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【摘 要】现阶段，我国地铁均是通过架空接触网或接触轨（第三轨）向地铁车辆供电，电流通过钢轨回流的方式流回牵引变电所，为了避免杂散电流的不利影响，可采用专用的回流轨将列车电流回流至变电所，从而彻底解决杂散电流问题。

【关键词】城轨车辆 专用轨回流

1概述

我国轨道交通车辆部分采用架空接触网或接触轨（第三轨）向地铁车辆供电，电流通过钢轨回流的方式流回牵引变电所。由于钢轨不能完全绝缘于道床，因此列车回流电流将经钢轨向道床及其他建筑结构泄漏并产生杂散电流。杂散电流对钢轨、整体道床结构钢筋、土建结构钢筋以及地铁沿线的金属设备都将产生电腐蚀，并且直接影响到地铁土建结构及沿线其他管线的安全和使用寿命。

为了避免杂散电流的不利影响，采用专用的回流轨将列车电流回流至变电所，可彻底解决杂散电流问题。

2专用轨回流系统设计

2.1车辆

采用架空接触网授流与专用回流轨回流相结合的DC1500V直流供电方式。架空接触网系统采用刚性/柔性接触网+架空地线；专用回流轨采用单独设置的全线电气连通的钢铝复合轨，回流轨绝缘安装。

车辆设置贯穿全列车的回流母线，可确保能安全通过正线上的断轨区（包括停车后的启动）特别是长回流轨的断轨区，回流靴的配置需满足列车的良好回流及安全通过专用轨断轨区的要求。列车回流靴的布置与线路专用回流轨布置、列车回流母线的通流能力相适应。

2.2专用回流轨

2.2.1受流方式

专用回流轨受流方式可采用上部接触受流、下部接触受流及侧面接触受流三种受流方式。

回流轨的受流面向上，车辆集电靴通过下压力受流即称之为上部接触受流；回流轨的受流面向下，车辆集电靴通过上抬力受流称之为下部接触受流；侧面接触受流是指车辆集电靴通过侧向压力受流。参考第三轨供电方式，目前上部接触受流方式和下部接触受流方式应用较多，技术相对成熟，车辆构造通用性较强，而侧面受流目前国外“传统四轨”系统有应用。

（1）回流轨上部受流方案

回流轨上部受流方式由钢铝复合接触轨、整体绝缘支架、安装固定底座等构成。

回流轨上部受流方式安装的钢铝复合接触轨采用绝缘支架支撑，为保证集电靴与接触轨面的稳定平滑受流，要求其跨距一般为4.2 米，特殊位置最大不超过4.7m。上部受流方式优点：接触轨结构简单、安装方便、设备费用和维修更新费用低。缺点：隧道内潮湿易引发短路故障；接触轨的高度不易改变，从而使安装的许多零件需要设计不同的高度，以满足在安装过程中的实际需要。

（2）回流轨下部受流方案

回流轨下部受流方案与牵引轨下部受流方案基本一致，由钢铝复合接触轨、整体绝缘支架、安装固定底座等构成。

下部受流方式优点：接触轨的安装高度可适当的调整不用生产那么多不同高度的零件，节约原材料；受气候影响较小，可更好的为接触轨遮风挡雨。缺点：安装空间较大，结构较复杂、安装繁琐、后期维护不太方便。

（3）回流轨侧面受流方式

接触轨由牵引轨和回流轨组成，牵引轨和回流轨一起布置在防护罩内，由车辆的受流靴从牵引轨上获取电能再通过回流轨形成一个完整回路。

侧面受流方式的优点：对线路限界要求较小；受流面不易附着灰尘铁屑。缺点：加装防护罩较困难，安全性稍差。

（4）专用回流轨受流方式分析

回流轨平时不带电，只有在车辆运行时有电位，因此可不设置防护罩。

在钢铝回流轨受流面与钢轨距离相同以及无防护罩要求的前提下，下部受流方式需要将回流轨支撑起来，安装空间较大；上部受流方式能够降低安装空间要求且对限界影响较小。

2.2.2回流轨电连接设置

为了防止存在电压差，在以下部位设置电连接：

（1）正线所有专用回流轨断口之间须设电连接；

（2）辅助线与正线之间的衔接处通过电缆连接；

（3）停车线，折返线等位置，上下行专用回流轨应进行电缆连接，防止上下行专用回流轨存在电压差。

2.3供电系统

以走行轨为回流系统的供电系统，受钢轨电位和电压降因素影响，牵引变电所布点间距在2.8～3km 之间。采用专用轨回流系统后，无需再考虑轨电位因素，牵引变电所布点只考虑电压降即可，根据计算，牵引变电所间距可在3.4～4km之间，因此不仅能减少牵引变电所布点，还可减少相关土建面积，节省投资。

（1）专用轨回流直流牵引供电系统设置单向导通装置

采用专用轨回流供电系统方案后，牵引网正、负极与地及车辆壳体绝缘，钢轨与车站内综合接地网连接，在牵引变电所设置单向导通装置作为短路时的短路通路。

（2）专用轨回流直流牵引供电系统检修维护方案

当正线区间需要检修时，可利用接地柜将回流轨与大地接通，保证检修时回流轨与大地等电位。当发生列车紧急故障停运区间时，为保证乘客疏散安全，将每座变电所内回流轨接地装置闭合，保证乘客疏散安全。

（3）取消杂散电流监测系统

传统的直流牵引供电系统，为了监测杂散电流的大小以及对结构钢筋的腐蚀程度，在全线设置一套监测系统。专用轨回流供电系统完全根除了杂散电流，可以不再设置杂散电流监测系统。

3结束语

采用专用轨回流系统可以从源头杜绝杂散电流的产生，不仅能够解决轨道交通内部结构钢筋及对周边金属管线的腐蚀，还能降低工程施工难度，更重要的是在后期运行过程中无需对杂散电流泄漏进行监测，不用对钢轨绝缘进行维护。具有非常良好的社会效益，还大大降低了施工、运营的难度，是目前解决国内轨道交通杂散电流问题最有效方案。

参考文献：

[1]范溢峻、黄慧建 城市轨道交通专用轨回流安全优化方案研究.城市交通装备与技术2024【9】.

[2]贾国兴 城市轨道交通专用轨回流系统保护设计分析.智能建筑电气技术2024【04】

[3]黄辉. 城市轨道交通专用柜回流系统直流接地保护方案.2022.【12】.