电气化铁路基本知识

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1、电气化铁路基本知识电气化铁路发展概况最早的铁路采用蒸汽牵引。最早的铁路采用蒸汽牵引。 1825年年英英国国修修建建了了世世界界上上第第一一条条铁铁路路，开开创创了了轨轨道道交交通通新新纪纪元元。由由英英国国工工程程师师乔乔治治斯斯蒂蒂芬芬逊逊发发明制造的蒸汽机车成为轨道交通的第一代明制造的蒸汽机车成为轨道交通的第一代 牵引动力。我国也在牵引动力。我国也在 1881年出现了第一条年出现了第一条 铁路，而在铁路，而在1909年由年由 詹天佑工程师主持的詹天佑工程师主持的 我国第一条自主修建我国第一条自主修建 的京张铁路通车。的京张铁路通车。1958年始建年始建1961年年8月月15日正式通车，在新

2、建的宝日正式通车，在新建的宝成线宝鸡至凤州段建成了我国第一条干线电气化铁成线宝鸡至凤州段建成了我国第一条干线电气化铁路。这条电气化铁路全长仅路。这条电气化铁路全长仅91km。于于1961年年8月月15日正式交付运营，从此揭开了我国电气化铁路建设日正式交付运营，从此揭开了我国电气化铁路建设的序幕的序幕。电气化铁路电气化铁路：采用电力机车为主要牵引动力，能够采用电力机车为主要牵引动力，能够多拉快跑，提高了运输能力。降低燃料消耗，综合多拉快跑，提高了运输能力。降低燃料消耗，综合利用能源。机车运输用效率高，大大降低运输成本。利用能源。机车运输用效率高，大大降低运输成本。机车性能好，改善工作条件。有利于

3、铁路沿线实现机车性能好，改善工作条件。有利于铁路沿线实现电气化，促进农业发展。电气化，促进农业发展。 我国干线铁路普遍采用干线铁路普遍采用架空接触网受电架空接触网受电方式。方式。电气化改造铁路 从从19812000年年,我国在我国在“六五六五”、“七五七五”、“八五八五”和和“九五九五”四个五年计划期间的二十年内，四个五年计划期间的二十年内，分别建成分别建成2507.53、2787.10、3012.21、和、和4783.77km，共计，共计13090.61km平均每年超过平均每年超过650km，其中，其中“九五九五”期间平均每年接近期间平均每年接近1000km。我国的电气化铁路在建设里程和建设

4、速度上都已经我国的电气化铁路在建设里程和建设速度上都已经跃居世界前列。跃居世界前列。 相继建成京秦线、成渝线、贵昆相继建成京秦线、成渝线、贵昆 线、陇海线、京广线、鹰厦线、大秦线、南昆线线、陇海线、京广线、鹰厦线、大秦线、南昆线 、干武线、宝成二线、广深线、包兰线、襄渝线、成干武线、宝成二线、广深线、包兰线、襄渝线、成昆线、外福线、西康线、哈大线、朔黄线等。昆线、外福线、西康线、哈大线、朔黄线等。 进入进入21世纪后，我国在世纪后，我国在2001年一年就建成年一年就建成3665.40公里电气化铁路，创造了世界电气化铁路建设速度公里电气化铁路，创造了世界电气化铁路建设速度的历史记录；的历史记录；

5、2002年又建成年又建成1193.12km，还建成了，还建成了我国第一条快速客运专线我国第一条快速客运专线-秦沈客运专线。秦沈客运专线。 我国电气化铁路开始从山区向平原，由低标准的边我国电气化铁路开始从山区向平原，由低标准的边远地区铁路向主要长干线、重载、高速发展，呈现远地区铁路向主要长干线、重载、高速发展，呈现出以下发展趋势：出以下发展趋势： 山区山区平原平原 单线单线复线、三线、四线复线、三线、四线 支线支线繁忙干线、运煤专线、客运专线繁忙干线、运煤专线、客运专线 常速常速准高速准高速高速高速 当前，我国电气化铁路已经进入了一个高速发当前，我国电气化铁路已经进入了一个高速发展的新时期，迎来

