#1电气化铁路的基础知识

1、电气化铁路的基础知识一、牵引供电系统简介： 将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化 铁路的供电系统， 又称牵引供电系统， 主要由牵引变电所和接触网两 大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到 27.5kV ，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上 空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。牵引变 电所所在地的接触网设有分相绝缘装置， 两相邻牵引变电所之间设有 分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。 牵引变电所至分区亭 之间的接触网（11含0KV馈电线）称供电臂。电分所区所馈电线变接电触所网 （牵引变 闭合或断开牵引供电接触回

2、网路会产生强牵引供电回变路电是所由牵引变回流联接机车钢路27，.5KV其中流通的电流称牵引电流，烈的电弧，处理不当会造 括大地）、馈电线和回流线220KV成严重的后果。 通统称常将牵引供电设备的检修运行吸上线为牵引网。由供电段负责，电力接地网组成的闭合回网钢回轨流、线钢轨回路（包牵引供电系统的运行调 27.5KV 度则由供电调度负责。供电调度通常设在铁路局调度所。牵引供电系统供电示意图如下所示：二、牵引变电所、分区所、开闭所牵引变电所： 牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低， 同 时以单相方式馈出。 降低电压是由牵引变压器来实现的， 将三相变为 单相是通过变电所的电气接线来达到的。牵引变压

3、器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足 牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求， 是牵引变电所的“心脏”。 我国牵引变压器采用三相、 三相二相和单相三种类型， 因而牵引 变电所也分为三相、三相二相和单相三类。随着技术水平的提高， 我国干线电气化铁路已推广使用集中 监视及控制的远动系统， 牵引变电所将逐步实现无人值班， 直接由供 电调度实行遥控运行。分区所： 分区所设置在两个变电所中间，作用有三：提高供电质量、 供电分段、越区供电。? 开闭所：一般设置在大型站场附近， 进线由变电所或接触网引 入，由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。 作用是增强供电 的灵活性，便于供电设备的运行及检

4、修，便于行车组织，缩小供电事 故及故障范围。进线一进线二29111BL2511 1YH 1RD 1YH 2912BL2921 252150HZ3P，10KV1LH01B3RD3BL2YH2922RD 2YH2LH25KV294295200129B2962972984LH5LH7LH8LH9LH9LH26012933LH97227012002280146RD02B2931293229412942295129522962296129812982 预留两路三、接触网 接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路， 电力机车受电弓通过 和之滑动摩擦接触而授流， 取得电能。 所以两者均应保持良好的工作 状态。（

5、一） 、对接触网结构的要求：（1）接触线距钢轨面的高度应尽量相等，定位点及跨中和受电 弓中心相对位置符合要求；（2）接触悬挂应有较均匀的弹性和良好的稳定性；（3）良好的绝缘性能；（4）适应气象条件的变化并能保持上述特性不应有很大的变化；（5）接触网结构应力求轻巧简单，做到标准化，方便施工和运 行维修；（6）零部件标准化，轻便，耐腐蚀，可靠性高，（7）接触线应有足够的耐磨性；（8）主导电回路通畅。中锚（ 二 ） 、接触网结构：锚段关节1、锚段 - 接触网最基本的单元：2、补偿装置 - 使接触线距钢轨面的高度应尽量相等全补偿、半补偿、硬锚的概念3、锚段关节 - 使锚段连接起来三跨非绝缘 ( 200

6、mm 40mm)、 四跨非绝缘 ( 200mm 80mm)、四跨 绝缘(550mm 80mm、) 五跨绝缘 (550mm 40mm的) 概念三跨非绝缘锚段关节四跨绝缘锚段关节4、中心锚结 - 防止线索窜动减少事故范围防断式中锚、防串式中锚5、分段绝缘器：6、软横跨：横向承力索、上部固定绳、下部固定绳7、接触悬挂接触悬挂由承力索、 吊弦、接触线和补偿装置组成， 即链形悬挂。 补偿装置的作用是在环境温度变化时， 使接触线、 承力索的张力保持 恒定。承力索和接触线下锚方式均采用补偿装置的叫全补偿， 仅接触 线采用补偿的称半补偿。 支柱处吊弦采用简单吊弦或弹性吊弦的分别 为简单链形悬挂或弹性链形悬挂。

7、目前我国干线电气化铁路正线大都采用全补偿简单链形悬挂， 站 线则多为半补偿简单链形悬挂。只有接触线的悬挂称简单悬挂， 一般都采用补偿方式， 只在机务 段库线、厂矿专用线等少数场合采用。接触悬挂沿线路架设， 为了满足机械受力方面的要求而分成一个 一个单独的锚段， 锚段和锚段的相互过渡结构称为锚段关节， 通常有 绝缘（四跨）锚段关节和非绝缘（三跨）锚段关节之分，前者亦称电 分段锚段关节， 后者则为机械分段锚段关节。 锚段和锚段之间的电气 联接用电联接线（三跨）或隔离开关（四跨）完成。（1） 、支持装置 支持装置用以支持接触悬挂并将其负荷传给支柱或其他建筑物，其结构随线路情况而变化。 区间主要为腕臂

