TCAMET13002-2023城市轨道交通专用轨回流供电系统设计规范

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T/CAMET13002-2023

城市轨道交通

专用轨回流供电系统

设计规范

Urbanrailtransit一Dedicatedcurrentreturnrailpower

supplysystem-Designspecification

2023-08-15发布2023-11-01实施

中国城市轨道交通协会发布

T/CAMET13002一2023

目次

前言………………………N

1范围－

2规范性引用文件·

3术语和定义…………........………….2

4系统组成………………2

5技术原则及要求……………….........……………….3

5.1一般要求…………3

5.2牵引变电所……………········……………·……........……….4

5.3架空接触网………5

5.4专用轨及其附件…………………7

6关联系统设计…………9

6.1车辆系统………........…………·········……….9

6.2轨道系统…………10

7系统匹配设计…………m

7.1限界………………10

7.2轨旁设备及管线布置……··

7.3防雷接地……………·

7.4站台门安装及接地…........…….12

8试验要求………………12

参考文献…........……….13

E

TICA岛1ET13002-2023

城市轨道交通专用轨回流供电系统

设计规范

1范围

本文件规定了城市轨道交通专用轨回流供电系统的系统组成、技术

原则及要求、关联系统设计、系统匹配设计和试验要求。

本文件适用于直流架空接触网授流、钢轮钢轨的城市轨道交通专用

轨回流供电系统的设计。

2规范性引用文件\~•

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的

条款。其中，往日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不

注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T1402-2010轨道交通牵引供电系统电压

GB50009建筑结构荷载规范

GB50057建筑物防雷设计规范

GB/T50062电力装置的继电保护和自动装置设计规范

GB50157地铁设计规班

GB50217电力工程电缆设计标准

GB/T51310-2018地下铁道工程施工标准

CJJ/T96地铁限界标准

CJJ/T1982013城市轨道交通接触轨供电系统技术规范

CJJ/T298•2019地铁快线设计标准

TB10623-2014城际铁路设计规范

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3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

专用轨dedicatedcurrentreturnrail

牵引供电系统中，在车辆侧面平行于走行轨安装，且配有绝缘体进行

电气隔离的刚性金属导电轨。

3.2

专用轨回流供电系统dedicatedcurrentreturnrailpowersupply

system

采用专用轨进行回流的牵引供电系统。

3圃3

牵引罔tractionpowernetwork

牵引供电系统中为车辆运行提供所需电力的系统。

注：牵引网由接触网和回流网组成，与走行轨回流模式相比，回流方式采用专用

轨及其附件。

3.4

回流器returncurrentdevice

安装在车辆转向架两侧的限界内，通过回流滑板与专用轨接触构成

回流通路的装置。

3.5

专用轨接地装置earthingdeviceforthededicatedreturncurrent

rail

控制专用轨与接地网电气导通的装置。

4系统组成

专用轨回流供电系统由牵引变电所、架空接触网、专用轨且其附件等

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组成，其示意见图1。牵引变电所提供牵引电流，车辆从架空接触网取

