电气化铁路论文:电气化论文：当代电气化铁路自动化刍议

本文作者：倪彬彬工作单位：中铁七局集团电务工程有限公司

通信系统。通信系统是自动化数据的传输通道，是自动化系统的重要组成部分。在调度自动化技术和产品日益成熟的今天，通信系统的性能优劣、与否成为铁路电力调度自动化系统建设能否成功的关键。

供电调度自动化中的软件系统

（1）系统软件。这里主要指的自动化系统的操作系统，而就目前国内铁路系统中最为常用的操作系统主要就是微软系统专门为企业用户以及部门用户所设计的WindowsNT以及Unix等，由于Windows系统具有较好的运行性能以及系统稳定性，可以很好的胜任严格、繁重以及复杂的企业人物，并且可以适用于这种操作系统中的软件也非常丰富，在操作上比较方便，因此目前在铁路自动化系统中得到了较为广泛的使用。（2）应用软件。一是SCADA支撑软件。对于支撑软件而言，包括前置机通信、报表程序、图形管理系统以及实时数据库等几部分组成，主要是负责应用功能软件和操作系统之间的连接，依靠这种软件不仅可以大大降低操作系统在操作上的负责性，同时也可以实现对操作系统服务功能上的扩充和丰富，同时也为应用功能软件提供更为有效和灵活的数据存储、交换、操作以及处理等内容上的综合服务机制。在具体的结构组成中，首先是前置机通信。前置机主要负责给系统提供各种内容上的通信规约库，实现对常用远动通信规约上的支持，包括IEC870.5-101/102/104、1801、CDT等等，同时可以比较灵活的依照用户的要求对规约进行修改或增加，不需要退出程序而可以在线增加；在报表程序上，包括报表制作、打印软件、报表显示以及相关的管理软件，可以制作各种不同时期和阶段的报表以及事故追忆报表，并可以进行各类复杂的计算和数据统计。此外在报表程序可以实现对各种文字、曲线以及图形上的嵌入，对统计数据进行形象的显示，其产生的数据结果和html文件或者是Excel文件可以实现兼容，便于其他软件的利用。

通信系统

铁路电力调度自动化系统可以基于E1接口构建专用通信网络。具体思路是，调度中心、车站均作为通信节点，每个通信节点向通信专业申请两个E1接口，经接入设备引入，组成2M环型通道。该通信方案全部采用数字接口，具有中间转换环节少、稳定性好、性高、抗干扰能力强等优点；每个站端设备都有两个数据传输方向，当一个方向的通道故障时可以自动切换至另一个方向，在SDH自愈光纤网络的基础上，进一步组成基于E1的环型冗余通道，大大了通信系统的性。

电气化铁路论文:电气化铁路10kV贯通线系统绝缘遭雷击损坏的研究和预防

摘 要:文章介绍了电气化铁路10kV贯通线系统遭受雷击的表现形式,分析了10kV贯通线系统遭受雷击的原因,提出了防止10kV贯通线雷击损坏的研究与预防。

关键词:10kV贯通线系统;雷击损坏;研究与预防

内蒙古境内高原起伏、地势起伏不平,雷电活动强烈,电气化铁路处于高、强雷区,10kV贯通线系统经常遭受雷电袭击,造成配电所跳闸停电、击毁10kV贯通线支柱等供电故障,严重影响铁路行车安全,因此加强10kV贯通线系统绝缘遭雷击损坏的研究和预防具有重要意义。

一、10kV贯通线系统遭受雷击的现象

电气化铁路10kV贯通线是户外供电装置,经常遭受风、雨、雷击等恶劣气候条件的影响,一旦受到雷电侵入,将对10kV贯通线造成严重的危害性,具体现象为:①雷电击穿10kV贯通线高压绝缘子,使10kV贯通线故障停电。②引起10kV配电所跳闸,中断供电使铁路运输无信号而瘫痪。③在隧道中,由于10kV贯通线用电缆敷设,一旦遭雷击查找故障特别困难,因而造成停电时间较长,致使铁路运输很难及时恢复。

二、雷击10kV贯通线的特点

雷击10kV贯通线包括直接雷击和感应雷击等。

直接雷击是指雷电直接作用于贯通线上,使其产生直击雷过电压,过电压叠加后其峰值可达上千千伏甚至更高,导致10kV贯通线设备烧损。

感应雷击是指雷电作用于10kV贯通线附近,雷击对地放电后,空气中迅速变化的电磁场在10kV贯通线上产生感应过电压。感应过电压一般为数百千伏,引发10kV贯通线跳闸事故较多,但比直接雷击危害性较小。

三、10kV贯通线系统遭受雷击的原因

(一)避雷器性能不佳

以前电气化铁路10kV贯通线所使用的各种避雷器,其性能指标不仅不高,而且稳定性也很差,需要进一步提高,像作为主要性能指标的“避雷器失效率”一直以来都是一个问题。避雷器一旦失效,不仅需要让使用方立即察觉,而且需要保障其呈开路状态,否则将带来无法估量的损失。因此我们不选用常规阀型避雷器和氧化锌避雷器,而采用的自托式氧化锌避雷器进行放电预防。

(二)接地电阻较大,从而降低10kV贯通线耐雷水平

电气化铁道沿线为实线性黄土,土壤电阻率普遍较高,尤其是大准铁路唐公塔~清水河、丹州营~黍地沟,多处于岩石地段,因此制作低电阻地网十分困难,而且投入很大;使用常规方法作成地网后 ,其接地电阻大都随着时间的推移而不断增高,而且随一年四季气候的变化而不断变化。用常规方法做成的地网,其常规金属接地极很容易被酸、碱、盐和土壤中污染物所腐蚀,在腐蚀过程中不仅其接地电阻不断增加,而且其寿命都很短,一般不超过3年。

(三)10kV贯通线的接地数量不足

大准铁路全线264km,10kV贯通线的隔离开关、电缆头、变电台及部分杆塔都有接地装置,但多年来,被铁路沿线村民偷盗严重,有部分丢失,已经起不到接地作用,因此10kV贯通线的接地数量应及时补足。

四、10kV贯通线系统绝缘遭雷击损坏研究与预防的分析

经过实地了解和查看设计10kV配电所在输入端已安装有额定电压10kV的高压避雷器;输出端都装有额定电压10kV的避雷器。根据多年的运行情况来看,配电所遭受雷击损坏的设备概率很低,可以说配电所的前后两级避雷器已经很好地起到了防雷保护的作用。但是各地反应在配电所两端架空10kV贯通线上,每年多次发生因雷击而造成10kV贯通线绝缘子被击穿损坏,从而造成故障停电中断行车的事故屡见不鲜。

10kV贯通线绝缘子所能承受的绝缘耐压约为35kV,而雷电直接击中10kV贯通线某点上,雷电流从落雷点沿10kV贯通线向两端传输过程中产生的冲击电压约为1500kV,是10kV贯通线绝缘耐压的42.8倍多,将击穿10kV贯通线的绝缘子。

其冲击电压按下式计算:

U=L·di/dt

式中:L为10kV贯通线的冲击电感,通常取L=1.5μΗ/m

di取10kA dt取10μs

U=L·di/dt

=1500×106×(10×103/10×106)

=1.5×106V

距落雷点不同距离D的冲击电压由下表可知:

D(m)50100150200

U(kV)75150225300

因此,我们可以得出一个简单的结论:10kV配电所10kV侧的避雷器,只能保护10kV配电所本身的所用变压器和开关设备,对于稍远一点的10kV贯通线上某点(如配电所几百米)遭直接雷击,由于在传输过程中感抗的作用,由(U=L·di/dt)产生的高脉冲电压将击穿10kV贯通线支柱的绝缘子 ,根本起不到保护作用。

五、电气化铁路10kV贯通线系统防雷方法及预防措施

10kV贯通线雷电防护的重点是在铁路沿线设备上安装避雷器,使雷电通过避雷器经泄流流入大地,从而达到保护10kV贯通线支持装置中绝缘子的目的。

根据各地运行情况分析,10kV贯通线雷电预防的具体措施是:(1)10kV贯通线在电缆头、变电台上安装10kV自托式氧化锌避雷器。根据10kV贯通线受雷击原因和概率分析,在常遭雷击的多雷区段(如大红城~鸡鸣驿段),在10kV架空线路上各2公里安装1组自托式氧化锌避雷器。强雷区(如外西沟~新店子951电源线)安装等距离的架空地线;(2)在隧道出、入口两端的电缆终端头上各装设一组自托式氧化锌避雷器;在10kV贯通线关键设备上(如分段开关、隔离开关等处)应分别装设一组自托式氧化锌避雷器。(3)由于10kV贯通线的操作过电压较高,一般是工作电压的2.5~2.8倍,因此避雷器在选择时,应考虑避雷器标称放电电流值足够大,保护水平(残压峰值)应低于10kV贯通线绝缘子的耐压。(4)在电气化铁路沿线10kV贯通线杆塔每隔1公里做一地网与10kV贯通线杆塔横担或水泥柱接地,使每组地网的接地电阻符合要求。原有地网接地电阻≤10Ω的不做补充地网。如土壤电阻率≤1 000Ω·m以下地区,接地电阻≤10Ω。若土壤电阻率>1 000Ω· m以上地区,接地电阻≥20Ω,应补充地网,采用长效降阻接地极和长效降阻剂制作接地网,从而降低接地电阻值,使接地网长期处于低电阻状态,达到防止雷击损坏电气化铁路电器设备的目的。

电气化铁路论文:电气化铁路牵引机车对濮阳电网安全的影响和对策

作者：刘同和 冯景稳 赵少锋

摘要：通过模拟计算电气化铁路牵引机车对濮阳电网造成的电压畸变、负序分量、电流谐波，指出应从源头治理电网谐波，希望引起有关部门的注意。

关键词： 电气化铁路 濮阳电网 牵引变电站 负序分量 负序电流

0 引言

在电气化铁路上行驶的电力机车是单相的非线性负荷，由于功率大，分布广，而且三相不对称，在其运行过程中必然会有较大的负序电流和高次谐波注入电网，从而使电能质量受到影响。山西中南部（山西长治到山东日照）电气化铁路濮阳段建成和运营以后,单相牵引整流冲击负荷将会破坏濮阳地区电力系统对称运行的状态。

本文探讨电铁负荷在用电过程中产生谐波及负序对电网的影响，提出相应的治理措施，减少电铁对电网的影响，降低电铁产生的危害

1　濮阳供电区特点

濮阳供电区已形成以仓颉500kv变和国电濮热庞王电厂为主要电源支撑的220kv电网，同时通过汤阴变～濮阳变、鹤壁电厂～岳村变、濮阳变～滑县变三回220kv线路同安阳供电区、鹤壁供电区相联。

山西中南部泰电气化铁路)在濮阳地区设有2座220 kv牵引变电站，即濮西牵引站、范县牵引站。濮西牵引站的电源由濮阳和茂元两座220 kv变电站分别单回馈供，范县牵引站的电源由岳村和仲由两座220 kv变电站分别单回馈供。每座牵引站采用4台单相容量为31.5mv的单相变压器，分别组合成两组v/v接线牵引变压器。

2 牵引供电系统的组成

电气化铁路从地方引入220kv电源，通过牵引变电所降压至27.5kv送至电力机车的整个系统叫牵引供电系统。牵引供电系统由以下几部分组成：地方变电站、220kv(110kv)输电线、牵引变电所、27.5kv馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。

牵引变电所对接触网的供电有两种方式：单边供电和双边供电。接触网通常在相邻两牵引变电所的中央断开，将两牵引变电所间两个供电臂的接触网分为两个供电分区。如果在中央断开处装设开关设备，可将两供电分区连通，此处称为分区亭。将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供电分区可同时从两变电所获得电能。

3 牵引电流的性质及危害

牵引电流是波动的，在振幅、相角、谐波含量上等方面将由机车设备的型号、数量、分布及其运行状态，如正常行运、加速度、滑转与制动所决定；还受供电电路参数所影响，与有剩磁通的变压器突然连接，必然会出现较大的励磁涌流。此外机车进站停车也需要按照信号改变速度，机车电流往往在几秒钟或更短期间内从零变化到满负载，或从满负载到零。

经过模拟计算分析，受牵引站投运影响最显著的，就是提供电源的 220 kv 变电站以及并网运行的发电机组。经计算濮西牵、范县牵2座牵引站接入电网运行时，它们分别向供电站220 kv母线(公共连接点)上注入的谐波电流都超过国家标准规定的允许值，并导致了220 kv母线电压总畸变率也超过国家标准规定的允许值(2.0%)。

电铁牵引站的投入，使各个发电厂机组入口处承受负序电流。对大容量发电机组的影响较小，如庞王电厂1号机，其i2／in值仅为0.007，对小容量发电机组的影响较大，如濮阳热电厂2号机，它的i2／in值达到0.059。

综合背景负序和电铁牵引站投运而引起的负序电流分量，各个机组入口处的负序电流值均低于国家标准规定的允许值。但是，随着电铁运输量的不断增大，电铁牵引站引起的负序电流分量仍可能会相应增大。因此，为保障发电机组的安全运行，必须在发电机组的入口处加强对负序电流的监测和保护。

4　结论

（1）由于电气化铁路牵引机车产生的三相不平衡谐波，除了会引起发电机、供电变压器局部过热，增加附加损耗，还可引起高压电缆浸渍绝缘的局部放电，以及介损和温升的增大，会干扰继电保护和自动重合闸的正常动作。

（2）铁道部门在设计、生产、运营各部门充分考虑电力牵引负荷的特殊性，在电力机车上和牵引站内对高次谐波采取消化措施，从源头上减少谐波对电网的影响。电气化铁路在三相电压不平衡和谐波方面对电力系统的影响较大，因此在电气化铁路的规划和建设阶段，可在多个牵引变电站采用换相的方式将电气化铁路接入电力系统。铁路调度尽力使电力机车均匀运行，以有效利用换相措施抑制负序电流的增加，

