第一章 电气化铁路的基本知识

第一章电气化铁路的基本知识一、电力机车的优点在铁路牵引动力中，又久经沙场的老将蒸汽机车，也有后来居上的内燃机车，可是，现在国内外都一致公认：在提高铁路运输能力，改进铁路运营工作，合理利用资源和保护生态环境上，电力机车是目前世界上最理想的铁路牵引动力。

究竟电力机车有哪些优点呢？让我们把它同蒸汽机车和内燃机车做一下比较。

蒸汽机车和内燃机车使用热能作动力，而且这种热能又都是机车本身装载的燃料-煤和柴油等燃料产生的。

电力机车则完全不同，它用电能作动力，这种电能不是有机车本身产生，而是通过高压输电线路从发电厂输送来的。

目前，可供利用的能源有火力、水力、核能、风力、地热、太阳能和潮汐等。

所以，有人说电力机车取用能量具有“万能性”。

就是说，电力机车所需要的电能，可以利用很多形式的能量转变过来。

不管是哪一种能量，电力机车都能利用它转变来的电能推动自身运行。

正是由于这种取用能量的“万能性”，使电力机车具有一系列优点，其中最主要功能是：功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠。

二、电气化铁路的优越性1．能多拉快跑，提高运输能力。

2.能综合利用能源，降低燃料消耗。

3.能降低运输成本，提高劳动生产率。

4.能改善劳动条件，不污染环境。

5.能促进铁路沿线实现现代化，有利于工农业发展。

三、电气化铁路组成（一）电气化铁路的供电方式及其特点电气化铁路的供电系统是由发电厂集中提供电能，经由地方电业局地区变电站、通过高压输电线将110KV高压电传输给牵引变电所、再经该变电所变压器变成55KV（AT方式，如果是BT方式，由为27.5KV）通过AT变压器馈送到接触导线和正馈线上，供给电力机车使用。

1、AT供电方式及其特点AT供电方式是指自耦变压器的供电方式。

AT供电方式的主要特点：（1）大大减少了对邻近通讯的干扰。

（2）无需提高接触网绝缘水平，使可将供电电压提高一倍。

从而提高了对机车的供电质量。

（3）由于供电电压提高了一倍，牵引变电所的设置距离可延长为80-90km，从而减少了牵引变电所设置数量，节省了投资。

（4）因接触网加设了正馈线、保护线、架空地线等，也给检修带来一定困难。

2、BT供电方式及其特点BT是吸流变压器供电方式。

BT供电方式的主要特点：（1）由于接触网上安装了吸流变压器和架设回流线，从而大大减少了对通讯的干扰。

（2）牵引变电所供电电压为27.5kV，比AT供电方式电压低一倍。

（3）牵引变电所之间的距离一般为30-40km，较AT 供电方式距离短，故增加了投资。

（4）由于安装了大量吸流变压器（一般相距2-3km），形成了许多分流变的分段关节。

当电力机车通过分段关节时，受电弓会产生很强的电弧，对接触网不利。

故不利于高速和大负荷运行。

3、带回流线的直接供电方式带回流线的直接供电方式是在接触网支柱上架有一条与钢轨并联的回流线。

这种供电方式取消了吸流变压器，保留了回流线。

利用接触网与回流线之间的互感作用，使钢轨中的回流尽可能地由回流线流回牵引变电所。

因而能部分抵消接触网对邻近的通信线路的干扰，但其防干扰效果不如“吸—回”方式。

这种供电方式可在对通信线路防干扰要求不高的区段采用。

由于取消了吸流变压器，只保留了回流线，因此牵引网阻抗比直接供电方式低一些，供电性能好一些，造价也比吸—回方式低。

目前这种供电方式在我国电气化铁路上得到了广泛采用。

（二）接触网的基本知识1、接触网的组成接触网主要由以下部分组成：（1）接触悬挂：包括接触导线、吊弦和承力索以及中心锚结、补偿装置等。

（2）支承装置：包括腕臂、拉杆和绝缘子。

（3）定位装置：包括定位器和定位管。

（4）支柱和基础。

2、接触导线距离钢轨顶面高度的规定接触网导线在最大弛变时，距离钢轨顶面的高度不超过6500mm，否则，机车受电弓与导线接触的压力不够，影响机车受流。

在编组站、区段站和作业量较大的中间站，不少于6200mm，在区间和中间站不少于5700mm(即有改造线路不少于5330mm)，以保证调车作业人员进行手闸制动作业的安全。

