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電氣化鐵路論文:電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響與對(duì)策

摘 要：在電氣化鐵路中，其牽引負(fù)荷是一種大功率的單相非線性負(fù)荷，它具有不對(duì)稱和波動(dòng)的特點(diǎn)并由此產(chǎn)生的負(fù)序和諧波等一系列問(wèn)題對(duì)電力系統(tǒng)造成一定的影響。本文從諧波，負(fù)序電流，功率因數(shù)，電壓波動(dòng)等方面入手，通過(guò)分析它們產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的危害，利用解析計(jì)算和PSCAD實(shí)例仿真進(jìn)行比較，找出解決措施，最終確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路；電力系統(tǒng)；諧波；負(fù)序電流；PSCAD仿真

0 引言

隨著我國(guó)工業(yè)化的腳步不斷加大，我國(guó)電氣化鐵路近年來(lái)飛速發(fā)展，它的運(yùn)量已占鐵路總運(yùn)量的70%。隨著牽引負(fù)荷的不斷增多，它在整個(gè)電力系統(tǒng)負(fù)荷中的比重也不斷加大。因此，它對(duì)電力系統(tǒng)的影響也更明顯。那么，如何全面，客觀地分析電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響，并針對(duì)不利影響提出相應(yīng)的抑制措施，從而使電力系統(tǒng)免于受到電氣化鐵路牽引負(fù)荷所帶來(lái)的沖擊，是我們面臨的重要議題。本文將從諧波，負(fù)序，功率因數(shù)，電壓波動(dòng)等方面研究電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)造成的影響，并通過(guò)分析計(jì)算和PSCAD進(jìn)行仿真，最終提出改進(jìn)措施和建議，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

1 電氣化鐵路對(duì)電力系統(tǒng)的影響

總的來(lái)說(shuō)電氣化鐵路對(duì)供電系統(tǒng)的影響存在4個(gè)方面的問(wèn)題：諧波；三相不平衡（即負(fù)序電流的影響）；功率因數(shù)低；電壓波動(dòng)大。我國(guó)目前在線運(yùn)行電力機(jī)車是一種單相大功率整流負(fù)荷，而且運(yùn)行具有很大的隨機(jī)性，這樣在運(yùn)行過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生大量的諧波與負(fù)序電流，其通過(guò)牽引變電站，就會(huì)注入電力系統(tǒng)。這不僅使電力系統(tǒng)損耗增大、能量損失增加、降低容量利用率，同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量造成一定的影響，威脅電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.1 諧波的影響

作為牽引供電系統(tǒng)中一處較大的諧波源，電力機(jī)車因其類型不同，產(chǎn)生的波形畸變不同，因此諧波含有率也不同。諧波電流的大小同時(shí)也與基波電流有關(guān)，而基波電流決定于牽引負(fù)荷，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)可用公式表示為：；式中I1為基波電流，In 為n次諧波電流，n為諧波次數(shù)。

1.2 負(fù)序電流的影響

負(fù)序電流產(chǎn)生影響的大小取決于兩方面：一是電力系統(tǒng)設(shè)備容量大小和運(yùn)行方式；二是牽引供電系統(tǒng)的負(fù)荷大小和運(yùn)行方式。

1.3 電力牽引負(fù)荷的功率因數(shù)

電力牽引負(fù)荷多為感性負(fù)荷，因此其功率因數(shù)一般較低。線路上運(yùn)行的整流型電力機(jī)車的平均功率因數(shù)約為 0.8～0.85。除此以外，由于牽引網(wǎng)本身帶有阻抗，受其影響牽引負(fù)荷網(wǎng)上的有功和無(wú)功損失之比遠(yuǎn)小于 1， 這又要降低功率因數(shù)一到五個(gè)百分點(diǎn)。同理，由于受到牽引變壓器阻抗的影響，牽引變電站高壓側(cè)的功率因數(shù)還要降低 0.05左右。

1.4 電壓波動(dòng)

依據(jù)電氣化鐵路的特點(diǎn)可知，其負(fù)荷多為單相、移動(dòng)、幅值頻繁劇烈變化的特殊負(fù)荷。列車每天按規(guī)定線路運(yùn)行，電氣化鐵路日負(fù)荷波動(dòng)情況與線路情況、機(jī)車類型、機(jī)車速度和牽引重量及運(yùn)行線路圖等多種因素有關(guān)，所以系統(tǒng)具有很大的波動(dòng)特性。

2 PSCAD仿真分析

利用該軟件仿真當(dāng)電力機(jī)車接入牽引網(wǎng)，準(zhǔn)備運(yùn)行時(shí)對(duì)供電電壓造成的影響。在這里電力機(jī)車采用SS4型交直電力機(jī)車，牽引變電站對(duì)電力機(jī)車采用阻抗匹配平衡牽引變壓器。仿真模型如圖1所示。

通過(guò)圖形比較我們可看到電力機(jī)車作為大功率的含有整流電路的非線性元件，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響是如此之大。必須采取相應(yīng)的措施確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 抑制措施

3.1 抑制電鐵諧波的主要措施

（1）使變流器多脈沖化，一方面可以使諧波的次數(shù)減少，另一方面也使諧波含量也大大減少，進(jìn)而能夠大幅減少流入系統(tǒng)的諧波電流。（2）借助整流變壓器繞組移項(xiàng)來(lái)抑制高次諧波。（3）保證鐵路生產(chǎn)、生活用電與電鐵供電嚴(yán)格分開(kāi)，電鐵牽引變專線用電。（4）在電力機(jī)車上安裝 3、5、7 次濾波裝置和有源濾波器。在電鐵牽引兩個(gè)供電臂均安裝濾波器，同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)供電臂中的有功電流，從輕載相到重載相轉(zhuǎn)移部分有功電流，保證兩供電臂負(fù)載平衡。

3.2 降低和限制負(fù)序電流的措施

（1）能夠合理安排線路上的列車運(yùn)行，促使負(fù)載能夠近似均衡分布在電鐵沿線。（2）在牽引變電站高壓側(cè)接入系統(tǒng)中采用換相連接。但此方法會(huì)造成電網(wǎng)中負(fù)序電流波動(dòng)。同時(shí)由于必須在電網(wǎng)中使用電分相，既影響電力機(jī)車的提速，又降低供電的可靠性。（3）使用專用的高對(duì)稱效應(yīng)變壓器，促使變電所三相負(fù)載均衡。（4）對(duì)牽引站供電電源作合理安排，使每一個(gè)保證有主供電電源和備用電源，進(jìn)而避免牽引站產(chǎn)生的負(fù)序電流過(guò)于集中。（5）采用對(duì)稱補(bǔ)償技術(shù)。

3.3 提高功率因數(shù)

鐵路上一般采用在電鐵牽引變電所安裝兩組不可調(diào)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置來(lái)分別補(bǔ)償兩個(gè)供電臂牽引負(fù)荷，進(jìn)而提高電鐵負(fù)荷功率因數(shù)。但由于牽引負(fù)荷為間歇性負(fù)荷，負(fù)荷變化大，電容補(bǔ)償不能自動(dòng)追蹤補(bǔ)償，就會(huì)影響功率因數(shù)的提高。目前在建的或已建的高鐵線路多采用較先進(jìn)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方式，如靜止無(wú)功補(bǔ)償器、靜止無(wú)功發(fā)生器等等。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著電氣化鐵路的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)于交-直-交型電力機(jī)車的使用越來(lái)越多。這種電力機(jī)車的功率因數(shù)相對(duì)較高，所含的諧波相對(duì)較少，對(duì)電力系統(tǒng)造成的影響就相對(duì)較小 。另外隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)也在不斷完善，再加上，我們采取的一系列補(bǔ)救措施，最終使電鐵對(duì)電力系統(tǒng)的影響控制在合理范圍內(nèi)，保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

電氣化鐵路論文:議電氣化鐵路牽引供電對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備的影響

1.前言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，鐵路體系已經(jīng)逐步走向了電氣化的模式，逐步實(shí)現(xiàn)了重載和高速，到了2007年以后，中國(guó)電氣化鐵路里程已達(dá)到24046.6公里，這也標(biāo)志著我國(guó)的鐵路的各個(gè)支線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電氣化的發(fā)展。不過(guò)，基于電氣化模式下的鐵路系統(tǒng)，隨之而來(lái)的也有很多的問(wèn)題，尤其是在鐵路的信號(hào)設(shè)備方面出現(xiàn)了不少的問(wèn)題。最近這些年，在每個(gè)鐵路干線上，都有了一些新的技術(shù)和設(shè)備下的信號(hào)系統(tǒng)近，使得很多的矛盾都凸顯出來(lái)了。因此，將這些問(wèn)題解決好，已經(jīng)成為鐵路系統(tǒng)的信號(hào)方面的一個(gè)關(guān)鍵。

2.我國(guó)現(xiàn)有的電氣化鐵路的特點(diǎn)

在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，通過(guò)電力進(jìn)行牽引是一種主要的運(yùn)輸方式。這種方式能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)變成一種動(dòng)力，牽引著火車前進(jìn)。目前，牽引體系主要是由變電所、接觸電網(wǎng)、軌道電路以及回流路線等構(gòu)成的。我國(guó)現(xiàn)在主要采取的供電手段就是自耦變壓器供電的方式，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是所需要提供電力的距離相對(duì)較遠(yuǎn)，不會(huì)損失較多的牽引電壓，對(duì)于信號(hào)受到的干擾也比較小。

3.電氣化牽引供電對(duì)信號(hào)設(shè)備影響的原因及其分類

同某些采取電氣化的系統(tǒng)的鐵路進(jìn)行對(duì)比，在電氣化的干線中，信號(hào)設(shè)備常常是處于一種被動(dòng)的位置，電氣化鐵路是一種高壓環(huán)境下的體系，主要有這幾個(gè)特征：首先是具有電壓比較高，一般來(lái)說(shuō)能夠達(dá)到25千伏；其次是在牽引電流中，有時(shí)候能夠達(dá)到數(shù)百甚至是上千萬(wàn)的電流；最后是具有非線性的負(fù)荷，基于在整改的過(guò)程中，電力機(jī)車就會(huì)產(chǎn)生很大的諧波。在電氣化的牽引供電系統(tǒng)中主要可以分為四類：

（1）傳導(dǎo)性干擾

所謂的傳導(dǎo)性干擾，它是一種主要的對(duì)電氣化鐵路干擾因素。軌阻力、在接續(xù)線路中所產(chǎn)生的電流阻力、以及對(duì)地之間出現(xiàn)的泄露情況，甚至是在電壓器的線圈中出現(xiàn)不同的對(duì)稱性的一些因素所導(dǎo)致的。這些都是針對(duì)于鐵軌上不同的電流的流向所設(shè)置的，這種情形下，就會(huì)形成不同的電流。由于電流的不一樣，使得扼流變壓器在不一樣的部位，出現(xiàn)不一樣的電動(dòng)效應(yīng)，致使變壓器逐步實(shí)現(xiàn)壓力升高的現(xiàn)象，當(dāng)達(dá)到一定的數(shù)值后，軌道繼電器出現(xiàn)錯(cuò)誤的動(dòng)作。

（2）容性耦合

在接觸網(wǎng)處的電壓是25kV，每當(dāng)在強(qiáng)電線處，就會(huì)出現(xiàn)一對(duì)對(duì)地的電壓，基于某些線路和大地之間的電壓，使得在電線和通信線路中，很容易出現(xiàn)電容發(fā)生耦合的現(xiàn)象，因此，電流出現(xiàn)了分支到各個(gè)設(shè)備當(dāng)中，因而產(chǎn)生了很多的靜電情況，逐步形成了電容的耦合情況。

（3）感性耦合

每次當(dāng)強(qiáng)電線中有電流經(jīng)過(guò)的時(shí)候，在強(qiáng)電線和受到干擾的設(shè)備之間就會(huì)出現(xiàn)耦合電感，所以，感性耦合不單單同接觸電網(wǎng)中的電流有著很大的關(guān)系，而且同接地的距離和長(zhǎng)度也有很大的關(guān)系。

（4）阻性耦合/地電位影響

通過(guò)鋼軌與大地之間漏導(dǎo)，牽引回流進(jìn)入地下，從而使得在周圍的電位有了一個(gè)升高的趨勢(shì)，在大地系統(tǒng)中，出現(xiàn)的雜散的情況的時(shí)候，往往會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生出一定的干擾作用，從而出現(xiàn)了電路出現(xiàn)短路的時(shí)候，這樣導(dǎo)致了瞬間電流突然變大，大地中的電位呈現(xiàn)了上升的現(xiàn)象，這時(shí)候很容易出現(xiàn)危險(xiǎn)的情況。

4.對(duì)于信號(hào)設(shè)備之間所采取的對(duì)策

基于使用不同的設(shè)備，產(chǎn)生的信號(hào)也不一樣，這對(duì)于型號(hào)不一樣的電氣化出現(xiàn)的干擾情況也是不同的，因此，針對(duì)每一種信號(hào)，要采取的對(duì)策也不一樣。比如說(shuō)，對(duì)于鐵路系統(tǒng)的通信電路當(dāng)中，一般都是主要探究傳導(dǎo)性的干擾的時(shí)候，主要就傳輸電纜而言，主要對(duì)于可能出現(xiàn)的溶性干擾的情況或者是感性干擾的情況。

（1）25Hz軌道電路

對(duì)于25Hz軌道電路中出現(xiàn)的傳導(dǎo)性干擾情況，我們主要采取的是：一個(gè)方面是基于在電流的不平衡之下，所產(chǎn)生的脈沖電流，其波形主要是類似于正弦波形的情況，在這個(gè)當(dāng)中，主要包含著直流電的因素在內(nèi)，很容易導(dǎo)致軌道電路中出現(xiàn)某些元件處于一個(gè)飽和的狀態(tài)，從而能造成電路中傳輸?shù)男盘?hào)電流出現(xiàn)了跌落的情況。

另一個(gè)方面是基于當(dāng)前的脈沖所起到的干擾作用，使得接受器中的線性濾波器形成一個(gè)25Hz的衰減情況，同之前的25Hz信號(hào)有可能出現(xiàn)加和或者相減的情況，此時(shí)有可能造成軌道電路出現(xiàn)錯(cuò)誤的波動(dòng)的情況。

所以，針對(duì)這些情況可以采用的措施主要是：（a）不斷提升扼流變壓器之間的空隙，提升鐵芯的電流。（b）在容易發(fā)生扼流變壓器中加上抗干擾的線圈。

（2）機(jī)車信號(hào)

對(duì)于機(jī)車信號(hào)，一般也要采取相對(duì)應(yīng)的對(duì)策，主要是采用數(shù)字化的濾波器以及運(yùn)用頻譜進(jìn)行分析的手段處理。

（3）計(jì)算機(jī)連鎖，集中調(diào)度，列控中心等電子設(shè)備所采取的措施

針對(duì)在鐵路體系中的某些設(shè)備的干擾情況，這些干擾因素主要來(lái)自于電磁輻射，或者是電磁感應(yīng)，以及地位電壓方面的因素的干擾，唯一的解決辦法就是對(duì)這些系統(tǒng)實(shí)施屏蔽，從源頭上阻斷傳播的路徑，從而能有效的減少產(chǎn)生輻射的情況，我們對(duì)于鐵路系統(tǒng)中的電腦房間，在鐵路的機(jī)械室內(nèi)，一般都采取了屏蔽的方式進(jìn)行處理，對(duì)于各個(gè)墻面也進(jìn)行了相關(guān)的處理，每一個(gè)擁有電腦的設(shè)備室內(nèi)，都進(jìn)行了電磁兼容的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以保證能夠達(dá)到所需要的標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際當(dāng)中進(jìn)行有效的運(yùn)用。

5.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，對(duì)于這個(gè)鐵路系統(tǒng)，每一個(gè)強(qiáng)電體系和弱電體系，他們之間是一個(gè)共存的關(guān)系，而且，為了保證整個(gè)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)輸安全，必須采取一系列的措施來(lái)使得運(yùn)輸體系安全運(yùn)行，從而能夠保證整個(gè)電氣化設(shè)備處于一個(gè)安全的運(yùn)行環(huán)境。

（作者單位：北京電務(wù)段）

電氣化鐵路論文:淺析電氣化鐵路跨越油氣管道的保護(hù)

【摘要】電氣化鐵路跨越油氣管道可能會(huì)干擾電壓危及管道及工作人員的人身安全，引起交流腐蝕并影響陰極保護(hù)設(shè)備的正常工作。由于電氣化鐵道、油氣管道都是國(guó)家的重要經(jīng)濟(jì)命脈，任何程度的影響，都會(huì)使國(guó)家人力、物力大大浪費(fèi)。因此，需采取經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)措施，保證油氣管道安全。本文分析了電氣化鐵路跨越油氣管道對(duì)管道的影響，并提出了保護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】電氣化；油氣管道；保護(hù)

一、電氣化鐵路跨越油氣管道對(duì)管道的影響

為了節(jié)約土地資源，電氣化鐵路和油氣管道經(jīng)常共用同一走廊。因此，在油氣管道沿線，往往存在與電氣化鐵路交叉或平行的情況。電氣化鐵路的牽引供電系統(tǒng)作為一種特殊形式的不對(duì)稱高壓輸電線路，由于電磁感應(yīng)作用，常常會(huì)對(duì)電氣化鐵道附近的油氣管道及油庫(kù)產(chǎn)生感應(yīng)電壓或感應(yīng)電流，使電氣化鐵道附近的地下金屬管道受到干擾。

1、對(duì)人身安全的影響

當(dāng)管道與交流輸電線路接近且輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，線路中工作電流會(huì)通過(guò)磁耦合長(zhǎng)時(shí)間在管道上產(chǎn)生縱向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得金屬管道的對(duì)地電壓升高。若該電壓較高，可能影響施工、維修或測(cè)量人員的正常工作，當(dāng)交流輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，產(chǎn)生的交流干擾可能危及人身安全。

2、對(duì)管道安全影響

在管道的金屬表面一般都會(huì)敷設(shè)防腐層，具有較高電阻和較高介電常數(shù)，以防止土壤中有害物質(zhì)腐蝕金屬管道。當(dāng)交流輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流通過(guò)感性耦合和阻性耦合的綜合影響在管道上產(chǎn)生較高的對(duì)地電壓，可能擊穿防腐層。

3、對(duì)管道陰極保護(hù)設(shè)備影響

在管道上設(shè)置陰極保護(hù)設(shè)備是為避免防腐層漏敷及破損處的金屬表面產(chǎn)生腐蝕。交流輸電線路正常運(yùn)行情況下，工作電流通過(guò)感性耦合在油氣管道上產(chǎn)生電壓，可能干擾強(qiáng)制電流陰極保護(hù)的恒電位儀和犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的犧牲陽(yáng)極的正常工作。例如：強(qiáng)制電流陰極保護(hù)的KKG-3型和KKG-3BG型恒電位儀的抗交流干擾能力分別為12V和30V；犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的鎂犧牲陽(yáng)極的抗交流干擾能力為10V。這在目前的新建管道已經(jīng)幾乎不適用。

二、電氣化鐵路跨越油氣管道的保護(hù)措施

（一）容性耦合防護(hù)

容性耦合主要發(fā)生在管道施工期間，因此，對(duì)容性耦合的防護(hù)只要在管道施工期間采取適當(dāng)?shù)慕拥卮胧┚涂杀苊狻Ｊ┕r(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照《埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》SY/T0032-2000第3.0.6條規(guī)定執(zhí)行。

當(dāng)管道埋入地下后，電氣化鐵路對(duì)埋地鋼制燃?xì)夤艿赖母蓴_則主要為通過(guò)阻性耦合和感性耦合來(lái)進(jìn)行，其中，對(duì)于與鐵路近距平行的埋地鋼制燃?xì)夤艿溃行择詈鲜瞧渥钪饕母蓴_方式。

對(duì)阻性耦合和感性耦合的防護(hù)，目前在實(shí)際工程中主要是通過(guò)加大管道與接地體的距離，減少干擾源的雜散電流，以及采取屏蔽、分段隔離、直接接地、鉗位式排流等綜合治理措施。

