电气化铁路基础知识

电气化铁路基础知识
制作人：林彬彬
一．电气化铁路概述
在铁路运输中，主要有三种牵引形式：蒸汽牵引、内燃牵引和电力牵引。

蒸汽牵引是铁路上最早采用的一种牵引形式，至今已有170余年的历史。

因为它热效率低、燃料消耗大、污染环境重，严重影响铁路技术经济效能和铁路运输能力的提高，从20世纪60年代开始，已经逐渐被淘汰。

而内燃牵引和电力牵引，在技术上比较先进，是2 0世纪40年代以后才发展起来的，它们功率大、热效率高、过载能力强，能更好地实现多拉快跑，提高铁路的运输能力，所以发展很快。

特别是电力牵引，它除了具有上述优点外，还能综合利用资源和不污染环境，是今后发展的主要一种牵引形式。

二．世界电气化铁路的发展史
世界上第一条电气化铁路和第一台电力机车是1879年5月31日德国西门子和哈尔斯克公司研制和制造的，这条电气化铁路全长只有300M。

1881年西门子和哈尔斯克公司又修建了一条2.45千M 长的电力线路.1895年美国在5.6千M长的隧道区段内修建了一条675V的直流电气化铁路。

同年，日本在京都的下京区修建了一条6.7千M长的550V的直流电气化铁路。

1902年意大利在瓦尔切里纳线上修建了一条三相交流电气化铁路。

在最初，电气化铁路修建在工矿线路和一些大城市近郊线路上。

后来，随着工业的发展，逐渐发展到城市之间和运输繁忙的铁路干线上来了。

到了20世纪50年代，一些工业发达的国家，为了完成急剧增长的运输任务，以及与其他运输业的竞争的需要，开始大规模地进行铁路运输业的现代化建设，主要是牵引动力现代化的建设。

因此，电气化铁路的建设速度不断加快，修建的国家逐渐增多。

电气化铁路发展最快的时期是60年代，平均每年修建达5000多km。

到70年代末，在工业发达的西欧、日本、前苏联，以及东欧等国家，运输繁忙的主要铁路干线就已经实现了电气化，而且基本上已经成网。

现在，这些国家正在集中力量修建时速200km以上的高速电气化铁路。

从70年以后，一些发展中的国家，如印度、朝鲜、土尔其、巴西、智利、摩洛哥等电气化铁路发展也很快，特别是我国的电气化铁路更有了飞速的发展。

现在，我国的电气化铁路建设速度，已跃居世界前例。

截止到1999年初，世界电气化铁路总长度已达到257 731km,占世界铁路总营业里程的21.3%。

目前世界上已有68个国家和地区修建了电气化铁路。

其中亚洲12个国家和地区，欧洲38个国家，美洲9个国家，非洲7个国家，大西洋2个国家。

在这些国家中拥有电气化铁路1万km以上的有俄罗斯、德国、日本、法国、印度、波兰、意大利、南非和我国。

现在，世界已进入建设高速电气化铁路的新时期，修建的高速电气化铁路的国家越来越多，列车运行的速度越来越高，修建的里程也越来越长，大有你追我赶之势。

特别是欧洲，已经突破了国界，向国际化、网络化发展。

高速电气化铁路已经成为国家社会经
济发展水平和铁路现代化的主要标志之一
1964年10月1日，日本成功地建成了世界上第一条时速210km的东海道新干线。

随后法国、德国、意大利、西班牙、英国、美国、韩国等国家相继修建高速电气化铁路，我国台湾省在台北至高雄间修建了一条高速电气化铁路。

超高速磁浮铁路，实际上也是以电能作为牵引动力的高速电气化铁路。

它与现在的铁路不同的地方是，在现在的铁路上列车是车轮在钢轨上滚动运行的，而磁浮铁路则是利用电磁原理，使列车悬浮在钢轨之上，由列车上超导磁体与钢轨上的线圈相互作用运行的，列车运行速度可达到500km/h以上，所以也叫“超高速无轮列车”。

它的特点是运行速度高，无噪声和振动，不受气候影响，不污染环境，是解决大城市及其卫星城市之间旅客运输拥挤的最好交通工具。

三．我国电气化铁路的发展史
我国电气化铁路建设，是新中国成立后才开始的。

1958年我国开始修建电气化铁路，从一开始便直接采用了最先进的电压等级为25kV 的单相工频交流电，为我国大规模发展电气化铁路奠定了良好的基础。

1961年8月15日，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路。

1975年7月1日，676km的宝成电气化铁路全线建成通车，它的建成在我国铁路建设史上产生了重大影响。

以前，只是在一条线路上一个区段内施工，现在，是同时在几条线路上施工，而且开始由山区铁路向主要干线发展，由单线电气化向双线电气化发展。

到1980年底，相继建成了宝成线、阳安线、襄渝线襄樊
至安康段、石太线石家庄至阳泉段、宝兰线宝鸡至天水段电气化铁路.进入20世纪80年代以后，随着改革开放的不断向前推进，我国的电气化铁路建设更有了飞速的发展。

