨集电器，能够将电力从供电轨转移至车辆。此外，2 个顶部运行的集电器应始终用于确保车辆接地。

2． 2 供电轨集电器

2 个侧面运行的集电器总装应安装在车辆的下侧，在每个转向架导向结构的前方，靠近每辆车的端部。每个集电器的位置应确保触靴与供电轨对齐。车辆两侧的集电靴分别接触 ±375 VDC 供电轨。使用螺旋弹簧维持相对供电轨的触靴压力，在各集电靴和车辆电缆之间设置限流熔断器，以保护车上电缆和电气设备。

2． 3 接地轨集电器

接地轨集电器( 见图 3) ，安装在车辆底部的每个转向架导向结构的内侧端。集电靴在接地轨的顶部运行，靴衬导引和确保集电靴的中心在供电轨的顶部，接地集电靴的长度应能够轻松地跨接通过相邻的小间隙。接地集电靴能始终与接地轨接触。

3 供电轨安装技术要点

一般将供电轨用长度为 12． 2 m 的一系列轨道段进行安装。将轨道段与刚性拼接接头、伸缩接头或隔离器接头连接在一起。使用″ － 13 UNC 螺

栓、垫圈和螺母( 见图 4) ，以规律的间距将供电轨安装支架固定在导梁上方，间距通常为 1 829 mm。所有轨道导梁和道岔导梁的水平隔板将设置安装孔，沿纵向中线的间距为 152． 4 mm。导梁安装后，拧紧支架，插入供电轨和接地轨，在供电轨上插入防护罩，然后连接来自牵引供电系统的电力馈电，以此进行供电轨的安装( 见图 5) 。各子组件需要在安装开始前交付至现场。应从固定点起在现场开始进行所有安装，通常从伸缩机头端开始，应对固定点、拼接接头、伸缩接头、锁定点和所有其他安装细节绘制详细的布置图。

供电轨支架由绝缘材料制成，而安装在 2 个供电轨支架之间的接地轨支架由不锈钢制成。在工厂根据详细的布置图进行安装钻孔，应尽可能少地在梁上进行钻孔、切割等机械修改。通常，供电轨的尺寸为正切 12 m，对于半径小于 46 m 的弯曲部分，供电轨需要按照详细布置图进行预弯。安装应从固定端开始至伸缩接头，应考虑到*大环境温度差异，注意规定伸缩接头的位置。

在供电轨安装后立即连接牵引电力馈电电缆，在 2 个安装的供电轨上插入供电轨防护罩。供电轨防护罩由绝缘材料制成，使轨道上的所有人员更安全。接地轨不需要轨道护罩。竣工完成的供电轨系统截面如图 6 所示。

4 结语

INNOVIA APM 300 型全自动捷运系统具有无人驾驶、编组更灵活、转弯半径小、运行噪音低、车体自重轻、建设周期短等优势，已应用于各大繁忙机场和城市支线系统。供电轨系统作为其核心和关键技术，国内施工单位对其结构陌生，缺乏工程经验，因此有必要研究供电轨现场施工安装技术，为国内施工单位提供借鉴。