（二）排流保護(hù)方法

為了使管道中流動(dòng)的雜散電流直接流回（不再經(jīng)大地）至電氣化鐵路的回歸線（鐵軌等），需要將管道與電氣化鐵路回歸線（鐵軌等）用導(dǎo)線作電氣上的連接，這一作法稱排流法。利用排流法保護(hù)管道不遭受電蝕，稱為排流保護(hù)。

1、直接排流法

把管道與電氣化鐵路變電所中的負(fù)極或回歸線（鐵軌）用導(dǎo)線直接連接起來(lái)。這種方法無(wú)需排流設(shè)備，最為簡(jiǎn)單，造價(jià)低，排流效果好。但是當(dāng)管道對(duì)地電位低于鐵軌對(duì)地電位時(shí)，鐵軌電流將流入管道內(nèi)（稱作逆流）。所以這種排流法，只能適用于鐵軌對(duì)地電位永遠(yuǎn)低于管地電位，不會(huì)產(chǎn)生逆流的場(chǎng)合，而這種機(jī)會(huì)可能不多，限制了該方法的應(yīng)用。

2、極性排流法

由于負(fù)荷的變動(dòng)，變電所負(fù)荷分配的變化等，管地電位低于鐵軌對(duì)地電位而產(chǎn)生逆流的現(xiàn)象比較普遍。為了防止逆流，使雜散電流只能由管道流入鐵軌，必須在排流線中設(shè)置單向?qū)ǖ亩O管整流器、逆電壓繼電器等裝置，這種裝置稱排流器。而具有這種防止逆流的排流法稱極性排流法。

3、強(qiáng)制排流法

在管道和鐵軌的電氣接線中加入直流電流，促進(jìn)排流。這種方法也可看做是利用鐵軌做輔助陽(yáng)極的強(qiáng)制電流陰極保護(hù)。由于鐵軌對(duì)地電位變化大，所以也存在逆流問(wèn)題，需要有防逆流回路。這種方法可能使管道過(guò)保護(hù)，而使鐵軌腐蝕加強(qiáng)，還可能對(duì)附近的埋地金屬構(gòu)筑物有干擾。故采用這種方法時(shí)應(yīng)慎重。

（三）AT供電方式保護(hù)

在電氣化鐵路與管道交叉影響區(qū)域，為讓回流電流盡可能多地經(jīng)回流線流回牽引變電所，可縮短牽引網(wǎng)吸上線間距。考慮到為避免回流線將信號(hào)電路旁路，確保信號(hào)安全，吸上線的設(shè)置間距應(yīng)大于2個(gè)閉塞分區(qū)，按每隔2～3km設(shè)置一處吸上線，以保證回流順暢，以減小泄露電流。自耦變壓器供電方式，簡(jiǎn)稱AT供電方式。它不僅是電氣化鐵路減輕對(duì)鄰近油氣管道、通信線路干擾影響的有效措施之一，而且對(duì)電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)本身也有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，已經(jīng)被許多發(fā)展電氣化鐵路的國(guó)家研究和采用。我國(guó)北京、大同、秦皇島、鄭州、武昌的電氣化鐵路，也是采用AT供電方式。目前我國(guó)已經(jīng)運(yùn)行及在建的高速鐵路均采用AT供電方式。

三、電氣化鐵路跨越油氣管道的保護(hù)應(yīng)用

中石油石蘭管道設(shè)計(jì)管徑457mm，設(shè)計(jì)壓力為10MPa，采用L415級(jí)鋼管。穿越處管道設(shè)計(jì)壓力為10MPa，管徑為Φ457。本設(shè)計(jì)管段位于二級(jí)地區(qū)，一般段線路與穿越段線路設(shè)計(jì)系數(shù)均取0.6，輸油管道均為Φ457×7.1mm。蘭州新區(qū)新建鐵路朱家窯至中川線及配套工程石化鐵路牽引網(wǎng)采用帶回流線的直接供電方式，全線設(shè)置牽引變電所一座，牽引網(wǎng)額定電壓為25kV。管道在穿越蘭州新區(qū)新建鐵路朱家窯至中川線及配套工程石化鐵路處，為黃土高原或黃土臺(tái)原，巖性以土黃色粉砂質(zhì)黃土或土夾砂巖、礫巖為主，土壤電阻率多在35Ω?m～78Ω?m，腐蝕性等級(jí)以弱、中為主；土壤中有機(jī)質(zhì)含量低，無(wú)明顯的細(xì)菌腐蝕危害。

由于本次設(shè)計(jì)采取地下穿越方式穿越蘭州新區(qū)新建鐵路朱家窯至中川線及配套工程石化鐵路，感性耦合和容性耦合的影響忽略不計(jì)，主要考慮牽引供電系統(tǒng)對(duì)管道的阻性耦合影響。

電氣化鐵道阻性耦合的影響計(jì)算公式如下：

已知：西小川以東接觸網(wǎng)最大電流為587A，hgd=8.5m， hdg=2.5m， Φg=1.219m， 則以有 y=10.61m ， υ=18.6736 。

通過(guò)計(jì)算，Ψm=156.4×10-4T

在不考慮管道現(xiàn)有的防護(hù)措施基礎(chǔ)上，電氣化鐵路對(duì)于與鐵路正交管道上的電磁影響遠(yuǎn)低于規(guī)定允許值。

對(duì)中石油石蘭線三層PE外防腐層這種高電阻涂層管道，由于高干擾電壓和小破損點(diǎn)，遭受的交流腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)可能更大。

強(qiáng)電線路（主要包括高壓輸電線路和電氣化鐵路）對(duì)管道的交流干擾主要為電容耦合影響、電感耦合影響、電阻耦合影響和交流腐蝕影響。（電容耦合影響僅發(fā)生在管道架空，且未埋地前。本工程中中石油石蘭管道已經(jīng)埋地敷設(shè)完畢，對(duì)電容耦合影響不予考慮）。

本次采用固態(tài)去耦合器排流：這種方式是將去耦合器串入回路，由于去耦合器具有隔直流、通交流的特點(diǎn)，一方面可以應(yīng)用在有陰極保護(hù)的管道上，另一方面也使得排流地床材料有更多的選擇，不再局限于鍍鋅扁鋼、鋼管、犧牲陽(yáng)極等材料，可以選擇銅接地材料，鑄鐵材料等。去耦合器的導(dǎo)通電壓根據(jù)可陰極保護(hù)的準(zhǔn)則進(jìn)行任意設(shè)置，一般為+2V/-2V，也可設(shè)置為+1V/-3V。

電氣化鐵路論文:淺談電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷技術(shù)

摘 要：在鐵路運(yùn)輸中，電氣化鐵路具有能耗少、效率高以及污染小等優(yōu)點(diǎn)逐漸得到廣泛的應(yīng)用。電氣化鐵路中接觸網(wǎng)是關(guān)鍵的一個(gè)組成部分，由于其絕大部分都是裸露在自然環(huán)境中，一旦防雷不當(dāng)，就會(huì)損壞絕緣子，造成線路跳閘最終影響到電氣化鐵路的運(yùn)營(yíng)，繼而產(chǎn)生巨大的損失。為了提高電氣化鐵路供電的可靠性，保障變電所的安全運(yùn)行，必須做好對(duì)電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷問(wèn)題的研究。

關(guān)鍵詞：鐵路工程；電氣化；接觸網(wǎng)；防雷技術(shù)

一、電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷特點(diǎn)及類型

1、特點(diǎn)

接觸網(wǎng)防雷性能的優(yōu)劣主要由耐雷水平及雷擊跳閘率來(lái)衡量。雷擊線路時(shí)線路絕緣不發(fā)生閃絡(luò)的最大雷電流幅值稱之為耐雷水平；每百公里每年由雷擊引起的跳閘次數(shù)稱之為雷擊跳閘率。線路的耐雷水平越高，線路絕緣發(fā)生閃絡(luò)的機(jī)會(huì)就越小。電氣化鐵路牽引系統(tǒng)的絕緣、過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合直接關(guān)系到接觸網(wǎng)的防雷性能。接觸網(wǎng)是一種特殊形式的輸電線路，其防雷有它的特殊性：接觸網(wǎng)無(wú)避雷線，不能有效防止直擊雷。接觸網(wǎng)系統(tǒng)中的架空地線和架空回流線雖然有一定的防雷作用，但因其架設(shè)高度沒(méi)有達(dá)到有效防止直擊雷的高度，僅能起到部分防雷作用；電氣化鐵道中成排的接觸網(wǎng)支柱是利用回流線作閃絡(luò)保護(hù)地線的集中接地，支柱基礎(chǔ)上的螺栓可起到一定的接地作用，但普遍接地電阻較大。

2、類型

接觸網(wǎng)系統(tǒng)常見(jiàn)的雷害類型主要有直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓兩種。其中直擊雷過(guò)電壓主要是雷電擊中導(dǎo)線和支柱產(chǎn)生的過(guò)電壓。而感應(yīng)雷過(guò)電壓指的是雷擊接觸網(wǎng)地面后產(chǎn)生的過(guò)電壓。當(dāng)雷電擊中附加導(dǎo)線和接觸網(wǎng)支柱時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雷擊點(diǎn)阻抗的電位提升。當(dāng)導(dǎo)線和雷擊點(diǎn)之間的電位差超出絕緣子沖擊放電電壓時(shí)，導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)與電壓。由于附加導(dǎo)線和支柱的電位會(huì)大于導(dǎo)線電位。當(dāng)雷電擊中接觸線會(huì)導(dǎo)致電壓過(guò)大，這兩種情況分別稱為雷電繞擊和雷電直擊。

二、電氣化鐵路接觸網(wǎng)遭受雷擊的危害

我國(guó)地理面積廣闊，不同地區(qū)氣象條件差異很大，依據(jù)雷電日的不同，分為少雷區(qū)、多雷區(qū)、高雷區(qū)、強(qiáng)雷區(qū)和超強(qiáng)雷區(qū)。從目前開(kāi)通的電氣化鐵路運(yùn)行情況看，對(duì)于雷擊接觸網(wǎng)線路，概括起來(lái)可以劃分為三種情況：雷擊接觸網(wǎng)附近的地面，在接觸網(wǎng)上引起感應(yīng)過(guò)電壓；雷擊支柱，在支柱上產(chǎn)生沖擊電壓，同時(shí)在接觸網(wǎng)上引起感應(yīng)過(guò)電壓；雷直擊于接觸網(wǎng)，在接觸網(wǎng)上產(chǎn)生行波過(guò)電壓。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，部分線路雷擊事故比較頻繁。具體危害表現(xiàn)為：雷電造成接觸網(wǎng)絕緣子閃絡(luò)，引起牽引變電所跳閘；鐵路隧道中，常出現(xiàn)雷電擊穿水泥壁；接觸網(wǎng)支柱被雷擊損壞等。

三、電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷技術(shù)

1、架設(shè)避雷線。架設(shè)避雷線是輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施，避雷線的主要作用時(shí)防止雷直擊導(dǎo)線，同時(shí)還具有降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過(guò)電壓以及減少線路絕緣子的電壓等。

2、降低接地電阻。鐵路沿線的土壤電阻率普遍較高，制作低電阻地網(wǎng)十分困難，且投入很大。接觸網(wǎng)支柱在使用常規(guī)方法作成地網(wǎng)后，其接地電阻大都隨著時(shí)間的推移而不斷增高，而且隨著氣候的變化而不斷變化。針對(duì)降低接地電阻的問(wèn)題，采用的方法有：增大地網(wǎng)面積，增設(shè)垂直接地體，深埋接地網(wǎng)，使用降阻劑，零散的接觸網(wǎng)支柱設(shè)置獨(dú)立接地極等。可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)支柱接地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使接觸網(wǎng)支柱的接地電阻始終在規(guī)范規(guī)定值之內(nèi)。

3、安裝避雷器。雷電擊中接觸網(wǎng)時(shí)，如果產(chǎn)生的電壓大于避雷器的放電電壓，避雷器會(huì)立即將雷電流釋放出來(lái)，并在工頻電壓下表現(xiàn)出高電阻，截?cái)喙ゎl續(xù)流，避免絕緣子出現(xiàn)閃絡(luò)的情況，使接觸網(wǎng)持續(xù)穩(wěn)定的工作下去。通過(guò)將線路避雷器安裝在支柱上，可以有效降低雷擊跳閘的概率。為了保證防雷效果，要盡量密集的安裝避雷器。按照一個(gè)錨段設(shè)置一個(gè)避雷器的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，可以將雷擊跳閘率控制在0.452左右。按照接觸網(wǎng)跳閘率的相關(guān)規(guī)定要求，雷擊跳閘率的控制標(biāo)準(zhǔn)為0.83，因此，將跳閘率控制在0.452是符合規(guī)定要求的。為了保證避雷效果，只需要將線路避雷器安裝在雷擊相對(duì)集中的地方。

4、使用合成絕緣子。為了避免絕緣子被燒毀，首先要疏導(dǎo)工頻電弧，避免電弧在絕緣子的表面燃燒。其次，使用避雷器和避雷線來(lái)避免工頻電弧和線路閃絡(luò)建立。除此以外要注意提高絕緣子的抗灼燒能力。當(dāng)前輸配電線路中主要使用合成硅橡膠絕緣子和玻璃絕緣子兩種，在抵御灼燒能力方面，合成絕緣子具有明顯的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)合成絕緣子被工頻電弧灼燒時(shí)，噴出的氣體會(huì)發(fā)揮吹弧效果，使電弧從絕緣子的表面離開(kāi)。此外，在局部受熱的情況下，硅橡膠材料不會(huì)馬上炸裂，有助于恢復(fù)絕緣線路。在經(jīng)過(guò)燒灼后，合成絕緣子傘群不會(huì)脫落，并且具有良好的絕緣效果，線路達(dá)到了重合閘的效果。而瓷絕緣子如果被灼燒，傘群落會(huì)全部掉落，絕緣效果會(huì)完全喪失，線路就不能重新合閘成功。雖然，合成絕緣子有良好的抗灼燒能力，但工頻電流弧仍會(huì)破壞合成絕緣子。經(jīng)灼燒后硅橡膠材料成分會(huì)產(chǎn)生變化，一些容易分解的物資受熱后會(huì)揮發(fā)，致使絕緣子的增水性和抗污性降低。在以后的運(yùn)行過(guò)程中，灼燒部分很有可能會(huì)出現(xiàn)老化脫落情況，嚴(yán)重影響線路運(yùn)行的安全。

5、采用自動(dòng)重合閘裝置。牽引變電所饋線側(cè)設(shè)有自動(dòng)重合閘裝置，由于大多數(shù)雷擊造成的閃絡(luò)事故在線路跳閘后能夠自行消除，在饋線斷路器跳閘后，自動(dòng)重合閘也可恢復(fù)供電。在線路正常運(yùn)行和保護(hù)供電可靠性上都發(fā)揮了積極的作用。

四、電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷需要注意的幾點(diǎn)

1、在鐵路線路中，為了可以屏蔽接觸網(wǎng)和正饋線，在鐵路線路上增設(shè)了一根鋁包芯鋁絞線架空地線。為了雷電流可以有穩(wěn)定的泄流通道，使用70型銅芯電纜增設(shè)在路基區(qū)段的基礎(chǔ)和支柱中預(yù)留出接地螺栓之間。對(duì)于加強(qiáng)線區(qū)域，當(dāng)加強(qiáng)線從運(yùn)行中退出后，會(huì)和接觸網(wǎng)的支柱產(chǎn)生短接，使加強(qiáng)線變成柱頂?shù)募芸站€。對(duì)于這種情況，當(dāng)加強(qiáng)線從運(yùn)行中退出時(shí)，要將接觸懸掛和加強(qiáng)線之間的連接拆除。并短接各個(gè)加強(qiáng)線固定處的支柱絕緣子，使用支柱基礎(chǔ)和銅芯電纜將路基段的接觸網(wǎng)連入到預(yù)埋螺栓上。將貫通地網(wǎng)和橋梁地段的架空線連接起來(lái)，接地電阻控制在1歐姆以內(nèi)。

2、為了避免直接雷害，建議處于平均雷電日在40天以上的鐵路，整條線路都要架設(shè)避雷線。對(duì)于少雷區(qū)域的鐵路，要分析和統(tǒng)計(jì)沿線雷害情況，對(duì)雷害多發(fā)區(qū)和重要設(shè)備位置可以架設(shè)獨(dú)立的避雷線。盡可能將避雷線安裝在承力索的上部。

3、為避免感應(yīng)雷害需在重雷區(qū)和高雷區(qū)的各個(gè)錨段設(shè)置避雷器。統(tǒng)計(jì)分析少雷區(qū)沿線雷害情況，將避雷器設(shè)置在雷害多發(fā)區(qū)。此外，還需要在敏感位置布置避雷設(shè)備。例如長(zhǎng)度超過(guò)2000m的隧道兩端、站場(chǎng)和分相端部的絕緣錨段關(guān)節(jié)、封閉雨棚的兩側(cè)、較長(zhǎng)供電線上、高架區(qū)區(qū)域、高路基區(qū)域、架空轉(zhuǎn)換處、電纜等重要區(qū)域。

結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)電氣化鐵路運(yùn)營(yíng)里程的不斷增加，高速客運(yùn)專線的逐步投入運(yùn)行，對(duì)牽引供電系統(tǒng)的可靠性、安全性提出了更高要求。由于雷電發(fā)生的機(jī)理十分復(fù)雜，我們還不能完全控制雷害的發(fā)生，但通過(guò)必要的防雷措施，可以減少雷害的發(fā)生，為確保牽引供電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

電氣化鐵路論文:淺析高速電氣化鐵路27.5KV單芯供電線電纜及附件安裝、維護(hù)

摘 要：本文介紹了高速電氣鐵路27.5KV單芯供電線電纜安裝、運(yùn)營(yíng)維護(hù)方法及存在問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：高速電氣化鐵路；27.5KV單芯供電線電纜及附件；安裝及維護(hù)。

1 前言

高速電氣化鐵路27.5KV單芯供電線電纜普遍采用銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，電纜主要利用在地理?xiàng)l件受限、環(huán)境惡劣處所，不能采用架空線路的供電線區(qū)段，電纜特點(diǎn)主要有不受線路落差限制；熱性能好，允許工作溫度高、傳輸容量大；電纜附件簡(jiǎn)單；制造工序少、工藝簡(jiǎn)單， 可靠性高。現(xiàn)電氣化鐵路電纜使用的越來(lái)越多，但是由于施工工藝不到位、安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)及日常運(yùn)營(yíng)、維護(hù)不當(dāng)?shù)惹闆r，導(dǎo)致電纜及附件發(fā)生故障逐漸增多，從而影響供電安全。為了減少電纜發(fā)生故障的頻率，提高供電線電纜的運(yùn)行質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工，正確使用維護(hù)方法。

2 電纜及附件安裝

2.1 電纜的敷設(shè)

電纜原則上不采用直埋方式敷設(shè)，主要采用電纜分溝（槽）敷設(shè)、電纜穿管敷設(shè)方式。

2.1.1直埋敷設(shè)

2.1.1.1敷設(shè)條件

同一路徑中電纜根數(shù)在 6 根以下，地下通道沒(méi)有限制的場(chǎng)所宜采用直埋。在含有酸、堿強(qiáng)腐蝕或雜散電流電化學(xué)腐蝕嚴(yán)重影響的地段，不宜采用直埋。電纜埋深距地面的距離不得小于 0.7 m；如果位于道路上或耕地下時(shí)，不宜小于 1.0 m。當(dāng)引入建筑物、與地下建筑物交叉及繞過(guò)地下建筑物處，可淺埋，但必須采取保護(hù)措施。

