移動供電技術在起重機械、自動倉儲系統(tǒng)、自動化生產(chǎn)線、港口等行業(yè)領域有著廣泛應用［1］。出于安全考慮，采用接觸軌供電的軌道交通系統(tǒng)，其接觸軌一般不敷設在檢修區(qū)內(nèi)［2］。為保證軌旁維修人員的安全，提高列車檢修效率，降低接觸軌授流方式對工作人員帶來的電擊風險［3］，需要采用安

全而高效的方式輔助列車出入庫。隨著軌道交通技術的發(fā)展，國內(nèi)引進了移動供電技術，并在青島、昆明、武漢、深圳等地的城市軌道交通領域中得以應用，效果良好［4］。

移動供電技術在軌道交通車輛段維護車間的應用主要有 2 種方式: 電纜拖令系統(tǒng)( 簡稱“拖令系統(tǒng)”) 和滑接輸電裝置( 簡稱“滑觸線”) 。前者是利用滾輪滑車、軌道和柔性電纜實現(xiàn)移動供電; 后者是利用集電小車或集電器的電刷與滑接輸電導體滑動接 觸，向移動受電設備提供電能的饋電裝置［5］。目前，國內(nèi)在軌道交通領域?qū)@ 2 種技術的選擇研究較少，本文基于膠輪路軌自動旅客運輸( APM) 系統(tǒng)車輛的供電特點，對這 2 種移動供電方式的適用性進行研究。

1 APM 系統(tǒng)車輛的供電特點

APM 系統(tǒng)車輛供電采用側(cè)接觸式接觸軌供電方式，配電系統(tǒng)為 + 375 V 和 － 375 V 直流電壓組成的三軌系統(tǒng)配置，如圖 1 所示。因此，車間不具備供電

軌供電牽引的條件，需要設置移動供電系統(tǒng)。相應地，在車體外側(cè)地板面高度附近設置了車間電源插座。

與常規(guī)地鐵制式的接觸軌授流方式不同，APM列車編組形式靈活，存在單編組運行的可能，其供電模式的轉(zhuǎn)換要綜合考慮移動供電系統(tǒng)服務范圍、供電軌正負極方向、車輛集電靴間距、車間電源插座位置、供電電纜長度、絕緣過渡軌、列車安全制動距離的布置等因素，進行精細化設計。

2 移動供電方式性能比較

2． 1 拖令系統(tǒng)

拖令系統(tǒng)主要由滑車、軌道、拖令電纜、供電電纜和插頭等組成。拖令電纜懸垂在滑車上，滑車通過滾輪在軌道上行走，將動力電源經(jīng)匯流箱傳給供電電纜和專用插頭，*終傳輸給車輛，為車輛提供牽引和靜調(diào)用電，如圖 2 所示。

2． 2 滑觸線

滑觸線主要由集電小車、滑接輸電導線及附屬結構單元等組成。集電小車上帶有集電器，通過與導電軌滑接進行取電，將動力電源經(jīng)供電電纜及專用插頭輸送到列車上，如圖 3 所示。

2． 3 拖令系統(tǒng)和滑觸線的性能對比

拖令系統(tǒng)和滑觸線這2種移動供電型式針對APM 系統(tǒng)的適用性有一定的區(qū)別，二者在使用環(huán)境、導電方式、操作和維護等方面的綜合性能對比如表 1 所示。

3 拖令系統(tǒng)和滑觸線的應用案例分析

3． 1 拖令系統(tǒng)的應用案例分析

上海軌道交通浦江線采用固定的 4 節(jié)編組，列車總長約 51 m，線路的重修庫布置如圖 4 所示。車間移動供電布置在重修線的兩側(cè)，安裝高度 5 m 左

右，為列車出入庫提供牽引動力。庫內(nèi)線路長約 63m，股道兩邊設有墻柱。

深圳寶安機場 APM 線采用了靈活的車輛編組，其土建規(guī)模按 4 節(jié)編組預留。檢修庫長 65 m，布置如圖 5 所示。庫內(nèi)根據(jù)工藝需求采用移動供電，安裝高度 5 m 左右，為列車出入庫提供動力支持。股道兩邊設有墻柱，股道中間設有拖令系統(tǒng)安裝所需的鋼立柱。

浦江線和寶安機場 APM 線的車輛段檢修線長度均不超過 100 m，移動供電系統(tǒng)服務范圍較小，拖令系統(tǒng)相比滑觸線安裝方便、成本較小、操作簡單，因此選用了拖令系統(tǒng)。

3． 2 滑觸線的應用案例分析

香港國際機場 APM 系統(tǒng)的 TＲC 線( 第三跑道擴建線) 采用固定的 6 節(jié)編組形式，列車總長 76． 5m，車輛段內(nèi)設有 4 條檢修線，布置如圖 6 所示。車

間的移動供電系統(tǒng)安裝在車輛段內(nèi)的吊柱和橫支撐上，安裝高度約 3． 8 m。檢修線*短 122 m，*長204 m，存在彎弧區(qū)段。

拖令系統(tǒng)因自身的結構特點約束，TＲC 線庫內(nèi)檢修線的長度超過 100 m，會帶來過多的電纜滑車組合，以及不同組合下的行駛阻力; 而滑觸線只有一個集電小車與導電軌滑接，其行駛阻力相比拖令系統(tǒng)較小。同時，TＲC 線車輛段內(nèi)移動電源的安裝高度 3． 8 m，低于表 1 中建議的 5 m，不適合用拖令系統(tǒng)。因此，TＲC 線選用了滑觸線作為其移動電源系統(tǒng)，可供其他類似工程參考借鑒。

