电气化铁路知识培训学习资料

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1、电气化铁路知识培训学习资料1、什么叫电气化铁路 以电力为动力牵引列车运行的铁路称为电气化铁路，电 力机车用电能作为动力，这种电能不是机车本身携带，而是 由包括牵引变电所、接触网和继电保护装置等组成的牵引供 电系统供电。在提高铁路运输能力、改善铁路运营管理、合 理利用资源和保护生态环境方面，电力机车是目前世界上最 理想的铁路牵引动力，是铁路现代化的主要发展方向。2、电气化铁路的特点 电力机车具有功率大、效率高、速度快、运载能力强和 运行可靠等优点，目前电力牵引的列车速度已达 200km/h 以上，因此电力机车是铁路现代化发展的方向。（ 1）运载能力强 - 由于电力机车的能量来自外部的供 点电系统

2、，所以易于制造大功率的机车，因此有较强的运载 能力。（ 2）保护生态环境方面 由于电力机车本身不设置原 动机，不燃烧煤、柴油，可以使乘务人员和沿线的电务、工 务人员的劳动条件达到改善。（ 3 ）电气化铁路的缺点 对信号设备的干扰大， 以及 对人身、电务设备安全要求高。3、电气化铁路构成1）电气化铁路的电流制式：低压直流、三相交流、低频单相交流、工频单相交流四种电 流制式。我国现在使用最多的是单相工频交流制， 优点：（ 2）牵引供电系统比其他电流制式结构简单。 （外电到 变电所降压后直接供电）（3）可以大幅度的提高接触网的电压，从而增大了牵 引变电所之间的距离，减少了变电所的数量，简化了接触网

3、的结构，降低了投入的资金。（4）交流牵引网中的地下电流，对地下金属管线的腐 蚀作用比直流制式小的多。（直流制式的漏泄电流较大，对地下管线腐蚀大）4、电气化铁路的供电方式直接供电方式、 AT 即自偶变压器供电方式、 BT 方式即吸流 变压器供电方式和带回流线直接供电方式5、牵引供电系统组成牵引供电系统A 、牵引变电所，将 110KV 或 220KV 等级的工频交流电 变成电力机车使用的 27.5KV 等级工频单相交流。（技规规定 接触网瞬时最大值为 29KV ，最低值为 20KV ，非正常情况 下，不得低于 19KV 。）B、分区所，将电气化铁路上下行接触网通过分区所并联 起来，均衡上下行供电臂

4、电流，实行越区供电。C、开闭所，实行分束分段供电提高可靠性D 、馈电线，从牵引变电所向接触网供电。E、接触网，供电装置。（这里讲一下：接触网上的接触线 是通过接触网的立柱、靠链形的悬挂方式将接触线吊装在吊 架上，接触网与吊架之间使用高强度瓷绝缘） 。F、钢轨和吸上线一个站几处，电力机车是用钢轨作为 牵引电流回路大部分牵引电流经过和它相连的吸上线直接 回到变电所。钢轨和吸上线不是直接相连而是通过中心连接 板相连。（铁路技规）规定接触线最大弛度距离钢轨顶面的 高度不超过 6500 毫米，在区间和中间站距离不少于 5700 毫米。也就是说接触网距轨面的距离在 5700 毫米和 6500 毫米之间G、

5、回流线，是将是流经吸上线的牵引电流直接回送牵引 变电所的牵引变压器。6、电气化对信号设备、作业安全的影响（ 1）大电流 。首先，我们说加了回流线的直接供电的方 式中，回流线主要是尽量减少从钢轨通过大地流回牵引变电 所的电流，但是不管是 BT和AT，还是带回流线的直接供电 方式，都只能吸收部分电流。通过钢轨和大地的回流仍然在 50% 左右。所以在电气化铁路中钢轨中流经有大电流。2）高电压。 我们说标称 25KV 高压带来的问题。 （标称 指的是 25KV 电压有时高点，有时低一点）面对 25KV 的高电压，我们来看电务设备， 。我们很多信 号设备与牵引线的距离都不远，比如信号机、轨道电路等。 2