2.1.1.2敷設(shè)方式

電纜敷設(shè)前將溝底鏟平夯實(shí)；電纜上、下鋪墊不小于 100mm 厚的砂或軟土，且蓋以混凝土板或磚，覆蓋寬度應(yīng)超出電纜兩側(cè)各50mm；軟土或沙子中不應(yīng)硬質(zhì)雜物。直埋電纜與道路、鐵路、排水溝等交叉時(shí)應(yīng)穿管保護(hù)，保護(hù)管的長(zhǎng)度應(yīng)超出路基每側(cè)各 1m，超出排水溝底面 0.5m。如果采取特殊換土回填時(shí)，回填土的土質(zhì)應(yīng)對(duì)電纜外護(hù)層無(wú)腐蝕。直埋電纜在直線段每隔 50～100m 處、電纜接頭處、轉(zhuǎn)彎處、進(jìn)入建筑物等處，應(yīng)設(shè)置明顯的方位標(biāo)志或標(biāo)樁。

2.1.2電纜穿管敷設(shè)

2.1.2.1敷設(shè)條件

電纜穿管長(zhǎng)度在 30m 以下者，保護(hù)管的內(nèi)徑應(yīng)不小于電纜實(shí)際外徑的 1.5 倍；超過(guò) 30m時(shí)，應(yīng)不小于 2.5 倍。地中埋管距地面深度不宜小于 0.5m；與鐵路交叉處距路基不宜小于 1.0m；距排水溝底不宜小于 0.3m。保護(hù)管的彎曲半徑不小于所穿電纜的最小允許彎曲半徑。

2.1.2.2敷設(shè)方式

一般每管只穿一跟電纜，并不得使用未分隔磁路的鋼管；并列管相互間不小于 20mm 的空隙。當(dāng)電纜中間有接頭時(shí)，應(yīng)放在電纜工作井中。電纜進(jìn)入排管的端口處采用防止電纜外護(hù)層受到磨損的措施。

2.1.3電纜溝（槽）敷設(shè)

2.1.3.1敷設(shè)條件

對(duì)電纜溝或隧道底部低于地下水位、電纜溝與其它水管溝、排水溝并行鄰近、隧道與其它水管溝、排水溝交叉時(shí)，對(duì)電纜構(gòu)筑物防水處理。電纜溝與其它水管溝、排水溝交叉時(shí)，電纜溝宜位于其它水管溝、排水溝的上方。

2.1.3.2敷設(shè)方式

上、下行電纜分溝（槽）、備用電纜與運(yùn)行中的電纜分溝（槽），同溝（槽）中的電纜應(yīng)滿足消防隔離要求，每根電纜間間距保持2倍電纜截面積的距離。電纜溝溝壁、蓋板及其材質(zhì)構(gòu)成，應(yīng)滿足承受荷載和適合環(huán)境耐久的要求。可開(kāi)啟的溝蓋板的單塊重量，不宜超過(guò) 50kg。同溝（槽）敷設(shè)電纜間距滿足要求，每隔100米要有明顯的標(biāo)識(shí)加以區(qū)分，電纜間填充物不含可能破壞電纜表皮的雜物。

2.2電纜頭制作

電纜頭包括電纜終端頭、電纜中間接頭，必須選用相應(yīng)電壓等級(jí)高質(zhì)量的中間和終端電纜附件。聘請(qǐng)電纜廠家或電纜頭廠家專業(yè)人員制作。裝好的電纜投入運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行電氣測(cè)試，合格后才能投入運(yùn)行。

2.3電纜接地安裝

2.3.1電纜應(yīng)采用單點(diǎn)直接接地方式：線路較長(zhǎng)時(shí)劃分適當(dāng)?shù)膮^(qū)段，且在每個(gè)區(qū)段實(shí)施電纜金屬層的絕緣分隔，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)直接接地；

2.3.2采用AT供電方式，一般不大于800m時(shí)，采用單點(diǎn)接地；大于800m，劃分適當(dāng)?shù)膮^(qū)段，采用中間接地方式；

2.3.2.1采用單點(diǎn)直接接地方式時(shí)，一端直接接地，另一端宜通過(guò)護(hù)層電壓限制器接地，電纜不大于100m時(shí)，不設(shè)護(hù)層電壓限制器；

2.3.2.2采用單點(diǎn)直接接地方式時(shí)，連接戶內(nèi)戶外的電纜戶外一端接地，戶內(nèi)設(shè)護(hù)層電壓限制器，連接隧道內(nèi)外的電纜隧道內(nèi)接地，隧道外設(shè)護(hù)層電壓限制器。

3 電纜及附件維護(hù)管理

3.1日常維護(hù)

維護(hù)周期為1年1次，主要項(xiàng)目電纜外觀檢查、電纜支架、橋架及吊架外觀檢查、電纜敷設(shè)檢查、電纜鎧裝層、保護(hù)層接地狀態(tài)檢查。

3.1.1電纜外觀檢查

3.1.1.1檢查高壓電纜外護(hù)層無(wú)破損、裂紋，無(wú)老化。存在問(wèn)題應(yīng)使用防腐熱縮帶或自粘帶對(duì)其故障部位進(jìn)行纏繞處理；必要時(shí)對(duì)整根電纜進(jìn)行更換。

3.1.1.2檢查高壓電纜頭應(yīng)無(wú)破裂、燒傷及放電痕跡，線鼻子與電纜頭頂部及電纜頭尾端密封良好，無(wú)浸水、發(fā)熱、燒傷現(xiàn)象；對(duì)高壓電纜頭存有破裂、放電現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換處理；

3.1.1.3檢查電纜頭接地線連接牢固、無(wú)銹蝕和斷裂。

3.1.2電纜敷設(shè)檢查

3.1.2.1檢查電纜轉(zhuǎn)彎處、電纜中間接頭處，穿過(guò)建筑墻體處、過(guò)軌道兩旁等均位置電纜標(biāo)樁或永久性標(biāo)識(shí)是否齊備，直線段每50-100m設(shè)置的電纜標(biāo)樁狀態(tài)是否良好、是否齊備。

3.1.2.2檢查電纜溝是否積水、電纜蓋板是否完備。電纜通過(guò)的路徑上不得有堆土、動(dòng)土的現(xiàn)象發(fā)生。檢查電纜溝的尺寸是否達(dá)標(biāo)、檢查直埋電纜的埋深是否達(dá)標(biāo)。

3.1.3電纜鎧裝層、保護(hù)層接地狀態(tài)檢查。

3.1.3.1檢查電纜的鎧裝層及金屬保護(hù)層是否按照一端接地、一端通過(guò)護(hù)層保護(hù)器的要求進(jìn)行接地，接地裝置應(yīng)狀態(tài)良好。

3.1.3.2鎧裝層及金屬保護(hù)層保護(hù)器接地引出線應(yīng)采用銅絞線或鍍錫銅編織線，其截面積應(yīng)大于25mm2。同時(shí)經(jīng)護(hù)層保護(hù)器接地的一端銅絞線或鍍錫銅編織線應(yīng)采取絕緣措施。引出線與護(hù)層保護(hù)器之間螺栓應(yīng)有防松措施，并采取與周邊環(huán)境絕緣措施。

3.1.3.3檢查每一根電纜是否單獨(dú)設(shè)置一處護(hù)層保護(hù)器，不同電纜不得共用一組護(hù)層保護(hù)器。鎧裝層和金屬保護(hù)層之間可以共用一組護(hù)層保護(hù)器。

3.1.3.4對(duì)于多層電纜同桿架設(shè)的位置應(yīng)檢查電纜接地引線下是否有可靠固定，在護(hù)層保護(hù)器脫落后，接地引下線是否會(huì)傾入下層電纜的安全范圍。

3.2試驗(yàn)管理

3.2.1電纜管理

試驗(yàn)周期1年1次，主要項(xiàng)目有交流耐壓試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)。

3.2.1.1交流耐壓試驗(yàn)

電纜不能夠采用直流耐壓試驗(yàn)，由于不能有效地檢出交聯(lián)電纜及附件的缺陷；并可以導(dǎo)致電纜受損。電纜和與之相配的附件安裝完成后應(yīng)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

3.2.1.2絕緣電阻試驗(yàn)

電纜芯對(duì)屏蔽層、電纜芯對(duì)地、屏蔽層對(duì)保護(hù)層進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)。其絕緣電阻值與上次測(cè)結(jié)果應(yīng)相互接近，不應(yīng)有短路，接觸不良或短路現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了確保高速電氣化鐵路27.5KV單芯供電線電纜線路的安全運(yùn)行，施工安裝及運(yùn)營(yíng)維護(hù)很重要，要做好電纜運(yùn)行的技術(shù)管理，嚴(yán)格按照施工工藝安裝，遵循正確的維護(hù)方式，減少電纜設(shè)備故障，從而減小高速鐵路供電的影響。

電氣化鐵路論文:淺談電氣化鐵路的改造發(fā)展

【摘要】本文主要論述了電氣化鐵路的改造和發(fā)展問(wèn)題，分析了電氣化鐵路應(yīng)該如何更好的進(jìn)行改造和發(fā)展，提出了一些比較可行的建議和意見(jiàn)，以期可以為今后電氣化鐵路的改造發(fā)展提供參考。

【關(guān)鍵詞】電氣化鐵路；改造；發(fā)展

一、前言

隨著我國(guó)科技的發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提升，鐵路電氣化技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，電氣化鐵路發(fā)展的過(guò)程中，必須要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)母脑欤蕴嵘姎饣F路的運(yùn)行效果。

二、我國(guó)鐵路電氣化及其技術(shù)的發(fā)展

1958年，我國(guó)開(kāi)始修建電氣化鐵路，從一開(kāi)始便直接采用了最先進(jìn)的電壓等級(jí)為25kV的單相工頻交流電，為我國(guó)大規(guī)模發(fā)展電氣化鐵路奠定了良好的基礎(chǔ)。

2005年底，我國(guó)共建成開(kāi)通43條電氣化鐵路，總里程達(dá)到20132km，成為繼俄羅斯、德國(guó)之后的世界第三大電氣化鐵路國(guó)家。

2012年5月，鐵道部印發(fā)的《鐵路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》指出，到2015年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)12萬(wàn)公里左右，其中西部地區(qū)鐵路5萬(wàn)公里左右，電化率將達(dá)到60%左右。

回顧我國(guó)鐵路電氣化這半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展之路，從最初全面學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)，到改革開(kāi)放后積極引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新，已經(jīng)基本上形成了自己的技術(shù)模式、設(shè)計(jì)手段、施工工藝及標(biāo)準(zhǔn)體系。技術(shù)裝備的生產(chǎn)制造也有了很大提高，現(xiàn)在，中國(guó)已經(jīng)成為世界電氣化鐵路大國(guó)。

三、電氣化鐵路的改造原則

1.接觸網(wǎng)的電氣化改造原則

充分利用現(xiàn)有設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)采用正線外包式等裝置，減少大規(guī)模改動(dòng)拆動(dòng)帶來(lái)的資源浪費(fèi)。將車站線距小幅度調(diào)整，保證超限列車能夠正常運(yùn)行。一般小幅度的調(diào)整就可以使車站超限貨物列車運(yùn)行能力得到大幅度提升。利用車站的渡線裝置，恰當(dāng)情況下，可以在車站的咽喉處架設(shè)渡線以使列車運(yùn)行能夠及時(shí)調(diào)整，方便了車輛的運(yùn)行。對(duì)優(yōu)化中的站臺(tái)和雨棚的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，可以根據(jù)車站具體的地理位置等條件，采用針對(duì)性的設(shè)計(jì)，采用不同的接觸網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)前要對(duì)多種方案進(jìn)行論證，得到最優(yōu)方案，達(dá)到節(jié)約成木的目的。當(dāng)既有接觸網(wǎng)錨柱影響了線路的改造時(shí)，要將新的錨柱設(shè)立在適當(dāng)?shù)奈恢茫脑爝^(guò)度既有的接觸網(wǎng)下錨。

2.電氣化改造的成本原則

電氣化鐵路改造后，列車運(yùn)行速度能夠達(dá)到160公里/小時(shí)。電力機(jī)車運(yùn)載能力強(qiáng)，運(yùn)行速度快，同等情況下，能夠大大提高鐵路的運(yùn)營(yíng)能力。為了最大程度達(dá)到節(jié)約成本的問(wèn)題，機(jī)械方面，可以適當(dāng)采用租賃的方式，降低機(jī)械使用的成本。將單核計(jì)算的方式應(yīng)用于人員使用中，提高同等條件下的機(jī)械利用率。對(duì)于技術(shù)工人和普通勞工，恰當(dāng)調(diào)配相應(yīng)比例，達(dá)到兩者合理結(jié)合的目的。

3.電氣化改造的安全原則

電氣化改造過(guò)程中，要嚴(yán)格規(guī)范人員和機(jī)械管理，在對(duì)地區(qū)改造前，必須先進(jìn)行實(shí)地考察，要求做到細(xì)致具體。對(duì)各個(gè)改造區(qū)段的供電措施，錨段參數(shù)等要實(shí)時(shí)全面掌握，有計(jì)劃地進(jìn)行各種改造方案的實(shí)施。電氣接觸網(wǎng)產(chǎn)生的高壓電磁波會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，也應(yīng)該在改造過(guò)程中采取相應(yīng)措施，避免因?yàn)殡姎饣脑鞂?duì)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生比較大的運(yùn)行不對(duì)稱性，要對(duì)受干擾的部分，比如通訊設(shè)備，油田燈采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

4.施工方案的優(yōu)化原則

施工人員要加強(qiáng)監(jiān)督，將硬性管理與軟性管理相結(jié)合，對(duì)于管理制度，既要人性化，又要注意紀(jì)律性。動(dòng)態(tài)管理任務(wù)，在保證目標(biāo)任務(wù)完成的前提下，細(xì)化到每一個(gè)單項(xiàng)工程任務(wù)，做好從整體到局部的細(xì)化工作。施工中，根據(jù)具體進(jìn)度等其他情況，實(shí)時(shí)實(shí)地調(diào)整施工方案。將施工和運(yùn)輸兩個(gè)方面分離開(kāi)來(lái)，又不失兩者的協(xié)調(diào)性，避免封鎖性的改造。將具體施工措施落實(shí)到分解的單元，使運(yùn)輸安全的同時(shí)，保證施工的快速和優(yōu)質(zhì)。

四、電氣化鐵路改造工程施工組織管理

1、施工方案

既有電氣化鐵路改造不止是一個(gè)施工主體，在施工的過(guò)程中需要每一個(gè)參與進(jìn)來(lái)的施工單位相互配合，屬于綜合性的工程。在電氣化改造工程開(kāi)工之前，需要與站前施工單位建立聯(lián)絡(luò)，了解其施工部署以及施工進(jìn)度，結(jié)合本單位的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的施工部署和工程進(jìn)度計(jì)劃，編制出一套切實(shí)可行的施工方案。在編制施工方案的時(shí)候，應(yīng)確保施工方案的合理、科學(xué)、適用。施工方案需要以工程中采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和適用的施工規(guī)范為基礎(chǔ)，并根據(jù)施工工程的實(shí)際情況，將一些對(duì)工程施工各種不利的外部影響因素充分考慮進(jìn)去；施工方案的實(shí)施步驟需要滿足施工進(jìn)度，盡可能做到超前籌劃、提前準(zhǔn)備、及時(shí)實(shí)施；在方案編制中，采用的施工方法，應(yīng)首先考慮成熟的施工技術(shù)，施工工藝以及工法的選擇需符合工程的實(shí)際情況，因地制宜，提供良好的施工環(huán)境，提升施工效率；其次一定要注意對(duì)現(xiàn)有設(shè)施的保護(hù)，堅(jiān)決避免對(duì)已有設(shè)施造成破壞。

既有電氣化鐵路多為運(yùn)營(yíng)線路，施工中首先保證鐵路的基本運(yùn)輸功能，因此，每個(gè)施工作業(yè)點(diǎn)后，都須保持接觸網(wǎng)完整和牽引供電正常。根據(jù)我國(guó)目前既有電氣化鐵路改造的現(xiàn)狀，通常既要進(jìn)行工程建設(shè)，又要保證鐵路運(yùn)輸通暢。施工和運(yùn)輸之間難免產(chǎn)生沖突，為克服二者矛盾，常采用在保證基本運(yùn)輸?shù)那疤嵯拢浞掷眯熊囬g隔時(shí)間進(jìn)行施工。

接觸網(wǎng)額定電壓為25KV，對(duì)電氣絕緣性能要求高，施工人員安全風(fēng)險(xiǎn)大，必須嚴(yán)格按照行調(diào)、電調(diào)下達(dá)的命令作業(yè)，采取完善的措施保證施工人員安全。每個(gè)作業(yè)點(diǎn)結(jié)束時(shí)，把可能危及行車的安全隱患都給消除掉。特別是臨時(shí)工程中，接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)須安全穩(wěn)固。

既有線施工有施工難度大、影響面廣的特點(diǎn)，很多工作不能一次性完成，需要依靠過(guò)渡工程。而制定一個(gè)好的過(guò)渡方案，直接影響著工程進(jìn)度和成本，因此，編制的過(guò)渡方案要簡(jiǎn)單易行，且有前瞻性和全局性，充分考慮永臨結(jié)合。

施工方案編制的要點(diǎn)可歸納為：確保運(yùn)營(yíng)、保障安全、合理過(guò)渡。

2、施工封鎖計(jì)劃

既有電氣化鐵路須保證正常供電，而改造中大部分作業(yè)都要求暫時(shí)中斷鐵路運(yùn)輸，停電封鎖區(qū)間。為合理利用天窗點(diǎn)，減小施工對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響，施工單位需編制、提交施工封鎖計(jì)劃。施工方案編制完成后，根據(jù)施工方案確定的施工內(nèi)容，制定施工封鎖計(jì)劃上報(bào)運(yùn)管部門，批復(fù)后按計(jì)劃組織施工生產(chǎn)。制定施工封鎖計(jì)劃要充分掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，緊密結(jié)合站前施工單位部署和進(jìn)度，具有連續(xù)性和超前性。施工封鎖計(jì)劃依鐵路運(yùn)輸具體情況，圍繞施工方案，結(jié)合工程施工實(shí)際進(jìn)度，連續(xù)編制、合理調(diào)整、及時(shí)補(bǔ)充、充分利用。施工封鎖計(jì)劃分為年度計(jì)劃、月度計(jì)劃和日計(jì)劃，年度計(jì)劃作為框架，月度計(jì)劃為施工主線，日計(jì)劃則是施工的具體實(shí)現(xiàn)。

3、施工協(xié)調(diào)

既有電氣化鐵路改造工程中，設(shè)計(jì)單位經(jīng)常由于相關(guān)單位提供的基礎(chǔ)資料不詳細(xì)、運(yùn)營(yíng)單位大修改造等原因，提供給施工單位的施工圖，不可避免會(huì)與施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)差異。同時(shí)由于點(diǎn)多線長(zhǎng)，設(shè)計(jì)單位對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)不可能處處了解，而施工單位又無(wú)權(quán)對(duì)施工圖進(jìn)行改動(dòng)，如果與設(shè)計(jì)單位沒(méi)有及時(shí)聯(lián)系，勢(shì)必造成問(wèn)題積壓而影響施工進(jìn)度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，有部分接觸網(wǎng)下部工程，可以劃分到站前單位施工完成，這些都需要建設(shè)和施工單位及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通，由各設(shè)計(jì)專業(yè)之間協(xié)調(diào)好，達(dá)到最好的施工效果。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電氣化鐵路的改造必須要秉承一定的原則，在改造的過(guò)程中，要確保改造方案和施工方案的科學(xué)性，明確施工的要點(diǎn)和環(huán)節(jié)，確保改造施工合理有效。

電氣化鐵路論文:供電調(diào)度員如何對(duì)電氣化鐵路饋線跳閘進(jìn)行快速組織處理

[摘 要]牽引供電設(shè)備開(kāi)關(guān)跳閘是牽引供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不良的直接體現(xiàn)之一，設(shè)備隱患、故障或外界原因造成的跳閘，直接威脅著牽引供電設(shè)備的安全運(yùn)行。牽引供電設(shè)備開(kāi)關(guān)跳閘后，供電調(diào)度值班人員應(yīng)根據(jù)開(kāi)關(guān)跳閘給出的故障參數(shù)、結(jié)合跳閘時(shí)的天氣狀況及機(jī)車運(yùn)行情況，迅速判斷跳閘原因并組織處理。

