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摘要：本文从现有接触网的类型、不同接触方式的特点比较、接触网类型选择的主要因素和意见的方面来对浅谈城市轨道交通接触网类型进行分析。
关键词：城市；轨道；交通；接触网
一、现有接触网的类型
电气化铁路是由牵引变电所、接触网、电力机车三大元件组成的。接触网是其中的重要组成部分。接触网有架空式和接触轨式两种。架空式接触网可应用与铁路、城市轻轨、厂矿专用电车线路。接触轨式接触网只可用于地铁和城市内部轻轨。
（1）架空式接触网
架空式接触网根据其结构不同有两种：柔性接触网（简单、链形两种）和刚性接触网。
1、简单悬挂
简单悬挂是由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。简单悬挂建设投资低，施工和检修方便；导线的张力和驰度随温度变化较大，弹性不均匀，不利于机车高速运行时取流。
2、链形悬挂
链形悬挂是接触线通过吊弦悬挂到承力索上的悬挂形式。所谓的链形悬挂，主要指的就是吊弦，它比简单悬挂增加了吊弦和承力索。正因为有了吊弦，使得接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点。该方式减小了接触线的驰度，改善了弹性，提高了稳定性，可以满足机车高速运行取流的要求。不足之处是结构较复杂，投资大，施工、检修、调整工作量大。链形悬挂根据线索的锚定方式有未补偿简单链形悬挂、半补偿简单链形悬挂、半补偿弹性链形悬挂、全补偿简单链形悬挂、全补偿弹性链形悬挂五种形式。目前常用的是全补偿简单链形悬挂。刚性接触网，主要是应用于地铁的供电。与柔性接触网不同，不需要支柱和支持装置，汇流排通过绝缘子组件直接固定在隧道顶部，所以占用的空间高度比较低。
（2）接触轨式接触网
接触轨式接触网就是在两根牵引轨之外再敷设一根专门用于输送电能的轨道，这根轨道称为接触轨。从电动车组伸出的受流器与接触轨接触而取得电能。接触轨靠近道床，构造简单，稳定性较好，截面较大电阻小，能量损耗小，日常维护工作量极小、事故抢修方便；从绝缘距离角度看，不太适宜高电压输电。接触轨有三种，即上磨式、下磨式和侧面接触式。
1、上磨式
接触轨安装在绝缘子组件上，轨头朝上。取流时，接触靴自上压向接触轨。
2、下磨式
下磨式接触轨轨头朝下，紧固在绝缘子组件上，并有弓形肩架支持。
3、侧面接触式
侧面接触式就是接触轨轨头朝向侧面，即朝向牵引轨，受流器从侧面取得电能。
二、不同接触方式的特点比较
（1）安全性
无论架空式接触网还是三轨接触网，其安全性都是无容置疑的。从发生触电事故的情况看，两种方式都有且主要发生在车辆运用维修与电网维护人员。从地面交通的角度来看，在市区平交运行的有轨电车或轻轨车宜采用架空接触网；牵引网压等级较高时，为了安全和保证一定的绝缘距离，也宜采用架空网。而封闭运行的城市铁路或轻轨采用架空线或第三轨都完全能保证安全；在发生事故疏散乘客时架空式接触网将给人们更多的安全感。
（2）经济性
从技术发展历史来看，由于电工材料和输变电技术的进步，直流牵引输电电压呈增高趋势。1863年开通的伦敦地铁和1904年开通的纽约地铁分别采用了DC630V和DC625V直流供电，三轨授流方式；1935年开通的莫斯科地铁采用的是DC825V（相当DC750V），第三轨授电。1955年开通的罗马地铁首先采用了1500V直流架空线输电。1960年以后，日本的地铁与电气铁路一致，基本上都采用了DC1500V架空接触网的制式。从建设费用来看，1500V直流架空网输电比750V三轨授流经济。提高输电电压，可以相应地减少电能损耗，减少变电站的数量，降低电力设备费用。电压提高一倍，同样功率的电能输送距离可以提高近一倍。750V供电系统变电站间距较短，一般为1.5～2km，而1500V供电系统变电站间距可达3.5～4km。因此同一条线路采用1500V输电，如果电站配置得当，比750V可以少建近一半变电站，供电设施大约只相当750V三轨授流的70%左右。而且采用1500V制式后，同功率电动车辆由于电流的降低，电器设备也可以相应地减小体积与重量。电站直流开关等设备也如此。但是对于地铁，横断面相同的车辆，采用架空线的其隧道半径（或矩形隧道高度）要比采用三轨授电的大，施工土方量增加，土建费用增加约14%。从维修的角度来看，架空式接触网要定期进行检查维护，洞内维修作业需要专用的接触网检查车，维修周期短、费用高、备品备件需要量大。而接触轨维护简单。从北京地铁运营30年的实践来看，因为三轨与受电靴接触面大，第三轨的磨耗极小。据粗略地调查，运行30年，第三轨的上端面磨耗只有约4～5mm，基本上可以做到无维修或少维修化，因而也就相应减少了维修费用。此外，受流器结构简单，维修方便。受流器滑靴各国基本上都采用黑色金属，成本低。由于历史原因，北京地铁受流器滑靴是采用铜基材料，现正在试验铁质滑靴，推广后会进一步降低耗材成本。从输电效率讲，因为线路损耗是与电流平方成正比的，尽管可以设辅助馈电线来减少线路阻抗，但DC1500V输电显然比DC750V损耗小、效率高。1500V电压变化率较小，电能质量较好，且由于杂散电流要小一半，有利于减少对地下金属建筑物的腐蚀。