6、了高速客运专线建设的新高潮，展的新时期，迎来了高速客运专线建设的新高潮，电气化铁路迎来了新的发展机遇。电气化铁路迎来了新的发展机遇。我局电气化铁路的发展情况我局电气化铁路的发展情况1990年年7月月17日，我局第一条电气化铁路日，我局第一条电气化铁路-贵昆线俆屯至昆贵昆线俆屯至昆明段电气化开通；明段电气化开通；1997年年11月月1日，南昆线威舍至昆明东、日，南昆线威舍至昆明东、威舍至红果电气化开通；威舍至红果电气化开通；2000年年9月月30日，成昆线攀枝花至日，成昆线攀枝花至昆明段电气化开通；昆明段电气化开通；2001年盘西年盘西I线（沾益至红果）开通；线（沾益至红果）开通；2002年盘西

7、年盘西II线（柏果至红果）开通；线（柏果至红果）开通；2007年年3月，设计时月，设计时速速160km/h的沾昆线开通，这是我局迄今为止速度最快的一的沾昆线开通，这是我局迄今为止速度最快的一条电气化化铁路；条电气化化铁路；2009年年11月月,设计时速设计时速120km/h大丽线电大丽线电气化开通。气化开通。 2010年年10月，设计时速为月，设计时速为80km/h广楚电气化铁广楚电气化铁路开始改造，预计于路开始改造，预计于12月月1日竣工开通。日竣工开通。 云南地区铁路规划：云南地区铁路规划： 根据铁路路网规划，在根据铁路路网规划，在2020年前，云南将建成以昆明为年前，云南将建成以昆明为中

8、心，七条干线铁路入滇、四条铁路出境的铁路运输大通道，中心，七条干线铁路入滇、四条铁路出境的铁路运输大通道，形成云南至泛长江、珠江三角洲和泛渤海地区的高速铁路通形成云南至泛长江、珠江三角洲和泛渤海地区的高速铁路通道。道。 世界及我国电气化铁路概况世界及我国电气化铁路概况电气化铁路基础知识电气化铁路的组成：电力机车、牵引接触网、电气化铁路的组成：电力机车、牵引接触网、牵引变电所牵引变电所 。又称为电气化铁道的。又称为电气化铁道的“三大元三大元件件 ”。电力机车（了解）碳滑板长度电力机车（了解）碳滑板长度(最大工作范围最大工作范围)1250mm，允许工作范围，允许工作范围950mm，受电弓，受电弓接

9、触压力接触压力7010N。(68.69.8N)。我国电气化铁道牵引网是采用工频单相我国电气化铁道牵引网是采用工频单相25KV交流制。交流制。接触网供电方式接触网供电方式接触网额定电压：接触网额定电压：25KV 两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区（又称供电两个牵引变电所之间将接触网分成两个供电分区（又称供电臂），正常情况两相邻供电臂之间在接触网上是绝缘的，每臂），正常情况两相邻供电臂之间在接触网上是绝缘的，每个供电臂只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边个供电臂只从一端牵引变电所获得电能的供电方式称为单边供电。供电。若两个供电臂通过开关设备，在电路上连通，两个供电臂可若两个供电臂通

10、过开关设备，在电路上连通，两个供电臂可同时从两个牵引变电所获得电能，这种供电方式称为双边供同时从两个牵引变电所获得电能，这种供电方式称为双边供电。电。越区供电是当某一牵引变电所或某一供电分区接触网局部故越区供电是当某一牵引变电所或某一供电分区接触网局部故障，不能正常供电时，故障变电所担负的供电臂，经分区所障，不能正常供电时，故障变电所担负的供电臂，经分区所开关设备与相邻供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供开关设备与相邻供电臂接通，由相邻牵引变电所进行临时供电。这种供电方式一般不超过电。这种供电方式一般不超过48h.牵引供电系统的供电方式牵引供电系统的供电方式直接供电方式：直接供电方式：牵引变