[關(guān)鍵詞]跳閘；快速處理；故障判斷

一、供電調(diào)度快速處理牽引網(wǎng)故障跳閘的過(guò)程

1、信息收集

供電調(diào)度員接到跳閘報(bào)告后，首先全面收集故障信息。主要包括：

1.1變電所亭跳閘信息：開(kāi)關(guān)狀態(tài)、信號(hào)顯示、保護(hù)動(dòng)作情況、故標(biāo)參數(shù)等。

1.2故障區(qū)段列車運(yùn)行狀況：及時(shí)通知列車調(diào)度和車站值班員，了解跳閘供電臂內(nèi)電力機(jī)車狀況，以及機(jī)車所在位置的接觸網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)，故障區(qū)段周邊環(huán)境、氣候。

2、故障查找方法

2.1巡視檢查牽引變電所設(shè)備

跳閘后，供電調(diào)度員首先命令值班員對(duì)其管轄設(shè)備重點(diǎn)巡查，必要時(shí)全面巡查，確定是否由于變電所設(shè)備故障引發(fā)的跳閘，避免變電值班人員的疏忽造成事故的擴(kuò)大。

2.2供電調(diào)度員立即與列車調(diào)度員、車站值班員進(jìn)行聯(lián)系

了解線路機(jī)車運(yùn)行情況，有無(wú)異常音響、放電弧光現(xiàn)象，有無(wú)異常，機(jī)車裝載有無(wú)超高，車頂有無(wú)異物，機(jī)車內(nèi)部有無(wú)故障，絕緣子有無(wú)閃絡(luò)或擊穿，有無(wú)接到設(shè)備異常報(bào)告，結(jié)合天氣情況根據(jù)故標(biāo)指示數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。

加強(qiáng)機(jī)車聯(lián)控，擴(kuò)大查找范圍，調(diào)度員在查找過(guò)程中通過(guò)列車調(diào)度、車站值班員與行駛的機(jī)車司機(jī)進(jìn)行聯(lián)系，必要時(shí)要求工區(qū)人員對(duì)回庫(kù)機(jī)車及時(shí)進(jìn)行跟蹤檢查車頂絕緣，受電弓有無(wú)異常等進(jìn)行查找判斷跳閘原因。

查找跳閘區(qū)段近期工務(wù)、電務(wù)等其他單位有無(wú)線路大修施工，根據(jù)跳閘區(qū)段故標(biāo)指示，判斷這些施工地點(diǎn)是否造成接觸網(wǎng)導(dǎo)高不夠或絕緣子臟污造成跳閘。

3、故障判斷和處理

供電設(shè)備搶修原則 ：“先通后復(fù)、先通一線” 。

供電調(diào)度接到牽引網(wǎng)線路跳閘后，要及時(shí)通知列車調(diào)度員跳閘范圍和故障指示公里數(shù)及限速范圍及公里數(shù)，并通知工區(qū)做好搶修準(zhǔn)備。通過(guò)收集的信息，進(jìn)行故障判斷，并組織進(jìn)行故障處理。

3.1牽引變電所饋線斷路器跳閘重合成功時(shí)的處理

本線和鄰線后續(xù)第一列動(dòng)車組限速，列車調(diào)度員了解供電臂范圍內(nèi)的車站和動(dòng)車組情況，本線或鄰線后續(xù)第一列動(dòng)車組司機(jī)觀察接觸網(wǎng)狀態(tài)，若無(wú)異常，恢復(fù)正常行車速度。供電調(diào)度與列車調(diào)度聯(lián)系，了解故障區(qū)段供電臂內(nèi)的列車情況，并通過(guò)車站詢問(wèn)機(jī)車乘務(wù)員機(jī)車及線路有無(wú)異常情況。供電調(diào)度立即通知接觸網(wǎng)工區(qū)按照跳閘時(shí)變電所故標(biāo)指示值，登乘動(dòng)車巡視和線路外巡視設(shè)備。

3.2.牽引變電所饋線斷路器跳閘重合失敗時(shí)的處理

牽引變電所饋線斷路器跳閘重合失敗后，供電調(diào)度員迅速了解供電設(shè)備情況，判斷故障性質(zhì)，在未查明原因時(shí)，通過(guò)列車調(diào)度員通知供電臂范圍內(nèi)所有動(dòng)車組降弓進(jìn)行試送電。若試送成功，則初步判斷為動(dòng)車組故障；若試送失敗，則初步判斷為供電故障。非永久性接地故障一般能強(qiáng)送成功，永久性接地故障一般強(qiáng)送失敗。根據(jù)保護(hù)動(dòng)作情況，判斷正饋線或接觸網(wǎng)故障，如已確定是AF線接地引起跳閘，可先斷開(kāi)該饋線的AF線有關(guān)開(kāi)關(guān)，以直供方式恢復(fù)接觸網(wǎng)供電。若饋線過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作，電流超過(guò)整定值且饋線電壓不低于19kV，一般為過(guò)負(fù)荷跳閘，應(yīng)在2分鐘內(nèi)試送電。

出現(xiàn)永久性接地故障后，當(dāng)班調(diào)度員應(yīng)巡視通知變電所、分區(qū)亭巡視設(shè)備，排除所、亭內(nèi)部設(shè)備故障。通知工區(qū)拉鈴準(zhǔn)備搶修，通知列車調(diào)度該供電臂故障跳閘停電，同時(shí)通知該供電臂內(nèi)的電力機(jī)車降弓。根據(jù)故測(cè)儀指示數(shù)值核算完線路里程后，詢問(wèn)列車調(diào)度跳閘時(shí)刻此處有無(wú)列車運(yùn)行。結(jié)合氣象情況等綜合因素，在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，供電調(diào)度員應(yīng)及時(shí)強(qiáng)送電一次，故測(cè)儀指示數(shù)值小于3KM時(shí)，應(yīng)用分區(qū)亭環(huán)供強(qiáng)送電。強(qiáng)送成功，通知接觸網(wǎng)工區(qū)參照故測(cè)儀指示范圍（±3KM）對(duì)該供電臂進(jìn)行設(shè)備巡視。強(qiáng)送失敗，核對(duì)故障探測(cè)儀指示數(shù)值，與列車調(diào)度員取得聯(lián)系，詢問(wèn)供電臂內(nèi)機(jī)車乘務(wù)員和車站值班員有無(wú)異常情況。供電調(diào)度員通知該供電臂內(nèi)所轄接觸網(wǎng)工區(qū)出動(dòng)，去故障探測(cè)儀指示的故障點(diǎn)（±3KM范圍）進(jìn)行設(shè)備巡視。巡視人員應(yīng)隨時(shí)與供電調(diào)度保持聯(lián)系。通知相鄰接觸網(wǎng)工區(qū)做好故障搶修準(zhǔn)備。通知搶修軌道列車做好準(zhǔn)備。與列車調(diào)度員辦理該供電臂接觸網(wǎng)停電的手續(xù)。命令有關(guān)變電所、分區(qū)亭進(jìn)行必要的倒閘作業(yè)或掛臨時(shí)接地線。與搶修指揮人員協(xié)商制定搶修方案、臨時(shí)恢復(fù)用時(shí)和正式恢復(fù)用時(shí)、停電封閉范圍、要令方式、是否需要支援等情況。本著“先通后復(fù)，先通一線”的原則對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行搶修。搶修完畢后，及時(shí)恢復(fù)送電。送電完畢后，需要降弓或限速通過(guò)故障點(diǎn)時(shí)，指示現(xiàn)場(chǎng)坐臺(tái)要令人員準(zhǔn)確登記運(yùn)統(tǒng)――46，提供升降公里標(biāo)，電調(diào)核對(duì)后與車站并向列調(diào)辦理有關(guān)升降弓手續(xù)。

對(duì)不易發(fā)現(xiàn)的隱性故障跳閘，必要時(shí)可派工區(qū)人員拉開(kāi)絕緣錨段關(guān)節(jié)的隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行試送電，逐段進(jìn)行故障排查。

3.3故障的判斷

3.3.1永久接地：變電所斷路器跳閘，重合閘和強(qiáng)送均不成功，可能由于接觸網(wǎng)或供電線斷線接地、絕緣部件擊穿、隔離開(kāi)關(guān)引線脫落或斷線、較嚴(yán)重的弓網(wǎng)故障、動(dòng)車組故障、倒樹(shù)、上跨設(shè)施、外界異物、鳥(niǎo)害等。

3.3.2斷續(xù)接地：變電所斷路器跳閘重合成功，過(guò)一段時(shí)間又跳閘，可能是接觸網(wǎng)或動(dòng)車組絕緣部件閃絡(luò)、樹(shù)木與接觸網(wǎng)放電、接觸網(wǎng)與接地部分距離不夠、接觸網(wǎng)斷線但未落地、弓網(wǎng)故障等。

3.3.3短時(shí)接地：變電所跳閘后重合成功，一般是絕緣部件瞬時(shí)閃絡(luò)、接觸網(wǎng)斷線瞬時(shí)接地后脫離接地、電擊人或動(dòng)物等。

3.3.4查找故障應(yīng)根據(jù)季節(jié)、設(shè)備所處的環(huán)境有針對(duì)性的進(jìn)行，例如大霧、陰雨及雨雪交加時(shí)易發(fā)生絕緣閃絡(luò)故障，應(yīng)重點(diǎn)查找隧道及污穢嚴(yán)重的處所。

二、結(jié)束語(yǔ)

每次跳閘各不相同，這就要求供電調(diào)度必須保持清醒的頭腦和清晰的思路，根據(jù)跳閘數(shù)據(jù)、結(jié)合天氣情況、跳閘區(qū)段及以往經(jīng)驗(yàn)及時(shí)做出判斷，本著先通后復(fù)的原則快速進(jìn)行處理，保證線路及時(shí)開(kāi)通運(yùn)行。

電氣化鐵路論文:高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷問(wèn)題的探討

[摘 要]目前，我國(guó)高速電氣化鐵路地理區(qū)域跨度大，且無(wú)備用設(shè)備，接觸網(wǎng)位于高鐵線路的最上方，極易遭受雷擊引起損壞。本文分析了高鐵接觸網(wǎng)遭受雷擊的形式和我國(guó)常用的接觸網(wǎng)防雷措施，并探討了接觸網(wǎng)防雷的改進(jìn)措施，最后，針對(duì)我國(guó)高鐵接觸網(wǎng)的復(fù)雜環(huán)境提出幾點(diǎn)建議，對(duì)我國(guó)高鐵接觸網(wǎng)降低雷害的研究具有重要意義。

[關(guān)鍵詞]接觸網(wǎng)；雷害；措施

1.引言

我國(guó)高速電氣化鐵路跨越區(qū)域大，多集中于南部和東部沿海等雷電活動(dòng)強(qiáng)的地區(qū)。如，京滬高鐵就跨越了江蘇省、上海市和安徽省三地。高鐵接觸網(wǎng)有80%左右線路架設(shè)于高架橋上，相比普通的電氣化鐵路，高鐵接觸網(wǎng)遭受雷擊的概率更大；據(jù)統(tǒng)計(jì)，杭深線雷擊造成的跳閘達(dá)38%，每次都引起至少兩趟動(dòng)車限速。因此，研究接觸網(wǎng)的雷擊危害，以及接觸網(wǎng)的防雷措施并進(jìn)行完善和改進(jìn)，減少接觸網(wǎng)雷擊故障，對(duì)我國(guó)高鐵安全順暢運(yùn)行具有重要的意義和價(jià)值。

2 雷擊接觸網(wǎng)的主要形式

2.1 感應(yīng)雷擊

接觸網(wǎng)遭受雷擊的形式之一是感應(yīng)雷擊。它是指雷擊的雷電作用在接觸網(wǎng)附近，在地面放電，然后引起空氣中電磁場(chǎng)的迅速變化，變化的電磁場(chǎng)會(huì)在接觸網(wǎng)上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓，雷擊造成的感應(yīng)過(guò)電壓一般能達(dá)到數(shù)百千伏，引起接觸網(wǎng)跳閘，從而影響高鐵的正常運(yùn)行，但感應(yīng)雷擊的危害相對(duì)較小，接觸網(wǎng)雷害主要來(lái)至于直接雷擊。

2.2直接雷擊

直接雷擊指雷電直接作用在接觸網(wǎng)的某個(gè)部位，如接觸線、支柱、承力索或附加導(dǎo)線上，直接雷擊接觸網(wǎng)造成的過(guò)電壓等達(dá)到千千伏或更高，可直接燒損設(shè)備，維修困難，對(duì)高鐵運(yùn)行帶來(lái)的危害不可過(guò)量。

3 我國(guó)高鐵接觸網(wǎng)常用防雷措施及分析

3.1 在接觸網(wǎng)安裝避雷器防雷

按照設(shè)計(jì)規(guī)范，在一些關(guān)鍵位置安裝避雷器防雷，如供電線上的網(wǎng)點(diǎn)處、分相和站場(chǎng)兩端的絕緣錨段關(guān)節(jié)處、隧道出入口處、較長(zhǎng)供電線或AF線與接觸網(wǎng)的連接處等等，一般采用氧化鋅避雷器，避雷器必須接地。

3.2 降低接地電阻

若接觸網(wǎng)支柱的沖擊接地電阻相對(duì)較大，雷電直接作用在支柱上時(shí)，雷擊電流在支柱的頂端就會(huì)產(chǎn)生很高的電位，造成絕緣子閃絡(luò)，閃絡(luò)電弧形成通道，導(dǎo)線經(jīng)過(guò)這個(gè)通道接地。這樣，若降低接觸網(wǎng)支柱的接地電阻阻值，就能有效的降低雷電在支柱頂端形成的高電位，從而在一定程度上提高了線路的耐雷水平，這也是接觸網(wǎng)防雷的有效措施之一。但是單獨(dú)的接地系統(tǒng)無(wú)法滿足相應(yīng)的要求，只有采用貫通接地系統(tǒng)方為可行。

3.3 提高絕緣子的絕緣性能

雷電直接作用在接觸網(wǎng)的某個(gè)部位，從雷擊點(diǎn)開(kāi)始，雷電流沿接觸網(wǎng)向兩端傳輸?shù)臎_擊電壓可達(dá)1500kv，而接觸網(wǎng)絕緣子能夠承受的絕緣電壓為140kv，二者相比，雷擊電壓是絕緣電壓的十多倍，足夠擊穿接觸網(wǎng)的絕緣子，同時(shí)，若能夠有效的提高絕緣子的絕緣性能，也可以提高接觸網(wǎng)的耐雷水平。

4 高鐵接觸網(wǎng)防雷的改進(jìn)措施和建議

4.1 對(duì)避雷器的選型和設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)

4.1.1接觸網(wǎng)采用更先進(jìn)的避雷器和避雷器在線檢測(cè)技術(shù)

目前我國(guó)使用的避雷器以串聯(lián)間隙氧化鋅避雷器和氧化鋅避雷器為主，但在實(shí)際運(yùn)行中，避雷器的電阻片可能因?yàn)閯?dòng)作次數(shù)多而引起老化失效，或內(nèi)部受潮靈敏度降低，還存在其他一些缺陷或故障導(dǎo)致避雷器出現(xiàn)故障影響正常運(yùn)行。為了確保避雷器的安全可靠運(yùn)行，近年來(lái)，出現(xiàn)了避雷器的在線監(jiān)測(cè)器，逐步得到推廣使用。避雷器在線監(jiān)測(cè)器將泄漏電流檢測(cè)功能和放電計(jì)數(shù)器整合在一起，通過(guò)參看檢測(cè)裝置的計(jì)數(shù)動(dòng)作次數(shù)和避雷器運(yùn)行的漏電流值，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，可是隨時(shí)掌握避雷器的運(yùn)行性能判斷避雷器是否安全可靠。

4.1.2適當(dāng)增加接觸網(wǎng)避雷器的設(shè)置點(diǎn)

若高鐵接觸網(wǎng)安裝的避雷器的數(shù)量過(guò)少，長(zhǎng)距離沒(méi)有避雷器，一旦遭受雷擊，避雷器的保護(hù)動(dòng)作就會(huì)滯后。或是接觸網(wǎng)絕緣子遭受雷擊過(guò)電壓的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，雷電波在接觸網(wǎng)上傳輸，不斷進(jìn)行折射和反射，必然引起電壓升高，最終導(dǎo)致設(shè)備損壞。因此，高鐵接觸網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮一些關(guān)鍵設(shè)備處，也應(yīng)充分考慮距離因素，合理設(shè)置避雷器的裝置數(shù)量和安裝位置，減少接觸網(wǎng)設(shè)備承受雷擊電流的時(shí)間，最終達(dá)到降低雷擊設(shè)備故障的發(fā)生率。

4.1.3避雷器安裝失效脫離器

每臺(tái)避雷器均安裝脫離器，脫離器能夠在避雷器故障是分離故障避雷器和需要保護(hù)的線路，自動(dòng)排除故障確保線路能夠迅速恢復(fù)供電。

4.2 優(yōu)化高鐵接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)布局

高鐵接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，架設(shè)點(diǎn)較多而且行程較長(zhǎng)，而接觸網(wǎng)上能夠安裝避雷器進(jìn)行防雷的范圍有限，避雷器也只能防止其保護(hù)范圍內(nèi)的接觸網(wǎng)，超過(guò)范圍起不到防雷作用，而高鐵接觸網(wǎng)的行程相對(duì)較長(zhǎng)，因此，需要對(duì)接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行優(yōu)化。現(xiàn)行接觸網(wǎng)避雷器的結(jié)構(gòu)多是帶串聯(lián)間隙的，內(nèi)部復(fù)核絕緣子的長(zhǎng)度相對(duì)短，一定條件下，耐壓能力低，必然增加污閃事故率。若大密度的安裝避雷器，則極大的增加工作量和費(fèi)用，而且，若避雷器的絕緣子擊穿故障，在外形上看不出損壞，不方便排除故障和維修，延長(zhǎng)了故障處理時(shí)間，一定程度上，避雷器過(guò)多反而影響高鐵的運(yùn)營(yíng)。與增加避雷器相比，優(yōu)化接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)，全線架設(shè)避雷線進(jìn)行接觸網(wǎng)防雷的方法還是可行的。

避雷線對(duì)線路的防雷水平對(duì)使用保護(hù)角表示，它是避雷線同外側(cè)導(dǎo)線的連線與垂直線之間的夾角。保護(hù)角越小，導(dǎo)線能受到的保護(hù)也越可靠。高壓輸電線路防雷設(shè)計(jì)中，保護(hù)角一般為20度到30度。因而，高鐵接觸網(wǎng)全線架設(shè)避雷線時(shí)多采用柱頂方式，連接接地引線和架空地線架，經(jīng)支柱的接地孔接地，能及時(shí)將雷擊電流引入大地，從而有效防止雷害。

4.3采用差異化防雷措施：

隨著我國(guó)高鐵的全面發(fā)展，高鐵接觸網(wǎng)防雷時(shí)必然面對(duì)各地不同特點(diǎn)的氣候天氣，這為高鐵接觸網(wǎng)防雷工作帶來(lái)極大的困難，尤其是多雷區(qū)或自然環(huán)境污穢的地區(qū)，因此，高鐵接觸網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到氣候等差異，制定差異化防雷措施：

4.3.1為提高高鐵接觸網(wǎng)的防雷效果，建議將接觸網(wǎng)根據(jù)雷擊發(fā)生頻率將其進(jìn)行分類，劃出高雷區(qū)和重雷區(qū)，進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)。如將年平均發(fā)生雷電天氣40天以上的區(qū)域分為高雷區(qū)和重雷區(qū)，這些地區(qū)應(yīng)全線架設(shè)避雷線，而每年雷電天數(shù)不足40天區(qū)段的高鐵接觸網(wǎng)，根據(jù)沿線的實(shí)際雷害情況，在重要區(qū)段或設(shè)備處單獨(dú)架設(shè)避雷線或安裝避雷器，尤其是雷害多發(fā)區(qū)段，更是做好調(diào)查，不能出現(xiàn)遺漏。