3、接触网支柱内缘至邻近铁路中心距离的规定根据铁道部《铁路电力牵引供电设计规范》规定：（1）通过超限货物列车的正线、站线—2440mm；（2）不通行超限货物列车的站线—2150mm；（3）曲线地段，上述距离均按规定加宽。

（4）牵出线在线路宽度允许时，上述距离宜增为3100mm。

4、拉出值拉出值是指接触线在接触网悬挂定位点处偏离受电弓中心的距离，用定位器固定，其作用是使受电弓工作面中心线两侧的滑板得到均匀的磨耗，不致在滑板上磨出沟槽，恶化受流条件。

在直线区段，链形悬挂的承力索布置在线路中心上方，与线路中心是一致的。

接触线则在每个支柱点悬挂点处，相对于受电弓中心拉出一个数值（一般取用200-300mm）称为拉出值。

依次为一正一反，交替换向。

在直线区段拉出值呈现“之”字形，故又称之字值。

而在曲线区段，拉出值的正确选用，可适当增加跨距的长度。

在曲线区段拉出值的布置。

根据曲线半径的不同，其值一般采用150-400mm。

5、分段绝缘器及其设置规定分段绝缘器是供接触网进行电分段时采用的一种绝缘设备。

接触网利用分段绝缘器进行电分段的场所有：（1）货物线及有装卸作用的站线；（2）机车整备线；（3）同一车站不同车场（包括复线区段上下行车场）之间的横向分段；（4）采用绝缘关节有困难的车站两端的正线，可用非绝缘关节加分段绝缘器以代替之。

6、分相绝缘器及其作用分相绝缘器是一种由2组或3组分相绝缘元件串联组成的绝缘设备，作电分相用。

其作用：用在不同相的分段及同相但不同供电臂的分段处。

7、锚段及其作用为了满足供电和机械方面的要求，将接触网分成若干段，每个段叫锚段。

一般锚段长为1800-2000m。

其作用：（1）缩小事故范围；（2）便于加张力自动补偿装置；（3）缩小因检修而停电的范围；（4）起电分段的作用8、锚段关节及其作用相邻两个锚段互相衔接的地方称为锚段关节。

按其用途不同，分为电不分段的非绝缘锚段关节和电分段的绝缘锚段关节两种。

（1）非绝缘锚段关节，通常由三跨距组成。

不进行电的分段，仅起机械分段的作用。

（2）绝缘锚段关节，一般由四跨距并配合一台隔离开关组成。

起机械分段作用，并起同相电分段作用。

9、中心锚结及其作用在锚段中部，用钢绞线及线夹将接触导线和承力索连接起来叫中心锚结。

其作用：（1）两端补偿时，防止补偿器向一侧滑动；（2）缩小事故范围。

10、线岔及其作用在道岔上空，接触悬挂采用的一种转换设备称线岔。

其作用：当两支接触悬挂相交时，保证受电弓能由一支悬挂顺利地过渡到另一支悬挂上。

11、软横跨软横跨是设在多股道的站场上，由接触网支持装置、横向承力索及上下部固定绳和两侧支柱等组成。

12、绝缘子的作用绝缘子（俗称高压瓷瓶）是接触悬挂的主要部件之一，主要用来悬挂或支持接触悬挂，并起绝缘作用。

绝缘子遭受损坏和闪络击穿，就会引起供电系统短路，中断供电影响列车运行。

（四）电气化铁路对工务的影响1.劳动安全-机车车辆伤害、用电安全、消防安全、抢险巡查；2.行车安全3.消防安全第二章电气化铁路的基本安全要求第一节电气化铁路的安全规定一、电气安全规则总则1、在电气化铁路上，接触网的各导线及其相连接部件，通常均带有高电压，因此禁止直接或间接地(通过任何物件，如棒条、导线、水流等)与上述设备接触。