电气化铁路论文:电气化铁路建设中的综合管理系统

铁路牵引供电系统的综合管理信息系统近年来，各铁路供电管理部门为了提高自身的管理水平及生产设备的利用率，分别建立了管理信息系统(MIS)和调度自动化系统(SCADA)等。这些系统的建立无疑为铁路供电管理部门生产管理水平的提高起到了积极的推动作用。但是，随着计算机技术和网络技术的发展和企业生产管理水平的提高，各种应用系统存在的固有问题也逐渐显露出来。 对于管理信息系统(Mls)，由于供电管理部门生产管理工作中几乎所有业务工作都与空间信息有关，而目前建立的关系型数据库难以直接动态地描述空间信息，不能将牵引供电设施图件与表结构的属性信息一同置于数据库管理之下。 地理信息系统GIS(C袍ograPhyl到Foryna-tion勿stem)是从20世纪60年代开始逐渐发展起来的新技术，它是集计算机科学、地理地质学、测绘科学、环境科学、空间科学、信息科学和管理科学等为一体的多学科结合的新边缘科学。它是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把空间信息及其属性信息真实、图文并茂地输出给用户，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，为管理者决策提供了各种的辅助依据。因此把具有空间数据信息的cIS技术应用于铁路牵引供电MIS系统中，使GIS图形与Mls数据相结合，是解决Mls缺陷的方案。 GIS与MIS的组合是一种利用现代计算机技术、网络通信技术和地理信息，来实现牵引供电自动化管理系统与地理信息一体化行之有效的管理信息系统(图l)。 GIS与Mls系统的组合要注意以下二个方面的问题:(l)铁路牵引供电系统中的信息管理系统一般是以数据库为核心，以客户/服务器方式或浏览器/服务器的体系结构作为主体结构;因此，cIS也应采用这种体系结构，使得(2)在MaPInfo中GIS对地理信息分层(可单层或迭层)存放，其图形和数据按层次优化组织，按仿射关系确定层次之间的联系;使GIS系统与呱S系统对数据信息实现共享。即，同一套接触网设施、同一套变电设备、同一地域地理环境的数据和信息就在两个系统中实现了统一和共享。 2铁路牵引供电系统的综合管理信息系统的主要功能优点 (l)提高了工作效率和经济效益:利用组合系统可以把管理中大量的地理数据和属性数据进行综合管理，使得该系统实现可视化、高效化和科学化，并具有一定的辅助决策分析功能，从而有效提高工作效率和经济效益。 系统采用了空间数据存储管理，实现了GIS系统与数据库系统的无缝连接。使用单机版的用户，可利用通过数据库和网络交换技术和新型系统交互。使地理信息系统成为可以多人操作网络控制的新型系统;班站维护的配网，也由班站来维护配网资料，大大提高了资料的更新速度。这对生产班站的日常维护，定期检修，故障点的判断，故障范围的确定，有着现实意义。 (2)数据共享:地理信息系统的数据和管理信息系统数据，通过数据库和网络实现共享。解决了大量图形数据的存取问题，同时解决了地图数据的开发修改问题，实现空间数据真正意义上的共享。 (3)资料管理:利用GIS与MIS结合，可以更好地实现对设备信息数据的管理，提高了信息资料企业的管理水平。 (4)设备运行状态的可视化:利用SCADA系统与GIS系统相结合，从SCADA系统中，获得表现线路的电流、有功、无功潮流分布状况、负荷、负荷率、供电量等信息，并通过数据库和cIS的线路图层、设备图层、用户图层上进行结合。这样就将实时调度数据显示在地理位置上，实现了地理图形与动态数据的可视化结合。 (5)辅助决策:地理信息系统作为辅助调度的工具，可协助配电网调度员的工作，通过接收地调转发的实时信息和馈线自动化、变电站(开闭所)自动化设备传来的数据在地理信息图上真实、、实时的显示电网运行的状态(包括电压、电流、功率、停送电范围、停电告警等)，使现场情况清晰明了，大大减轻了工作难度。 (6)紧急求助:当维护人员在外维护时，发现了新的情况或事故时，可以利用单机系统和服务器的通讯，从而及时获取相关的数据、申请类似的维护备件。 (7)提高计算机网络的使用效率:由于采用了一个网络实现了两种管理系统，使计算机设备的使用效率提高。 3铁路牵引供电系统的综合管理信息系统的效益分析 (l)系统投资 该供电段建立Mls系统，则需要投资建造的项目为:①网络建造费用;②MIS系统服务器;③Mls系统软件费用;④在设备统计管理上投人的费用。 而供电段建立MIS和GIS组合系统，则需要投资建造的项目为:①网络建造费用;②Mls系统服务器;③GIS系统服务器;④MIS系统软件费用;⑤GIS系统软件费用;从上投资方案比较可以看到，建立MIS和GIS组合系统，仅比单一Mls系统多了一个CIS系统服务器和GIS系统软件的费用。 (2)系统人员配备及工作效率分析 在只有MIS系统的情况，供电管理部门里需配备l一2人的Mls系统维护人员，但还需要2个以上设备资料管理人员。而在MIS和CIS结合系统，只需配备2人，进行系统的维护。 正常情况下如果仅采用MIS系统，对于存档的图纸设备更新一般要一个月左右。而且如果录人错误很不容易发现。而在对资料的查找上，由于GIS系统把设备的信息全部进行了数字化和可视化，其效率远远大于人工完成。 (幻对决策的支持由于Mls系统和GIS系统进行了有机组合，这样就可以通过系统资源的共享和智能化决策支持来提高运行管理的效率;例如，根据设备的数据和相关的空间地理信息可以妥善安排检修计划和抢修线路，缩短故障修复时间和提高供电质量。完善了MIS系统的局限不能很好地完成对决策的支持功能。#p#分页标题#e# 综合以上可以得出，虽然在初次投资比单一的Mls系统要多，但从段的管理、人员配备、工作效率及长远效益上看，建立MIS和CIS组合系统能更多地创造效益。 另外，若将目前铁路牵引供电部门，已建有MIS系统和GIS系统相组合或一次性投资建立MIS和cIS组合管理信息系统，对点多、面广、线路长的牵引供电系统来说，不仅缩短了管理距离，更增加了管理和设备运行的透明度，为电气化铁路供电系统的管理、运营、定修、事故抢修及状态修提供了的科学依据，是电气化铁路供电系统管理的发展趋势，对保障铁路牵引供电系统安全、运行起着重要作用。

电气化铁路论文:电力线路跨电气化铁路施工的相关问题

0引言

随着国民经济迅速发展，对电力需求急剧攀升，每年新建、改造的电力线路跨越电气化铁路数量也大幅度增加，以太原铁路局管内为例，每年有80条左右电力线需要跨越电气化铁路，但因施工单位技术力量良莠不齐，施工方案不完备和施工过程不细致等，存在一些安全隐患。为将各类安全隐患消灭在施工前期，本文以跨越地形复杂、电压等级较高的霍州电厂500kV送出工程施工为例入手，分析施工中的难点和安全关键环节，探讨相应的解决办法和安全卡控措施。

1工程概况

霍州电厂500kV送出工程G37-G38档跨越南同蒲铁路540km+617m处。G37-G38档距为1016m，其中G37塔型为ZBC4，呼称高为48m；G38塔型为ZBCK，呼称高为72m。铁路中心线对较近杆塔G37的距离为450m。两边导线间距30m。跨越处交叉角为55°14′。跨越现场如图1所示。

2施工程序

施工程序如图2所示，跨越架如图3所示。

3施工难点及安全关键

3.1施工难点（1）跨越架倾覆。由于跨越架搭设不牢固，在恶劣天气下容易倾覆在铁路线路上。（2）过线“跑线”。在进行电力线过线过程中，由于牵引张力过小导致线索过于松弛或封网宽度不够，容易发生“跑线”事故。（3）过线“断线”。在进行电力线过线过程中，由于牵引张力过大或线索卡滞，导致线索容易发生“断线”事故。

3.2施工安全关键施工安全关键列于表1。

4解决办法及卡控措施

4.1针对跨越架倾覆（1）跨越架的搭设位置必须与地形相适应，并由技术人员计算和测工使用经纬仪进行定位，复查取中。（2）严格按照施工规范进行架体搭设。确保跨越架封顶绳（网）与被跨越电气化铁路接触网较高点大于3m。（3）地锚坑的坑深应符合规定，地锚钢丝绳和迪尼玛绳联结应使用U型环，不得弯曲使用迪尼玛绳。两跨越架外侧用拉线稳固，防止向内倾斜。（4）跨越架要保障有值班人员24小时看护，防止意外事件而导致的跨越架倾覆事故。

4.2针对过线“跑线”（1）加强对张力架线所用器具的用前、用中检查，重点是：旋转联接器、抗弯联接器、蛇皮套、导引绳接头、卡线器、挂线地锚埋设等。蛇皮套、旋转器、抗弯联接器、卡线器在使用前要进行额定张力检验，在确保达到安全标准后方可使用，以保障跨越施工安全和质量。（2）在本流程段的张力放线过程中，要求牵张场地、跨越位置间的通讯联络迅速、简洁、明了。（3）导线、光缆放线后，每根线的前、后各设一道锚固装置。所有挂线临锚时均应采取措施进行双保险，防止发生意外。（4）现场布置中，挂线用滑车尽量靠近挂线孔，以减少挂线时的过牵引量。（5）导线、光缆线在附件作业时应采取后备保护措施。进行附件作业时，相邻杆塔严禁在同一相导（地）线进行附件作业。

4.3针对过线“断线”（1）跨越架架顶在导引绳和导线通过的部位，必须绑扎木质架杆或橡胶衬垫进行保护。（2）绝缘循环绳在穿过滑车正式牵引作业前，应逐段仔细进行外观检查，以防在人力穿越运行线路上方横向摆渡过程中被运行线路导线磨损。（3）为防止落线对导线、光缆的损坏，需进行二道防护。（4）在过线时，牵引机、张力机操作人员及过线监控人员必须联系畅通，一旦发生卡滞等情况，必须及时停止过线，检查处理后方可继续进行放线。

4.4针对高处坠落（1）高空人员必须进行体检及考试，经考试合格并由公司安监部审核，主管领导批准后，方可进行高空作业。（2）在作业前需检查工具、器具的完好性，不得使用有缺陷的工具、器具。高空作业人员必须系好安全带。安全带必须拴在牢固的构架上，不得低挂高用，施工过程中应随时检查安全带是否拴牢。（3）高空作业人员在转移位置时，不得失去保护，手扶的构件必须牢固。（4）登塔作业时，必须检查脚钉连接是否牢固。（5）高空人员作业所用工具和材料应放在专用工具袋内或用绳索绑牢，任何材料、工具、器具不得浮搁在铁塔或导线上。

4.5针对物体打击及机械伤害（1）凡无生产厂家、许可证编号、生产日期及国家鉴定合格证书的安全防护用品、用具，严禁采购和使用。（2）安全防护用品、用具不得接触高温、明火、化学腐蚀物及尖锐物体；不得移作他用。（3）安全防护用品、用具应设专人管理，定期进行检验、试验。（4）起吊施工时，施工人员不得在垂直下方作业。

4.6针对触电及其他伤害（1）跨越用绝缘绳网，使用前要逐个进行完好检查，并用5000伏兆欧表进行测试，其两极间距为2厘米，绝缘电阻不得小于700兆欧。（2）人力展放绝缘绳通过被跨越电力线上空时，牵引一侧应通过前方的放线滑车后再进行展放作业。（3）最终拆除跨越装置时，拉网绳和承网绳仍需利用循环绳收回。不得从两头抛下，防止绳子缠绕被跨越物。（4）放线期间，牵张机机体应接地，牵张机工作人员应站在干燥的绝缘板上操作。跨越档两端杆塔的导线、光缆放线滑车需做接地处理。（5）挂线前，在地面应将绝缘子串两端用多股铝线短接。（6）施工期间，施工人员要注意任何情况下工具、器具与带电运行电气化铁路设备的安全距离不得小于2米。

电气化铁路论文:电气化铁路设计与优化对策

【摘要】随着高速铁路的运载量在不断上升，未来的铁路将朝着高速化的趋势发展，铁路电气系统面临着巨大的挑战。现行阶段的电气化铁路设计工作中还有许多需要完善的地方，升级改造亟待进行。本文通过对电气化铁路的设计原则和设计要素进行分析，提出了电气化铁路的优化施工方案。

【关键词】电气化铁路；设计要素；优化

作者简介：郭永良(1979-)，男，河南郑州人，本科，工程师，研究方向：铁路电气化

1前言

铁路在我国的道路运输中占有重要地位，也使得人们出行更加方便。随着铁路行业的不断发展，烧煤技术已经逐渐被历史淘汰，电气化铁路取而代之，成为目前促进铁路发展的较大动力来源之一，发挥的作用也不可同日而语。然而由于时间的推移和动力机车的速度不断提升等原因，原有的铁路供电设施无法满足现在的需求，但是如果全部毁掉建立新的设施，花费的成本太高，不但浪费时间和精力，而且实行起来也很不现实。所以，好的办法就是对现有设施进行优化改造，在电气化铁路设计时，尽可能的依据科学原则，综合考虑线路和运行情况，注意各个部分的协调和统一，提高优化工作的效果。