4.3.2為防治感應(yīng)雷電的危害，應(yīng)在高雷和重雷錨段內(nèi)安裝避雷器，在其他地區(qū)也不能懈怠，應(yīng)沿高鐵線對(duì)接觸網(wǎng)的雷害情況做詳細(xì)調(diào)查，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在易遭受雷擊的區(qū)段增加避雷器數(shù)量。同時(shí)，在一些敏感位置和合理的距離處也應(yīng)安裝避雷器，如高路基、高架橋、封閉雨棚兩端、電纜與架空線轉(zhuǎn)換處、長(zhǎng)度2 000 m及以上隧道的兩端、分相和站場(chǎng)端部的絕緣錨段關(guān)節(jié)、AF線或較長(zhǎng)供電線與接觸網(wǎng)的接線處等。同時(shí)運(yùn)用有泄漏電流檢測(cè)功能和放電計(jì)數(shù)功能的避雷器，并對(duì)每次跳閘建立雷擊分析制度，尋找規(guī)律，制定有效措施進(jìn)行防雷。

4.3.3合理選擇具有較強(qiáng)耐壓的絕緣子。應(yīng)加大對(duì)絕緣子的研究，研發(fā)新的主流絕緣子替代產(chǎn)品，如研究新型具有疏導(dǎo)功能的絕緣子等。

4.3.4創(chuàng)建更完備的接地系統(tǒng)。接地系統(tǒng)是減弱雷電危害的根本方法，只有將雷電流導(dǎo)入大地才能消除雷電流電壓對(duì)設(shè)備的損壞。

電氣化鐵路論文:高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷研究

摘 要：高速電氣化鐵路中，接觸網(wǎng)作為給機(jī)車提供電能的主要設(shè)備但是由于其位于高速鐵路的頂端，容易受到雷擊。本文主要是對(duì)高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷進(jìn)行闡述，并對(duì)接觸網(wǎng)防雷害和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行具體分析，并結(jié)合實(shí)例對(duì)接觸網(wǎng)防雷存在的缺點(diǎn)提供了可行性建議，希望本文的分析，可以給高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷研究提供參考，為今后高速電氣化鐵路發(fā)展提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)系統(tǒng)；電氣化鐵路；防雷

我國(guó)電氣化鐵路呈東西縱貫?zāi)媳毙问剑鱾€(gè)地方的差異顯著，所以高速鐵路經(jīng)常使用高架橋形式。由于接觸網(wǎng)位于電氣化鐵路的最高端，所以受到雷擊的可能性比較大，一旦遭受雷擊，將發(fā)生線路跳閘等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)還有可能給列車運(yùn)行造成影響，所以對(duì)高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷進(jìn)行研究是很有必要的。

1 防雷設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)接觸網(wǎng)防雷現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)對(duì)鐵道電氣化設(shè)計(jì)規(guī)范的研究發(fā)現(xiàn)，多發(fā)雷區(qū)應(yīng)該安裝一些的避雷設(shè)置，如對(duì)分相、站場(chǎng)絕緣關(guān)節(jié)、供電線、長(zhǎng)度在2000米的隧道兩端和接觸網(wǎng)的位置安裝，減少雷電造成的損失。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)高速電氣鐵路防雷措施依然存在很多不足之處，容易引發(fā)一些雷擊損害事件。如京滬高鐵在雷擊的情況下，發(fā)生多次跳閘，導(dǎo)致列車晚點(diǎn)，給鐵路運(yùn)行造成了嚴(yán)重影響。

1.2 國(guó)內(nèi)外防雷措施

德國(guó)防雷時(shí)，主要從接觸網(wǎng)在一年可能受到的雷擊次數(shù)出發(fā)，不考慮直擊雷防護(hù)。防雷的時(shí)候，主要利用避雷器控制電壓形式避雷，對(duì)雷電頻發(fā)區(qū)域進(jìn)行控制，其他區(qū)域不進(jìn)行防雷設(shè)置。

日本屬于海洋國(guó)家，雷電發(fā)生較多。按照雷電級(jí)別，可以將國(guó)土地區(qū)劃分為ABC三個(gè)級(jí)別，同時(shí)還要根據(jù)地區(qū)的特點(diǎn)進(jìn)行防雷處理。A區(qū)防雷的時(shí)候，主要利用全面防雷措施進(jìn)行防護(hù)，架空避雷線為全線，避雷設(shè)置經(jīng)常設(shè)置在牽引變電所出口、接觸網(wǎng)開(kāi)關(guān)兩側(cè)、架空線終端及架空線和電纜的連接位置。B區(qū)域防雷采用重點(diǎn)線路、重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行防護(hù)，需要場(chǎng)所沿接觸網(wǎng)假設(shè)避雷線，將避雷器位置經(jīng)常設(shè)置在接觸網(wǎng)隔離開(kāi)關(guān)的兩側(cè)、架空線終端以及架空線和電纜連接處。C區(qū)域防雷設(shè)置在AB區(qū)域之外，避雷器位置設(shè)置在牽引變電所出口位置、接觸網(wǎng)開(kāi)關(guān)兩側(cè)以及接觸網(wǎng)和架空線纜的連接處。

2 接觸網(wǎng)危害分類

2.1 雷擊接觸網(wǎng)近地面

當(dāng)雷擊接觸網(wǎng)距離在65米以內(nèi)，接觸網(wǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓可以使用U=25×■（kV）計(jì)算；使用50%閃絡(luò)電壓可以衡量絕緣耐雷水平的參數(shù)。當(dāng)盤式絕緣子和棒式絕緣子50%閃絡(luò)電壓為臨界數(shù)值時(shí)，可以將接觸網(wǎng)耐雷水平表示為Ign=■。

2.2 雷擊接觸網(wǎng)支柱

絕緣子閃絡(luò)是雷擊接觸網(wǎng)引起的一種狀況。當(dāng)雷電加載到支柱上的時(shí)候，就會(huì)在接觸網(wǎng)導(dǎo)線上產(chǎn)生很大的電壓，雷擊支柱的時(shí)候，產(chǎn)生的電壓可以表示為U1=R×I+L■，其中L表示等值電感；R表示支柱產(chǎn)生的沖擊電阻，泊頭陡度可以表示為？琢=■=■。雷擊支柱的時(shí)候，會(huì)讓雷擊部位的電磁場(chǎng)迅速發(fā)生變化，導(dǎo)致電磁感應(yīng)線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，通常電壓極性和雷電流方向相反。按照慣例，進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)的時(shí)候，雷電變形為斜角平頂波，如果波頭長(zhǎng)度為2.6？滋s，按照上述計(jì)算，可以計(jì)算U2=■h。其中U2表示感應(yīng)電壓；h表示導(dǎo)線距離地面的高度，（m）。接觸網(wǎng)棒式絕緣產(chǎn)生的電壓就為反擊過(guò)電壓和接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓之和，即U=U1+U2=R×I+L■+■h。

從上述分析可以發(fā)現(xiàn)，線路絕緣子串上產(chǎn)生的雷電與電壓和電流、導(dǎo)線長(zhǎng)度、導(dǎo)線高度、陡度、支柱接地電阻具有很大關(guān)系，如果U和接觸網(wǎng)棒式絕緣子串U50%雷電沖擊放電電壓大或者相等的時(shí)候，支柱會(huì)對(duì)線路產(chǎn)生反射，則線路耐雷水平可以表示為Izm=■。

3 接觸網(wǎng)系統(tǒng)防雷

3.1 接觸網(wǎng)防雷基本原則

經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)資料的分析發(fā)現(xiàn)，接觸網(wǎng)防雷時(shí)，必須遵循相應(yīng)的防雷原則，然后劃分雷擊等級(jí)和雷擊發(fā)生的跳閘率，結(jié)合分析并制定相應(yīng)的防雷措施；接地系統(tǒng)和接觸網(wǎng)防雷改造結(jié)合；各種避雷措施結(jié)合防雷；避雷器和接閃器結(jié)合防雷等原則是接觸網(wǎng)防雷的基本原則。

3.2 防雷技術(shù)

經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)網(wǎng)防雷措施的分析和了解可知，現(xiàn)階段進(jìn)行防雷的技術(shù)主要有以下集中類型：第一，安裝避雷線防雷。避雷線的安裝對(duì)避雷防護(hù)具有很大作用。避雷線的設(shè)置對(duì)直接雷具有很大作用，特別是接觸網(wǎng)系統(tǒng)絕緣等級(jí)非常低下的時(shí)候，使用避雷線可以將電壓引到絕緣子閃絡(luò)中，減少了雷電直接產(chǎn)生的雷擊。通常將避雷線安置在承力索上方或者支柱上方。第二，安裝避雷器防雷。避雷器的安裝通常適合雷電多的區(qū)域，雷電器安裝的數(shù)量越多，避雷效果就越明顯。第三，選擇恰當(dāng)?shù)慕^緣子。雷電系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因就是絕緣子不能正常恢復(fù)，特別在一些污染比較嚴(yán)重的地區(qū)。所以，必須在污染嚴(yán)重的地區(qū)安裝性能較好的絕緣子，可以使用傘裙結(jié)構(gòu)和大爬距類型的絕緣子。

4 現(xiàn)階段防雷體系存在的問(wèn)題和改進(jìn)方法

經(jīng)過(guò)對(duì)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》的查閱并結(jié)合實(shí)際工作，提出了以下幾種改進(jìn)措施。第一，加強(qiáng)直擊雷防護(hù)。京滬高鐵接觸網(wǎng)很多位置都沒(méi)有設(shè)置避雷線。由于接觸網(wǎng)關(guān)鍵部位一直增加架設(shè)高度，導(dǎo)致防雷效果不斷減弱，特別是防護(hù)直擊雷。所以可以使用增加避雷線的方式進(jìn)行防護(hù)。第二，使用避雷器在線檢測(cè)。由于很多高速電氣化鐵路都使用氧化鋅作為主要避雷器，但是此種材料的主要缺陷是會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，發(fā)生失效。使用避雷器在線檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)漏電流的大小和計(jì)數(shù)器動(dòng)作進(jìn)行控制，增加了避雷效果。

結(jié)束語(yǔ)

本文主要對(duì)高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷進(jìn)行研究，重點(diǎn)分析了接觸網(wǎng)的危害部位、重點(diǎn)防雷部位和一些簡(jiǎn)單的防雷措施等，希望這些措施可以對(duì)高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷提供參考，增加防雷性能，為今后高速電氣化鐵路發(fā)展提供一些借鑒。

電氣化鐵路論文:電氣化鐵路接觸網(wǎng)防雷技術(shù)及措施淺析

摘 要：雷電在電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行危害嚴(yán)重，極易造成設(shè)備損壞絕緣破壞引發(fā)跳閘甚至中斷供電故障，本文在對(duì)雷電機(jī)理、形成原因及分類研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)防止雷害的主要因素制定預(yù)防對(duì)策和技術(shù)措施，對(duì)電氣化鐵路的防雷探索和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：電氣化鐵路；接觸網(wǎng)；防雷；措施

1 概述

電氣化鐵路在運(yùn)輸系統(tǒng)中逐漸承擔(dān)起明顯重要的作用，但接觸網(wǎng)設(shè)備周邊環(huán)境的變化和日常極端惡劣天氣不斷增多，接觸網(wǎng)設(shè)備因雷擊引發(fā)跳閘故障日漸頻繁，給供電設(shè)備的安全運(yùn)行埋下隱患。如何防治雷擊引發(fā)的閃絡(luò)造成接觸網(wǎng)設(shè)備跳閘成為電氣化鐵路發(fā)展的重要部分之一。本文著重從雷電機(jī)理、形成原因進(jìn)行分類研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合管內(nèi)電氣化接觸網(wǎng)雷害故障的實(shí)際情況，針對(duì)防止雷害的主要因素預(yù)防對(duì)策和技術(shù)措施進(jìn)行研究。

2 雷電產(chǎn)生的起源和過(guò)程

根據(jù)統(tǒng)計(jì)在我們生活的地球整體范圍內(nèi)，雷電生成的頻率十分可觀，隨時(shí)地球上都約有兩千多個(gè)地點(diǎn)正遭受雷暴，每秒鐘地球就有上百次雷電，眾所周知我們生活的地球是大電容體，空氣中的水滴（或冰晶、雹粒等）在地球的大氣電場(chǎng)中形成感應(yīng)電荷，下端為正電荷、上端為負(fù)電荷，與大氣中上升的負(fù)離子的電荷中和，使水滴帶負(fù)電，形成雷（雨）云起電后的電荷分布。雷電放電實(shí)質(zhì)上是一種超長(zhǎng)氣隙的火花放電，它所產(chǎn)生的雷電流高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)百千安，從而會(huì)引起巨大的電磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。

3 雷電表現(xiàn)的方式和分類

雷電的形式分為枝狀閃電、帶狀閃電、叉狀閃電、片狀閃電、球狀閃電、聯(lián)珠狀閃電。

按空間位置分類。云閃：云內(nèi)閃電和云際閃電（兩片云之間）。地閃：俗稱落地雷，是日常防雷主要研究對(duì)象。

接觸網(wǎng)雷擊主要分為直擊雷擊、感應(yīng)雷擊兩種形式。直接雷擊：雷云直接對(duì)接觸網(wǎng)供電設(shè)備放電。感應(yīng)雷擊：雷云通過(guò)靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)在接觸網(wǎng)附近的支撐裝置、接觸懸掛、附加導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。

4 接觸網(wǎng)雷擊具體案例

在我國(guó)電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備由于雷擊造成的跳閘可達(dá)到30%-60%，而高速電氣化鐵路比率更高。高鐵線路地處空曠地帶，多采用高架橋方式，線路兩側(cè)高大建筑物少，因此對(duì)于雷電來(lái)講目標(biāo)比較突出。在強(qiáng)對(duì)流、雷暴天氣高鐵接觸網(wǎng)受雷擊跳閘情況比較突出。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2014年我國(guó)全路34條電氣化鐵路就發(fā)生設(shè)備雷擊跳閘就達(dá)到1214件，尤其是處于山區(qū)、橋梁等地形環(huán)境復(fù)雜的地區(qū)，雷擊引發(fā)的跳閘故障率更高。

以管內(nèi)開(kāi)通的某高速鐵路線路為例，此高速鐵路長(zhǎng)413.363km，全線正線采用AT供電方式，聯(lián)絡(luò)線、動(dòng)車走行線采用直接供電方式。自2014年7月1日開(kāi)通以來(lái)，共發(fā)生26起雷擊引起設(shè)備損壞的事故。占故障總跳閘的比例達(dá)57.7%。

其中典型案例有：

4.1 區(qū)間對(duì)向下錨正饋線燒傷（圖1）

4.2 正饋線對(duì)向下錨處絕緣子閃絡(luò)（圖2）

4.3區(qū)間對(duì)向下錨處正饋線對(duì)絕緣子放電（圖3）

5 接觸網(wǎng)雷擊特點(diǎn)分析

5.1 按接觸網(wǎng)雷擊部位來(lái)看

從雷擊接觸網(wǎng)設(shè)備部位分類統(tǒng)計(jì)來(lái)看，對(duì)接觸網(wǎng)附加線、支撐裝置的平腕臂、斜腕臂絕緣子、站場(chǎng)軟橫跨承力索端部絕緣子、接觸懸掛下錨絕緣子、避雷器等均發(fā)生過(guò)雷擊閃絡(luò)擊穿，其中尤其是正饋線和斜腕臂絕緣子可占到雷擊閃絡(luò)的50%以上。

5.2 接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面分析

區(qū)間正饋線的安裝高度在距離軌面10.3m處，其下方2m才是接觸懸掛，在雷電面前正饋線相當(dāng)于為接觸懸掛起到了防護(hù)作用，雷擊比例大大增加。站場(chǎng)軟橫跨橫承力索端部絕緣子基本在13―15m的位置處，處于最高的地方，也成為了雷擊的首要對(duì)象。

5.3 從雷害后果分析

①接觸網(wǎng)絕緣子破碎、損傷。接觸網(wǎng)防污式絕緣子的雷電沖擊耐受電壓水平懸式絕緣子為300kV、棒式絕緣子為270kV，但該絕緣水平只表現(xiàn)于新線建成的較短時(shí)間內(nèi)。由于接觸網(wǎng)安裝高度低，周圍污染因素多，隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增長(zhǎng)，絕緣子污染嚴(yán)重和老化導(dǎo)致絕緣水平不斷降低，這也是接觸網(wǎng)遭雷擊后絕緣子常被擊穿的主要原因。

②承力索斷線、接觸線燒損。無(wú)論直擊或繞擊，最終結(jié)果都是在接觸網(wǎng)線索上形成超高過(guò)電壓，由于不能及時(shí)泄流時(shí)就會(huì)燒損線索。

③支柱頂帽裂損、肩架金具因電流燒損等。由于支柱高于接觸網(wǎng)其它部分，所以更容易成為雷擊首要部位，造成設(shè)備損壞。

④避雷器擊穿等。由于避雷器的接地條件多樣，而鐵路接地隨著運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)條件惡劣，部分接地銹蝕嚴(yán)重加上鐵路沿線地質(zhì)環(huán)境因素，使得接地電阻較大，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。感應(yīng)雷擊造成過(guò)電壓后，避雷器的最大殘壓值大幅提高，可能會(huì)造成絕緣子閃絡(luò)及擊穿。

6 防雷現(xiàn)狀情況分析

6.1目前電力系統(tǒng)防雷策略及其技術(shù)對(duì)策

中國(guó)電力網(wǎng)采用的防治雷害措施是以對(duì)雷電加強(qiáng)監(jiān)測(cè)為指導(dǎo)，電力系統(tǒng)構(gòu)建雷電監(jiān)測(cè)研究平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雷電發(fā)生情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)采取差異化的防雷手段，從而實(shí)現(xiàn)大力減少雷擊的目的。電力系統(tǒng)輸電線路防雷目標(biāo)是提高線路的耐雷特性，降低線路的雷擊跳閘率。電力系統(tǒng)在研究確定線路防雷方式時(shí)，綜合考慮系統(tǒng)的運(yùn)行方式、線路的電壓等級(jí)、重要程度、線路經(jīng)過(guò)地區(qū)的雷電活動(dòng)的強(qiáng)弱、地形地貌特點(diǎn)、土壤電阻率高低等自然條件，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較的結(jié)果，采取合理的保護(hù)措施。

6.2 國(guó)內(nèi)接觸網(wǎng)防雷情況

接觸網(wǎng)防雷裝置主要由接閃器或避雷器、引下線和接地裝置組成。

①接觸網(wǎng)線路防雷的接閃器通常為避雷線方式。架設(shè)避雷線的目的是為了利用避雷線的屏蔽作用，保護(hù)下方的設(shè)備不受直接雷擊，并和良好的接地裝置配合，將雷電流迅速泄入大地，降低雷擊引起的過(guò)電壓。

②裝設(shè)避雷器方式。路內(nèi)接觸網(wǎng)設(shè)備防雷均采用避雷器的方式，《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定接觸網(wǎng)避雷器的安裝位置在：分相和站場(chǎng)端部絕緣錨段關(guān)節(jié)；長(zhǎng)度2000m及以上的隧道的兩端；較長(zhǎng)供電線或AF線連接到接觸網(wǎng)上的接線處；強(qiáng)雷區(qū)應(yīng)架設(shè)獨(dú)立的避雷線，接地電阻值10Ω。

③引下線是用于將雷電流從避雷線傳導(dǎo)至接地裝置或利用等電位連接降低反擊過(guò)電壓的導(dǎo)體。目前暫按通行做法，避雷線每隔800～1000m設(shè)置一處引下線。引下線的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和最小截面應(yīng)滿足雷電流強(qiáng)度檢算并不小于避雷線的銅當(dāng)量載流截面。