11、电所输出的电能直接通过接牵引变电所输出的电能直接通过接触网输送给电力机车，牵引电流通过钢轨或大地返触网输送给电力机车，牵引电流通过钢轨或大地返回牵引变电所。优点：馈电回路结构简单，造价低；回牵引变电所。优点：馈电回路结构简单，造价低；缺点：对临近通信线路干扰大。适用于通信线路较缺点：对临近通信线路干扰大。适用于通信线路较少的电气化铁路区段。少的电气化铁路区段。BT 供电方式：供电方式：在牵引供电系统中加装吸流变压器在牵引供电系统中加装吸流变压器回流线装置的供电方式。优点：能有效减轻电回流线装置的供电方式。优点：能有效减轻电磁场对附近通信的干扰影响。但由于吸流变压器原、磁场对附近通信的干扰影响。

12、但由于吸流变压器原、次边线圈串入接触网和回流线内，使牵引网阻抗增次边线圈串入接触网和回流线内，使牵引网阻抗增大，降低了供电臂末端电压，造成牵引变电所间距大，降低了供电臂末端电压，造成牵引变电所间距减小，馈电回路结构复杂，造价高等弊病。减小，馈电回路结构复杂，造价高等弊病。AT 供电方式：供电方式：又称为自耦变压器供电方式，随着对外开放又称为自耦变压器供电方式，随着对外开放和引进国外先进技术，我国在新建电气化铁道上已采用，。和引进国外先进技术，我国在新建电气化铁道上已采用，。在在AT牵引变电所中，牵引变压器将牵引变电所中，牵引变压器将110KV的三相电降压至单的三相电降压至单相相50KV（变电所

13、出口电压（变电所出口电压55KV),然后经自耦变压器两端分然后经自耦变压器两端分别接到接触网和正馈线上，自耦变压器中心抽头与钢轨连接，别接到接触网和正馈线上，自耦变压器中心抽头与钢轨连接，钢轨与接触网间的电压正好时自耦变压器两端电压的一半，钢轨与接触网间的电压正好时自耦变压器两端电压的一半，即即25KV，与正常接触网工作电压相同。，与正常接触网工作电压相同。直供加回流线供电方式：直供加回流线供电方式：简称简称DN供电方式，他与直供、供电方式，他与直供、BT供电方式不同的是在接触网支柱田野侧，架设一条回流线，供电方式不同的是在接触网支柱田野侧，架设一条回流线，不设吸流变压器。每隔一定距离，通过吸

14、上线将回流线与轨不设吸流变压器。每隔一定距离，通过吸上线将回流线与轨道扼流变压器中性点连接，扼流变压器起刀平衡两条钢轨间道扼流变压器中性点连接，扼流变压器起刀平衡两条钢轨间电压，降低对信号轨道电路的影响。电压，降低对信号轨道电路的影响。目前我局普遍采用直供加回流线的供电方式，广楚线电气化目前我局普遍采用直供加回流线的供电方式，广楚线电气化改造后也采用该供电方式。改造后也采用该供电方式。接触网的组成接触网：接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线接触网：接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路。路。组成：接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础。组成：接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱

15、与基础。接触悬挂：接触线，吊弦，承力索和补偿器及连接零件。接触悬挂：接触线，吊弦，承力索和补偿器及连接零件。要求：的弹性应尽量均匀、接触线对轨面的高度应尽量相等、要求：的弹性应尽量均匀、接触线对轨面的高度应尽量相等、有良好的稳定性、结构及零部件应力求轻巧简单，做到标准有良好的稳定性、结构及零部件应力求轻巧简单，做到标准化，以便检修和互换，缩短施工及运行维护时间（抗腐蚀能化，以便检修和互换，缩短施工及运行维护时间（抗腐蚀能力和耐磨性，以延长使用年限）。力和耐磨性，以延长使用年限）。作用：将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车作用：将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车支持装置：腕臂、水平拉杆（或