电，通过专用轨回流至牵引变电所。

注1：与传统走行轨回流供电系统相比，专用轨回流供电系统将回流通路从走行

轨__t分离出来，单独绝缘安装。

注2：采用专用轨回流供电系统后，继电保护在原方案基础上进行增加完善，主

要变化是在走行轨与专用轨（即地一负极）之间增加单向导通功能，并在单

向导通装置回路设置泄漏电流监测元件。设置专用轨接地开关，实现紧急

情况下乘客疏散安全。

注3：车辆系统需增加部分功能以适应专用轨回流供电系统。

牵引电流

专用轨

走行轨

注1：负一地单向导通装置是对电流起到正向导通、反向截止的装置。

注2:Id为车辆回流母线绝缘监测装置。

图1专用轨回流供电系统组成示意图

5技术原则及要求

5.1一般要求

5.1.1牵引供电系统的电压应符合GB/T1402-2010中4.1的规定。

5.1.2牵引网应采用架空接触网授流、专用轨回流方式，并应绝缘

安装。

5.1.3正常运行时，正统牵引网应采用双边供电方式；当中间一座牵引

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变电所退出时，应由相邻牵引变电所大双边供电。

5.1.4牵引变电所布点应结合线路、站点、牵引网电压阵、高峰小时行

车对数、车辆牵引特性及经济投资等因素合理设置。

5.1.5牵引变电所应采用变电所自动化系统，应安装视频系统、门禁系

统，并将信息送至控制中心，对牵引变电所内状况进行监视。

5.1.6车辆基地应设牵引变电所。

5.1.7接地系统应符合GB50057中人身及设备安全的相关规定。

5.1.8继电保护应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。

5.1.9专用轨回流供电系统应根据车辆、线路、运营间隔情况，从经济

技术、环保节能方面综合考虑车辆再生电能吸收方案。

5圄1.10可不设置杂散电流监测系统和钢轨电佳限制装置，不应设壁排

流装置。

5.1.11土建结构钢筋可不考虑因杂散电流防护所需要的焊接。

5.2牵引变电所

5.2.1牵引变电所设备应安全可靠、寿命长，免维护或少维护，并应环

保节能，自动装置应能在保护切除短路故障后尽快恢复供电，满足专用轨

回流供电系统安全、可靠、灵活的运行要求。

5.2.2继电保护应符合GB/T50062和GB50157中的相关规定。

5.2.3牵引变电所内直流设备应采用绝缘安装，并设置框架泄漏保护

元件。

5.2.4牵引变电所整流机组负荷特性应符合GB50157中的相关规定。

5.2.5牵引变电所两套牵引整流机组应接在同一段中压母线上，直流

牵引母线宜采用单母线接线。

5.2.6牵引变电所和降压变电所设备的控制、保护、测量和监视应采用

综合白动化系统方式。

5.2.7综合自动化系统的设备宜采用微机型设备。

5.2.8综合自动化系统应至少具备F列功能：

a)保护、控制、信号、测量；

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b)电源自动转换；

c)必要的安全联锁；

d)程序操作；

e)装置故障自检；

f)开放的通信协议及接口。

5.2.9专用轨与牵引变电所负极母线通过电缆连接实现电流回流，宜

设置四流箱实现不同截面电缆的转接。

5.2.10正线牵引变电所宜设置安全用专用轨接地装置，实现专用轨可

靠接地。

5.2.11专用轨接地装置应采用电缆一端接专用轨或负极母线，另一端

接变电所接地母排。

5.2.12专用轨接地装置应能实现就地控制和远程控制。

5.2.13牵引变电所内接地母排与负极之间，应具备地对负极导通、负

极对地截止的功能，满足直流正极对地短路时电气通路的要求，同时应具

有实时监测牵引网负极对地、地温血流状况的功能。

5.2.14车辆基地内咽喉区部分宜设置单独的回流点，并设置隔离开

关，可实现专用轨与牵引变电所的电气分离。

5.2.15电缆的选用及敷设应符合GB50217的规定。

5.2.16上网和回流电缆应按负荷容量和电压等级进行选择，并考虑环

境温度和敷设方式的影响。

5.2.17电缆与钢轨连接应可靠连接，宜采用焊接方式。电缆与专用轨

连接可采用栓接方式。当电缆截面较粗时，可采用电缆转接箱转撞。

5.2.18连接专用轨和牵引变电所间的回流电缆应可靠连接，并满足回

流功能需求。

5.3架空接触网

5.3.1架空接触网截面组成应符合近期、远期发展的要求。

5.3.2架空接触网的馈电形式按照安装位置和接触导线的不同可分为

柔性架空接触网和刚性架空接触网。

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5.3.3架空接触网带电部分与混凝土结构体、轨旁设备、车体之间的最