8、结构； 站场则视股道数量、 线路情况、支柱所在位置等因素而选用软横跨、硬横跨或腕臂结构， 以软横跨为主，高速铁路则采用硬横梁；隧道和桥梁(下承桥)等大 型建筑物处又要视具体情况而作设计，必要时采用特殊结构。(2) 、定位装置定位装置包括定位器和定位管， 其作用是保证接触线和受电弓的 相对位置在规定范围内，并将接触线的水平张力传给支柱。14003002441282717503）、线岔、电连接（4） 、支柱基础支柱用来承受接触悬挂和支持装置的负荷， 并将接触悬挂固定在 规定高度。 支柱有钢柱和钢筋混凝土柱两种。 前者立在用钢筋混凝土 浇成的基础上，基础埋在路基内；后者则直接埋在路基中。桥梁（上 承

9、桥）通常采用钢柱，其基础在桥墩上预留。支柱上还装有接地装置，和钢轨回路接通，起到保护作用。下锚 支柱上还装有补偿装置，并设拉线装置。（三）接触网的供电分段 为了保证安全供电和灵活运用，接触网在结构上设有供电分段。 如前所述，在牵引变电所和分区亭所在地的接触网设置的分相绝 缘装置为分相电分段；在同一供电臂内设置的电分段为同相电分段， 如区间和站场之间（纵向） ，站场内的货物线、装卸线、段管线 , 枢纽 内场和场之间等（横向） 。同相电分段的结构为四跨锚段关节，或采用分段绝缘器 +三跨锚 段关节结构。分相电分段的结构，早期为八跨（两个四跨迭加）锚段关节式， 后来为分相绝缘器 +三跨锚段关节所代替。

10、近年来，随着列车速度的 不断提高，锚段关节式分相结构由于其弹性好、硬点小，受电弓过渡 平滑等优点，在提速区段和高速区段又逐步采用。必须指出，电力机 车在通过分相绝缘装置时，要“断电”通过，即在通过前将主断路器 断开，滑行通过后， 再闭合主断路器继续运行， 否则会引起强烈电弧， 造成相间短路，甚至烧断接触网线索。（四）接触网的供电方式 我国电气化铁路均采用单边供电方式， 即牵引变电所向接触网供 电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能 （从两 边获得电能则为双边供电， 可提高接触网末端网压， 但由于其故障范 围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用） 。复线区段可通过分区 亭将上下行

11、接触网联接，实现“并联供电” ，可适当提高末端网压。 当牵引变电所发生故障时， 相邻变电所通过分区亭实现 “越区供电”， 此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以 维持运行。直供+回流（ DN）供电方式： 这种供电方式实际上就是带回流线的直接供电方式， NF 线每隔 一定距离和钢轨相连，既起到防干扰作用，又兼有 PW线特性。由于 没有吸流变压器，改善了网压，接触网结构简单可靠。近年来得到广 泛使用。综上所述， 早期电气化铁路均采用直接供电方式， 为避免和减少 对外部环境的电磁干扰，研发了 BT、AT和 DN供电方式，就防护效果 来看， AT方式优于 BT和 DN方式，就接触

12、网的结构性能来讲， DN方 式最为简单可靠。随着通信技术的快速发展，光缆的普遍使用，通信 设施及无线电装置自身的防干扰性能大为增强， 考虑到接触网的运行 可靠性对电气化铁路的安全运行至关重要， 所以通常认为， 一般情况 下 DN供电方式为首选，在电力系统比较薄弱的地区，经过经济技术 比较，可采用 AT供电方式， BT供电方式则尽量少采用或不采用。本 人认为，这是近三十年来我国电气化铁路供电方式发展和使用的实践 过程中总结出来的普遍看法， 同样也要接受今后的实践检验， 不断总 结提高。（五）、接触网的布置：1、 接触网在直线上的布置线受电弓的布置滑板宽度 1030接触网在曲电力机车受电弓的动态包络线：23V120Km/h区段，上下晃动 100mm，左右摆动 200mm；1 受电弓弓头示意图：20Km/hV160Km/h，上下晃动 120mm，左右摆动 250mm；4、曲线外轨超高对接触线拉出值及弓网关系的影响。三、电力机车简介 我国电气化铁路采用的电力机车大多数为可控硅整流器电力机 车，其结构简单、牵引性能好、运行可靠、维修方便，而且各项经济 技术指标较高，所以被广泛采用。电力机车工作时，受电弓从接触网 获得高压单相交流电能， 经过变压器降压和整流器整流， 把高