16、压管）、悬式绝缘子串、棒支持装置：腕臂、水平拉杆（或压管）、悬式绝缘子串、棒式绝缘子及吊挂接触悬挂的全部设备。式绝缘子及吊挂接触悬挂的全部设备。用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物要求：尽量轻巧耐用，有足够的机械强度，方便施工和检修。要求：尽量轻巧耐用，有足够的机械强度，方便施工和检修。定位装置：括定位管、定位器、支持器及其连接零件。定位装置：括定位管、定位器、支持器及其连接零件。作用：是固定接触线的位置，在受电弓滑板运行轨迹范围内，作用：是固定接触线的位置，在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不离，使接触线磨耗均匀，同时将

17、接触保证接触线与受电弓不离，使接触线磨耗均匀，同时将接触线的水平负荷传给支柱。线的水平负荷传给支柱。要求：同支持装置。要求：同支持装置。支柱与基础：承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，支柱与基础：承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。在电气化铁路上，接触网的各导线及其相连部件，通常带有25KV的高压交流电，因此，禁止直接或间接地与上述设备接触。为保证人身安全，在电气化作业区段内，除专业人员按规定作业外，任何人携带的物体（如长杆、彩旗等）与接触网带电部分需保持2米以上的距离。在接触网没有停电并接地的情况下，禁止到内

18、燃机车、电力机车和车辆的顶部进行 任何作业。电气化铁路安全常识当行人持有木棒、竹竿、彩旗和皮鞭等长大物件，过道口走进接触网下方时，严禁高举挥动，必须使物体保持水平状态走过道口。以免高长物体碰撞接触网，致使高压电伤人。 当用水或一般灭火器灭离接触网带电部分不足4米的燃烧物体时，接触网必须停电，若使用沙土灭火时，距离接触网2米以上者，可不停电。发现接触网断线时，除应立即通知专业人员维修外，应在接触网断线处所10米以外进行防护。遇有雷雨天气时，巡道工等线路工种应尽量原理接触网以及电力变压器等供电设备，防止大气过电压击穿空气间隙后对人体造成伤害。接触网下严禁打伞。接触网附近严禁进行放风筝等有可能造成碰

19、撞、缠绕接触网设备的活动。因回流线都是经抗流盒由吸上线与钢轨相连，故行人尽量不要在钢轨上行走。在装载货物高度超过2米，（从轨平面算起，）的车辆，通过电气化铁路平交道口时，严禁随车人员在货件上坐立，如需搭乘卸车人员时，应下车步行，待车辆驶过道口后，在上车乘坐。所有车辆（机动、人力、兽力）在通过电气化铁路道口时，载货（载人）高度自地面起算，总高度不得超过4.2米。电对人体的伤害电击：是指电流流过人体时，人体的内部组织受到的伤害。电伤：是指电流流过人体时，人体的外部组织受到损伤。在电气化区段内，任何人员不准攀登机车车辆顶部或翻越车顶和货物顶部跨越铁路。距离接触网超过4米的燃烧物体，可以不停电，用水浇

20、，但必须特别注意水流不能朝接触网的方向喷射，并保持水流与带电部分的距离在2米以上。如果发现有人触电，应先设法切断电源再救人。对非电气化区段的有关人员临时进入电气化区段作业时，应事先进行电气化区段作业安全知识培训，并经考试合格后，方可进行。扑救高压带电的着火设备可使用二氧化碳灭火剂。电气化区段设备管理单位必须组织所属职工认真学习电气化安全知识，并按规定每年进行一次考试。跨步电压一定会触电，发现有跨步电压危险时，应单足或并足（即蛙跳）跳离危险区。以下工作禁止在带电的接触网上进行：攀登机车，客车，保温车，罐车的车顶，站在高手闸制动台上拧闸，使用软管冲洗机车车辆上部。铁路的安全系统由行车安全、劳动安全、设备安全、客运安全、货运安全、路外安全、施工安全、防火防爆安全等八个子系统组成。电气化区段设备管理单位必须做到培训覆盖面100%，考试合格率100%，持证上岗率100%。确保安全。