小净距应符合GB50157中的相关规定。

5.3.4架空接触网的电分段应设在下列位置：

a)对车站牵引变电所，设在列车进站端；

的对区间牵引变电所，设在变电所直流电缆出口处；

c)配线与正线的衔接处；

d)车辆墓地各电化库入口处；

e)不同线路联络线位置根据工程需要确定。

5.3.5牵引变电所直流快速断路器至接触网间的上网隔离开关应采用

电动隔离开关，其中车辆基地内上网电动隔离开关应具备同时分断、同时

闭合正负极的功能。

5.3.6当终端车站后面的折返线有停草检修作业时，其相应部分的接

触网及专用轨宜单独分段，对应隔离开关w为具备同时分断及闭合正负

极功能的手动隔离开关。

5.3.7折返线接触网布置应符合GB50157中的相关规定。

5.3.8车辆基封~中的接触网陆符合GB50157中的相关规定。

5.3.9停车列检库、静调库、试车线的接触网宜由牵引变电所直接馈电。

每条库线的接触网宜设置带接地刀闸的手动隔离开关。静调电源柜控制

开关宜设置于动隔离开关，相应静调电源柜本体应具有接人回流电缆实现

回流的功能，其中，隔离开关应具备同时分断及闭合正负极的功能。

5.3.10当采用不同回流模式的车辆有跨线运行时，在联络线位置应设

置回流模式转换段，实现车辆不同线路回流模式的转换。转换段的长度

及位置应依据车辆类型、回流器数量及布置位置、联络线信号机位置等具

体确定。

5.3.11高架段与地下段衔接处（有分段运营需求），牵引网正负极宜设

置电分段，相应配套设置隔离开关，隔离开关应具备同时分断及闭合正负

极的功能。

5.3.12架空接触网设计的气象条件的确定应符合GB50157中的相关

规定。

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5.3.13柔性架空接触网设计的强度安全系数应符合GB50157中的相

关规定。

5.3.14柔性架空接触网的悬挂应符合GB50157中的相关规定。

5.3.15对于刚性架空接触网，宜采用“H”形铝合金汇流排。

5.3.16柔性架空接触网的支柱跨距和刚性架空接触网的悬挂点间距

应符合GB50157中的相关规定。

5.3.17接触线距轨面的高度应符合GB50157中的相关规定。

5.3.18柔性接触线高度变化时，其最大坡度及变化率应符合CJJ/T

298-2019中表9.3.2一2的规定。

5.3.19架空接触线的布置应符合GB50157中的相关规定。

5.3.20架空接触网的锚段长度应符合GB50157中关于柔性架空接触

网和刚性架空接触网锚段长度的规定。

5.3.21柔性悬挂系统的最大跨距应根据线路情况、接触线工作张力和

最大允许风偏值综合确定，刚性悬挂系统跨距一般宜为6m～10m。

5.3.22柔性接触网和刚性悬挂的相邻跨距比应符合TB10623-2014

中12.5.6的规定。

5.3.23在柔性架空接触网与刚性架空接触网的衔接处，应设置刚柔过

渡设施。刚柔过渡不宜设置在曲线区段和变坡点位置；刚柔过渡宜采用

切槽式刚柔过渡元件。

5.3.24固定支持架空接触网的非带电金属体和接触网架空地线的安

装应符合GB50157中的相关规定。

5.3.25对易受损伤的支柱，应采取防护措施。

5.3.26接触网安装形式应符合GB50157中的相关规定。

5.3.27接触网结构设计应按照GB50009进行荷载分析，并应符合系

统设计寿命要求。

5.4专用轨及其附件

5.4.1电气设计

5.4.1.1专用轨绝缘支撑结构的绝缘电阻宜和正极一致。

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5.4.1.2正线专用轨宜设置电气分段，其位置宜与接触网电气分段保

持一致，电气分段可采用断口分段方式、绝缘器件式分段方式或短三轨分

段方式。

注：短三轨即在较大的断口中间设置一段短轨，避免大断口造成失电的情况。

5.4.1.3车辆基地内专用轨回流分区宜与接触网电化分区保持一致。

5.4.1.4车辆基地出入线位置，专用轨电气分段的断口位置宜与接触

网分段绝缘器位置一致。

5.4.1.5联络线回流模式转换段，专用轨设置位置应根据转换段线路

条件、停车转换需求、信号机位置等确定。

5.4.1.6专用轨支持结构可采用绝缘子或整体绝缘支架。

5.4.2安装设计

5.4.2.1正线专用轨机械分段应设置在平交道口、道岔、人防门、防淹

门以及其他需要设置断口处。

5.4.2.2正线专用轨机械分段的断口位置、疲线、存车线及折返线位置

应保证电气连通。

5.4.2.3车辆基地中的专用轨应有来自牵引变电所的主要回流通路和

正线的备用回流通路。

5.4.2.4整体道床区段，专用轨支持结构可固定在道床、轨枕预制孔或

预制基础上。碎石道床区段，专用轨支持结构应固定在轨枕预制孔上。

5.4.2.5预制道床、碎石道床区段，应根据设计要求预留专用轨安装所

需的预制孔。

5.4.2.6道床、轨枕应满足专用轨安装荷载及安装位置要求。

5.4.2.7道床或轨枕上的预制孔应垂直9其深度、孔径及位置应与专用

轨支持结构固定螺栓的尺寸匹配。

5.4.2.8道岔区和回流电缆接线处应根据专用轨电缆连接要求，预留

电缆下穿走行轨的敷设路径。

5.4.2.9专用轨宜设置防护罩。

5.4.3其他

5.4.3.1专用轨及其附件的要求见CJ/T414，其安全系数见CJJ/T198

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中对接触轨及其附件的安全系数，设计气象条件见CJJ/T198中对接触