2电气化铁路的设计综述

2.1电气化铁路设计应该遵循的原则

成本原则。电气化铁路设计，首先应该考虑的一个重要因素就是成本，目前的电力机车运行速度极快、运载力很强，这就意味着运输能力的大幅度提高，设计时要充分考虑这个要素，可以通过租赁等手段，来达到节约成本的目的；在使用人员的时候，方式可以采用单核计算法，以期使机械达到利用效率的较大化；要将技工和普工合理的结合起来，确保达到科学的比例，优化人力资源配置。安全原则。电气化铁路设计要遵守安全规范，在设计时，对于人员以及机械的管理都要做到严格而且规范。这就要求设计人员必须要认真细致，设计工作开始之前就必须要了解清楚实际情况，可以通过实地考察的方式，确保掌握锚段参数和各个区段的供电情况，为接下来的设计工作提供依据和参考，确保设计工作有针对性、计划性；由于接触网会产生影响周边环境的电磁波，所以在设计时要注意制定科学的应对措施，尽量降低改造工作对于电网产生的不对称性，对于会受到干扰的通讯设备应及时采取措施进行保护，以免设备损坏，影响正常使用。设计工作要注意优化施工方案，施工负责人要加强督促管理，充分结合硬性管理、软性管理，管理制度的设置要注意加强纪律性，但是也要考虑人性化管理的需要。优化方案除了要保障施工的整体目标能够实现的同时，还要注意做好整体到部分的衔接工作，把大目标细化为小任务，一步一步的实现工程目标。电气化设计要格外注意的就是接触网的设计工作，对于这一块，一定要多做比较，以选择方案。设计工作要尽较大努力避免资源的浪费，所以可以采用各种装置对于现存设备进行合理的利用；对车站线距可以进行合理的调整以确保列车的正常运行；对于必要的雨棚、站台结构设计，要根据地理条件，因地制宜的进行。

2.2电气化铁路设计注意要点

现用的线路往往使用多年，与最初的设计资料相比，存在一定的偏差和变动，所以，只看以前的陈旧资料并不科学，会导致信息获取的不。设计之前好去实地详细了解现有设备的状况，对于调研工作要注意做好记录，尤其是岔道的位置与供电线路之间的关系，设计工作要基于真实情况的基础上进行，才能保障设计方案的合理性和预见性。电气化设计要充分考虑施工工作的难易程度，必须要从运行角度进行考虑，对于施工时间和施工方式要进行科学的设计，确保施工方案的可行性，并且保障施工效果能够达到预想要求。方案的设计必须具备一定的前瞻性，优化方案必须综合考虑各方因素，做好供电站、运输协调、信号传输等多个专业的协调，确保他们保持一致性，使升级改造能够带来更大的益处，在改造完成之后，满足尽可能长时间的使用需求，包括提速需求和增容等。

3电气化铁路优化对策分析

3.1改造牵引系统

铁路供电系统有一个非常重要的部分叫做牵引变压器，它关系到系统供电的性和供电质量的高低。变压器通常超负荷运行时间很长，现有的变压器由于容量有限，与现在的要求比起来还存在不小的差距，变压器制造工艺和电压等都需要进一步提升。实地调研是一种很实用的调查方式，可以为变压器的选择提供现实依据，促进设计的科学性和实用性。设计时要注意仔细考察现场实际情况，选择最合适的变压器类型，确保它的容量和接线方式合乎规定要求。牵引系统的导线设计依据是运载能力，所以优化设计必须要注意考察载流能力有没有达到规定要求，如果无法满足规定条件，就必须对牵引系统进行施工和优化。导线选择要考虑的是载流能力和截面，能力较强、截面较大的导线更加有利于降低电流密度、提高电气和机械性能。目前的导线有很多种材料，银铜、镁铜等，选项很多，但是并不是每一种都可以拿来使用，因为不同材料的导线性能和稳定性也不相同，选择时要综合实际的供电能力确定，选择合适的导线。牵引系统对于运输能力有很大的影响，为了避免影响行车，确保运输安全，施工改造的速度必须要快，方案的设计要充分考虑施工的便利性，确保安装的简易快捷；由于牵引系统涉及到电源供给，所以，为了确保电源工程与铁路实际用电需要相一致，保障工程进度，就必须要加强双方的交流，消除由于双方沟通不畅带来的干扰。

3.2改造接触网

改造接触网，就必须要综合考虑施工以及方案，协调各个部门的工作，尽量减少电路施工与电化施工产生的冲突，加强两者的配合：通过新增支柱和软横跨的方式，确保线路能够正常运行，改造中间柱接触悬挂；对于岔道定位柱的改造，可以通过将新增支柱偏移向岔心或标准定位等方式实现，如有必要亦可以实行非标准定位；下锚改造可以通过新锚柱实现，对于现有接触网的下锚实施改造过渡；雨棚以及站台的优化要依据实际的地理条件进行设计，既要使施工方便，又要注意节约成本，一般来说可以通过改造现有设施来实现；部分轻型桥墩要注意提高其稳定性，在增加支柱和横向加固的基础上，对横向位移进行测试，检验桥梁的稳定性情况。改造接触网是一个充满变数的环节，为了确保其性和科学性，就要注意灵活变通，在兼顾现存设施的基础上尽量缩减成本预算，较大限度的避免资源浪费、提高改造效率。

3.3注意安全技术

在整个的改造过程中，必须始终牢记的一项就是安全改造。无论是行车安全还是人身安全或者设备安全，都必须要得到保障，这就要求改造工作必须有科学的制度规划：在改造开始前，做好实地调研和记录，摸清实际情况，根据每个区段的不同情况，制定科学的停电时间分配，降低改造带来的负面影响。重视高压电磁波，由于其对于周边环境有着不容忽视的影响力，很容易对周围的设备造成干扰，所以，在进行改造时，相关部门和工作人员注意采取相关的应对措施，把电磁波的影响力尽量减小，降低它对电网的不利影响。

4结语

电气化铁路对于铁路产生影响很大，所以，为了提高铁路的运载能力，满足速度需求，必须不断进行电气化设计的施工和优化。电气化设计工作专业性高，需要考虑的因素十分复杂，因此设计时一定要考虑选择方案。电气化设计一定要遵循科学的设计原则，确保施工方案的优化设计，尽力在现有的基础上做好优化工作，降低对于线路运行的不利影响。电气化铁路的设计要根据铁路自身的特点，加强组织管理，对于存在的各种困难和问题要通过有效的手段进行克服和解决，确保设计方案具有前瞻性和预见性。电气化铁路的优化设计通过降低成本、提升效率，促进了高速铁路的发展，并且也为社会交通的发展奠定基础，为铁路的建设做出贡献。

作者：郭永良 单位：中国中铁电气化局集团第三工程有限公司

电气化铁路论文:电气化铁路接触网设备维修策略

0引言

铁路运输在我国经济发展建设中占据着重要位置，是人们出行、货物长途运输的主要方式，电气化铁路是一种以电力为能源的现代化铁路运输工具，是铁路事业发展中的一大进步。电气化铁路与传统铁路相比，优势十分明显，不仅能够大幅度提升铁路运输能力，提高列车速度，更能够节约能源，降低运输成本。并且电气化铁路有利于环境保护，更能够提高列车安全性和性，我国已进入了电气化铁路时代。电气化铁路中接触网设备十分关键，其运行状态直接影响着列车行驶和行车安全。在长年累月的运行中接触网设备发生故障在所难免，对其进行维护和维修必不可少，研究接触网设备维修策略具有重要意义。

1电气化铁路发展

电气化铁路又称电化铁路，是由动车和电动机车两种列车为主的铁路。电气化铁路列车能源主要由电力牵引供电系统提供。电力牵引供电系统是电气化铁路的核心，该系统包括牵引变电所和接触网两大部分[1]。牵引变电所通常设在铁道附近，主要负责将高压电送到接触网上。接触网是向列车直接输送电能的设备。牵引供电制式按接触网电流制有直流制和交流制两种，直流制是最早的电流制，五十年代后便很少使用，目前电气化铁路多以交流制为主。交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后，向接触网供电，我国电气化铁路的牵引供电制式就是交流制[2]。电气化铁路运输能力大、运营成本低、消耗能源少、行驶速度快、工作条件好，在技术上、经济上均有明显的优越性。最早的电气化铁路是德国于一八七九建设的直流电铁路，一八八五年正式商业化运营，并取得了巨大成功。最早的交流电制电气化铁路是一九零三年，匈牙利建设，但由于维修困难被没有得到推广。一九三二年，匈牙利成功研究了16kV工频单项交流电铁路，从此匈牙利电气化铁路投入商业运营。一九五八年我国开始修建电气化铁路，发展至今我国电气化铁路总里程已超过四点八万公里，位居世界及时，发展状态良好。

2电气化铁路接触网设备

接触网设备在电气化铁路中占据着重要位置，是电气化铁路工程的主体，属于一种沿着铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式输电线路，由接触导线、基本构建、基础安装结构、辅助构件、接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱装置几大部分组成[4]。接触悬挂包括：绝缘子、连接件、吊弦、触线、承力索，主要功能负责将从牵引变电所获得的电能输送给列车，为了列车提供动力，保障列车的正常运行。支持装置功能是用来支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱，主要包括:水平拉杆、悬式绝缘子串、腕臂、特殊支撑、棒式绝缘子等。定位装置的功能是负责固定接触线位置，保障接触线与受电弓不脱离，使接触线在滑板运动轨迹范围内，并将接触线负荷传递给支持装置，主要由定位管和定位器组成。支柱装置是负责承受所有设备的负荷，将接触悬挂固定在规定位置和高度，保障接触网的稳定性和性。

3当前电气化铁路接触网设备维修中存在的问题

通过前文分析不难看出，接触网设备对电气化铁路的重要性，它是列车正常运行的基础，接触网工作状态关系着整个铁路的运输能力，离开接触网，电气化铁路建设无从谈起，一旦接触网设备发生故障便会影响人们出行，列车不得不停运，保障接触网设备安全、运行至关重要[6]。但由于接触网设备是露天设施，线路负荷又是随着列车运行而变化。因此，长期运行中难免会受到自然环境影响和自身老化因素的影响发生故障，造成电气化铁路瘫痪。然而，目前我国在电气化铁路接触网设备维修中存在许多问题，仍停留在事后维修阶段，对事前维修缺乏正确认识，更缺少定期维护，且维修过程也十分不规范，甚至一些维修人员对设备故障不了解，反而对接触网设备造成了二次伤害，导致故障点扩大，造成设备无法维修，只能更换部件。这不仅影响了电气化铁路正常运行，更造成了经济损失，反而得不偿失。想要保障电气化铁路的运行，必须提高接触网设备维修水平。

4电气化铁路接触网设备维修策略

保障接触网设备安全、运行具有重要意义，想要降低接触网设备故障率，必须提高设备维修、维护水平，应制定相应维护、维修策略，将维修工作落到实处。下面通过几点来分析电气化铁路接触网设备维修策略：

4.1落实定期检查工作

通过对接触网设备组成的分析，不难发现接触网设备运行环境十分恶劣，且运行机制复杂，在这种情况下，接触网设备难免会发生故障，为了降低设备故障率，必须落实好定期检查工作。在定期检查中要进行的记名巡视检查，用南宁供电段检测车对南环线和沿海高铁接触网进行检测，分析检测数据，明确设备隐患情况及设备缺陷，然后由车间报技术科，再由技术科报段分管领导审核，报公司主管部门和铁路局联调联试工作组。为了保障检查的有效性和真实性，检查中应进行监督管理。另一方面，为了保障定期检查工作的流畅性，应制定检查计划，避免检查工作混乱，影响检查质量。

4.2做好人力和物力资源调配工作

接触网属于一种特殊形式的输电线路，设备维修具有较强复杂性和专业性，想要保障设备维修工作的落实，必须做好人力和物力资源调配工作，以协调技术科、安全科顺利开展设备维修工作。工作开展中要明确各部门参加联调联试人员，确定好各接触网工区人员名单，建立联系点保障联调联试期间信息交流的畅通。另一方面，技术科还应根据《广西沿海铁路公司邕北、钦防铁路联调联试、动态检测及运行试验期间牵引供电设备停送电管理办法》，加强沿线各作业点的检查和指导工作。此外，安调科应根据联调联试安全管理要求，尽快完成供电安全措施实施细则，为设备维修提供指导方向和重要依据。

4.3做好维修记录

维修记录是后续维修的科学依据，虽然接触网设备故障具有一定偶然性，但同样具有一定规律性，往往一些故障总是发生在同一故障点。通过对维修记录进行分析，便能找出故障规律，明确频繁故障点，定期维护中便可对其进行重点维护，从而降低故障率。另外，在故障发生时，也可优先对故障频发点进行检测，这不仅缩短维修时间，更提高了维修效率。并且通过维修记录，还能够迅速找到维修人，明确维修责任。但想要使维修记录发挥职能，必须要记录，保障记录的真实性和有效性。

5结束语

电气化铁路已成为了现代铁路发展的主流方向，目前我国已经进入了电气化铁路时代。接触网设备故障问题，严重影响了电气化铁路发展，我国应针对接触网故障维修中的不足，提出相应措施，制定科学、可行的维修策略，加强定期维护，做好事前维护，从而降低故障发生几率。

作者：梁凯 单位：广西沿海铁路股份有限公司

电气化铁路论文:新型STATCOM装置UPQC在电气化铁路中的应用

摘要 本文首先介绍了电气化铁路在国民生活中的重要意义和突出优点，然后重点阐述它给电网电能质量带来的负面影响，以及传统牵引供电系统结构改造和现代动态补偿技术等解决方案，其中STATCOM装置的综合性能最为。此后，本文进一步介绍了一种两相STATCOM装置UPQC，对其电路拓扑进行描述，并通过建模仿真验证了该装置的优异性能。

关键词 电气化铁路；电能质量；

0 引言

在国内综合运输体系中处于基础性地位的铁路运输，具有运距长、连续性强、规模集约等特点，在国民经济中发挥着重要作用。近年来，随着中国经济的持续高速增长，现有的铁路运力日益吃紧，加上传统铁路污染大、耗能高的缺点，使得铁路现代化建设显得更为重要。在中央政府为应对2008年国际金融危机而启动的4万亿元财政刺激政策中，就有近2万亿元投入到了铁路建设。