6、5KV 给我们带来的一个物理概念：高压击穿放电现象。 25KV 高电压是要放电的，如果距离高压过近的话，那么空 气就会被击穿，就如雷电一样，而一旦击穿则后果是不堪设 想的，因此给我们带来以下几个问题：a. 安全距离的意识。B. 高压绝缘的强度。即，接触网与吊架之间的绝缘。它是具有相对性和随机性的。为什么说他是相对性和随机性的 呢？比如说高强度的绝缘一旦受到污染，或者是雨、雪、雾 的天气时，中间加了媒质，那么绝缘的程度就会随之下降， 因此就有变化的。所以我们要有这个意识。C. 高压接触线一旦断落下来， 这时我们就要引入一个跨步 电压的概念。下面再细说。D. 受电弓是通过滑动接触的方式在接触线上快

7、速的滑动的，这种滑动在这么高的电压以及电流的情况下，势必存在 着很多细微的电火花，而这个细微的电火花意味着什么呢？ 通过 理论解析，以及数学公式的计算得出，这个细微的电 火花就是 50HZ 电流的高次谐波，或者是奇次谐波、偶次谐 波，是非常杂散的高次谐波，这个谐波向沿线的空间发散， 因此对沿线的信号设备的干扰很大。其次这么大的电流电压，势必存在着电磁效应，直接感应到电务的信号设备上。 归纳以上两个大电流高电压给铁路信号设备维修以及人身安全问题，我们电务系统的广大同志们应该树立一个安全 意识（包括人身安全和设备安全两个问题）7、电气化铁路对人身、设备的干扰（1）对信号设备A、轨道电路和机车信号受

8、钢轨中不平衡牵引电流回流、 瞬间脉冲电流及谐波电流的干扰。B、 信息传输电缆受牵引网系统的感性、容性耦合的干扰。C、沿线及站场的固定电气电子设备（如区间自动闭塞的 收发设备、调度集中设备、电子计轴设备、电气集中设备、 自动闭塞电源系统、信号设备的检测系统、场间传票系统、 驼峰测速雷达系统等）受电力系统的放射、耦合、回流地电 位等的影响。其中对轨道电路的影响最大： 牵引电流与轨道电路信息同时经过钢轨传输带来的问题a 、不可避免的干扰。两个电流在一个通道中传输，而且 要保证回流的畅通， 所以在电气化铁路中 480 型的轨道电路 已经不适。（ 480 型的轨道电路主要是依靠电流的大小来反 映区段的占

9、用或者是空闲，而且是 50HZ 的电流）。因此在 电气化铁路使用了 25HZ 的轨道电路， 首先避免了 50HZ 的 牵引电流对信号轨道电路的干扰，以及高次谐波的干扰。b、不平衡电流。从理论设计讲流经两根轨条的牵引电流 Ic是每一根轨条上电流之和，同时这两根轨条上流过的电流 相等。即：IC1+IC2=IC,IC仁IC2.只有这梯状才称得上是平衡电流。也只有是这样的平衡电流流经两轨条使信号电流受 的干扰为零。而在实际设备使用中，绝对相等、绝对平衡是 不存在的，一旦出现流经两轨条的电流不相等IC1不等于IC2或，就称为是不平衡电流。衡量不平衡电流大小的指数 一般称为不平衡电流系数（即不平衡率 K=

10、）.我国现规定不平衡电流系数一般要小于5%。也就是说，当不平衡电流系数大于5%时，就有可能造成对信号设备的侵害和干扰。所 以说查找产生不平衡电流的原因，消除各种产生不平衡电流 的因素，是电务维修人员在电气化区段提高信号设备使用稳 定性的一项重要工作，值得引起高度重视。（不平衡电流系数并不是一个不变的常数，即不平衡电流系数是牵引电流、 大地电导、道碴电阻、钢轨阻抗、牵引网型、甚至扼流变压 器参数等的函数。而且它同牵引电流也不是简单正比例的关 系，在这方面还有待于进一步研究和探讨。I C1I C111* QIC11 1 子j.I S1GISY I J i J3G% ri - i rvIIA1 C2