2、当接触网的绝缘不良时，在其支柱、支撑结构及其金属结构上，在回流线与钢轨的连接点上，都可能出现高电压，因此平常应避免与上述部件相接触；当接触网绝缘损坏时，禁止与之接触。

3、在跨越接触网的通信线、电力线、金属绳索及机车车辆的车顶等靠近接触网的建筑物上作业时，必须遵守《电气化安全规则》的有关规定。

4、新建的电气化铁路在接触网接电的十五天前，铁路局要把接电日期用书面通知铁路内外各有关单位。

各单位在接到通知后，要立即转告所属有关人员。

从此开始视为接触网带电，所需要的作业，均须按带电要求办理。

5、电气化铁路区段各单位必须组织所属有关职工认真学习本安全规则，并按规定对有关职工每年进行考试。

本规则也适用于临时到电气化铁路上工作的有关人员(包括通过电气化铁路的乘务员、押运人员等)。

对初到电气化铁路区段工作的有关工种，必须经过有关安全规定考试合格后，方准单独作业。

6、对于违反《电气安全规则》的人员，要追究责任并作适当处理。

二、电气化铁路附近有关安全规定1、为保证人身安全，除专业人员按规定作业外，任何人员所携带的物件(包括长杆、导线等)与接触网设备的带电部分需保持二米以上的距离。

2、在距接触网带电部分不到二米的建筑物上作业时，接触网必须停电，并要遵照下列规定办理：(1)施工领导人要向电力调度员提出接触网停电申请书，申请书中应明确指出施工地点、施工所需时间，施工开始时间及作业特点。

对于有计划的作业，申请书应于施工前两天提出；(2)只有在接到电力调度员许可停电施工的命令，并有接触网工区指定的接触网工安设临时接地线之后，方可开始施工。

施工时接触网工必须在场监护。

在有关电气安全方面，施工领导人必须听从接触网工的指导。

(3)施工结束，接触网工要确认所有工作人员都已在安全地点之后，方可拆除临时接地线，并通知电力调度员施工已完了。

在拆除临时接地线之后，严禁再进行施工。

3、在距接触网带电部分二米到四米的导线、支柱、房顶及其它设施上施工时，接触网可不停电，但须有接触网工或经专门训练的人员在场监护。

4、发现接触网断线及其部件损坏或在接触网上挂有线头、绳索等物，均不准与之接触，要立即通知附近的接触网工区或电力调度派人处理。

在接触网检修人员到达以前，将该处加以防护，任何人员均应距已断导线接地处所十米以外。

如接触网已断导线等侵入建筑接近限界危及行车安全时，则必须根据《铁路技术管理规程》的规定进行防护处理。

5、在接触网支柱及接触网带电部分五米范围以内的金属结构上均须装设接地线。

天桥及跨线桥靠近跨越接触网的地方。

必须设置安全栅网。

悬挂有接触网或与接触网相连的支柱及金属结构上，接地线已损坏时，禁止与之接触。

支柱及金属结构的接地线，应由接触网工装设；当更换钢轨或进行养路工作需要移设接地线时，应由接触网工或工务部门受过专门训练的人员进行。

电气化铁路的特殊性要求铁路职工及铁路附近人员，不但要掌握一般性的安全规定，还要学会一些应急情况的处理办法。

第二节人身安全及触电急救一、电气安全常识1、感应电势(感应电)由于其中一个线圈内的电流的变化，引起磁通量的变化而在附近线圈上产生感应电动势，称为感应电势(也称感应电)。

例：在复线电气化区段，当一线接触网停电，相邻一线接触网未停电，在停电的接触网上会产生感应电。

2、高压电、低压电和安全电压根据有关规定，电压在250V以上的叫高压电。

例如：250V、380V、10KV、27.5KV、35KV等电压。