作为实现铁路现代化的重要组成部分，全国范围内的铁路电气化是大势所趋。除了传统采用蒸汽机车或内燃机车牵引的铁路线路将会被改建成电力牵引的电气化铁路之外，众多新修建的铁路线路上也会直接应用电气化牵引技术。2011年1月4日在京召开的全国铁路工作会议中提到，预期到2015年，全国高速铁路运营里程将达到1.6万km以上，电气化率将达到60%[1]。以高速、节能、环境污染小等优点受到了广泛关注的高速铁路工程，便是铁路电气化的典型代表。2011年6月就要投入运营的京沪高速铁路已实现了双线电气化，持续运营速度超过了350km/h，这属于世界首创。

可以说，电气化铁路的建设水平关系着国计民生，是世界各国科技创新能力和综合国力的重要标志之一，具有非同寻常的经济意义和社会意义。

1 电气化铁路介绍

1.1 电气化铁路的优点

相比传统铁路，电气化铁路的根本性不同在于它消耗的能量是由电网提供的二次能源电能，这一改变带来了显著的优点：

1）环境污染小。目前，铁路运输产生的废气和噪声已成为主要的环境污染源之一，二次能源的使用有助于建设低碳经济，减少大气污染，构筑环境保护型的交通运输体系。

2）能耗小，成本低。近年来世界石油价格飞涨，已突破了每桶100美元的大关，而电力机车相比传统机车的能耗大幅降低，从而降低了铁路的运行成本，经济意义明显。

3）速度快。我国7 000km的电气化客运专线中，纯客运专线速度将达到350km/h；客货混运线路列车速度将达200km/h~250km/h；在建设了平行的货运铁路后，客运线的速度更将提升到300km/h。

4）线路运能大。电力机车功率大，牵引力高，因此载重能力强。目前，我国已成功运行5 000t~20 000t等重载列车。

5）安全性高。电力机车大部分由电气部件组成，采用先进的电子技术来自动实时检测并显示各种故障，维护简单，性高。以日本新干线高速铁路为例，自投入运营以来近五十年，还从未发生过人身伤亡事故。

1.2 电气化铁路对电网电能质量的影响

但是，由于电气化铁路的牵引供电系统与外部电力系统紧密相连，这使得电力机车的运行将会对电力网络的电能质量产生严重影响，主要体现在以下五个方面：

1）谐波问题。我国大量采用的直流传动机车以相控整流方式运行，因此电网侧电流含有较大的谐波电流成分，电流谐波畸变率可达35%以上。这些谐波电流使外部电网中的元件产生附加谐波损耗，降低了其工作效率，并会对例如无功补偿电容装置等电气设备的正常工作造成影响。谐波电流还会造成继电保护装置误动和拒动，降低电网的稳定性；

2）无功问题，即功率因数问题。电力机车属于低功率因数的非线性负荷，会向电力系统注入大量的无功电流，造成牵引变电站电网侧功率因数下降，降低输变电设备的供电能力，同时增加了电力网络和牵引网损耗，还会引起牵引供电臂的供电电压下降、电压波动或闪变等问题[2]；

3）负序问题。电力机车是单相负荷，因此接入三相对称的电网后，将在牵引变压器一次侧产生幅值较大的负序电流，该负序电流的大小与牵引变压器的连接方式及牵引负荷的大小有关[3]。当注入电力系统的负序电流过大时，会使得电网附近的电动机电磁转矩下降，发电机过热，更会影响到电力系统继电保护装置的正常工作；

4）巨大的冲击性负荷。电气化铁路正常的牵引负荷容量很大，而且在建设规划时需要考虑的过载容量，目前我国高速客运专线的牵引峰值负载达到了240MVA。如此大的集中负荷在电力系统中是比较少见的，它的接入和切除都会对电网造成冲击；

5）牵引负荷的波动性极大。电气化铁路的负荷与机车速度、负载重量、通行频度、线路状况等多种因素有关，使得它在时间和空间上的分布极其不均匀，这给电网调度提高了难度。

电气化铁路带来的种种电能质量问题如果不能得到合理解决，将会成为电网的稳定运行的巨大隐忧，甚至引发大面积停电等重大电网事故。

2 提高电能质量的解决方法

电气化铁路带来的电能质量问题与自身的牵引供电系统特性密切相关，因此可以针对牵引供电系统进行结构改造；同时，随着电力电子技术的发展，以大容量柔性交流输电系统FACTS（Flexible AC Transmission System）技术为基础的各类动态补偿方案也随之而生，其中包括采用晶闸管控制的SVC（Static Var Compensator）装置和采用基于如IGBT等大功率自关断电力电子器件的STATCOM（STATic synchronous COMpensator）装置。

2.1 牵引供电系统改造

电气化铁路的牵引供电系统是指从外部电网引入电能，并对电力机车进行供电的电力网络，主要由牵引变电站和接触网组成。其中，牵引变电站通过牵引变压器进行电能降压转换，完成单相接触网与三相电力系统之间的衔接；而接触网与电力列车相连，进行供电，电压等级为27.5kV，制式为工频单相交流制。图1为我国电气化铁路常见的牵引供电系统结构接线图，牵引变电站二次侧的输出端口分别引出一侧供电臂，与接触网相连，从而使两端口牵引负荷通过牵引变压器与外部供电系统产生电磁耦合[2]。

目前针对牵引供电系统的结构改进措施有很多，根据治理目标的不同主要可分为以下3类：

1）治理谐波和无功。为提高功率因数和吸收三、五次谐波，可采用固定参数的电容器C和电抗器L串联支路并接在27.5kV侧的牵引母线上，然后利用真空开关对牵引变电站进行手动投切的方法。但是，CL串联支路的参数已经固定，很难适应波动性很大的牵引负荷对无功容量的要求，无功补偿的动态性能差，反而降低了整个牵引变电站的功率因数，达不到功率因数大于0.9的要求[2]；

2）治理负序电流。各牵引变电站在电力系统中引起的总负序电流与每个牵引变电站引入的相序有关，如果将牵引变电站的供电臂轮换接入三相电网，只要各牵引变电站的负荷相等，则从系统侧看电气化铁路便可等效为对称负荷[4]。这种相序轮换接入的方法减少对电力系统的不对称影响，但仅对于互联的220kV系统三相负荷的平衡作用较好，在局部电网或110kV区域电网中牵引变电站仍相当于单相负荷，并不能解决负序电流带来的问题；

此外，牵引变压器采用三相/二相平衡变压器的接法可以减轻单相负荷不平衡对系统的影响，但其对负序抑制的前提是保障牵引变电站两供电臂的负荷平衡[4]。而在实际运行中，牵引负荷条件显然难以满足这一要求，故该方式也存在明显的局限性。

3）提高外部电力系统短路容量。提高牵引变电站接入外部供电系统侧的短路容量，可缓解电气化铁路负荷产生的电压谐波、负序电压及电压波动等问题。但这种方法难度高，规模大，在实际工程中，受到电网接线、投资等因素影响，也不可能无限提高系统的短路容量[5]。

简言之，传统针对牵引供电系统的措施大多只能治理单一的电能质量目标，效果有限，而且普遍存在对牵引负荷动态波动适应性差的缺点。因此，寻找一种能随负荷变化来动态调节各相补偿度的综合治理方法，成为了科学界的主要研究热点。

2.2 动态补偿方案

以现代电力电子技术为基础，采用动态补偿方案对牵引变电站进行负序、无功和谐波的综合补偿，已成为解决电气化铁路带来的电能质量问题的主要方法。目前，以SVC和STATCOM为代表的两类动态补偿装置已在世界多国的实际工程项目中广泛应用。

2.2.1 SVC补偿装置

SVC即静止无功补偿器，通过晶闸管来控制电抗器，它能实现电感连续可调，从而快速、连续地对电力机车波动负荷进行补偿。

这种补偿方法的主要特点是结构简单，构成主电路的器件为普通晶闸管，因此造价相对较低。但是，SVC自身会带来谐波问题，而且它并不能抑制电气化铁路牵引网中固有的谐波[6]，需要通过有源电力滤波器、混合型有源电力滤波器、谐振注入式混合有源电力滤波器等来滤除谐波[7]，这也增大了整体装置的体积和重量。同时，它在补偿电气化铁路中的负序电流方面效果不佳，实际利用SVC来进行负序补偿的工程实例并不多。

2.2.2 STATCOM补偿装置

STATCOM又称静止无功补偿器，其基本原理是将变流器通过电抗器与电网并联，然后直接控制交流侧电流，或者调节交流侧电压的相位与幅值，得到满足要求的输出电流，从而达到动态补偿的效果。它由大功率自关断电力电子器件构成主电路，一般可分为电网侧三相结构和两相结构。

与SVC相比，STATCOM具有响应速度快、负荷率适应性好、工作效率高、输出谐波小等优点。同时它还省去了大容量电抗器和电容器，布置紧凑，占地面积小，其主要缺点在于它的单位容量的制造成本较之SVC要高出不少。

电网侧的三相STATCOM连接结构如图2所示，它主要用于抑制三相电压的波动。这种三相STATCOM方案可适用于包括单相变压器在内的各类牵引变压器类型的补偿，但它对于负序、谐波和无功潮流等的补偿效果并不理想。

日本学者于1993年在文献[8]中首先提出了电气化铁路功率调节器（Railway Static Power Conditioner, RPC），这是一种两相STATCOM结构。其接线结构如图3所示，两个单相变流器分别接到负荷的牵引臂上，中间通过直流电容进行耦合。两相结构的STATCOM除了能对变电站两供电臂进行无功动态补偿，同时也能调节供电臂的有功潮流，实现无功、有功功率的四象限控制。实际运行效果表明，RPC在稳定电压、有源滤波、调节功率因数、补偿负序电流等方面的效果也十分良好。

2002年，日本已成功研制出20MVA/60kV的商用RPC，投入到新干线当中。国内也对RPC进行了深入研究，文献[9]提出了一种基于IGBT或IGCT的大容量功率平衡调节器（Balance Converter Device, BCD），并对其补偿效果进行了仿真验证。结合RPC和SVC的特点，文献[10]提出了一种新型电能质量补偿系统，由RPC、两组晶闸管控制电抗器和两组晶闸管控制三次滤波器（即SVC）组成。RPC用来转移有功功率、补偿负序电流和治理谐波，SVC用来改变两牵引供电臂电流相角，从而补偿剩下部分的负序电流和三次谐波。

3 UPQC介绍

笔者所在项目组基于RPC的启发，设计了一种新型两相STATCOM装置，简称为统一电能质量控制器（Unified Power Quality Controller, UPQC）。该装置电路拓扑简洁，能在保障电能质量治理效果以及不增加变电站原有容量的前提下，减小占地面积，大幅降低成本，便于将来进行广泛的推广应用。

3.1 拓扑结构

RPC在主电路结构是n个电压源变流器的两个交流侧分别与两个n+1绕组单相变压器的n个二次绕组连接。它需要两个多绕组变压器来实现电压、容量的匹配以及电气隔离，存在占地面积大、成本高、损耗较大的缺点。

UPQC是由单相多绕组变压器和链式结构H桥变流器组成，其电路拓扑见图4。它的一侧是由一个一次侧绕组和n个二次侧绕组组成的单相多绕组变压器，一次侧绕组与牵引变压器的一相相连，二次侧绕组与分别n个电压源变流器相连；在另一侧，n个变流器以链式结构相连，通过连接电抗直接接入牵引变压器的另一相，n的取值根据实际需要的容量大小来决定[11]。

相对RPC，UPQC的拓扑结构决定它可少使用一个变压器，因此具有占地面积小、成本低且损耗较小的优点。此外，该结构也便于使用载波移相的PWM控制策略或其他等效控制策略。链式结构的特点也使UPQC易于实现高电压直接输出，并可进行冗余设计，在运行时自动旁路故障链节，提高了装置的性。由单相变压器和H桥变流器组成的标准化结构也利于进行工业生产和维修保养，降低了UPQC的经济成本。

3.2 仿真验证

假设UPQC装置的额定容量为3MVA，额定电压为27.5kV，可实现全容量负序电流补偿和无功功率补偿，实现功率因数和三相平衡控制。反映到具体的仿真模型中，则设定单相多绕组变压器的容量为1 700kVA，电压等级为30kV/0.6kV；变流器中单个IGBT的开关频率为1 600Hz，采用单极性倍频方式，等效开关频率为3 200Hz，控制电路采样频率为3 200Hz。牵引负荷采用SS4型电力机车的谐波特性，该负荷的总谐波含量为20.6%。基于以上电路的结构和参数，对UPQC装置的性能进行仿真验证。

电气化铁路论文:电气化铁路接触网设备电气烧伤的防治

摘要：电气化铁路接触网设备出现故障，引起的后果是严重的。文章分析了电气化铁路接触网设备出现故障的原因，并结合过去我国相关行业积累的经验，提出一系列防治的措施。

关键词：电气化；铁路接触网；电气烧伤

电气化铁路接触网设备中，由于老化和过电压、过电流等情况的发生作用，接触网就有可能出现故障。而且，机械张力，电弓磨损等，也是造成机械和电气故障的原因，影响电气化铁路接触网设备的正常运行。随着使用时间的推移，牵引运能不断提高，电气烧伤已经成为日益严重的问题。同时，电气烧伤事故不易提前发现，后果严重。不仅危害大，还容易造成接触网供电受到影响，对铁路的正常运作有很大的阻碍。为解决这个问题，结合多年来我段发生的一些电气烧伤事故和既有线的实际情况提出了相应的经济整改方案。

一、电气化铁路接触网设备电气烧伤的主要产生原因

(一)　线索容量过小，造成电气烧伤

虽然在电气化铁路接触网设备及线路的设计中，已经将日后正常运作的线路牵引运能的裕量考虑周到，在设计中已经提前采取相关措施。但是，我国近年来经济飞速发展，各项建设稳步进行，在铁路运量方面的发展较估计量已经超出许多，而且，万吨重列车在我国的行驶，都为线路牵引运能造成很大的负担。相对超出预计裕量很多。因此，在原来的设计中已经预留的裕量，接触线承力索不能承受接触网供电线长期超负载地运行。也就是说，承力索持续载流量偏小。这就造成了线索不堪重负。因此，造成了电气烧伤的频繁发生。