11、、 | 1J !I C2信号 线圈轨道 线圈c、轨道电路设备可以造成不平衡电流的原因有：轨道电路钢丝绳引接线不符合规格（截面不小于 42 平方 毫米）或者接触不良产生接触电阻过大。应该至少采用一塞 一焊 ;两钢轨线路状态的不一致。 （如岔线、渡线）造成两条 轨道流过的电流差距较大 ;连接设备造成的接触电阻不一致。 如钢丝绳引接线长短不同， 连接方式的不同 ;扼流变压器的线 圈的阻抗差异较大，或者轨道电路绝缘破损等。 不平衡电流的干扰主要有：稳定干扰和冲击干扰稳定干扰： 某一牵引变电所由于某种原因解列时，供电系 统处于越区供电状态，由于列车位移和机车需要的电流的不 断改变所以钢轨线路上的每一条轨

12、道电路区段所受到的干 扰也随着时间和列车运行状态而改变。冲击干扰： 电力机车升弓空栽投入变压器时，牵引电流回 流中，出现一个冲击电流，由于这个瞬间的 50HZ 电流波形 中含有很强的谐波，在某种特定的条件下可能使轨道继电器 误动。因此在维修中电务人员加强对轨道电路的检查。克服： 采用一焊接一塞钉减少接触电阻。其次，采用了长 钢轨和无缝轨减少了接头电阻对钢轨网总的纵向电导的饿 影响，从而减少了对牵引电流漏泄的影响。d 、 牵引电流回流不畅。轻者可以使保安器熔丝烧断，重者能使整个箱盒、整条电缆、成片设备全部烧坏。可以说对设备的安全构成了极大的威胁。但它又属结合部位的问题，也就是说造成的原因不是电务

13、设备单方面的。所以日常要加强检查巡视，发现问题及时反映、协调，对供电等部门设备的问题要及时联系解决，以防止造成较大的故障。就我们电务部门来说，主要从以下 两方面着手：保证轨道接续线及线间和钢轨间接触线的完整和牢 固，扼流变压器中性连接板、引接线和负供线（吸上线和回 流线）的可靠连接。在复线区段轨道电路加设线间连接线，并保证其完整 和牢固。8、其他电化区段电务设备的安全要求：（1）由于接触网支柱的存在和站场、 区间电分段的设立， 为防止影响信号显示和感应电伤人，进站信号机、高柱出站 信号机的位置发生变化，同时它们的外壳需做接地。 （说明） 每个信号机机构应分别用直径 10mm 的钢筋或圆钢与信号

14、 梯子连接，梯子用 25mm 2 的铜缆接至专用贯通地线。信号 机构与信号梯子应可靠接地，连接良好。例如：进站信号机机柱由 11 米改为 8.5 米机柱中心与 线路中心距离由 2.65 米加大到 2.9 米-3 米，灯光的中心下 降等。高柱信号机与接触网距离不足 2 米的应移设或改矮型。 变压器箱中心距所属线路中心的距离，不得小于 2100mm电缆盒中心距所属线路中心的距离，不得小于1900mm扼流变压器箱中心距所属线路中心不得小于1900mm（2 ）交叉渡线、复式交分道岔需增加二组钢轨绝缘。举例111|1111,1111L1111（3）正线包括正线上的道岔区段和无岔区段装置扼 流变压器轨道中

15、间点连线必须相连。站线要根据站场平面图 而定，不然有可能造成迂回电路。 举例 钢轨间增设牵引连接线“一塞一焊”安全可靠的双套方式， 保证牵引电流的流通。（4 ）绝缘钢轨处增设扼流变压器以使信号电流回路和牵 引电流回路分别流通互不干扰。（5）轨道电路接收输入端加装抗干扰适配器，轨道电路改为25HZ相敏电轨道路自动闭塞改为ZPW2000 轨道电路。（6）信号电缆的敷设深度和线路平行距离相应增加，同时各种信号设备增设保护接地。举例：信号电缆允许与500V以下的电力电缆同沟铺设。大于500V时应单独铺设。要求：（1 ）、信号电缆与电力电缆间距离不得小于500毫 米。( 2 )、交叉铺设时信号电缆应该在上面，其交叉点 垂直距离不得小于 500 毫米。当小于 500 毫米时应该采用 管道防护，将信号电缆电缆穿在管内，管道两端应伸出交叉 点 1000 毫米。(3)