电气化铁路行车安全的特点

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1、电气化铁路行车安全的特点电力牵引比内燃、蒸汽牵引有着许多根本不同的特点。 内燃、蒸汽机车都具有独立的动力系统。除了上油、上煤、 给水等地面辅助设备外，内燃、蒸汽机车可以独立运行。而 电气化铁路是由电力机车和固定于地面的牵引供电系统构 成的一个完整的动力系统。电力机车依靠牵引供电系统供给 的电能，依附于牵引供电系统运行。这些特点决定了电气化 铁路行车和安全工作具有许多特殊性。行车调度必须懂得和 掌握电气化铁路的这些特点。电气化铁路在组成上及有关行车安全的特点主要有以 下几个方面：1 电气化铁路由牵引供电系统和电力机车两大部分构 成。目前，我国电气化铁路使用110kV的三相工频交流电， 由牵引供电

2、系统变压为25kV的单相交流电。电力机车通过 受电弓自牵引供电系统取流后变压并整流为1500V的直流电 驱动牵引电动机牵引列车。2 牵引供电系统主要由牵引变电所、接触网和轨道三 部分组成（图9 1） o图卒引携亀亲统示老图 1一区域变电所;2$引变电所；3-P 电鏡； 4 “按融网导线，一幷相绘绿器汁一回流线:7电力机车;8轨逍。牵引变电所是牵引供电系统的心脏，负责将区域变电所 馈送来的高压电流变压为适合电力机车使用的电流，经馈电 线馈送到接触网上。牵引变电所一般每隔5060km设置一 个。相邻牵引变电所之间的接触网用分相绝缘器（实行单边 供电时）或断路器（实行双边供电时）隔开。每一牵引变电所

3、 负责供电的接触网在牵引变电所所在车站附近以分相绝缘 器分为两个供电臂。实行单边供电的供电系统中，牵引变电 所只向它所毗连的两个供电臂实行不同相供电。实行双边供 电的供电系统中，牵引变电所还可在闭合隔开接触网的断路 器时，向相邻牵引变电所的供电范围实行越区供电。牵引变 电所的供电能力受到整个电网供电能力和牵引供电设备的 制约，只能在一定负荷范围内工作。长时间过负荷工作，会 造成设备过热、加速绝缘材料老化等损害。接触网的作用是直接与电力机车相接触，将牵引电流输 送到电力机车上。轨道的作用除承受机车、车辆的运行外，还能使牵引电 流回流，形成完整的回路。通常又将接触网、轨道回路(包括大地)、馈电线和

4、回流 线合称为牵引网。3接触网是连接牵引供电系统和电力机车，并向电力 机车馈送牵引电流的媒介，是实现向电力机车供电的重要环 节。接触网的工作状态直接影响到电气化铁路的可靠性。接触网主要由以下几部分组成：(1) 接触悬挂：包括承力索、吊弦、接触网导线。接触 网导线是牵引供电系统中直接与电力机车受电弓接触并传 输牵引电流的部分。它的状态直接关系到电力机车受电弓的 滑行取流和行车安全。.(2) 支持装置：包括腕臂、拉杆、绝缘子，用以支持接 触悬挂并将其负荷传给支柱或其他建筑物。绝缘子的作用是 保持接触网带电部分的对地绝缘。它的绝缘性能直接关系到 供电系统的安全运行。（3）定位装置：包括定位器和定位管

5、，其作用是确定接 触网导线的水平位置并使其保持稳定，以保证其水平位置不 超出电力机车受电弓的工作范围（1000mm），使电力机车能够 正常取流。为使电力机车受电弓的滑板在与接触网导线滑行 接触时磨耗均匀，避免互相碰刮，在铁路的直线地段，接触 网导线在每一支柱处由定位装置控制，相对受电弓中心（即 线路中心）向左右方向交替拉出一定距离（称为拉出值），平 面状态呈“之”字形。曲线地段的接触网导线的定位也是为 达到以上目的。（4）支柱和基础：用以承受接触悬挂和支持装置等负荷, 并将接触悬挂固定在规定高度。4 为使接触网保持正常工作状态，保证供电系统的安 全运行，对接触网主要有以下一些要求：（1）接触网

6、导线距钢轨顶面的高度应保持在规定范围： 最大高度不高于6500mm；在区间和中间站不低于5700mm（旧 线改造不低于5330mm）；为保证作业人员的安全，在编组、 区段站和较大的中间站站场不低于6200mm；客运专线为 53005500mm，站场和站间宜取一致。在同一地段，应尽量 使接触网导线各点高度相等。高度变化的地段不应出现忽高 忽低，以保证接触网导线与受电弓间的工作压力稳定。(2) 接触网导线应有很好的横向和垂直方向的稳定性以 及均匀的弹性，在受电弓压力作用下升高值较小，且各点一 致，避免振动和出现“硬点”。(3) 能适应各种气候条件的变化，保持接触网结构的各 项数据不超过允许的变化范