(二)　供电回路的缺陷，造成电气烧伤

主导电回路是由馈电线、吸上线、隔离开关、承力索、电气连线等构成。这些部分之间是由线夹进行连接。经过其紧固连接，运行以满足电力机车的供电。因此，主导电回路的运行状态保持在一定的范围，维持牵引变电所的供电。但是，供电回路出现缺陷是可能发生的。直接造成的后果就是线路载流大、分流严重，造成电气烧伤。主要有以下情况。

及时，导流不畅。连接不良、运行时间过长等情况，有可能会造成电、化学腐蚀。电气连接出现问题，就会让供电回路截面不足。阻抗变大，就会让供电回路导流不畅。在一定的时间后，这种情况得不到缓解，就造成电气烧伤。例如，承力索并入电连接器电气导流。电连接器线夹安装错误以及铜铝接续管安装失误。或者线夹里面清理不干净等原因。如下图所示：

第二，回路不闭合或者通道迂回。接触网的结构复杂，因此，在安装和设置的时候，容易出现回路不闭合和通道迂回的情况。造成回路的分流严重，引起电气烧伤。

在某些场站中，馈电线仅仅在一条股道上网。并没有对同馈线的其他股道上网。这就造成同馈线的其他的股道和相邻的机车等都需要经过这条上网的股道进行取流。因此，容易让这条股道的温度升高，造成电气烧伤。

很多的场站，股道间电连接器的设置远离软横跨。因此，在机车在该股道取流的时候，电流是经过相邻的连接器流进。此时的分流大，机车通过的时候，定位器减载，会让其与定位环线夹造成松动。接触电阻则会增加，造成温升过大。时间一长就会造成烧伤。如2002年11月11日，越西站昆方接触网上吊弦脱落，73#~74#支柱软横跨2道定位器脱落，上下部固定绳的斜拉线从连接下部固定绳定位环线夹处断开。

原因：

(1)故障点位于越西站昆方岔群区来电方向的后端，距最近的股道电连接372m。

(2)ql线、q2线电力机车调车作业频繁，机车启动电流大，无论是ql线，还是q2线上取流，都要经过两组股道电连接。

(3)由于电连接又不是整体安装，每组电连接有4个节点，两组就8个节点。

(4)大电流通过时有分流从：正线定位器定环线夹下部固定绳q1、q2的定位器ql、q2线―机车，长时间运行对绞链连接处的定位环线夹和定位器的钩头处烧伤较为严重。

(5)因为正线是载流承力索，所以斜拉线上也有分流，从而烧断斜拉线。

此次故障为主导电回路不畅，未及时发现而造成的。

(三)　线索非正常电流转换

根据接触网的设计，有的地方通过什么范围的电流，有的地方不能够有电流通过，都是经过严格的计量的。但是还是会存在一些特殊的情况，当条件满足时，也会出现在不应该通过电流的部分通过牵引电流的情况。但是，因为其自身的结构问题，没有正常的电气连接，就会造成电气烧伤。

在立体交叉线索以及线索与装置的连接中，线路的阻抗不同。由于这些不同而造成电压差，受到风力和温度等条件的影响，容易让上述部件之间的绝缘距离变短。这就会产生电弧放电。电弧放电也会造成电气烧伤。成昆线瓦祖站昆方下部固定绳烧断处如下图所示：

经工区现场调查，下部固定绳在2道安全线06#定位处断股，断头为明显的烧断。接触线在下部固定绳断头处小面上有放电痕迹，工作面上无摩擦、放电痕迹。

造成下部固定绳断股的原因：下部固定绳安装工艺不达标，与下锚接触线间距过小，在不等电位的情况下放电烧断。

(四)　部件分流情况严重

电气部件的数量和导电性的程度与分流的程度呈反比。但是，电气部件的数量不能无限多，导电性也不可能无限好，因此，分流的程度也不能够避免。不能够把分流的原因都解释为接触不良。但是，分流的直接后果就是造成电气烧伤。特别是某些活动的部分。分流对这些部分的影响尤其大。这些部分通常为点接触，位移大，这就让这些部分的接触电阻加大。因此，电气烧伤就比较严重。

供电部门经常对接触网进行例行的检修。会发现这种情况，虽然电气连接没问题，吊弦却变得很黑。这就是分流造成的。

(五)　施工、检修不当

某些接线错误，线夹等安装错误，或开关引线尺度不够等情况，加之某些检修人员的责任心不强，检修时通常只注意外观，对安全的隐患和故障没有能够及时发现，就没有能够及时发现电气烧伤。青蒲馈线在123#和馈线终端杆间断，受冲击作用，终端悬式绝缘子和约4m馈线形成一部分，上网馈线形成一部分悬挂在网上，断头昆端线索悬挂在123#支柱增高肩架上。附照片：

原因分析：从断头分析，有3股铝线断口是老痕迹，1股断口是新痕迹，其余15股断口呈明显园尖形，且很光滑，属于发热拉断。馈线断线的原因是馈线运行时间长达10年，中途没有进行线夹的移位检查，断股没有及时发现并处理，累积到断了4股，线索截面积减小，在大电流的作用下发热，线索又是LJ-185，没有钢芯，产生馈线拉断。

(六)　隧道漏水，烧断线的情况

由于隧道内漏水，漏水处正好位于线索上方且水流较大，造成线索烧伤短股甚至断线的故障。

此外，还有工务棚洞施工、隧道口及跨线桥和地方跨越电力线路异物短接搭在线索上造成的事故。

二、电气化铁路接触网设备电气烧伤的防治

及时，接触网的设计和建设，应该在选用线材的时候，充分考虑到今后的发展需要。并且，在已经投运的载流量过小的线索，应该采取相应的措施进行改进。我段己先后将原有的承力索镀铝锌钢铰线LXGJ79更换为镁铜合金JTMH 95的，所有环节吊弦更换为载流吊弦，这样大大提高了载流量为提高运能打下了基础。

第二，通过串联电容补偿装置的运用，减少电气烧伤的发生。在接触网上进行这类改造，能够让牵引网的电压水平得到改善。这就能够让其供电的品质得到提高。而且，对于运输的组织，也能够得到改善。这样就能够减小牵引电流。

第三，在大电流的区段进行改造。通常是指500A及以上的电流区段。

(1)减少电连接器的间距。将横向电联接缩减至一百米安装一根，隧道内60～70米加装一根。

(2)改造引线的安装，隔离开关设置为双引线，并保障适当的裕度，避免温度变化时引线过紧而拉坏开关。

(3)锚段关节增加为双纵向电联接。

(4)增加股道电连接。通常是在场站咽喉区加装设备。

(5)对接触网的设计和施工方面进行改进。例如设置面面接触的线夹。或者在线夹的安装前，应该先将里面的杂物进行清理，并需要提前将导电膏涂上保障效果。

(6)线夹的大小槽的安装要按照规定进行。安装时，绑扎线也应该注意，不要留在线夹里面。而且，连接点要全都夹到线夹里面。

(7)馈线上网的设置应该进行改善。由单支改为多支。并且，在馈线上网的地方，应该设置双线夹。这样能够让电流转换正常进行。

(8)对电连接器应该定期进行检修。并且检修的周期不应过长。

(9)在锚段关节等部位贴测温贴片。这样就能够通过测温贴片来对电气连接进行监控。同时，还应该在夜间增加巡检。这样能够今早发现电气烧伤的问题。

第四，在隧道口，跨线桥安装绝缘套管，可以杜绝人为丢异物而造成接地烧伤线索。

第五，隧道漏水和铁路两边的树木，供电部门要建立台账，并加强和工务部门的沟通，配合工务对隧道补漏和砍树修枝。

第六，对跨越接触网上的施工加签定安全协议，掌握施工单位的施工方案，安全措施。施工时要派供电部门的人进行监管。

三、结语

电气化铁路接触网设备电气烧伤的问题对我国的铁路行业发展造成一定的影响。为了避免这些情况的发生，应该对原因进行分析，并针对这些原因提出相关的措施进行防治，这样才能够减少电气烧伤的发生，保障设备的正常运行，进而让铁路的运行和发展得到保障。

电气化铁路论文:电气化铁路扩能改造工程接触网承导线更换

摘 要：铁路的出现和发展方便了我国地区之间的经济、文化交流，促进了我国的国民经济发展。同时，也由于国民经济的迅猛发展，市场和国家对铁路事业在速度、安全性上的发展提出了更高的要求。本文将通过简述电气化铁路扩能改造工程接触网承导线更换的动力――中国铁路目前迅猛的发展状况，分析电气化铁路扩能改造工程中接触网的构成，再进一步解析在电气化铁路扩能改造工程更换接触网承导线施工方法及措施，再简嗡得髟谑┕ず笱槭帐毙枰注意的事项，旨在为电气化铁路扩能改造工程接触网承导线更换提供一些参考和借鉴。

关键词：更换接触网承导线；动力；构成；施工；验收注意事项

中图分类号：F406.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0119-01

根据我们的经历与体验不难发现在现今的社会环境之下，我们与亲戚朋友的时间空间距离越来越小，能达到这样的效果，这其中有铁路建设发展的不少功劳。铁路建设发展在近几年得到了迅猛的发展，不断完善相应的基础设施，更新改造，努力实现跨越式的发展。

1 动力――中国铁路目前迅猛的发展状况

电气化铁路能得到不断的改进与发展，其主要的动力就是现今中国铁路的迅猛发展，表现在政策支持、技术支持以及需求上。由于我国的地形地貌，铁路在沟通我国地区之间的交流起到了极其重要的作用，国家也十分注重我国的铁路建设。在“十一五”以后，国家不断出台相关的措施政策，大力推动我国的铁路建设，提高我国的铁路电气化水平。

2 电气化铁路接触网的构成

电气化铁路是指主要牵引动力是电力机车的铁路，而电气化铁路接触网则是指在铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，它的主要构成部分是支柱与基础、支持装置、接触悬挂。首先，支柱与基础是用来承载另外两部分的，在承受它们的负荷时还将接触悬挂部分固定在规定的高度和位置上。其次，关于支持装置是由腕臂、定位装置、水平拉杆、悬式绝缘子串、棒式绝缘子、硬横跨、软横跨以及其他的特殊支持设备，它主要是用来支持接触悬挂，并且把它的重力传给支柱或者其他的承重物。还有，接触悬挂部分则是包含承力索、吊弦等零件在内，把从牵引变电得到的电能传送给电力机车。这些是电气化铁路接触网的主要构成及其作用，充分了解这些有利于实现电气化铁路扩能改造工程接触网承导线更换。

3 电气化铁路扩能改造工程接触网承导线更换施工

3.1 施工前期准备

在施工前，领导小组必须明确更换电气化接触网承导线的施工要求：一，更换承导线前已完成对容量不足支柱与基础、支持装置和其他相关设施的前期更换施工；二，更换承导线后必须保障接触网能保持稳定性、弹性、抗腐蚀性以及耐磨性，满足放行列车条件；三，适当延长寿命，提高绝缘性，保障安全；四，降低成本，而且设备结构简单，方便抢修、维管与施工。

3.2 施工方法

施工过程中，严格按照审定的施工组织方案实施，合理分工，高效、高质量地在天窗内完成承导线更换施工，主要施工方法：一，天窗点时间紧张时，可以将承力索、导线更换施工分步进行：及时个天窗点更换承力索后利用既有接触线、定位装置、吊弦、电连接等进行前期过度，以确保天窗内的施工不影响后续既有运营行车，第二个天窗再进行导线更换；二，天窗点时间充足时，可以将承力索、导线更换施工同时进行。

3.3 施工采取措施

在进行电气化铁路扩能改造工程接触网承导线更换的施工过程中，领导人员需要采取积极有效的措施，并且在过程中不断改进与完善。一，可以加强组织实施，可以通过成立专项施工小组、实施责任制等措施与手段保障工程的顺利进行。二，在实践过程中不断优化施工方案，可以组织骨干技术力量在施工过程中进行现场勘察，从各个方面对施工方案进行细化、优化。三，在施工过程中要坚持“以人为本”，制定措施方案保障施工安全，施工过程中应该制定科学高效的时间安排，不能为了“抢进度”而忽略施工人员的生命安全。四，加强与其他部门的联系。这些措施都便于电气化铁路扩能改造工程接触网承导线更换工作的执行。

4 电气化铁路扩能改造工程接触网承导线更换后的验收

在接触网承导线更换后，需要进行验收，而验收方式可以是静态进行滑行实验和送电开通前的绝缘测试，由专业的测试人员进行实验，分析得到的各项数据，检测接触网是否安全稳定、质量是否符合电气化铁路接触网的要求、拉出值和导线高度是否符合标准、在其他方面是否存在安全隐患，再决定是否可以进入运营使用阶段。在验收过程中不可懈怠，必须核实每个数据，认真检查承导线更换后各项质量，做好验收工作尤其重要，它直接影响到电力机车运行的安全和速度。

接触网线路是跌路运输过程中的速度与安全的保障，承导线在其中的作用也尤为重要，所以在更换过程中应当引起相关部门的重视，并且通过可行的措施来将其危险性降到低，减少事故发生。

电气化铁路论文:谈电气化铁路变电系统主要电器设备检修及故障处理

摘 要：变电系统是电气化铁路的重要的供电设备，电气化铁路的正常和安全运营离不开变电系统的安全供电，所以研究电气化铁路变电系统的故障问题意义重大。本文就针对电气化铁路变电系统的主要电器设备，对其经常发生的故障进行分析和总结，并提出相应的故障处理方法，以迅速恢复主要电器设备确保变电系统的安全。