在大秦线电气化项目中采用了一系列具有国际20世纪80年代先进设备和技术，使我国的电气化铁路技术装备达到了国际先进水平。

20世纪90年代，是我国铁路发展的重要时期。

在这个时期内，建成开通了京郑线、干武线、成昆线、南昆线、焦枝线、宝成线的等十条电气化铁路。

“九五”是20世纪最后五年，也是我国铁路由滞后型向基本适应型转变的重要时期，在这时期内，修建了10条电气化铁路，而且还建成开通了我国第一条时速200km的准高速铁路——广深电气化铁路。

2001-
2005年是我国电气化铁路建设史上建成开通最多的5年，建成了哈大、秦沈客运专线、渝怀等5
000多km电气化铁路。

截止到2005年底，我国共建成开通了43条电气化铁路，总里程达到20
132km，成为继俄罗斯、德国之后的世界第三电气化铁路国家。

四．电气化铁路的组成
电气化铁路，是以电能作为牵引动力的一种现代化交通运输工具。

因为它的牵引动力是电能，所以又称电力牵引。

它与蒸汽牵引和内燃牵引不同的地方，是电力机车本身不带能源，必须由外部供给电能。

专门给电力机车供给电能的装置叫做牵引供电系统。

因此，电
气化铁路是由电力机车和牵引供电系统两大部分组成的。

电气化铁路的牵引供电系统本身并不产生电能，而是将电力系统的电能传给电力机车的。

一般把国家的电力系统称为电气化铁路的一次供电系统，也称为铁路的外部供电系统。

一次供电系统主要包括发电厂、区域变电所和电力传输线。

牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网。

五．接触网的组成
<一）支柱与基础：
作用：用于承受接触网的全部重量，并将导线固定在规定的位置和高度。

<二）支持装置：
组成：包括腕臂、拉杆<或压管）和绝缘子。

作用：悬吊和支持接触悬挂的全部设备并将负荷传给支柱。

<三）定位装置：
组成：定位管、定位器和支持器
作用：将接触线固定在距线路中心的规定位置上，使接触线不超过受电弓允许工作范围并使受电弓磨耗均匀。

<四）接触悬挂：
组成：接触线、吊弦、承力索、补偿器等
作用：将电能输送给电力机车
（五）锚段
为满足供电和机械方面的需要，把接触网分为若干一定长度的相互独立的分段，这种独立的分段称为锚段。

接触线<或承力索）端头同支柱的连接称为线索的下锚。

下锚分为两种方法，一是将线索端头同支柱直接固定连接，称为硬锚或死锚。

另一种是加补偿装置，以调整线索的驰度和张力。

锚段的作用
1．设立锚段便于实现电分段，配合GK可使停电检修范围缩小。

2．一旦发生断线或支柱折断等事故,可将事故限制在一个锚段内，从而缩小了事故范围。

3．便于在接触线和承力索两端设置张力补偿器，使线索张力保持基本不变，使接触线弛度减小有利于受电弓取流。

锚段关节
两个相邻锚段的衔接部分称为锚段关节，
基本要求：能使电力机车受电弓平滑地从一个锚段过渡到另一锚段，且接触良好，取流正常，
分类：
1.按用途分类：1）、非绝缘锚段关节2）、绝缘锚段关节
2.按跨距分为：两跨、三跨和四跨锚段关节。

中心锚结
在两端有补偿的接触网锚段中必须在锚段中心位置加以固定，接触
线是通过中心锚结线夹，辅助绳固定至承力索<或承力索辅助绳）上
在电气铁路的道岔上方，
有两支汇交的接触线用限
管连接固定的装置称为线岔，
又称架空转辙器。

作用：保证电力机车受电弓
安全平滑地由一条接触线过
渡到另一条接触线，达到转换
线路的目的。

组成：限制管、定位线夹、电连接。

(七）分段
作用：分段绝缘器，又称分区绝缘器，配合隔离开关使用，实现接触网的电分段
（八）分向绝缘器
、
关节式分相绝缘装置
六。

接触网的分类 500
500 500 500 无电区150m。