7、围。接触网的稳定性和弹性不好，特别是“硬点”，容易在 电力机车受电弓滑过时造成电火花，灼伤导线和滑板，也容 易造成刮弓等事故，直接威胁电气化铁路的行车安全。.5 为使接触网承力索和接触网导线保持一定的张力和 弛度，根据工作需要灵活地进行分段供电和断电，以便于接 触网检修和进行各种必要作业，以及在发生事故时缩小事故 范围，增加供电的可靠性，需要对接触网进行分段(图9 2)。接触网每隔15002000m分为一段，叫做锚段。一个锚 段的承力索和接触网导线在两端加以固定(下锚)，并设置张 力自动补偿器进行张力调整。这种分段又分为机械分段和电 分段两种方式。机械分段的两锚段间互相不绝缘。电分段的 两锚段

8、间是互相绝缘的，一般设在车站两端，能对接触网起 到纵向电分段的作用。牵引变电所所在车站附近及两相邻牵引变电所供电区 邻接处（实行单边供电时），接触网上设有分相绝缘器，实行 电分相。在车站的装卸线、岔线和段管线等线路上，为了停电进 行装卸、机车整备等作业，在线路两端上空接触网上装设分 段绝缘器，对这些线路实行横向电分段。在横向和纵向电分段处装设有隔离开关，打开隔离开关 后，股道或供电臂以远方向的接触网即停电。6接触网内带有额定电压为25kV的高压电流。为保证 行车安全和人身安全，接触网带电部分至固定接地物的距离, 不少于300mm，距机车、车辆或装载货物的距离，不少于350mm； 跨线电气化铁路

9、的各种建筑物与带电部分最小距离，不小于 500mm。随着海拔高度的增加，大气压力及密度下降，空气 的绝缘强度也随之下降，当海拔超过1000m时，上述数值应 按规定相应增加（注）。任何人员和所携带的物体与牵引供电 设备带电部分的距离，不得少于2000mm。7 电力机车依靠受电弓与接触网导线的滑行接触从供 电系统取得牵引电流，经变压器降压，又经全波硅整流机组 整流后变为直流电，供给额定电压1500V的牵引电动机励磁 并驱动电枢旋转，带动车轴产生牵引力。电力机车的调速主 要是依靠调压开关调整牵引电动机的端电压来实现。在一定 速度下，端电压越高，牵引力越大；在牵引力一定时，端电 压越高，机车速度越高。

10、为适应长大坡道恒速下坡，电力机车设置了电阻制动装 置。它利用了直流电动机的可逆性原理。当需要进行电阻制 动时，通过转换开关，仅向牵引电动机输送励磁电流，使牵 引电动机变为发电机。电枢在车轮拖动下在磁场中旋转，将 列车的动能转换成电能，然后以制动电阻为负载转换成热能 散发。机车高速运行时，电阻制动效果较好。但在低速时， 制动力较小，不能用作制动停车。所以，电力机车还装设有 空气制动系统，可以根据需要分别采用不同制动方式。8 为了迅速将电网发生故障的部分从电网中切除，以 保证电力系统的正常工作和缩小事故范围及损失，电气化铁 路的牵引供电系统装设有称作一次重合闸装置的继电保护 装置。当供电系统发生短

11、路等瞬时故障时，保护装置的断路 器注：根据GB311-83，当海拔超过1000m时，接触网带 电部分至固定接地物的距离以及距机车、车辆或装载货物的 距离，应按技规规定的数值再乘以系数K：K=l/1 .l-H/1000式中H安装地点海拔高度(m)。自 动跳闸，切断故障电路后又能自动重新合闸，若故障是连续 性的，则继电保护装置使断路器再次跳闸后不进行第二次重 合闸，从而停止向发生故障的部分供电。9 接触网系统露天布置，易受气候条件影响，工作条 件较差，在与机车受电弓的接触过程中易发生碰撞，产生机 械损伤，技术状态极易发生变化。悬挂装置的绝缘子和电分 相：电分段的绝缘材料易受潮湿和污染，使绝缘性能降低。 为了保证接触网正常供电和列车运行安全，需要经常对接触 网进行检修。在电气化铁路，一般都在列车运行图中规定了 停电检修“天窗”。停电检修时，电力机车不能运行，对列 车运行和通过能力都有一定影响。