3． 3 拖令系統(tǒng)和滑觸線的方案對比

針對長度為 100 m 以上的車輛段檢修庫，本文從工藝操 作 上 對 這 2 種移動供電型式進行對比研究。

3． 3． 1 拖令系統(tǒng)

按通常的設計，拖令系統(tǒng)的行駛阻力主要來自于電纜滑車滾輪與走行軌鋼結構間的摩擦阻力。以 100 m 為例，為保證懸垂深度和離地高度能滿足相關設計規(guī)范，電纜滑車須配備 30 個左右。

F1 = ( m1 + m2 ) gμ1 ( 1)

式中:

F1———摩擦阻力;

m1———滑車總質(zhì)量;

m2———電纜總質(zhì)量;

g———重力加速度;

μ1———摩擦系數(shù)。

按滑車質(zhì)量為 6 kg /個，電纜質(zhì)量為 2 kg /m，懸垂深度 2 m 進行計算; 滑車滾輪采用鋼輪，不考慮匯流箱等部件的質(zhì)量，懸垂深度取 2 m，μ1 取 0． 15，可計算出理論的摩擦阻力 F1 約為 630 N 左右。

3． 3． 2 滑觸線

按常規(guī)設計，滑觸線的行駛阻力主要來自于集電小車走形輪與走形軌鋼結構間的摩擦阻力。

F2 = mgμ2 ( 2)

式中:

F2———摩擦阻力;

m———集電小車質(zhì)量;

g———重力加速度;

μ2———摩擦系數(shù)。

集電小車質(zhì)量按 50 kg 計算; 滾輪采用合成樹脂材質(zhì)，μ2 取 0． 6 ～ 0． 8，則理論摩擦阻力 F2 約為300 ～ 400 N。

以上計算基于檢修線 100 m 的軌道長度，拖令系統(tǒng)小車采用摩擦系數(shù)小的鋼輪，滑觸線小車采用摩擦系數(shù)較大的合成樹脂膠輪進行對比的。結果表明，拖令系統(tǒng)的行駛阻力遠大于滑觸線的行駛阻力。若軌道長度加大，如香港機場 TＲC 線車輛段的*長股道長達 204 m，拖令系統(tǒng)的阻力將隨之增加到近 1 300 N，遠大于滑觸線的行駛阻力，這無疑給維修人員的操作帶來極大的困難。

4 移動電源系統(tǒng)相關問題探討

針對不同的使用環(huán)境，可基于移動電源系統(tǒng)的使用環(huán)境、空間需求、行駛阻力和成本等因素選用合適的型式。在項目執(zhí)行過程中，可結合具體工程條件，如列車編組形式、設備安裝空間、供電過渡段布置、潮濕有塵的環(huán)境等，從安裝位置、軌道設置、電纜長度和插頭保護等方面進行精細化設計。

4． 1 安裝位置

上海軌道交通浦江線 APM 車輛采用固定編組形式，車輛插座采用車輛兩側(cè)間隔布置，第 1、第 3節(jié)車廂的車輛插座布置在一位側(cè)，第 2、第 4 節(jié)車廂插座布置在二位側(cè)，兩側(cè)均可接插頭。所以拖令系統(tǒng)布置時，可以根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇有墻柱的一側(cè)安裝拖令系統(tǒng)軌道。

深圳寶安機場 APM 線的車輛采用靈活編組，車間電源插座均布在同一側(cè)，所以拖令系統(tǒng)的安裝要考慮車輛插座的位置。因此，不能借鑒上海軌道交通浦江線拖令系統(tǒng)的布置方案，須在股道中間加裝拖令系統(tǒng)鋼立柱支撐，如圖 7 所示，以確保拖令系統(tǒng)安裝在 APM 列車插座一側(cè)，從而避免了拖令系統(tǒng)“異”側(cè)布置時供電電纜的“跨接”。

4． 2 移動供電系統(tǒng)軌道設置

拖令系統(tǒng)和滑觸線作為車輛段人工作業(yè)區(qū)內(nèi)的移動供電系統(tǒng)，其設備的安裝應盡可能遠離人員的可觸碰范圍，以確保人員作業(yè)安全。因而，安裝高度建議在 5 m 左右。

同時，考慮列車移動時滑車或集電小車的受力方向，軌道應盡可能地靠近列車軌道中心線，與列車之間保持較小的間隔。如果移動供電系統(tǒng)所服務的軌道兩旁設置有移動式架車機，則應考慮車輛在出入庫過程中供電電纜與架車機是否存在干涉的可能。

4． 3 供電電纜長度設置

作為牽引 APM 列車用的移動供電系統(tǒng)，其供電電纜一般較粗，過長的電纜不僅會造成拖地磨損，過重的電纜也會對人員操作造成一定的影響。因此，供電電纜的長度設計應充分考慮移動供電系統(tǒng)軌道的布置高度，以及與軌道中心的橫向間隔。

另外，針對 APM 系統(tǒng)可單節(jié)編組運營的特殊情況，還應考慮過渡軌位置、車輛集電靴間距以及人工駕駛狀態(tài)下制動安全距離等因素，以綜合確定其供電

電纜的長度。

4． 4 移動供電系統(tǒng)的供電電纜插頭

接車插頭選型應與列車車間電源插座型號相匹配。插頭與供電電纜間的連接可根據(jù)具體情況選擇在工廠內(nèi)壓接或現(xiàn)場壓接。此外，對于潮濕多塵的使用環(huán)境，插頭應有防塵防水功能，建議可在移動系統(tǒng)附近設置虛擬插座，以保護插頭。