轨及其附件的规定。

5.4.3.2专用轨宜采用低电阻率的钢铝复合材料，导体载流量应与接

触网相匹配，同一线路上专用轨材质应保证一致。

5.4.3.3专用轨平面布置的支撑间距、安装误差、锚段长度、中间接头、

端部弯头、膨胀接头、防护罩等应符合CJJ/T198中对接触轨的规定。

5嗣4.3.4专用轨零部件应耐腐蚀、耐疲劳、强度高，紧固件应采取有效

的防松措施并符合CJJ/T198中对接触轨的规定。

6关联系统设计

6.1车辆累统

6.1.1车辆两侧均应设置回流器，回流器数量应根据线路条件、道岔条

件设置。飞

6.1.2回流器布置与专用轨布E血币五匹配。回流器与专用轨的有效

接触数量应能满足正线高速运行、连续道岔处运行等不同线路条件的回

流需求。

6.1.3回流器在动态情况下应与专用轨匹配，回流器与专用轨不应出

现脱离、撞击、挂靴等情况。

6.1.4回流器滑板与专用轨的接触压力范围为120N~180N。

6.1.5列车运行（牵引及制动）和静止时，接触网、受电弓、主辅变流器、

模式转换开关、回流器、线缆、连接器等的载流量均应满足受流及回流要

求；应考虑两台回流器独立短时承受整列车载流量的能力。

注：模式转换开关是指在车辆上设置的用于切换专用轨回流模式和走行轨回流

模式的开关。

6.1.6列车应设置贯穿车辆的负极回流母线，数量和容量应能保证其

安全可靠性。

注：负极间流母线是指在车辆上设置的用于负极回流的贯通母线。

6.1.7回流器绝缘等级应与牵引网正极绝缘等级一致。

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6.1.8回流器与列车主电路负极母线之间可不设置熔断器。

6.1.9列车通过回流器与专用轨连通实现工作回流，应考虑负极母线

与专用轨断开的安全影响，并采取保护措施。

6.1.10列车通过轮对与走行轨接触实现接地。

6.1.11当列车需在走行轨回流与专用轨回流线路间转线运行时，应设

置于动或自动转换装置。

6.1.12列车应能实时监测回流装置的状态，当列车各转换开关的状态

不一致时，应禁止列车升弓；当列车在运行过程中监测到各转换开关状态

不一致时，列车应有保护措施。

6.1.13车辆应在主电路与车体间设置绝缘检测装置，具有检测、识别

本列车负极回路绝缘状态和报警功能。

6.2轨道系统

6.2.1走行轨道床结掏或轨枕应满足专用轨的安装固定要求，走行轨

可不采用绝缘安装。

6.2.2全线走行轨应电气贯通并可靠连接至车站强电撞地母排。

6.2.3走行轨断轨处应用电缆电气连通，实现走行轨电流通路贯通。

6.2.4回流模式不同的线路联络线位置，走行轨应设置绝缘结，保证不

同线路的回流路径独立，互不干扰。绝缘结位置应结合回流模式转换段

位置确定。

6.2.5轨道道床内不设置杂散电流排流网。

7系统匹配设计

7.1限界

7.1.1限界应满足区间管线、接触网、疏散平台、区间设备及专用轨安

装要求。

7.1.2车辆限界应满足CJJ/T96中受电弓和受流器的限界要求。

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TICA民'IET13002一2023

7.1.3建筑限界应符合GB50157中的相关规定。

7.1.4道岔区应根据计算适当加宽建筑限界。

7.1.5设置接触网支柱、防护栏或声屏障支柱时，与设备限界之间应保

持不小于50mm的安全间蹄。

7.2轨旁设备及管线布置

7.2.1轨旁设备及管线布置应综合布置，互不干扰。相关专业的设备

应考虑设备和管线制造、安装误差，以确保行车安全。

7.2.2环网电缆在区间内可根据限界条件选择合适位置布置，在车站

范围内宜在站台板下内侧敷设。

7.2.3专用轨在车站范围内安装位置应尽量保持和前后区间连续，减

少换边及连接电缆过轨。

7.2.4地下区间人防门、防淹门等位置，专用轨连接电缆、环网电缆及

专用轨回流供电系统相关电缆应穿非磁性保护管敷设。保护管的位置应

尽量与区间电缆敷设位置高度一致。

7.2.5其他相关轨旁设备布置及管线布置要求应符合GB50157