关键词：电气化铁路；变电系统；电器设备；检修；故障处理

电气化铁路的正常安全运营离不开牵引供电系统，牵引供电系统是电气化铁路的主要装备之一，牵引供电系统是电力装置的总称，是将电能从电力系统传送给电力机车的装置。牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网这两大部分组成，它将国家电力系统输送的电能变换为电气化铁路电力机车适合使用的形式，以电力机车为牵引对象，完成牵引任务。随着我国电气化铁路的不断发展和兴建，电力机车的变电系统的安全和稳定运行成为人们日益关系的话题，其检修和故障处理的质量显得至关重要。

1 电力机车变电系统的作用和主要电器设备构成

变电系统中的牵引变电所包括开闭所、分区所和自耦变压器、是电气化铁路供电系统的重要环节。为了将电力系统输送来的三相高压电变换成为电力机车合适使用的电能，就将牵引变电所按一定的距离进行重复设置。牵引变电所有两方面的作用：一方面，牵引变电所将电力系统的电能变换成了适合电力机车使用的电能；另一方面，牵引变电所将降低电气化铁路对电力系统的影响。

不同的电力系统的牵引变电所的电器设备可能存在一定的差异，最为常见的变电所的主要设备有：进线系统设备、主变系统设备、并联电容补偿装置、馈线系统设备、高压室设备等。

2 电力机车变电系统主要设备检修和故障处理

2.1 高压断路器常见故障分析和处理

高压断路器是电力系统安全运行的直接“保护伞”。由于在电力系统发生故障时，高压断路器能和继电器配合，迅速切断故障电流，保护电力系统，防止事故范围扩大，其工作的好坏，直接影响着电力系统的运行安全。高压断路器的种类很多，以灭弧方式的不同，可以将高压断路器分为三种：油断路器、真空断路器、压缩空气断路器。不管是哪种断路器，其存在的事故类型主要有：拒动作事故、误动作事故、断路器过热、异音、爆破及着火事故、外力及其他事故等。

高压断路器故障的处理首先应该判断是机械故障还是电气故障，若操作期间合闸电流表上的电流出现冲击现象，说明是机械故障，若没有，则为电气故障。对于断路器过热和放电故障，需要加强监控，当断路器内部温度不断上升且放电声音过大时，应立即关闭系统，对断路器进行检查。故障处理过程中应重点注意安全问题，在保障尽快送电到接触网的同时，按照调度远方操作，控制室远方操作，现场断路器手动操作的顺序逐级进行故障排查。

2.2 隔离开关的常见故障分析和处理

隔离开关常见的故障主要分为运行过程中隔离开关的过热引起的相关烧伤、烧毁事故，以及隔离开关的拒分拒合现象。隔离开关的过热问题主要由隔离开关触头接触不良，动接触部分接触不良，引线间的线夹接触不良等引起的，接触不良导致通过负荷电流或短路电流时，产生很大的焦耳热损耗，不能及时散热，从而产生相关故障事故。隔离开关的拒分拒合故障主要由相关电器故障和机械故障而引起的。

对于隔离开关过热故障的处理，应先退出运行，停电检修，若是由于隔离开关容量不足而导致的故障，应更换更大容量的隔离开关。对于隔离开关的拒分拒合故障，也应先停电，检查相应的电气回路，比如电源操作顺序、合闸回路是否断线、辅助接电是否正常转换等。其次检查隔离开关的机械故障，是否发生严重的锈蚀，接头是否分开，相应连接部位是否断裂等等。

2.3 并联电容补偿装置常见故障分析和处理

并电路补偿装置的常见故障基本上分为两大类，即电容器故障和电抗器故障，其中电容器设置了专门的保护。一般情况下，电容器的故障现象包括：电容器爆炸、接头严重过热或者是熔化、套管发生严重地放电闪路，除此之外，还有电容器外壳鼓肚及渗漏油和电容器严重喷油或者起火等。

在变电系统中，并联电容补偿装置的故障发生频率较高，很多情况下的故障都会造成电容器的保护动作，比如：接触网上的电压波动、压互保险的熔断、电容器内部故障等。对于并联电容补偿装置常见的故障，应采取恰当的方式进行处理，要先分析故障部位，对故障进行定位，看是电容器内部的原因还是其外部的原因，然后再对具体问题进行合理分析，找出故障分析并给出合理的处理办法，以确保电容器的正常使用。

2.4 牵引变压器常见故障分析和处理

变电系统中牵引变电所的主变压器的故障集中发生在几个部位，如套管部位、油箱部位、铁芯部位、线圈和分接开关部位等。相应的牵引变压器故障类型主要有：线圈故障；铁芯故障；套管损坏故障；变压器分接开关故障；油箱和散热器漏油故障等。

在变电系统中，牵引变压器的故障发生频率相比其他电器设备来说虽然不高，但是一旦牵引变压器发生故障，其故障影响范围和其重要性也不亚于其他电气设备的发生故障产生的影响度，因此，牵引变压器的故障问题也必须引起注意。当牵引变压器发生故障导致主变压器跳闸后，相关负责人员要首先确认备用主变压器能正常使用，并及时投入运行，以确保供电不被间断。如果发现变压器有异常响动或有爆炸声，套管严重破损、放电，变压器着火，漏油等情况时，相关负责人员应立即采取相关措施使变压器退出运行。

2.5 互感器常见故障分析和处理

互感器故障分为电压互感器故障和电流互感器故障。电压互感器的常见故障有：互感器两侧熔断导致断路现象，互感器内部断路引起爆炸，互感器引线与外壳之间的火花放电等。电流互感器常见的故障有：流互开路，负荷过大引起的过热现象，内部有异味、冒烟，因铁芯松动导致的内部声响异常等现象。

对于电压互感器常见的故障处理：当互感器一次侧和二次侧熔断器断路时，应检查二次侧回路的短路情况，之后重新更换熔断器；当互感器内部断路时，应及时更换新的互感器，并查明原因，及时修理；当互感器内部有放电和其他噪声时，应立即停止运行，并进行检查和问题定位。对于电流互感器常见的故障处理：对于流互开路，要先定位是哪一M电流回路故障，开路的相别、对系统保护有无影响，减小负荷电流，严重时进行相应的停电处理；对于冒烟、火花等现象，首先应该减小负载负荷，其次逐段进行短接测试，定位故障点。

2.6 交流系统常见故障分析和处理

在变电系统故障检修中，交流自用电的故障主要有：母线电压波动大、缺相运行、电压过低以及母线失压等。产生上述故障的原因很多，可能原因有：由于高压侧母线的失压导致变压器损坏；也有可能是变压器内部出现故障导致变压器高压侧有熔断，变压器二次回路缺相运行。

当交流系统发生故障时，若是高压侧母线失压导致的故障，检修人员应立即停止使用该变压器，换备用变压器投入使用，确保交流系统正常运行；若是变压器内部发生故障导致的交流二次短路造成，那检修人员必须对交流二次进行检查，寻找故障发生部位并及时分析原因，在这种情况下只要断掉短路故障点即可恢复交流自用电正常运行；若检修人员在检修的过程中发现是故障发生在硅整流回路，那么检修人员就要将此回路与交流回路连接处断开，使用备用的硅整流装置进行供电。

3 结语

电气化铁路变电系统的安全性直接影响着电力机车的安全运行，相关电力设备的检修人员要能不断积累电力机车变电系统主要电器设备的运行管理经验、常见故障发生情况及常见故障的处理经验，积极探索电力机车变电系统主要电气设备正确安全运行的新技术，发现新思路，为电气化铁路的正常运行和进一步发展做出积极的贡献。

电气化铁路论文:电气化铁路弓网关系研究及仿真

摘 要：列车受电弓从接触网受流是在动态运行完成的，不同的接触网-受电弓组合会产生不同的作用性能，良好的弓网关系是保障列车受流安全的必要前提。文章通过对受电弓特性及弓网受流的性能评价进行分析，建立起仿真分析模型，根据仿真分析结果对弓网作用关系进行评价。

关键词：接触网；受电弓；受流

引言

在受电弓与接触网组成的供电耦合系统中，受电弓对接触网进行激励，振动波沿接触网传播，过程中会产生反射，并且列车高速运行过程中受电弓会使弓网振动幅度增大，使接触网的抬升进一步增加。受电弓与接触网的这种动态相互作用与列车的运行速度密切相关。随着列车运行速度的提高，空气动力也会参与其中。

因此，在电气列车运行过程中，弓网接触压力以及接触网的抬升是不断变化的。弓网接触力和接触网抬升是受电弓和接触网两个振动子系统相互耦合的结果，可以用来评估受电弓和接触网的接触质量。

对于电气化铁路，有必要通过弓网仿真有针对性的对受电弓与接触网的匹配性进行研究，在保障弓网系统运行性的前提下，提高弓网系统的接触质量和延长弓网系统的运行寿命，降低弓网系统运营成本，为高速受电弓与刚性接触网系统的健康发展提供科学依据。

1 主要研究内容

本课题从受电弓和接触网相互作用入手，研究受电弓与接触网的工作动态，通过受电弓与接触网动态作用仿真分析，给出受电弓与接触网动态移动时，接触压力与时间相关的特性，以及和接触网抬升的相互关系，对相应的接触网-受电弓系统进行评价。

2 研究思路与技术路线

根据具体的接触网设计参数和受电弓技术参数，利用有限元的方法建立整个锚段接触网的FEM模型；建立受弓的模型；同时依据EN3018或现场实测数据确认仿真模型的有效性；根据仿真分析的结果对现有弓网关系进行评价，若存在问题，则结合现场实际应用情况给出成因分析及合理化建议。

3 受电弓结构及特性

受电弓是安装在车辆上，实现列车从接触网取得电流的专用设备，一般由底架、框架、弓头和传动系统等组成。受电弓的结构与技术特性对弓网系统的运行品质有着举足轻重的作用，如果受电弓与接触网不匹配，就不会产生所期望的结果。

受电弓的特性包括电气性能、静态接触力、空气动力、动态接触力、抬升力及动态特性等方面。受电弓与接触网组成的系统简称弓网系统，弓网系统要求：动态接触力和接触网抬升应在允许范围内；通过弓网接触点的电流应能满足车辆各种情况下的运行需要；符合性和使用寿命方面的规定。弓网系统要求的这些功能可细分为机械、材料、电气、几何、运行和维护等几个方面，各个方面既相互区别又相互联系。

4 弓网相互作用的性能与评价标准

几何参数：依照互联互通规则运行的基础结构类型，车辆受电弓应符合标准规定的几何特征。基础结构的管理者应确保架空接触网的几何特征值符合受电弓的弓头轮廓要求。

材料接口：接触网和滑板的磨耗，以及接触点的允许较大电流，在很大程度上依赖于接触网和滑板的材料。接触网一般采用铜或铜合金，滑板材料建议选用纯碳，在集流量较大的情况下，可浸入额外的金属。

集流量：接触网中的电流取决于列车运行速度、列车重量、列车间距、线路坡度和接触网的结构。受电弓和接触网的性能应满足于不出现过热。列车的电流需求应服从于接触网的工作极限。静态接触力应满足于静止状态下的取流。静止状态下，AC25kV系统的静态接触力通常为60～90N。

动态相互作用性能：弓网动态相互作用性能影响到列车的运行性能、列车的安全性及接触网和滑板的磨耗。弓网动态性能取决于接触网与受电弓的匹配性以及运行环境。基本运行环境是指列车运行速度、受电弓的数量及位置。

5 受电弓与接触网动态作用仿真

受电弓与接触网动态作用仿真是要确定受电弓作用在接触网上的移动接触力与时间相关的特性，以及和接触网抬升的相互关系。受电弓与接触网在弓网接触点形成了两个子系统的耦合，这就需要分别建立合适的受电弓和接触网的模型，合理模拟接触点的特性和相互作用，并计算出接触点的垂直运动和接触力。弓网系统的动态特性与频率相关，应针对弓网动态相互作用仿真所研究的对象确定关注的频率范围，这一频率范围应该与受电弓模型、架空接触网模型、仿真模型以及弓网动态相互作用性能参数测量系统的频率范围保持一致。

为了使弓网动态相互作用的仿真结果令人信服，需要对仿真方法进行确认。将仿真结果与在线实测结果进行比较，或与其他已被确认的仿真方法进行比较是常用的两种仿真确认手段。

建立25kV供电的受电弓及接触网仿真模型，升起后部受电弓以200km/h运行，仿真数据如表1所示，仿真曲线如图1所示，接触力分布如图2所示。

在200km/h情况下，列车使用后部受电弓集流时，受电弓与接触网系统的动态性能符合EN50367：2006标准要求，弓网机械接触良好，弓网无离线。

6 结束语

本文探讨了受电弓的结构及工作原理，提出了受电弓与接触网相互作用的性能及评价标准，通过仿真手段对具体的弓网关系进行分析可以得出以下结论：（1）提出了受电弓与接触网相互作用的性能及评价标准，受电弓与接触网选型要相互匹配；（2）分析的受电弓与接触网模型的动态性能符合标准要求，弓网无离线。

电气化铁路论文:电气化铁路接触网的维修策略探究

[摘 要]在对电气化铁路接触网的构成进行分析的同时，探讨了当前电气化铁路接触网维修工作的主要内容。结合维修工作的具体实践，分析了当前维修工作存在的主要问题，并提出了对应的维修策略，为提高铁路接触网的运行性提供参考。

[关键词]接触网；电气化铁路；维修策略

电气化铁路是将电力作为动力来源的现代化铁路车辆，是当前我国铁路运输的主要工具。接触网是电气化铁路的重要设备，其运行状态的稳定性直接影响列车的行车安全和正常行驶。在长时间的运行之后，接触网设备发生故障的情况客观存在，如何对之进行有效的维修成为了保障电气化线路正常运行的关键。因此，探讨电气化铁路接触网的维修策略，提高接触网的运行稳定性具有重要的意义。