④接地裝置：接地體和接地線的總和，用于傳導(dǎo)雷電流并將其流散入大地，同時(shí)降低反擊電壓。當(dāng)接觸網(wǎng)受到雷擊過(guò)電壓或操作過(guò)電壓影響時(shí)，電流通過(guò)避雷器流入大地，造成避雷器接地極附近電位升高，如果接地電阻過(guò)大，會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)以及周邊設(shè)備造成反擊，引起變電所跳閘或燒壞信號(hào)與通信設(shè)備。

7 接觸網(wǎng)防雷的措施和方案

結(jié)合管內(nèi)電氣化線路的具體運(yùn)行情況和歷年來(lái)雷害故障的情況，為充分防治雷害，需從以下幾個(gè)方面完善接觸網(wǎng)的防治方案。

7.1 利用現(xiàn)有資源逐步構(gòu)建豐富電氣化鐵路的雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

首先由路局、供電段、車間建成三級(jí)網(wǎng)絡(luò)，積極爭(zhēng)取電力、氣象等部門現(xiàn)成的雷電定位資料，掌握管內(nèi)電氣化雷電數(shù)據(jù)和規(guī)律。為鐵路沿線雷電活動(dòng)監(jiān)測(cè)、雷電預(yù)警、鐵路雷電事故實(shí)時(shí)查詢、事故調(diào)查、雷電數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì)提供技術(shù)平臺(tái)。

7.2 裝設(shè)避雷線

架設(shè)避雷線是降低接觸網(wǎng)雷擊跳閘概率和避免絕緣子損壞最有效的措施之一，對(duì)處于多雷、高雷、強(qiáng)雷區(qū)的電氣化線路，應(yīng)結(jié)合線路條件以及雷電防護(hù)要求，以架設(shè)避雷線為主，一種是按折角法計(jì)算，避雷線增高肩架高度須在柱頂以上約2.5m（按45°保護(hù)角考慮），一方面增高肩架尺寸和重量較大、在支柱上固定困難、施工安裝難度大，另一方面對(duì)支柱的穩(wěn)定性有較大的影響。

另一種是按滾球法計(jì)算，避雷線增高肩架高度須在柱頂以上約1m，對(duì)支柱穩(wěn)定性影響較小，易于工程實(shí)施。架設(shè)避雷線后可引導(dǎo)雷電向避雷線放電，通過(guò)桿塔和接地裝置將雷電流引入大地，

從而使被保護(hù)的接觸網(wǎng)設(shè)備免遭雷擊。對(duì)于建設(shè)中或已開(kāi)通線路，可逐年進(jìn)行接觸網(wǎng)防雷改造試驗(yàn)，實(shí)施增設(shè)避雷線功能的改造方案。

7.3 提高接觸網(wǎng)整體接地水平

接地系統(tǒng)的好壞直接決定了防雷措施的效果，設(shè)計(jì)、施工部門要確保防雷接地裝置的等效電阻值滿足要求，運(yùn)營(yíng)管理單位應(yīng)定期檢查維護(hù)防雷設(shè)施、定期測(cè)量接地電阻等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。每年雨季前對(duì)管內(nèi)接地裝置進(jìn)行一次全面搖測(cè)，測(cè)量接地電阻不滿足要求的增加或更換接地極。對(duì)隔離開(kāi)關(guān)、避雷器、架空地線處的單獨(dú)接地極進(jìn)行整治處理，重新埋設(shè)接地極，部分處所裝設(shè)石墨接地極，以保證接地良好。

7.4 加強(qiáng)線路絕緣

防治雷害可采取增加線路絕緣的方法，主要辦法一方面是增加接觸網(wǎng)設(shè)備中復(fù)合絕緣子的應(yīng)用，接觸網(wǎng)下錨、分段、分相用絕緣子優(yōu)先采用復(fù)合絕緣子，避免雷擊絕緣子損壞造成嚴(yán)重后果。另一方面是增加絕緣子串中的片數(shù)、改用大爬距懸式絕緣子、增大塔頭空氣間距等等。為減小絕緣子絕緣性能降低帶來(lái)的影響可加強(qiáng)絕緣清掃維護(hù)，每年進(jìn)行2次帶電水沖洗和人工清掃，對(duì)污染嚴(yán)重的絕緣子隨時(shí)進(jìn)行清掃。

7.5 安裝避雷器

安裝避雷器（避雷針）是防雷的重要措施，在支柱接地電阻相同的情況下，安裝避雷器可大大提高線路耐雷水平。當(dāng)支柱接地電阻為30Ω時(shí)，無(wú)避雷器時(shí)的線路耐雷水平為12kA，安裝避雷器后，線路耐雷水平提高到24kA。確定避雷器的安裝密度、防護(hù)范圍、分流情況和失效條件是制定合適的接觸網(wǎng)防雷措施的前提。運(yùn)行中在雷雨季節(jié)到來(lái)之前，安排對(duì)管內(nèi)避雷器進(jìn)行避雷器預(yù)防性試驗(yàn)，對(duì)狀態(tài)不良避雷裝置及時(shí)安排更換，確保設(shè)備雷擊狀況下，防雷設(shè)施能夠起到保護(hù)作用。

7.6 加強(qiáng)雷擊跳閘分析

高度重視雷擊跳閘放電點(diǎn)查找和故標(biāo)分析修正工作，一是雷雨天氣發(fā)生供電跳閘后，采取添乘動(dòng)車組（機(jī)車）、柵欄外巡視等方式，及時(shí)組織人員對(duì)故標(biāo)指示2km范圍內(nèi)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行巡查，當(dāng)日天窗點(diǎn)內(nèi)停電檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)雷擊對(duì)供電設(shè)備的損壞情況并及時(shí)采取更換絕緣子等措施，消除安全隱患。二是對(duì)故標(biāo)等跳閘保護(hù)動(dòng)作信息與巡查情況進(jìn)行分析比對(duì)，及時(shí)修正故標(biāo)參數(shù)，不斷提高故標(biāo)的準(zhǔn)確性。

7.7 快速恢復(fù)供電

由于接觸網(wǎng)正饋線位于接觸網(wǎng)上方，極易遭受雷電侵襲，且發(fā)生故障后，故障查巡、處理時(shí)間長(zhǎng)。所以在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中可采取在牽引變電所內(nèi)正饋線上加裝隔離開(kāi)關(guān)，當(dāng)正饋線發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)，將正饋線退出運(yùn)行，由AT供電方式改為直供方式，最大限度地壓縮故障延時(shí)，快速恢復(fù)供電。

8 結(jié)語(yǔ)

接觸網(wǎng)設(shè)備具有線長(zhǎng)、露天、高電壓、無(wú)備用等特點(diǎn)。在雷雨天氣情況下，遭受雷電襲擊的概率較大。加強(qiáng)接觸網(wǎng)的防雷措施、提高接觸網(wǎng)的耐雷強(qiáng)度是保障接觸網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行及鐵路運(yùn)輸暢通的一項(xiàng)重要措施。在運(yùn)行實(shí)踐中必須不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)加以防治，從而確保運(yùn)輸安全。

電氣化鐵路論文:電氣化鐵路牽引變電所饋線保護(hù)功能分析

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，高速電氣化鐵路的建設(shè)給人們的生活帶來(lái)了巨大的便利。為了確保電氣化鐵路運(yùn)行的平穩(wěn)性與安全性，相關(guān)人員就要對(duì)為高速鐵路提供電能的牽引變電所的饋線進(jìn)行運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作。本論文就在此基礎(chǔ)上結(jié)合有關(guān)電氣化鐵路建設(shè)的文獻(xiàn)以及本人在電氣化鐵路的運(yùn)行過(guò)程中的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)牽引變電所饋線在運(yùn)行中遇到的故障問(wèn)題進(jìn)行分析，再重點(diǎn)對(duì)其的保護(hù)措施在實(shí)際運(yùn)用中的功能作深入分析。

【關(guān)鍵詞】電氣化鐵路;牽引變電所;饋線故障;保護(hù)功能

在電氣化鐵路中牽引變電所是牽引供電系統(tǒng)中重要的組成部分。因此，相關(guān)人員一定要做好對(duì)牽引變電所饋線的保護(hù)工作，確保其性能良好及安全運(yùn)行。一般牽引變電所的保護(hù)系統(tǒng)是由以下幾個(gè)部分組成的：變壓器主保護(hù)、變壓器后備保護(hù)、饋線保護(hù)及其他一次設(shè)備的具體保護(hù)組成的。而在其中，最具有不穩(wěn)定性質(zhì)的饋線在條件極差的鐵道環(huán)境中更易產(chǎn)生故障問(wèn)題，這會(huì)導(dǎo)致整個(gè)牽引供電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)困難，從而對(duì)電氣化鐵路的安全運(yùn)行帶來(lái)影響。因此，相關(guān)人員重點(diǎn)要對(duì)饋線的正常供電實(shí)施保護(hù)工作。

一、牽引變電所饋線故障問(wèn)題的有關(guān)分析

1.1饋線故障的簡(jiǎn)要介紹

接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障是在電氣化鐵路牽引變電所中最常遇到的問(wèn)題之一，也是發(fā)生頻率最高、范圍最廣的一種故障。隨著電氣化鐵路的發(fā)展，特別是高速客運(yùn)專線的建設(shè)運(yùn)行對(duì)電能的需求與質(zhì)量的要求越來(lái)越高，饋線故障就亟待解決，對(duì)饋線繼電保護(hù)的功能就需要越加完善、準(zhǔn)確，不然就會(huì)影響牽引變電所供電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

對(duì)于饋線故障的處理技術(shù)經(jīng)過(guò)了三個(gè)不同的階段，分別是：人工式饋線處理階段、分布式饋線處理階段以及集中式饋線處理故障階段。研究人員對(duì)這三種不同階段的處理方式進(jìn)行了大量的試驗(yàn)后指出分布式饋線處理方式是最基本的解決饋線故障問(wèn)題的方法。

1.2饋線故障的原因分析

饋線故障是歸屬于接觸網(wǎng)故障又稱短路故障中的一種典型的故障類型，其發(fā)生的頻率高，范圍廣泛。在2013年3月9日13：16左右，京廣高鐵定州東站的牽引變電所211#、212#的饋線發(fā)生跳閘現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)相關(guān)人員的整體故障排查后進(jìn)行了手動(dòng)合閘操作，結(jié)果合閘失敗。隨即在13：29分，相關(guān)人員從開(kāi)展供電調(diào)度工作，將定州東站的牽引變電所的F線撤下，給予T線供電成功。接著在3月10日凌晨左右，相關(guān)人員對(duì)天窗內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)，在保定東至定州東站的跨中處F線與PW線有灼傷的痕跡。對(duì)此，有關(guān)人員召集所有設(shè)計(jì)工程師開(kāi)會(huì)對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行研討，經(jīng)過(guò)細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)排查與檢修工作以及在查閱了借鑒了國(guó)內(nèi)外著名的有關(guān)著作后，這起饋線灼燒事故的主要故障原因是受當(dāng)時(shí)強(qiáng)風(fēng)天氣的影響，F(xiàn)線與PW線發(fā)生放電現(xiàn)象，這次放電主要的原因是在F線與PW線對(duì)向下錨柱處，其之間的動(dòng)態(tài)安全距離小于規(guī)定的300mm。

仔細(xì)分析以上的京廣高鐵的牽引變電所饋線發(fā)生故障的典型案例后，我們大致可以得出易引起饋線發(fā)生故障現(xiàn)象的原因主要有以下兩種因素：

1.2.1客觀原因

由于接觸網(wǎng)長(zhǎng)期暴露于空氣中，受到空氣中的陽(yáng)光、大氣、微粒子等漂浮雜質(zhì)的影響，其穩(wěn)定性不強(qiáng)的絕緣層就會(huì)產(chǎn)生故障現(xiàn)象，間接就會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)饋線產(chǎn)生短路故障，進(jìn)一步會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)的饋線部分產(chǎn)生一定的安全損害。雖然這種故障問(wèn)題的發(fā)生率極高，但是由于其本身對(duì)整體供電系統(tǒng)所構(gòu)成的安全危害性較少，因此，只要相關(guān)人員積極采取處理措施，就可以避免此類問(wèn)題的發(fā)生。

1.2.2主觀原因

這里所指的主觀原因大致可以概括為牽引變電所本身的性能不完善、設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的不合理以及科學(xué)供電技術(shù)的不完善這三個(gè)方面。在電氣化鐵路中牽引變電所是一種把區(qū)域電力系統(tǒng)送來(lái)的電能通過(guò)牽引變壓器將220kV的電壓降至27.5kV，再輸送到鐵路上的接觸網(wǎng)，為電力機(jī)車提供電力來(lái)源的電力設(shè)施，其本身由于科學(xué)技術(shù)的不完善，以及在鐵路干線的分布與設(shè)置布局上面沒(méi)有做到結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況等特點(diǎn)，使得牽引變電所的設(shè)置與布局不夠合理等從而導(dǎo)致變電所里的饋線產(chǎn)生不同的故障問(wèn)題。

二、牽引變電所饋線保護(hù)功能的深入研究

現(xiàn)如今，只有積極的采取合理的方式去完善牽引變電所供電系統(tǒng)中的饋線保護(hù)裝置，使其能正常地在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮其應(yīng)有的性能，這樣才能促進(jìn)我國(guó)的電氣化鐵路的高效運(yùn)行與快速發(fā)展。下面就主要分析在日常操作中應(yīng)用最廣泛，解決饋線故障問(wèn)題的兩種可行方法，并對(duì)饋線保護(hù)提出了完善策略。

2.1距離保護(hù)措施的原理及應(yīng)用分析

為了能夠檢測(cè)出被測(cè)試線路的電壓與線路電流的比例大小，從而更好的去解決饋線故障，我們就要采取這種叫距離保護(hù)的方式。距離保護(hù)措施是由啟動(dòng)元件、方向元件，阻抗元件、時(shí)間元件與出口元件這四個(gè)部分組成。在距離保護(hù)措施中還有一個(gè)元件也很重要，它就是阻抗繼電器，其通常都是單相式的，其可以在繼電器內(nèi)只加入一個(gè)電壓u與一個(gè)電流i，而在這繼電器中電壓u與電流i的比值就叫做繼電器的測(cè)量阻抗值Zm。通常的測(cè)量阻抗可表示為：。一般的阻抗繼電器可以分為以下三類：

（1）圓特性阻抗繼電器

在其中最常見(jiàn)的就是全阻抗繼電器，它是一個(gè)以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，以阻抗值的絕對(duì)值為半徑的一個(gè)圓形，在圓內(nèi)區(qū)域?yàn)楸Ｗo(hù)區(qū)，圓外為非保護(hù)區(qū)。在保護(hù)區(qū)內(nèi)工作的表達(dá)式為。只要測(cè)量阻抗機(jī)器在保護(hù)區(qū)內(nèi)，那么繼電器就在工作狀態(tài)，從而達(dá)到保護(hù)饋線的作用。

（2）方向阻抗繼電器

在方向阻抗繼電器中的圓形構(gòu)建就不同于圓特性的阻抗繼電器，其是以一個(gè)阻抗值的絕對(duì)值為直徑并且通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的圓，同理圓內(nèi)保護(hù)，且保護(hù)的動(dòng)作具有一定的方向性。其特點(diǎn)在于對(duì)于加入到阻抗繼電器中的電壓與電流會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，致使其的動(dòng)作阻抗就會(huì)不同。

（3）偏移特性阻抗繼電器

此種類型的阻抗繼電器是介于上述兩種阻抗繼電器性能之間的一種，其的動(dòng)作特性發(fā)生了向右偏移了一個(gè)量的改變。其的特性圓的組成方式也會(huì)有所不同。

分析完不同類型的阻抗繼電器后，通過(guò)圖1距離保護(hù)措施的原理示意圖，我們可以設(shè)阻抗繼電器的使用電壓為Uop=Um-ImZset，這里的Zset是指在饋線中要保護(hù)的區(qū)域的阻抗值。由此得知，在饋線的保護(hù)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)短路的故障，電壓小于0，如果在饋線的保護(hù)區(qū)域外出現(xiàn)短路的故障，那么電壓就會(huì)大于0.當(dāng)整體電壓值大于測(cè)量阻抗值時(shí)，這就表明此時(shí)變電所處于保護(hù)饋線的狀態(tài)。

在分析距離保護(hù)時(shí)限的特性時(shí)，我們可以借鑒參考三段式保護(hù)電流的時(shí)限設(shè)定。距離保護(hù)的時(shí)限配合是饋線進(jìn)行防護(hù)工作的首要選擇措施：

例如在新豐鎮(zhèn)鐵路牽引變電所，其采用了國(guó)內(nèi)目前最先進(jìn)的綜合自動(dòng)化設(shè)備，其中設(shè)有18條不同區(qū)域不同方向的饋線傳輸電能，在有一次使用過(guò)程中由于受到了外界環(huán)境的影響，絕緣層發(fā)生了故障，導(dǎo)致其供電系統(tǒng)整個(gè)癱瘓，在經(jīng)過(guò)專業(yè)人員的仔細(xì)排查與分析后，采取增加電流的方法使得測(cè)量阻抗值逐步增大，起到了對(duì)饋線的保護(hù)作用。由于其反應(yīng)的電壓與電流值較直觀，明顯，又便于測(cè)量，測(cè)量結(jié)果又較為精確，因此，人們多采取這種距離保護(hù)措施去解決饋線故障的問(wèn)題。

2.2自適應(yīng)距離保護(hù)措施應(yīng)用分析

在對(duì)自適應(yīng)距離的保護(hù)措施進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)我們采用的是綜合諧波含量，利用新的數(shù)學(xué)定義式對(duì)測(cè)量阻抗值進(jìn)行了細(xì)致的計(jì)算，由于供電系統(tǒng)的電力機(jī)車中含有豐富的奇次諧波能量，所以測(cè)量出的諧波阻抗值如果功率大于整定值，那么就表示自動(dòng)收縮繼電器的功能處于邊界狀態(tài)，如果測(cè)量出的阻抗值大于整定值，在遇到饋線發(fā)生短路問(wèn)題時(shí)，一定量的諧波能量也會(huì)在短路的線路中存在，這時(shí)將短路線路的綜合諧波含量定位一個(gè)參數(shù)，將測(cè)量出的阻抗值與這個(gè)定值參數(shù)進(jìn)行比較分析，當(dāng)阻抗值小于這個(gè)綜合諧波含量值時(shí)就表明此刻保護(hù)裝置應(yīng)減少或停止對(duì)于邊界的收縮。由于自適應(yīng)距離保護(hù)措施設(shè)計(jì)到不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)以及其需要利用不同的數(shù)學(xué)與物理公式進(jìn)行試驗(yàn)與計(jì)算，在一般的實(shí)際操作中，專業(yè)人員還是更青睞于使用距離保護(hù)措施來(lái)提高牽引變電站饋線的防御性能。

當(dāng)檢測(cè)到的二次諧波含量超過(guò)整定值時(shí)，會(huì)閉鎖距離保護(hù)：

其中：KYL為二次諧波含量整定值。

?動(dòng)作特性實(shí)現(xiàn)

當(dāng)檢測(cè)到的綜合諧波含量超過(guò)整定值時(shí)，會(huì)對(duì)距離保護(hù)抑制：

其中： =（I2+I3+I5）/I1;

I1、I2、I3、I5―分別為基波、二次、三次、五次諧波分量;

Kh─諧波抑制加權(quán)系數(shù);

Rh、Xh―分別為考慮諧波抑制后的電阻和電抗。

在饋線裝置中應(yīng)用自適應(yīng)距離保護(hù)措施時(shí)要注意對(duì)于平臺(tái)要使用適合的工作速率，盡量避免使其達(dá)到限制速度，在保護(hù)裝置上要采用1.2k/s的采樣速度。通過(guò)對(duì)于sin與cos的濾波器的幅頻圖表的分析得知，sin的保護(hù)裝置對(duì)于高速率的頻率相比于cos的保護(hù)裝置的抑制能力更好，而cos的保護(hù)裝置對(duì)于直流電源的抑制作用要更好，各有各的優(yōu)點(diǎn)。但是根據(jù)各方面綜合來(lái)看，在電氣化鐵路的牽引變電所中對(duì)于饋線裝置的保護(hù)選擇cos保護(hù)裝置是最好的，主要是因?yàn)閏os保護(hù)裝置抑制的直流電源對(duì)測(cè)距的影響較大，這就可以減少饋線在使用中所受的損害。而高頻分量的成分少，對(duì)饋線的損害也就減少。