（3）城市环境的适应性
架空式接触网需要架设支柱，支持悬挂接触网要安装腕臂或横跨，横跨由金属桁架或横向承力索、上下定位绳组成。在城市中间密布支架和电线网，影响市容，有碍观瞻。当然通过巧妙的规划设计可以减少不利影响。而三轨授电，接触轨位置低，没有明显的高大部件（如立柱、横向承力索、金属桁架等），城市景观好，对电磁污染较易采取防护措施。这也是国内外某些城市轨道交通采用三轨受电方式的原因之一。从两大类接触网的应用比例来看，目前地铁采用三轨授电的城市仍比采用架空接触网的多。但是随着城市规模的扩大及技术的发展，采用1500V架空接触网的呈上升趋势，且已有DC3000V系统出现。
（4）传输功率与速度水平
较高的电压在同等条件下能够传输较大的功率。DC1500V比DC750V显然能够适应更大功率的电动车辆，也能达到更高的速度水平，在粘着允许的情况下加速度也能相应提高。对于单向最大断面客流量在每小时5万人次及以下，宜采用DC750V接触轨；每小时5万人次以上，则宜采用DC1500V架空接触网。在适应速度上，架空接触网简单链形悬挂可实现200km/h的高速运行，弹性简单悬挂适应速度达120km/h；刚性悬挂已实现了160km/h的试验速度。750V三轨授电一般只用于速度在100km/h以下的线路。
三、接触网类型选择的主要因素和意见
城市轨道交通的特点是：站间距离小，列车运行速度不高（一般为30～80km/h，目前我国设计的最高速度为120km/h），行车密度大，牵引电流大。隧道内环境较好，接触网事故极少。
不同电压等级的接触网各有其优缺点及适应范围。
DC750V架空接触轨供电制式的优点是安全可靠、维护简单、寿命长、对景观无影响。缺点是所间距离短、综合造价高、运行能耗费用高。城市中地下、地面及高架桥线路上均可采用。
DC1500V架空接触网的优点是安全可靠、所间距离大、综合造价低、运行能耗费用低（相对DC750V）。柔性悬挂有断线之虞；接触线磨耗快，换线周期短；在隧道内，张力补偿下锚要求高，在地面或高架桥上影响城市景观。地下部分采用刚性悬挂优点明显。样即可增加所间距，降低综合造价，又可减少运行耗能费用，维护更换方便。但应注意做好防止绝缘子污染和人身触电的防护工作。
下接触式的有机绝缘支撑寿命不够长，维护更换工作量大，费用高，不宜采用。
如果线路全在地下，建议选用DC1500V架空接触网，采用刚性悬挂，刚性悬挂占用空间小，不影响其他管线设施的维护，安全可靠，无断线之虞，换线方便、快捷。
刚性悬挂在地面和高架桥线路上使用，极不经济，应避免使用。在高架桥上架设柔性悬挂，受风负荷及雷电影响大，造价高，不美观，不如采用接触轨。在车辆段，接触轨对轨道和其他设施的维护工作影响较大，不如采用架空柔性接触网。
一般情况下，轻轨采用DC750V钢铝复合材料的接触轨类接触网，地下、地面、高架桥、车辆段结构形式一致。
地铁选用DC1500V架空接触网，地下采用刚性悬挂，地面车辆段采用架空柔性悬挂接触网，地下、地面衔接处设置刚柔过渡装置。
城际或城市外环等站间距离长的地面或高架桥上采用AC25000V架空接触网。
总结语
接触网类型的选择因素众多、关系重大，具体到各个城市、线路、自然条件等均有很大差别。要正确选定接触网的类型，必须经过详细的综合比较。
参考文献：
[1]李伟.接触网.北京：中国铁道出版社，
[2]郑瞳炽，张明锐.城市轨道交通牵引供电系统.北京：中国铁道出版社，
[3]郑瞳，张明锐.城市轨道交通牵引供电系统.北京：中国铁道出版社，
AC25000V架空接触网的特点是安全可靠、所间距离大、综合造价最低、运行能耗费用最低；对隧道净空要求太高；不能在城市中地下采用，只适合在城际或城市外环等站间距离长的地面或高架桥上采用。
如果线路既有地下部分又有地面和高架部分，或已有DC750V线路，笔者建议选择DC750V接触轨供电制式，采用上接触式钢铝复合轨，这