现代电气发展(铁路电气化设备制造业)现状综述论文

XXX学院

毕业论文

现代电气发展（铁路电气化设备制造业）现状综述

系别：机电工程系

专业名称：电气自动化

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指导教师：

XXX学院

现代电气发展（铁路电气化设备制造业）现状综

述

摘要对国内外电气化铁路和城市轨道交通电气化设备与一般的电力设备制造业的现状和异同进行了总结性的分析。结合铁道行业客运专线的大规模建设中如何引进、吸收再创新，结合工业基础及行业管理国情，有针对性地分别对供变电设备、与速度直接相关的接触网悬挂受流零部件、接触网腕臂结构受力零部件所应采取或选择的技术路线方向提出了中肯的合理化建议。

关键词电气化设备制造供求分析技术路线

1 国内电气化铁路和一般的电力设备制造的区别

电气化铁路和城市轨道交通电气化设备和一般的电力设备制造有所不同，主要区别如下：一是与电力部门通用的高压设备主要是高压开关、断路器类和10kV的产品；二是中压设备由于我国电气化铁路27.5kV单相（对地）的特殊性，耐压等级相当于电力系统设备42kV的耐压要求，介于35kV和66kV电压系统等级之间，同时铁路单相直接接地工作方式和短时负荷变化的特点与电力部门大大不同，导致27.5kV设备不完全通用和具备专业性，需要特别的生产经验和标准以至较为专业的生产厂家，尤其是牵引变压器和馈线断路器、开关设备；三是接触网设备相对于电气化工程的外线工程装备，是通过电力架空悬链线系统向铁路上的高速运动中的电力机车持续供电的大功率架空悬挂电网，可靠性要求高、安装要求精确、工作状态要求稳定且没有备用条件，是电气化铁路特有的产品，故与通用电力金具的使用方法和要求有所不同，除了馈线设备可以通用以外，一般的比如定位器、承力索线夹等都极为特殊，需要由特别的生产经验和标准以至较为专业的生产厂家生产。

2 国内外专业设备制造企业在我国铁路电气化市场中的现状

2.1 合资和外商独资企业

铁路电气化已有100多年历史，现已遍及世界各国。目前，已进入我国电气化和城轨铁路设备市场的主要国外公司有：德国NKT、SIEMENS、BB、ABB、RIBE、KP；日本明电舍、

TOSHIBA、MITSUBISHI、HITACHI、住友、古河电工、三合等；美国GE、ICS、CPC、POWELL 公司；韩国的HYUN-DAI、日进；法国的AREVA、阿尔斯通、耐克森、SEDEM、GALLAND；英国的WHIPPBORN等。

2.2 国内铁路电气化供电设备制造企业的市场份额分配情况

我国铁路电气化供电设备制造企业发展史和市场份额分配情况从1961年我国第一条电气化铁路——宝成线宝丰段开通以来，一直处于较大的变化中，大致可以分几个大的阶段：从1961~1985年，所有电气化设备均是由我国自主开发和生产的；1985年引进日本国铁的AT供电方式技术，并引进了由东芝公司集成的日本成套供电设备建成了京秦线；1998年以来，随着国内设备水平的提高，牵引变压器、远动装置、继电保护装置、故障判定装置等国内设备夺回了失去的市场；真空断路器、电动隔离开关、接触导线、接触网零部件研发和小批量生产水平已达到或接近国外水平，在市场上正与国外产品进行着激烈竞争，但总的，国内产品占据大部分市场份额；2001年至今，随着客运专线铁路和铁道部大提速工程的大规模建设拉开序幕，市场份额重新分配调整中。

3 国内电气化产品的需求和供应能力分析

3.1 国内电气化铁路的市场需求预测

随着生活水平的提高，人们对出行提出了更安全、更便捷的要求；航空运输、汽车运输的飞速发展，使铁路运输面临巨大竞争压力；迫于石油资源的制约我们必须大力发展电力牵引方式。这些都要求我国必须加速客运专线建设，加速对既有路网电气化改造。

国家《中长期铁路网规划》计划，到2005年电气化里程将达到2万km，2010年将达到3.5万km《客运专线5000km》，2020年将达到5万km（客运专线１．２万ｋｍ）。其中包括：北京——上海、北京——武汉——广州——深圳、北京——沈阳——哈尔滨（大连）、杭州——宁波——福州——深圳、徐州——郑州——兰州、杭州——南昌——长沙、青岛——石家庄——太原、南京——武汉——重庆——成都“四纵四横”客运专线；环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区三个城际客运系统；既有线电气化改造1.6万km。据此推算：2010年、2020年铁道电气化过程中需要超大量的供电设备和接触网系统主要设备。

3.2 我国电气化产品的供应能力分析

我国铁路电气化设备需求与电力系统相比较小，国内大型制造企业涉足较少，基本是中小企业的为主，因此，形成了供电设备制造企业数量多、规模较小、产品单一的局面。随着铁路跨越式发展，我国电气化铁路对其产品的质量和生产量的要求大幅度提高，但总体上看，我国企业（包括合资和外商独资企业）基本能够保证对铁路电气化设备的供应。供变电设备因为电气化的生产装备本身和电力系统是通用的，借助于我国强大的电力设备制造工业基础，完全可以从产能上满足需求。

对比较特殊的接触网产品因其品种繁多，虽然加工过程和社会制造基础能力大多通用，但受行业许可证和国家3C认证等严格的市场准入管理的限制，且需求不稳定，单一的零件难以形成大的稳定的批量，投入的国内企业资源较为有限，据调查，目前的生产能力作特别分析如下：

接触线，全国共约13 000t/年左右；承力索因为不需要特别的专用设备，只要有原材料，几乎所有电缆厂家均可生产，生产能力很大，可以认为“没有限制”。

需要说明的是，200km/h以下的产品国产零件基本过关，除了定位器等合金零件的批量工艺需要控制以外，基本可以替代进口，质量和产能要求满足市场需要。但200km/h以上的高速铁路接触网零件，以铝合金和铜合金为主，我国的批量生产工艺管理需要改进，还没有大规模生产的成功经验。考虑到高速铁路的安全高可靠性要求，在负荷特点不明的条件下，暂采用以国外为主的生产模式（包括合资）可以规避预料不到的风险。

高强度的导线，如镁铜合金线或高强度锡铜线，因为国际水平的限制，导线生产极限的技术能力难以突破，国外也是普遍在降低安全系数使用，为稳妥起见，在使用较小的安全系数（保证大工作张力的弓网受流技术性能）时和没有取得足够的工程经验以前，在客专建设的早期采用国外（合资）的产品亦是合理选择。

4 技术路线的发展趋势

在我国科技创新大规划的目标下，当前铁道行业客运专线建设的最根本目标之一，就是搭建客运专线等高等级的系统技术平台，铁道部专门成立了客专技术部按照电力电气化系统集成的工程管理方式，借助于市场开放要求国外供货商提供全方位的技术服务，同时推进完成国外先进的设计研究技术、装备制造技术引进吸收和再创新。通过在系统集成项目中引进、消化、吸收，铁道部逐步推进了中外合资、合作企业的建立，实现设计