1、电气化铁路接触网的构成

电力牵引机车的电源是由电气化铁路牵引变电所将电网输送的110kV三相工频电流变成27.5kV的单相工频交流电，通过变电所的馈线送至沿轨道线路架设的接触网，然后通过电力机车的受电弓将之传递至电力机车的动力设备，为电力机车的运行提供动力。所以，接触网是电气化铁路牵引供电系统中最为重要的构成部分。接触网的运行状态直接影响了铁路的运行性，通过优化铁路接触网的维修水平，可以保障铁道线路的运行性，提高线路运输经济效益。

铁路接触网是沿铁道线路架设的一种特殊形式的输电线路，其包括接触悬挂装置、支持装置、定位装置、支柱与基础等主要构成部分。铁路接触网全部架设与露天环境下，而且没有备用设备。这使得其在使用过程中容易受到气候变化、环境污染等因素的影响。随着当前运行速度的提高，高速、重载列车受电弓在取电过程中产生高强度的摩擦与撞击，使得接触网的临界状态容易发生变化。为了确保铁路接触网能够持续的为电力机车提供稳定的电力来源，必须及时的对接触网设备进行巡视和检修，保障铁路接触网的正常稳定运行。

2、接触网日常检修工作主要内容

铁路接触网检修工作是一项长期而系统的工作，在线路运行及其维修工作中，应该坚持以“预防为主，修养并重”的基本原则，基于“周期检修、状态维修、寿命管理”策略，采取精细化、机械化以及集约化的方式进行检修，采用高新技术，积极的创新接触网检测技术手段，提升铁路接触网的维修技术水平和技术能力，实现铁路接触网运行品质及运行性的提高。

根据检修工作规模，可以将铁路接触网检修工作分为维修与大修。其中，维修就是当接触网的实际运行状态与安全运行状态之间存在不被允许的误差或者故障时，必须对接触网进行对应的修复，重新建立接触网的稳定技术状态，保障其相关功能得以正常发挥。维修包括维持性修复与故障修复：①维持性修复就是定期的对线路情况进行监测，发现存在缺陷，及时的进行处理，确保接触网处于正常的技术状态；②维修性修理则是根据计划进行修复工作。故障检修则是对导致接触网功能失效的故障进行排除和处理，或者通过临时检修的方式，保障接触网的功能得以恢复。故障检修工作具有即时性，要求发现故障之后必须立即进行施工，及时的将故障排除，以免故障问题导致运输线路运输能力受限。

3、电气化铁路接触网维修过程中存在的主要问题

电气化铁路在运行的过程中，接触网及其相关设备发挥着至关重要的作用，不但能够保障列车正常稳定的运行，而且良好的接触网状态还能够提高整个电气化铁路的运输能力。若铁路接触网出现故障，不但会导致电气化铁路的建设形势受到影响，而且会影响依靠铁路进行出行的人们以及货物运输等。所以，为了降低列车停运发生的概率，维持社会稳定和正常的经济秩序，必须保障接触网的正常运行。如上文所述，接触网设备因为其露天使用环境，导致其受自然环境影响明显。同时，线路负荷还会受到列车的运行影响。当前，我国的电气化铁路接触网在维修过程中还存在一些问题，部分滞后的维修技术手段和维修管理方式影响了维修工作的整体水平。这主要是因为在维修的前期，没有重视维修工作，也没有定期的进行维护管理，虽然制定了对应的维修方式和制度体系，但是执行过程中采取的手段并不规范，甚至对维修的设备还不够了解，导致维修后设备再次发生故障。这不但使得故障c数量增加，而且使得设备的维修手段与维修费用增加，降低了铁道线路运行性，使得线路运输经济效益下降。

4、电气化铁路接触网维修策略分析

4.1 积极开展定期检查工作

根据上文分析结果，电气化铁路接触网设备的运行环境较为恶劣，而且其运行机制极为复杂，在这种情况下，导致接触网及其相关设备容易出现故障。为了降低设备发生故障的概率，必须做好定期的故障检查工作，为及时的维修工作提供依据。在定期的检查工作中，要采取的记名巡视检查方式，通过定期检查结果，分析获得的检查数据，明确其中相关设备隐患，并由车间上报技术科，上报分管领导进行审核，及时的实施维修工作。为了确保检查维修工作的真实有效，在检查工作中必须进行监督管理。同时，通过制定完善的检查计划，减少检查维修工作混乱情况的发生，保障维修工作开展的流畅程度。

4.2 积极的做好资源调配工作

通过积极的做好资源调配工作，实现人力资源、物资资源的良好分配，是保障接触网维修工作得以顺利开展的基础，也是接触网维修策略体系的重要构成部分。考虑到铁路接触网属于一种特殊而复杂的输电线路，在对设备进行维修的过程中必须体现其专业性，为了保障维修工作及检查工作的顺利开展，必须对人力资源、物资资源等进行统一的调配，在将维修技术工作作为重点的同时，明确各个维修部门的责任意识和管理意识，为资源调配工作提供人员支撑。同时，还要确定好所有接触网维修人员的名单，保障维修及调试工作之间能够无缝衔接，提高维修工作的效率。另外，在维修技术资源的利用方面，应该根据铁路检测及设备维修部门的相关管理办法，对设备运行各个环节进行积极指导，为检修工作的开展提供有效的技术支撑。

4.3 以“状态修”作为主要维修策略，提高维修工作针对性

当前，我国的电气化铁路接触网是基于《接触网运行检修规程》规定的项目、内容以及周期进行检查和维修的。不管当前接触网状态处于何种层次，只有在达到检修周期之后才能够进行检修。这使得接触网的维修工作缺乏必要的针对性，维修工作的盲目性不但造成了资源浪费，而且使得接触网维修工作质量不佳，接触网的运行状态没有处于状态，影响了铁路运行的整体性。

通过应用接触网检测自动化设备，对接触网悬挂进行动态的测试，获得其动态技术参数，通过持续检查接触网的隐患和超限量情况，有针对性的对其中存在的技术状态不佳线路进行维修，形成“状态修”的方法来提高接触网的维修质量。通过这种方式，能够充分的利用检修时间，保障接触网持续的供电。

电气化铁路论文:电气化铁路接触网故障及防范对策探讨

[摘 要]接触网是电气化铁路重要的组成部分，针对铁路牵引供电系统中接触网常见故障的现象和原因进行了详细分析，并提出了有效的针对性措施，防止和减少接触网故障的发生，确保安全供电。 [关键词]接触网；故障分析；防范对策；

引言

电气化铁路接触网故障在铁路运输中发生频繁，影响了铁路的正常运行，由于产生接触网故障的原因复杂，形式不定，给抢修工作带来了麻烦。在抢修中，如果方法使用不当，则会延长修复的时间，严重时甚至导致故障的性质发生改变。露天设置的接触网，线路负荷随着机车的移动而产生相应变化，其设备的运行是通过电与力的双重作用来进行的。随着铁路运输的发展，接触电路进一步压缩，接触网故障的发生成为了一种不可避免的问题，因此，供电运营单位当今的主要任务是预防和整治接触网故障问题。

一、电气化铁道接触网的特点

接触网是一种多在露天架设、没有备用的户外供电装置。因此很容易受到外界各种恶劣自然因素的影响，一旦发生故障，将会直接影响列车的正常运行。所以，一个合理安全的接触网必须具备以下特点： （1）接触网悬挂应弹性均匀；（2）接触线的坡度应变化平滑；（3）接触网在受电弓压力与风力等作用下应具有良好的稳定性；（4）接触网的结构与零件应尽量做到轻巧简单并且实现标准化；（5））接触网应具有一定的抗腐蚀性和耐磨性；（6）接触网的建设应做到满足其要求性能的前提下尽量节约成本。 二、电气化铁路接触网故障分析及措施1、空间结构尺寸方面故障

接触网即要保障质量良好地向电力机车提供电流，而且还要保障接触悬挂能牢固地处在规定的空间几何位置上，保障受电弓能质量良好地、平滑地从接触线上取流。因此接触网的技术参数一旦发生变化或接触悬挂上零件一旦脱落，就会对电力机车或电动车的运行造成障碍，严重时还会造成弓网故障。

1.1故障现象

（1）弓网故障。

（2）接触网参数变化。

（3）接触网线索、零部件脱落。1.2采取措施

（1）加强对接触网参数的监测和检修：严格按照测量、巡视周期对接触网进行监测，掌握设备技术状态，发现问题及时处理。接触网参数测量主要对影响弓网取流的接触网参数进行测量：如线岔、锚段关节、分段、分相、中心锚结、接触线参数等。对测量后参数要进行综合分析，以发现和解决缺陷。

（2）加强对接触网各部螺栓、螺母、弹垫、防松垫片的平推、检查： 在设备投入时要对各部螺栓进行平推紧固， 在此基础上通过抽查逐步摸索螺栓动态松动周期，及时进行紧固，确保各部参数处于标准范围。同时在有条件的情况下尽可能多地使用防松螺母及垫片。

（3）对不能适应列车运行条件的接触网部件和处所进行改造：如高速动车组运行区段的分段、分相和抬高受限处所。对容易脱落打弓的部件如“邻线有电牌”进行更换。

（4）严格按照温度曲线安装、调整设备：保障设备不致因温度变化而产生卡滞、过紧、过松而使接触网参数发生变化。

（5）加强设备抵抗自然灾害的能力：如给支柱修建护坡和设立防护桩等。

2、主导电回路方面故障

随着高密度、大功率、重载列车的开行，接触网传送的电能负荷大，变化剧烈，因此在运行过程中不可避免发生电气方面的问题。电气方面故障虽数量不多，但一旦发生， 则会造成严重影响，甚至造成塌网、断线故障。

2.1故障现象

（1）线索（接触线、承力索、供电线、回流线、吸上线）自电气接续部分断股或断开。

（2）设备线夹、接头线夹连接处烧伤。

（3）软横跨环流造成承力索悬吊滑轮处或定位器根部定位钩处烧伤。 采取措施

2.2采取措施

（1）对电气接续部分（接触悬挂、供电线、AF线、回流线）进行逐个检查，在有条件情况下进行开盖检查，按照标准工艺进行检修、安装。

（2）按照设计标准及现场实际情况对电联结设置情况进行调查，及时补充安装电联结。对部分大负荷、上坡区段进行供电能力改造。

（3）对非稳定性接触的部分进行调整，确保在动态情况下仍能保持的安全距离。对确实调整不了的加装绝缘护套。

3、绝缘方面故障

接触网作为特殊的高压供电设备，绝缘是其重要的技术指标之一。按照绝缘介质，接触网的绝缘主要分为绝缘体绝缘和空气间隙绝缘，其两方面有一方发生放电都会影响接触网的正常运行。由于我国特殊的自然环境和设计方面的原因，绝缘方面的故障占整个故障比例较高、范围较广，对运输影响也较大，需要认真对待。

3.1故障现象

（1）绝缘子闪烙放电乃至击穿。

（2）接触网带电部分对接地体放电。

（3）因外界物体变化造成接触网对地放电3.2采取措施

（1）加强绝缘的清扫工作，对部分污染严重的区段人为缩短清扫周期。

（2）对环境恶劣区段更换为抗污性能强的硅橡胶绝缘子。

（3）对铁路附近可能危机接触网供电安全的危树、建筑物及时联系处理，保障其在恶劣天气下状态发生变化时对接触网能保障足够的安全距离。

（4）加强高寒区段隧道除冰， 防患于未然。 4、日常检修方面

4.1在施工过程中，遗留的问题，有的在交验过程中被发现、被解决，有的则由于疏于检查，或问题不易被发现，导致在运行了一段时间后才显现出来。为了预防这种情况的发生，需要运营单位在施工阶段的提前介入[2]，加强在施工过程中的质量监督管理，提高工程质量，减少后期不必要的麻烦和降低运营成本。

4.2由于受到风力、温度等天气状况及悬挂晃动或技术人员的工作水平等因素的影响，容易使接触导线导高测量时造成数据的偏差，影响数据的度，进而影响接触网的设备运行状态。由此可见，定期测量接触网定点位，预防拉出值过大与定位器坡度过小而造成接线网故障是多么的重要。

4.3要重点检查线内冒火、放点的现象，预防引起不必要的火灾发生。同时，严格按照检修标准来检修，加强对接触网设备各部螺母、弹垫、螺栓以及防松垫片的平推检查。要保障接触网的参数始终在标准范围内，就要先对设备中的各部连接螺栓进行平推紧固，然后通过抽查、总结的方式，使螺栓动态松动周期的摸索整理逐步完成，这样有利于及时对各部件进行紧固，优化检修计划。对有可能造成承力索导线非正常过流的部位加装的电连接，保障电连接线夹设备线夹连接的性[3]。

5、自然灾害方面

定期砍伐或修枝可能造成影响的树木，及时记录管辖范围内春夏季节树木生长情况。根据天气预报，在恶劣天气时要加大对铁路附近树木的巡查频率，做好防范工作，防止灾害的发生。在冬季时，应做好隧道内除冰工作，夏季应做好防雷工作，在灾害天气后，要对设备的运行情况做好检查工作。 6、乘务员及其他工作人员素质方面

要加强对乘务员的培训，提高他们的技术素质[4]，了解铁路运行的基本知识，当故障发生时，能及时的发现，并简单的处理，同时，要积极安抚乘客，防止不必要的冲突发生。要禁止检修人员在检修时对接触网设备抹涂大量的黄油，而逃过扣分的情况，如：为了防止电联接散股扣分，在电联接表面抹涂上一层厚厚的黄油，使设备的内部电气烧伤缺陷不能被及时发现，从而影响巡视检查设备的质量。加强在机务段对受电弓的出入库检查，杜绝损坏的损坏的受电弓带病上线运行。 三、结束语通过对接触网常见故障分析其原因，研究制定针对性防止措施，有助于加强对其故障本源的认识，不断提高技术和管理手段，提高综合维护能力，为牵引供电设备的安全运行打下坚实的基础，为现代化的铁路运输提供保障。