2.3 饋線保護(hù)的后續(xù)措施完善

在對(duì)饋線進(jìn)行以距離保護(hù)為主導(dǎo)方式的保護(hù)工作后，還需要通過(guò)其他的方式來(lái)做好對(duì)饋線保護(hù)功能以及系統(tǒng)的完善。這里的完善后續(xù)措施主要有：配置線路電流增量保護(hù)、電流速斷保護(hù)以及饋線過(guò)負(fù)荷保護(hù)等。其中最常見(jiàn)的也是最易操作的就是電流速斷的方式，在圖2的人工式饋線故障處理圖中，我們可以看到在變電站M的后部位置有速斷裝置，在變電站的電能經(jīng)過(guò)這速斷裝置的處理后就會(huì)通過(guò)線路的電流方向傳輸電能，這樣也是在對(duì)牽引變電所的饋線起到了保護(hù)作用。

圖2 人工式饋線故障處理技術(shù)示意圖

三、結(jié)語(yǔ)

在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的應(yīng)用后，距離保護(hù)措施在解決饋線故障方面可行性最好。因此，作者建議相關(guān)人員積極采取距離保護(hù)等措施去解決饋線故障的問(wèn)題，并積極采取電流增量、電流速斷、饋線過(guò)負(fù)荷保護(hù)等后續(xù)措施去完善饋線保護(hù)措施，這樣才能更好的解決饋線故障問(wèn)題，進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)的牽引變電所供電系統(tǒng)能夠更好的為不同區(qū)域的不同用戶服務(wù)。

電氣化鐵路論文:高速電氣化鐵路對(duì)油氣管道電磁干擾的防護(hù)措施

摘 要：本文以吉林至琿春客運(yùn)專線為例，闡述了電氣化鐵路對(duì)油氣管道危害產(chǎn)生的原因。并分析了電磁防護(hù)的措施，給出了犧牲陽(yáng)極防護(hù)法及固態(tài)去耦合器排流法的施工方案。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;電磁防護(hù);犧牲陽(yáng)極;固態(tài)去耦合器

一、高速鐵路對(duì)油氣管道的電磁干擾

（1）干擾的產(chǎn)生。當(dāng)管道與強(qiáng)電線路距離平行接近時(shí)，其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)在油氣管道上產(chǎn)生干擾電壓。（2）干擾的危害。交流電可以加速管道的腐蝕層的老化，引起其脫落，使其原有的防腐措施失效。在故障狀態(tài)下，其產(chǎn)生的感應(yīng)電壓可能擊穿保護(hù)設(shè)備，危機(jī)操作人員的人身安全，甚至對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生破壞。

二、干擾影響的測(cè)定

（1）土壤電阻率的測(cè)定。由于成份是多種多樣的，因此不同土壤的土壤電阻率的數(shù)值往往差別很大。影響土壤電阻率的最主要因素是濕度。利用接地電阻測(cè)試儀測(cè)量土壤電阻率，接地電阻測(cè)試儀用四極法測(cè)量土壤電阻率。

圖1 四極法測(cè)量土壤電阻率的示意圖

表1 主要參數(shù)

（2）機(jī)車特性。本線開(kāi)行CRH系統(tǒng)動(dòng)車組，其主要參數(shù)如下：

圖2 牽引特性圖 圖3 再生制動(dòng)特性

三、電磁防護(hù)方案

（1）犧牲陽(yáng)極防護(hù)方案。目前普遍采用電法保護(hù)和絕緣層保護(hù)相結(jié)合的方法。電保護(hù)法種類很多，目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的電保護(hù)法主要是陰極保護(hù)法，因?yàn)殛帢O保護(hù)法效率高，投資少，施工方便。由于陽(yáng)極的氧化反應(yīng)而使陽(yáng)極金屬不斷腐蝕溶解，即“犧牲”掉，以實(shí)現(xiàn)對(duì)陰極的金屬的保護(hù)。把不同電極電位的兩種金屬置于電解質(zhì)體系內(nèi)，當(dāng)有導(dǎo)線連接時(shí)就有電流流動(dòng)，這時(shí)電極電位較負(fù)的金屬為陽(yáng)極。

設(shè)置排流接地后，管道將能在排除電氣化鐵道所產(chǎn)生的雜散電流甚至接觸網(wǎng)短路所造成的影響的同時(shí)，維持了原有的保護(hù)電位。

圖4 犧牲陽(yáng)極軸向水平臥式安裝方法

（2）交流排流方案。采用的電磁干擾解決方法是在管道上安裝排流裝置，排流裝置可以有效的解決電磁干擾問(wèn)題，將管道電位限制在可靠的水平。根據(jù)《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50698-2011）第4.1.2條，對(duì)干擾源在正常和故障條件下管道可能受到的交流干擾進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：

Umax=U20m?fd?Ick?αγ?α 其中，Umax―管道上磁干擾電壓最大值（V）;U20m―接近距離為20m時(shí)磁干擾電壓最大值

（V/kA），鐵路為了減輕電氣化強(qiáng)電線路對(duì)其它設(shè)施的電磁干擾，全線采取了橋梁和橋墩中鋼筋連成整體，在距管道兩端的橋墩鋼筋不接地，其余的接地，接地電阻小于或等于4歐。鋼軌與軌枕之間鋪設(shè)絕緣墊。現(xiàn)行的交流排流方案有4種，比較如下：（1） 直接排流：效果好。（2）隔直嵌位式排流：效果好，無(wú)需電源。（3） 負(fù)電位排流：適用于高土壤電阻率的地方，排流效果好，可向管道提供陰極保護(hù)。（4）固態(tài)去耦合器排流：這是國(guó)外廣泛采用的排流防護(hù)新技術(shù)。

圖5 大乙烯管廊固態(tài)去耦合器安裝圖

四、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)目前已經(jīng)步入高鐵時(shí)代，鐵路在國(guó)家綜合運(yùn)輸體系中起著重要作用。于此同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油氣管道也與日俱增。雙方面在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，電磁防護(hù)問(wèn)題將越來(lái)越受到重視，因此采取合理、有效的措施，對(duì)于鐵路和油氣管道的安全和平穩(wěn)運(yùn)行，具有重要的意義。

電氣化鐵路論文:現(xiàn)代高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)施工技術(shù)分析

摘 要：鐵路網(wǎng)的建造是一個(gè)國(guó)家的發(fā)展力水平的重要組成部分。鐵路從清末就已在中國(guó)屢見(jiàn)不鮮，而后也有不斷發(fā)展。在現(xiàn)代社會(huì)下，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在鐵路網(wǎng)上的建設(shè)也就不斷地增多了。高速鐵路網(wǎng)的出現(xiàn)也使得各地之間的聯(lián)系更加緊密了。在電氣化鐵路建設(shè)中，接觸網(wǎng)是其牽引供電系統(tǒng)中唯一的一個(gè)無(wú)備用供電設(shè)備。如果接觸網(wǎng)建造上出現(xiàn)了問(wèn)題，那么不僅僅是給鐵路運(yùn)營(yíng)帶來(lái)安全隱患，也會(huì)給鐵路運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益上的損害。

關(guān)鍵詞：高速電氣化鐵路 接觸網(wǎng) 施工技術(shù)

想要建造一條好的高速電氣化鐵路，那就必定離不開(kāi)性能優(yōu)越的高速接觸網(wǎng)，來(lái)使弓網(wǎng)的性能的得到更好、更充分的發(fā)揮。但是二者要得到這么好的匹配度，是需要鐵路建造工作者在不斷地以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上一絲不茍的進(jìn)行計(jì)算然后以最優(yōu)的方式來(lái)完成接觸網(wǎng)和弓網(wǎng)的匹配使得發(fā)揮其最好的性能。該文就將從以往工程師的建造經(jīng)驗(yàn)里簡(jiǎn)單探討分析一下在新的時(shí)代下，高速電氣化鐵路的接觸網(wǎng)的施工技術(shù)。

1 高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的組成

什么是高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)？高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)就是在鐵路沿線的上空架設(shè)起來(lái)的一條特殊形式的輸電線路。他的組成部分由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)等組成。

1.1 接觸懸掛

接觸網(wǎng)的懸掛裝置是一種通過(guò)支持裝置架設(shè)在支柱上的供電裝置，它的作用是將牽引變電獲得的電能輸送給電力車。它主要包括了承力索、吊弦、接觸線及連接這些部分的零件。在電力機(jī)車運(yùn)行的時(shí)候，接觸線的彈性均勻程度是要求均勻的，這樣才能不斷給電力機(jī)車進(jìn)行輸電。

1.2 支持裝置

支持裝置顧名思義就是起到一種支持的作用。在電氣化鐵路裝置里，它起到的就是一個(gè)支持接觸懸掛，并且將其負(fù)荷傳給支柱或者是其他懸掛的全部設(shè)備。支持裝備包含了腕臂、水平拉桿、懸式絕緣子串、捧式絕緣子等。支持裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)置應(yīng)該要能夠適應(yīng)各種不同的特點(diǎn)的場(chǎng)所，材料上一定要盡量輕巧耐用，但又有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的。在設(shè)計(jì)上還需注意到易使用、易檢修、易施工。

1.3 定位裝置

定位裝置是由定位管、定位器、支持器及連接零件組成的高速電氣化鐵路網(wǎng)上的重要組成部分。在高速電氣化鐵路施工上，定位裝置并不是像GPS的定位，這個(gè)定位裝置的作用是固定接觸線的位置，使得電力機(jī)車在受電弓滑板運(yùn)行的軌跡范圍內(nèi)，保證接觸線與受電弓不會(huì)脫離，并且使得接觸線的抹水泥均勻，又能夠?qū)⒔佑|線的水平負(fù)荷力傳給支柱。

1.4 支柱與基礎(chǔ)

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱與基礎(chǔ)是作為一個(gè)整體制作的，施工時(shí)直接將下端基礎(chǔ)埋在地下；而鋼柱是通過(guò)電焊焊接或者是由螺栓連接的方式將其固定于混凝土的基礎(chǔ)內(nèi)。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，基礎(chǔ)是處于一個(gè)相當(dāng)重要的位置上的，它要承受住支柱傳給的所有的負(fù)載力并且將這些力量分散于地基的土層中。支柱與基礎(chǔ)是承受接觸懸掛、支持裝置和定位裝置的全部力量的一個(gè)部分，它還有將接觸懸掛懸掛與規(guī)定的位置與高度的作用。

2 接觸網(wǎng)安裝的施工要求及施工技術(shù)的現(xiàn)狀

在一棟建筑上，基礎(chǔ)的堅(jiān)固程度是決定它是不是可以建造得更高的基礎(chǔ)條件。那么在修筑鐵路接觸網(wǎng)的時(shí)候也是如此，基礎(chǔ)的堅(jiān)固程度直接決定了電力機(jī)車的行駛安全及接觸網(wǎng)的各個(gè)組成部分的性能和它的耐用性。所以當(dāng)在對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行施工時(shí)，一定要遵守它的施工要求。對(duì)軟硬橫跨、接觸網(wǎng)線岔的安裝、定位裝置的施工技術(shù)也要遵守它的施工技術(shù)要求。

2.1 基礎(chǔ)施工技術(shù)

基礎(chǔ)的基坑尺寸、開(kāi)挖方法都是有要求的。而鋼筋混凝土支柱的基礎(chǔ)坑深度和鋼支柱的基礎(chǔ)坑的深度又有著不一樣的計(jì)算方法。第一種的坑深是蜘蛛的規(guī)定的埋入深度和接觸線路上部的建筑高度（由于線路的等級(jí)有所不一，固有不同的坑深，一般為800 mm）之和。當(dāng)支柱在站臺(tái)上時(shí)，坑深計(jì)算又變成了站臺(tái)表面垂直到坑底的距離了，坑深為支柱規(guī)定掩埋的深度同底板的厚度的和。第二種鋼柱上，坑深由選定的基礎(chǔ)標(biāo)高和基礎(chǔ)尺寸來(lái)計(jì)算。這里就用到了式（2―1），即H=h+h+d（H為鋼柱基礎(chǔ)坑深；h為基礎(chǔ)高度；h為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)高度值；d為墊層厚度）。對(duì)基礎(chǔ)坑深計(jì)算好之后，開(kāi)挖基礎(chǔ)坑有三種方法：（1）切割開(kāi)挖法；（2）鉆孔開(kāi)挖法；（3）控制爆破法。三種方法都有其優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，具體依靠哪種方法，還得靠挖坑處的地基層和挖坑地的條件決定。對(duì)基礎(chǔ)的澆灌上有其基本質(zhì)量要求：（1）基礎(chǔ)的標(biāo)高符合標(biāo)準(zhǔn)；（2）基礎(chǔ)的外形尺寸及螺栓的位置要符合設(shè)計(jì)要求；（3）必須按照規(guī)定制作混凝土試塊；（4）基礎(chǔ)的表面要平整；（5）基礎(chǔ)不扭斜，即使有扭斜，偏差必須在3cm之內(nèi)。

2.2 軟硬橫跨施工技術(shù)要求

軟硬橫跨的安裝標(biāo)準(zhǔn)較多，有10點(diǎn)需要注意的地方。（1）鋼柱橫向承力索的懸掛孔到支柱頂?shù)木嚯x是70 cm；（2）鋼筋混凝土支柱的承力索的懸掛孔到支柱頂?shù)木嚯x為10 cm；（3）鋼筋混凝土支柱的承力索的懸掛孔到地線孔的距離為108 cm；（4）上部的定位鎖到縱向懸掛承力索的距離為16 cm；（5）上部的定位鎖距離接觸線30 cm；（6）旅客車站的站臺(tái)邊緣距離相鄰線路的距離為173 cm；（7）貨物車站的站臺(tái)邊緣與相鄰線路的距離為175 cm；（8）節(jié)點(diǎn)2、4的橫向承力索絕緣子串向下移動(dòng)時(shí)，絕緣子串與支柱間加設(shè)的吊線垂直吊線水平距離為①絕緣子串為3個(gè)瓷瓶：3.88 m；②絕緣子串為4個(gè)瓷瓶時(shí)：4.02 m；（9）最短吊線長(zhǎng)度為橫向承力索的最低點(diǎn)到上部的定位鎖的最小距離；（10）按采用43B型定位器的拉出值為0.3 m考慮，斜吊線的偏移量為1.48 m。關(guān)于吊線的安裝技術(shù)，先是測(cè)量承力索的懸掛點(diǎn)高度、實(shí)際跨距，再用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，然后列表預(yù)配之后就開(kāi)始進(jìn)行作業(yè)車安裝。

2.3 接觸網(wǎng)線岔施工技術(shù)要求

高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的接觸線布置技術(shù)，也要堅(jiān)持三個(gè)要求：（1）道岔拉出值一定要符合設(shè)計(jì)要求，在道岔線間距800 mm處正、側(cè)線接觸線位于受電弓的同一側(cè)；（2）線岔接觸區(qū)內(nèi)不得安裝任何線夾。

2.4 定位管及定位器的安裝技術(shù)

定位管要與腕臂在同一個(gè)平面內(nèi)，正定位是允許抬頭的，相反，反定位也是允許低頭的；（2）限位定位器的安裝坡度，限位的間隙嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工，間隙施工允許的偏差只能在1 mm左右；（3）定位管的防風(fēng)支撐安裝角度在30～60度之間；（4）非支定位管吊線有線長(zhǎng)度掉整到設(shè)計(jì)的要求之后在距其300 mm的距離留一個(gè)預(yù)留圈；（5）所有螺栓緊固力矩要符合設(shè)計(jì)的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

在高速電氣化鐵路的接觸網(wǎng)的施工上，遵守其施工技術(shù)是要取得一個(gè)好的施工效果的途徑。標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)規(guī)定，按照標(biāo)準(zhǔn)的施工就是最好的技術(shù)。

電氣化鐵路論文:電氣化鐵路供電安全問(wèn)題分析及防范措施

【摘 要】本文主要從勞動(dòng)人身安全、供電設(shè)備安全及施工作業(yè)安全等三個(gè)方面對(duì)電氣化鐵路供電安全問(wèn)題進(jìn)行深入的分析，通過(guò)近年來(lái)幾個(gè)典型案例的舉例說(shuō)明，認(rèn)真探討供電安全方面所存在的問(wèn)題，并積極制定行之有效的防治措施。

【關(guān)鍵詞】電氣化鐵路；供電安全；防范措施

0 引言

隨著電氣化鐵路的不斷發(fā)展，供電安全工作所面臨的形勢(shì)也更加嚴(yán)峻。為保證人身和設(shè)備安全，鐵路總公司及鐵路局以文件形式制定頒布的牽引供電規(guī)程和規(guī)則，從事?tīng)恳╇姽ぷ鞯娜藛T必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)程和規(guī)則。因此應(yīng)加大規(guī)程和規(guī)則的學(xué)習(xí)，強(qiáng)化安全意識(shí)，牢固樹(shù)立“安全第一”的思想，確保人身和設(shè)備安全。

1 勞動(dòng)人身安全方面

勞動(dòng)人身安全是鐵路供電安全生產(chǎn)的重中之重，因?yàn)樯a(chǎn)人員多數(shù)從事高空、高電壓、并在列車高速運(yùn)行條件下工作（即三高），稍有不慎就可能導(dǎo)致人身傷亡。在勞動(dòng)安全方面主要易發(fā)生的傷亡事故類別有：高空墜落，電擊，物體打擊，機(jī)械傷害。尤其是感應(yīng)電的存在，極易對(duì)作業(yè)人員產(chǎn)生傷害。

一般情況下，為了盡量減少設(shè)備停電，對(duì)電氣化鐵路行車運(yùn)輸?shù)挠绊懀姎饣F路接觸網(wǎng)都采用“V”型天窗作業(yè)方式，就是一線接觸網(wǎng)停電而另一線接觸網(wǎng)仍然帶電。所以根據(jù)電磁感應(yīng)原理，有電的接觸網(wǎng)上的電流在周圍產(chǎn)生的磁力線切割停電接觸網(wǎng)，在已經(jīng)停電的接觸網(wǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)（感應(yīng)電壓）即平常所說(shuō)的感應(yīng)電。

接觸網(wǎng)上感應(yīng)電大小在理論上計(jì)算是比較復(fù)雜的，因?yàn)樗芡饨鐥l件影響很多，根據(jù)1992年西安鐵路科研所在鄭武線薛店至新鄭區(qū)間所做的試驗(yàn)情況，測(cè)試說(shuō)明：采用“V”型天窗檢修作業(yè)，如果停電檢修的接觸網(wǎng)沒(méi)有接地線，不管另一線接觸網(wǎng)是否有電力機(jī)車取流，接觸網(wǎng)感應(yīng)電壓在3000V以上，而規(guī)程規(guī)定人身安全電壓是36V。所以接觸網(wǎng)在沒(méi)有接接地線情況下的感應(yīng)電壓危害人身安全，甚至造成死亡事故。

事故案例：感應(yīng)電傷人。2013年9月7日，京滬線徐州站工作人員登上列車頂部處置扒車人員時(shí)，發(fā)生觸電傷亡事故。22時(shí)45分，由濟(jì)南機(jī)務(wù)段乘務(wù)員擔(dān)當(dāng)牽引任務(wù)的貴陽(yáng)至煙臺(tái)K1202/3次客車，在上海局管內(nèi)徐州站7道停車后，車站反映5號(hào)車廂頂部有人，辦理停電后，該站4名工作人員登上列車頂部處置扒乘人員時(shí)，被感應(yīng)電擊中墜落車下，造成1人死亡，3人受傷。