电气化铁路论文:TLJ500连续挤压机在电气化铁路接触线生产中的应用

摘 要：连续挤压技术是一种新型高效有色金属加工技术，近年来已广泛应用于电气化铁路用接触线杆坯的生产。但在TLJ500挤压机实际应用过程中，特别是在生产不同铜合金杆坯时，常常遇到一些实际问题，文章主要介绍实际应用情况，以及解决这些问题的方法和控制措施。

关键词：连续挤压；细晶强化；应用情况；常见问题；主要原因；控制措施

1 铜材的连续挤压生产

铜材的连续挤压生产是二十世纪九十年代国际上出现的新技术，它采用上引法生产的铜盘条作为坯料，在挤压轮的驱动下，通过模具连续挤压出各种规格的产品。由于采用连续挤压技术生产的铜材具有节能、生产效率高、表面光洁无毛刺、晶粒细小（≤8μ），组织致密、电阻率低、易于保障电阻平衡、机械强度高、可生产长尺寸制品等诸多优点，因此得到了很快的发展和应用，是一种高效的加工技术。赣州江钨拉法格高铁铜材有限公司选用大连康丰公司制造的TLJ500连续挤压机，自2010年安装并投入使用以来，在实际应用中遇到不少实际问题，通过不断试验和探索，这些问题都逐步得到了解决。通过连续挤压机生产的电气化铁路等级的铜合金接触线产品，产品质量稳定，主要性能指标均高于铁标TB/T2809-2005的要求。TLJ500连续挤压机已在赣州江钨拉法格高铁铜材有限公司正常应用于电气化铁路接触网产品的生产制造。

2 挤压机的主要性能特点

2.1 工作原理

挤压轮由电机驱动旋转，杆坯进入挤压轮轮槽，由于槽壁的摩擦力作用被牵引到由挤压轮和腔体形成的弧形挤压腔内，在摩擦力产生的高压和高温作用下，金属通过模口挤出形成各种型材制品。铜合金经过挤压实际上是一个细晶进一步强化的过程，细晶强化是金属材料强化的基本手段，晶粒越细、强度越高，在受力变形过程中，由于位错的滑移由易到难、晶界及相邻晶粒取向不同等因素，从而使材料强化。由于晶体的导电性能与结晶取向无关，晶粒细化使晶界增多，从而对铜的导电性能影响很小。

2.2 性能参数

挤压轮直径：500mm 调速范围：2-7.5rpm 主电机功率：600kw 坯料直径：≤？准30mm系统压力：≤16MPa溢料率：3-8%

3 应用情况

3.1 挤压工艺流程和参数选择

根据电气化铁路接触线产品性能要求，结合铜合金材料的综合加工特点，以及对挤压工艺的适用性情况，在上引生产工序通过多方案调整不同合金元素的含量，统一上引杆坯规格，通过反复试验验证，得到其挤压工艺和参数选择：（1）银铜合金接触线。上引？准22-挤压？准23-拉拔接触线成品 （CTA110、CTA120、CTA150），工作转速：≤4.5rpm；（2）锡铜合金接触线。上引？准22-挤压？准22-拉拔接触线成品 （CTS110、CTS120、CTS150），工作转速：≤4rpm；（3）镁铜合金接触线。上引？准22-挤压？准28-冷轧？准16/？准20-拉拔接触线成品 （CTMH110、CTMH120、CTMH150），工作转速：≤3rpm。

3.2 常见主要问题

（1）杆坯表面存在气泡缺陷，在后续拉拔过程中表现为成品接触线表面起皮；（2）在挤压开始生产过程中，由于垫板、导板结构设计问题，在送入预热铜杆时，热杆尾部卡在垫板与压实轮之间，导致挤压轮凹槽两边的挂铜逐步脱落，形成溢料堆积并卷入腔体内，杆坯内部存在夹杂、分层缺陷，在后续拉拔过程中表现为断杆、凹坑；（3）开始挤压过程中，挤压轮上的挂铜慢慢脱落；（4）挤压负荷重，温度高，溢料颜色发黑；（5）溢料出口槽体内挤压轮轴承油封漏油，导致油压下降影响挤压机正常运转。

3.3 主要原因和控制措施

（1）产生气泡的主要原因是铜杆被污染和氧化；控制措施有：a.对上引铜杆坯进行防护，防止被灰尘、油污、水汽污染；b.缩短上引铜杆坯料储备周期，对引出的铜杆及时安排挤压，一般不超过一周，防止铜杆氧化；c.在挤压机的入料前端安装铜杆表面机械清刷装置和热风吹干装置（春季潮湿季节使用，热风温度大于90°C）。

（2）产生夹杂和分层的主要原因是溢料堆积。控制措施有：a.改进垫板和导板结构，保障在开机生产送入热杆头时不打滑，不跑偏，从而避免溢料堆积；b.保障预热铜杆平直度，减小阻力，确保预热铜杆顺利进入挤压轮槽；c及时调整挤压间隙，及时更换磨损严重的挤压轮和挡料块。

（3）挂铜脱落的主要原因是挤压温度低。控制措施有：a.适当提高预热铜杆的预热温度（特别是冬季）；b.适当降低转速，在冷态开机时低速运行20-40分钟，待挤压温度上升，挂铜逐步稳定后再慢慢提高至正常工作转速。

（4）挤压温度高、溢料颜色发黑的原因是挤压间隙太小；控制措施有：a.记录每天生产状况，包括间隙大小、溢料厚薄等，并对记录情况进行分析预判，通过调整腔体垫片厚度适时调整挤压间隙；b.更换挤压轮、挡料块、或腔体等关键零部件之一时，重新检查调整挤压间隙。挤压间隙一般在1.1-1.6之间，根据合金牌号不同，挤压银铜合金、锡铜合金和镁铜合金时，挤压间隙取不同值。

（5）挤压轮轴承油封漏油的原因是由于溢料溢出过程中，不规则溢料随挤压轮轴承动密封端盖转动进入密封槽内，损坏骨架油封；控制措施是：在轴承密封盖两端各加装一块钢制档板。

4 应用体会

4.1 工作条件

（1）挤压机生产对系统谐波电压比较敏感，当直流电机驱动设备较多时，系统谐波干扰较大，易出现生产中途停机，当发生停机故障时，处理余料十分困难，且严重影响生产，故要求低压供电系统必须配置抗谐波装置；（2）设备环境温度不超过40°C，24小时周期内平均温度不超过35°C，否则要采取通风降温措施；（3）定期更换主电机上冷却风机的滤网；（4）外循环冷却水温度应控制在在40°C以下，流量不小于50吨/小时，压力不小于0.5MPa；（5）产品冷却水温度应控制在在50°C以下；（6）预热铜杆：准备8-10根，每根长度约400mm，预热炉温度设置在750-800°C；（7）预热模具及腔体：预热炉温度设置在600°C。

4.2 安全操作

（1）在开机、杆坯对接挤压、满盘更换收线盘等作业时，应安排3名操作员工协同操作，以保障安全；（2）正常生产至少安排2名员工；（3）收线紊乱的上引杆坯放线时应加装托辊支架，设专人看管，防止杆坯倾覆，甚至拉断杆坯造成意外事故；（4）需配备手持移动液压剪断机和手持电动切割机各一台，作为挤压铜杆剪断安全工具；（5）需配备绞线专用手持剪断工具一把，用于溢料剪断作业；溢料用专用料箱和液压小托车收集转运，操作时防止溢料烫伤。

5 结束语

（1）与传统工艺相比，取消了加热和退火工序，节省投资，节约能源；（2）与传统工艺相比，取消了酸洗工序，实现了无污染排放；（3）与传统工艺相比，通过连续挤压，产品性能好，尺寸精度高，光洁度高；（4）在生产银铜、锡铜合金接触线时，省去了冷轧工序，且挤压杆坯为软态，减轻了拉拔工序操作强度，提高了效率，同时改善了拉拔设备生产条件；（5）工艺简单，一个模具直接成型；（6）原料规格统一，上引铜杆坯直径均为？准22，备料简单；（7）产品长度不限，卷与卷可对接连续生产，生产效率高。连续挤压技术是一种高效、环保、节能的加工技术，随着科学技术的进步和不断的探索实践，连续挤压技术必将在电气化铁路基础生产设备领域获得更加广泛的应用。

电气化铁路论文:浅谈新建电气化铁路接触网接口管理

摘 要：本文介绍了新建电气化铁路接触网专业接口存在的问题，结合电气化铁路设计、施工、运维等方面的经验，总结其接口管理中的疏忽与遗漏，从而减少或避免相关问题的出现，进一步提升接触网的安全质量水平。

关键词：接触网；接口

0 引言

接触网作为电气化铁路牵引供变电系统的重要组成部分，其设计、施工标准日益得到提高，但接触网接口管理仍存在不少问题，涉及铁路路基、桥涵、隧道、轨道、站场、通信、信号、灾害监测、维修设施、动车组、房屋建筑、声屏障等专业。笔者根据工作经验，将接触网相关接口问题及应对措施总结如下，以供学习交流。

1 影响接触网接口管理的因素

1.1 设计方面

①本专业设计漏项；②相关专业间未沟通、未彼此提出预留要求；③由于合同关系不同设计院之间未进行设计对接或者联络不充分；④设计变更。

1.2 施工方面

①施工质量问题（包含为未按图施工、测量偏差等）；②施工工序不合理；③施工单位（或专业）间干扰、损坏；④未注意现场材料、设备或成品的保护；⑤专业间物资交接。

1.3 运维方面

①设备管理单位维护不到位；②非设备管理单位的损坏；③不同专业间的运维工作未同步展开，如（电务）信号更换信号扼流变，有时需接触网吸上线同步调整位置；④事故或故障。

1.4 其他因素

①极端自然天气引起的各种破坏；②动物破坏，以鸟类为主；③路外人员的恶意破坏。

2 接触网接口的分类

接触网接口事宜可分为内部接口、外部接口，其相互关系见图1。

内部接口：牵引供电系统与动车组系统间；牵引供电系统与通信信号系统间；动车组系统与工务工程系统间等。外部接口：牵引供电系统与公用电力系统间；接触网与外部环境间。

图1 接触网与相关专业的接口关系图

3 接口问题的应对措施

本文侧重从设计与施工两大方面介绍应对措施。

3.1 设计可采取的措施

①路基设计时应考虑接触网预留基础对路基的影响、预留基础位置与电缆沟槽件的匹配布置、综合接地在路基上设置与预埋等接口事宜。②桥涵设计时应考虑接触网支柱基础预留、下锚拉线基础预留、避车台预留接触网落锚条件，桥梁综合接地设置与预埋、接触网特殊桥支柱、沟槽管洞预留等接口事宜，跨线建筑物的净空应满足接触网设置要求。③隧道设计时应考虑接触网安装预留埋件及其布置、隧道内锚段关节及关节洞、下锚洞设置与预留、隧道内综合接地设置与预留、隧道内接触网设备安装洞预留、沟槽管洞预留等接口事宜。④站场、车站建筑设计时需考虑接触网支柱对线间距的影响、站场接触网支柱基础及其平面布置、站台雨棚合架、雨棚及高架绽放的综合接地设置与预埋、反向行车时车站八字渡线、单渡线与接触网匹配设置等接口事宜。当采用风雨棚结构形式时，应考虑寒冷地区棚顶冬季融雪对接触网绝缘设备的影响。⑤沿线桥梁、路基、跨线建筑物、无砟轨道、站房、站台、雨棚、接触网预留基础等建筑物应设置电气化闪络保护等电位措施，综合接地系统应考虑电力牵引供电接地极防雷纳入的接口事宜。⑥线路、桥梁、隧道、车站等应考虑电气化专用的电缆敷设通道设施（如电缆沟、轨道管槽、电缆桥架、电缆隧道等）。⑦接触网、信号专业设计应综合考虑接触网关节位置对信号机设置的要求，电分相布置与接收信号车载设备、列控信息配置、钢轨回流连接设置的接口事宜。⑧接触网应综合考虑防灾监控设施、通信漏缆、精测设备与接触网设施的合设要求，一般不采用同杆设置。⑨声屏障、防灾报警等设置不应影响接触网坠砣的正常工作，遇有接触网补偿装置、开关设备安装时应做特殊处理。⑩轨道专业的精测网设置不应影响接触网补偿装置的正常工作，遇有接触网补偿装置时应做特殊处理。11接触网的电缆终端需与其他专业设备或材料安装匹配。

3.2 施工方面可采取的措施

①严格按照施规、验标及设计图纸控制施工质量。尤其要注意不同施工单位之间的接接事宜，如预留基础。接收单位要提前介入，业主单位要统一组织。②合理安排施工步骤，既要考虑本专业施工的合理性，也要考虑其他专业的施工时间及先后顺序。一般原则是先土建再四电，先下部施工后上部作业。③做好现场文明施工管理，提高成品保护力度。以物防物，以人管物的防护措施根据不同条件兼顾采用。坚持做到人走料清、安全文明。④组织好不同专业间或不同单位间的物资交接工作。如：接触网预留基础螺帽与螺栓不匹配，接触网基础螺栓的螺冒、垫片尺寸不规范，采用电镀锌非热浸镀锌等问题屡见不鲜。相关单位（业主、设计、施工、监理）应提前介入，明确设计图纸、材质标准，以便移交材料质量满足相关要求。⑤加强同步实施项目的管理，可采取台账式管理模式，对涉及的施工项目逐一列表，如接触网杆基础、电缆沟槽、声屏障基础与路基同步施工事宜。

4 结束语

接触网接口问题涉及多个专业，相互参照、影响，解决好接口问题的关键必须从设计源头抓起，其次在后期的施工阶段，接触网专业与站前（土建）、站后（四电）同步作业项目一定要协同实施，才能最终保障接触网质量的安全、。

作者简介：陈安，男，工程师，就职于中铁电气化局集团及时工程有限公司。