原因分析：從這次感應(yīng)電觸電死亡事故看，違章情況很嚴(yán)重，雖然接觸網(wǎng)已停電，在沒(méi)有采取接觸網(wǎng)接地措施的情況下，現(xiàn)場(chǎng)人員通知了公安民警進(jìn)行處置。感應(yīng)電壓在3000V以上必然會(huì)造成感應(yīng)電傷人事故。這充分說(shuō)明了車站處置旅客攀爬車頂?shù)膽?yīng)急預(yù)案缺失可操作性、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置人員不掌握電氣化鐵路區(qū)段相關(guān)作業(yè)在接觸網(wǎng)停電后還須接地的規(guī)定。

防范措施

（1）凡涉及電氣化鐵路區(qū)段作業(yè)的各單位，都必須認(rèn)真學(xué)習(xí)《電氣化鐵路有關(guān)人員電氣安全規(guī)則》，并經(jīng)考試合格后方準(zhǔn)上崗作業(yè)。

（2）所有接觸網(wǎng)設(shè)備，自第一次受電開(kāi)始；在未辦理停電接地手續(xù)之前，均按有電對(duì)待。人身和攜帶物件（如長(zhǎng)桿、導(dǎo)線、工具等）與接觸網(wǎng)設(shè)備的帶電部分，必須保持2m以上的距離，與回流線有1m以上的距離。

（3）在距離接觸網(wǎng)帶電部分不足2m的處所作業(yè)時(shí)，接觸網(wǎng)必須停電，由接觸網(wǎng)工區(qū)人員安設(shè)可靠的臨時(shí)接地線后，方可開(kāi)始工作。作業(yè)時(shí)應(yīng)有接觸網(wǎng)工區(qū)人員在場(chǎng)監(jiān)護(hù)。拆除臨時(shí)接地線后，禁止再進(jìn)行作業(yè)。

2 供電設(shè)備安全方面

牽引供電設(shè)備一般包括接觸網(wǎng)、變電設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。其中，為保證安全供電和運(yùn)行需要，牽引變電所內(nèi)按照設(shè)備功能特點(diǎn)，可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備指牽引變電所中實(shí)現(xiàn)變換和傳遞電能的設(shè)備和載流導(dǎo)體，如變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等。二次設(shè)備指對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)，以保證其正常、安全運(yùn)行的設(shè)備，也稱二次系統(tǒng)。

事故案例：牽引變電所一次設(shè)備故障。2013年9月8日，福州變電所福金上行供電臂停電進(jìn)行V型天窗作業(yè)，合上接地刀閘時(shí)發(fā)生高壓接地造成絕緣反擊，所內(nèi)二次設(shè)備（保護(hù)裝置、直流屏及控制電纜、隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱）燒毀，福州變電所全所退出運(yùn)行。

原因分析：福州變電所福金上行供電臂停電不徹底，在進(jìn)行福金上、下行供電臂解環(huán)時(shí)，雖然調(diào)度端顯示金瓜山分區(qū)所福金上、下行并聯(lián)斷路器已斷開(kāi)，但實(shí)際并聯(lián)斷路器高壓觸頭沒(méi)有打開(kāi)。之后遠(yuǎn)動(dòng)斷開(kāi)福州變電所斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，在未驗(yàn)明無(wú)電的情況下合上接地刀閘，造成短路故障。短路電流造成接地刀閘接地引下線與地網(wǎng)焊接處被燒斷，對(duì)饋線斷路器及隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱形成絕緣反擊，并通過(guò)二次控制電纜串進(jìn)饋線側(cè)其它隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱及主控室直流饋出開(kāi)關(guān)屏等設(shè)備受到不同程度的燒傷、燒毀。特別是直流饋出開(kāi)關(guān)屏設(shè)備被燒毀，造成了整個(gè)直流系統(tǒng)設(shè)備故障，福州變電所內(nèi)二次保護(hù)設(shè)備全部癱瘓。

防范措施：

（1）嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行檢修相關(guān)規(guī)程規(guī)定，停電回路應(yīng)具有明顯斷開(kāi)點(diǎn)，斷開(kāi)分區(qū)所相關(guān)斷路器后還應(yīng)斷開(kāi)上網(wǎng)隔開(kāi)。在合上相應(yīng)接地刀閘或裝設(shè)接地線前，要認(rèn)真確認(rèn)開(kāi)關(guān)實(shí)際位置并驗(yàn)明無(wú)電后在設(shè)置相關(guān)安全措施。

（2）認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)設(shè)備運(yùn)行檢修規(guī)程，進(jìn)一步提升運(yùn)行檢修人員的專業(yè)技術(shù)能力。

（3）加強(qiáng)對(duì)新線驗(yàn)收檢查調(diào)試的管理，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的調(diào)試做好有效卡控，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理，不留安全隱患。

3 施工作業(yè)安全方面

電氣化鐵路供電設(shè)備施工作業(yè)的特點(diǎn)：一是高空，經(jīng)常在離地面5～6米處作業(yè)；二是高電壓，接觸網(wǎng)對(duì)地電壓高達(dá)25kV；三是高速度，線路上高速行駛的列車；四是野外作業(yè)，受氣象條件和地理?xiàng)l件的影響較大；五是群體作業(yè)，檢修需十幾人進(jìn)行。因此要求組織程序要嚴(yán)密；分組分工明確；作業(yè)時(shí)要高度集中注意力；有嚴(yán)明的紀(jì)律；完善的制度和安全措施。

事故案例：電力機(jī)車闖入停電區(qū)。2014年4月17日，焦柳上行線進(jìn)行“V型”天窗作業(yè)，車站值班員盲目辦理K529、T49次列車（均為HXD3C機(jī)車牽引）經(jīng)天窗停電范圍向鴉宜線的通過(guò)進(jìn)路，先后兩次造成電力機(jī)車帶電進(jìn)入停電區(qū)，構(gòu)成鐵路交通一般C類事故。

原因分析：在同一停電區(qū)域，接連兩次發(fā)生電力機(jī)車帶電進(jìn)入停電區(qū)的嚴(yán)重問(wèn)題，是極為罕見(jiàn)的。雖然接觸網(wǎng)停電區(qū)域大于封鎖作業(yè)的區(qū)域，封鎖作業(yè)地段在上行線區(qū)間內(nèi)，列車在站內(nèi)運(yùn)行不會(huì)碰軋作業(yè)人員，但停電范圍對(duì)于電力機(jī)車（及電力動(dòng)車組）而言也是嚴(yán)禁進(jìn)入的區(qū)域，電力機(jī)車帶電進(jìn)入停電區(qū)會(huì)發(fā)生燒損接地線，甚至作業(yè)人員觸電身亡等嚴(yán)重問(wèn)題，這種人員傷亡又因?yàn)樽鳂I(yè)人員眾多造成群死群傷的慘痛后果，后果不堪設(shè)想。

防范措施：

（1）當(dāng)按上、下行別接觸網(wǎng)單獨(dú)停電時(shí)，嚴(yán)禁電力機(jī)車進(jìn)入上、下行間渡線。對(duì)于電分相附近的慢行和施工，列車調(diào)度員應(yīng)掌握列車放行，防止列車等信號(hào)停在無(wú)電區(qū)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，必要時(shí)安排內(nèi)燃機(jī)車軋道。

（2）列車調(diào)度員、供電調(diào)度員應(yīng)熟悉本區(qū)段內(nèi)的接觸網(wǎng)電分相、電分段位置和各站能夠接發(fā)電力機(jī)車的股道，正確指揮列車運(yùn)行，加強(qiáng)調(diào)整，防止機(jī)車進(jìn)入無(wú)電區(qū)。

（3）提高安全責(zé)任意識(shí)，嚴(yán)把調(diào)度指揮安全關(guān)。凡發(fā)生接觸網(wǎng)跳閘，供電調(diào)度員必須在通報(bào)跳閘情況的同時(shí)，要求列車調(diào)度員確認(rèn)是否存在電力機(jī)車帶電進(jìn)入停電區(qū)的可能。

4 結(jié)束語(yǔ)

電氣化鐵路供電設(shè)備作為電力機(jī)車的能量來(lái)源，其安全性和可靠性對(duì)電氣化鐵路安全運(yùn)營(yíng)具有重大的意義。本文主要對(duì)電氣化鐵路供電安全運(yùn)行管理進(jìn)行了探討，對(duì)鐵路供電安全管理提出了相應(yīng)的防范措施，為確保供電安全運(yùn)行及可靠供電具有一定的指導(dǎo)意義。

電氣化鐵路論文:淺析電氣化鐵路弓網(wǎng)故障發(fā)生的原因及預(yù)防

【摘 要】當(dāng)前正是我國(guó)鐵路大發(fā)展大建設(shè)時(shí)期，電氣化鐵路由于其高效環(huán)保成為我國(guó)鐵路的主要發(fā)展方向。在電氣化鐵道上，接觸網(wǎng)和電力機(jī)車受電弓在高速滑行摩擦運(yùn)動(dòng)中完成輸電和受電的任務(wù)。在電力機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中機(jī)車受電弓能否穩(wěn)定安全的從接觸網(wǎng)上取流是至關(guān)重要的技術(shù)參數(shù)。多年來(lái)由于弓網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)不良引發(fā)的事故頻繁發(fā)生給鐵路運(yùn)輸安全造成了嚴(yán)重影響，本文通過(guò)對(duì)電氣化鐵路弓網(wǎng)事故的總結(jié)和分析，歸納了弓網(wǎng)故障形成的原因并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】弓網(wǎng)故障；原因；危害；預(yù)防措施

1 弓網(wǎng)故障及其表現(xiàn)形式

弓網(wǎng)故障一般是指打弓、剮網(wǎng)和剮弓。

弓網(wǎng)故障中的打弓，是指在受電弓運(yùn)行取流過(guò)程中，由于某種原因造成弓、網(wǎng)相碰擊，從而使受電弓不能平滑 取流或造成接觸網(wǎng)有關(guān)零部件損壞、脫落及電力機(jī)車受電弓損壞的故障現(xiàn)象。

剮弓，是指接觸懸掛狀態(tài)不良或者是自然的原因，致使電力機(jī)車受電弓移位到接觸線上部運(yùn)行，從而造成接觸網(wǎng)設(shè)備和受電弓損壞的事故現(xiàn)象，即剮弓是由于接觸網(wǎng)的原因引起的弓網(wǎng)故障現(xiàn)象。

剮網(wǎng)，是指由于電力機(jī)車狀態(tài)不良，致使受電弓移位到接觸線上部運(yùn)行，從而造成接觸網(wǎng)設(shè)備和受電弓損壞的弓網(wǎng)故障現(xiàn)象，即剮網(wǎng)是由電力機(jī)車受電弓的原因引起的。

2 弓網(wǎng)故障的成因

2.1 供電方面的原因

（1）電力機(jī)車受電弓在網(wǎng)下高速滑行通過(guò)，以完成接觸網(wǎng)向電力機(jī)車供電的任務(wù)，對(duì)接觸線的高度、拉出值、定位器的坡度等技術(shù)參數(shù)有一定的要求。同時(shí)還要求接觸網(wǎng)彈性均勻。在受電弓滑行取流范圍內(nèi)無(wú)低于接觸導(dǎo)線的障礙物。這些技術(shù)要求的任何一點(diǎn)遭到破壞都可能產(chǎn)生弓網(wǎng)故障。

（2）接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)上的缺陷決定了接觸網(wǎng)的質(zhì)量，往往會(huì)造成接觸網(wǎng)硬傷運(yùn)行，并給檢修帶來(lái)難以消除的隱患，隨著不良狀態(tài)的持續(xù)積累，在一定條件下就可能造成弓網(wǎng)故障。

（3）接觸網(wǎng)檢修的缺陷：接觸網(wǎng)安裝不當(dāng)，接觸線本身不平直而出現(xiàn)小彎或是懸掛零件不符合要求突出接觸面時(shí)，滑板滑到此處將發(fā)生嚴(yán)重碰撞和發(fā)生電弧，造成接觸網(wǎng)和受電弓的機(jī)械損傷和燒傷。

2.2 機(jī)務(wù)方面的原因

對(duì)電力機(jī)車受電弓狀態(tài)不良或缺陷引起的弓網(wǎng)故障，主要從支架和滑板兩部分結(jié)構(gòu)加以分析。

（1）支架引起弓網(wǎng)故障的原因：受電弓三角板有裂紋或其他原因造成斷裂；升降弓彈簧有裂紋缺陷，運(yùn)行中折斷；受電弓安裝位置有誤差；受電弓的支架、彈簧安裝及調(diào)整時(shí)，未保證滑板的穩(wěn)定性、水平度，運(yùn)行中擺動(dòng)幅度大引起弓網(wǎng)故障等。

（2）滑板引起弓網(wǎng)故障的原因：使用碳滑板的受電弓，運(yùn)行中因長(zhǎng)時(shí)間磨損或與接觸線及相關(guān)零部件碰擊損傷，形成溝豁；滑板使用時(shí)間較長(zhǎng)，因電弧燒損或氧化，滑板強(qiáng)度下降，通過(guò)硬點(diǎn)時(shí)滑條被打斷；滑板上滑條緊固不牢撬起，卡滯接觸線，引起弓網(wǎng)故障等。

2.3 工務(wù)方面的原因

接觸網(wǎng)與鐵路線路關(guān)系密切，由于接觸網(wǎng)設(shè)備的許多參數(shù)都是相對(duì)于線路為基準(zhǔn)而建立的，例如：接觸網(wǎng)的支柱側(cè)面限界，拉出值、接觸線高度、線岔位置等，都會(huì)因鐵路線路的變化而變化，從而影響接觸網(wǎng)以及電力機(jī)車受電弓的取流狀態(tài)，而發(fā)生弓網(wǎng)故障造成行車事故。

2.4 其他原因

路外車輛撞斷支柱，道口事故，大風(fēng)及洪水等災(zāi)害，也會(huì)引起弓網(wǎng)故障。

3 弓網(wǎng)故障可能造成的后果

電氣化鐵路列車重量大、慣性大，不可能在事故發(fā)生后立即停車。一旦發(fā)生弓網(wǎng)故障，可能造成的后果如下：

（1）打壞受電弓滑板。受傷的受電弓繼續(xù)運(yùn)行，可能引起弓網(wǎng)相剮事故。

（2）可能造成幾個(gè)跨距或十幾個(gè)跨距，甚至幾十個(gè)跨距的定位和普通吊弦、彈性吊弦被剮壞或剮落，電連接器被剮壞，損壞中心錨結(jié)。

（3）造成不同地段接觸線線面不同程度的剮傷、彎曲、扭曲；接觸懸掛、定位裝置上脫落的零部件對(duì)機(jī)車車輛短路放電，燒斷接觸線或使承力索燒斷股、斷線。

（4）站場(chǎng)地段，可能造成線岔?yè)p壞，剮傷或剮斷下部固定繩及軟橫跨其他部件。

（5）錨段關(guān)節(jié)地段，損壞錨段關(guān)節(jié)并波及相鄰兩錨段。

（6）造成接觸網(wǎng)設(shè)備上其他事故隱患。

（7）機(jī)車受電弓裝置及絕緣子嚴(yán)重?fù)p壞或受電弓被剮掉。

4 防止弓網(wǎng)故障的有效措施

（1）電力機(jī)車通過(guò)受電弓滑板與接觸導(dǎo)線接觸而接受電能，電力機(jī)車運(yùn)行時(shí)，受電弓頂部的滑板應(yīng)緊貼接觸線摩擦滑行取流。在受電弓抬升力作用下，接觸線的升高應(yīng)盡量相等，接觸懸掛本身要具有均勻的彈性，不應(yīng)有“硬點(diǎn)”；接觸線距鋼軌面高度應(yīng)盡量相等，不出現(xiàn)陡坡；接觸懸掛還應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，以便在氣象條件變化時(shí)，受電弓沿接觸線滑行不出現(xiàn)上下的振動(dòng)，在受風(fēng)時(shí)導(dǎo)線不產(chǎn)生過(guò)大的橫向擺動(dòng)。此外，接觸懸掛結(jié)構(gòu)及零部件應(yīng)力求輕巧簡(jiǎn)單，做到標(biāo)準(zhǔn)化，以便檢修和互換，縮短施工及運(yùn)行維護(hù)時(shí)間，還需具有一定的抗腐蝕能力和耐磨性，以延長(zhǎng)使用年限。

（2）接觸網(wǎng)與電力機(jī)車是緊密相連的，所以接觸網(wǎng)狀態(tài)直接關(guān)系到的受電弓的取流；反之，受電弓的狀態(tài)也直接影響接觸網(wǎng)的安全運(yùn)行；所以為保證接觸網(wǎng)的正常安全運(yùn)行，供電段應(yīng)把接觸網(wǎng)上的一些結(jié)構(gòu)方式，零部件的名稱和作用向電力機(jī)車司機(jī)宣傳、講解，這樣當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)接觸有異常和某些零部件脫落等問(wèn)題，我們會(huì)得到準(zhǔn)確的反饋信息，以便能夠及時(shí)正確的處理；同樣接觸網(wǎng)檢修人員，也要學(xué)習(xí)受電弓方面的知識(shí)，以便在發(fā)生弓網(wǎng)故障時(shí)能正確地分析和判斷故障的原因，及時(shí)消除故障。

（3）對(duì)工務(wù)部門方面在換軌、換岔、拔軌、起道等作業(yè)前應(yīng)與供電段聯(lián)系；供電段派配合人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)以上施工，原則上不能因施工導(dǎo)致接觸網(wǎng)參數(shù)的改變。

（4）從運(yùn)營(yíng)部門方面預(yù)防弓網(wǎng)故障：首先抓好新設(shè)備投入運(yùn)行前綜合整治這一環(huán)節(jié)，并與施工部門密切協(xié)作，共同對(duì)驗(yàn)收中現(xiàn)的缺陷進(jìn)行集中處理，其次在日常檢修中，保證零部件狀態(tài)良好，加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的檢修、巡視。與機(jī)務(wù)部門建立互控措施，防止病弓出庫(kù)運(yùn)行以及加強(qiáng)對(duì)弓網(wǎng)故障的統(tǒng)計(jì)分析，不斷豐富對(duì)弓網(wǎng)故障的認(rèn)識(shí)來(lái)完善防止辦法。

（5）從電力機(jī)車方面預(yù)防弓網(wǎng)故障：受電弓的滑板和弓架相連接的三角板應(yīng)該加強(qiáng)；檢查機(jī)車時(shí)應(yīng)注意固定滑板條的夾板是否腐蝕，強(qiáng)度如何，滑板碳條是否有斷裂、缺口，平整度如何等；其次機(jī)車入庫(kù)時(shí)一定要對(duì)受電弓絕緣子進(jìn)行清掃，以防止受電弓支持絕緣子爆炸引起弓網(wǎng)故障；以及在運(yùn)行中不斷積累經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)乘務(wù)員的培訓(xùn)。

（6）對(duì)接觸網(wǎng)工的培訓(xùn)和教育要突出實(shí)效性，力求通過(guò)提高接觸網(wǎng)工的維修技能來(lái)提高接觸網(wǎng)設(shè)備的內(nèi)在質(zhì)量，從而減少弓網(wǎng)故障的發(fā)生。

（7）提高接觸網(wǎng)檢測(cè)和檢修的技術(shù)手段以及加強(qiáng)對(duì)受電弓的改進(jìn)和研制工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于弓網(wǎng)故障具有突發(fā)性和擴(kuò)延性的特點(diǎn)，隨著電氣化鐵路運(yùn)營(yíng)里程的不斷延展，該故障對(duì)行車安全威脅日益嚴(yán)重，因此我們必須從思想上積極主動(dòng)的提高認(rèn)識(shí)，深刻了解弓網(wǎng)故障的產(chǎn)生原因，這對(duì)于電氣化鐵路安全可靠運(yùn)行有重要的意義。讓我們?cè)诮梃b國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高治理的技術(shù)手段。另外也需要鐵路各個(gè)部門的共同努力來(lái)改善和優(yōu)化接觸網(wǎng)運(yùn)行的外部環(huán)境條件，共同為鐵路運(yùn)輸安全保駕護(hù)航。