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 電氣化鐵路概論

電氣化鐵道是由電力機(jī)車和牽引供電裝置組成的，牽引供電裝置一般分成牽引變電所和接觸網(wǎng)兩部分，所以人們又稱電力機(jī)車、牽引變電所和接觸網(wǎng)為電氣化鐵道的“三大元件”。

鐵道部1993年發(fā)布的《鐵路技術(shù)政策》牽引動(dòng)力與供電一節(jié)中做了如下闡述：積極進(jìn)行牽引動(dòng)力改革。大力發(fā)展電力牽引，合理發(fā)展內(nèi)燃牽引，提高電力牽引承擔(dān)換算周轉(zhuǎn)量的比重。管好用好蒸汽機(jī)車。合理安排牽引動(dòng)力的布局。在主要繁忙干線，高速鐵路煤運(yùn)專線及長大坡道，長隧道地區(qū)等線路上，應(yīng)采用電力牽引，其它線路逐步采用燃牽引。大力提高電氣化鐵道的運(yùn)行可靠性，提高接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗實(shí)能力，采用高強(qiáng)度，耐腐蝕，少維修，無維修的導(dǎo)線及接觸網(wǎng)零部件。加強(qiáng)接觸網(wǎng)的等電壓保護(hù)，優(yōu)化機(jī)構(gòu)與接觸網(wǎng)的絕緣匹配，改善引網(wǎng)關(guān)系。逐步實(shí)現(xiàn)牽引供電系統(tǒng)控制自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化及運(yùn)行管理智能化。發(fā)展?fàn)恳╇娤到y(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)現(xiàn)代化，并逐步建立檢測(cè)及維修的專家系統(tǒng)。

接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路。其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎(chǔ)幾部分組成。

接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索以及連接零件。接觸懸掛通過支持裝置架設(shè)在支柱上，其功用是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機(jī)車。

支持裝置用以支持接觸懸掛，并將其負(fù)荷傳給支柱或其它建筑物。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間、站場(chǎng)和大型建筑物而有所不同。支持裝置包括腕臂、水平拉桿、懸式絕緣子串，棒式絕緣子及其它建筑物的特殊支持設(shè)備。定位裝置包括定位管和定位器，其功用是固定接觸線的位置，使接觸線在受電弓滑板運(yùn)行軌跡范圍內(nèi)，保證接觸線與受電弓不脫離，并將接觸線的水平負(fù)荷傳給支柱。

支柱與基礎(chǔ)用以承受接觸懸掛、支持和定位裝置的全部負(fù)荷，并將接觸懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上。我國接觸網(wǎng)中采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱和鋼柱，基礎(chǔ)是對(duì)鋼支柱而言的，即鋼支柱固定在下面的鋼筋混凝土制成的基礎(chǔ)上，由基礎(chǔ)承受支柱傳給的全部負(fù)荷，并保證支柱的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支柱與基礎(chǔ)制成一個(gè)整體，下端直接埋入地下。

接觸網(wǎng)的電壓等級(jí)

接觸網(wǎng)的電壓等級(jí)：工頻單相交流制：25kv

接觸懸掛的類型

接觸網(wǎng)的分類大多以接觸懸掛的類型來區(qū)分。我們所講的接觸懸掛的分類是對(duì)接觸網(wǎng)的每個(gè)錨段而言的。接觸懸掛的種類較多，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同分成簡單接觸懸掛和鏈形接觸懸掛兩大類。

簡單接觸懸掛(以下簡稱簡單懸掛)系由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。國內(nèi)外對(duì)簡單懸掛做了不少研究和改進(jìn)。我國現(xiàn)采用的帶補(bǔ)償裝置的彈性簡單懸掛系在接觸線下錨處裝設(shè)了張力補(bǔ)償裝置，以調(diào)節(jié)張力和弛度的變化。在懸掛點(diǎn)上加裝8～16m長的彈性吊索，通過彈性吊索懸掛接觸線，這就減少了懸掛點(diǎn)處產(chǎn)生的硬點(diǎn)，改善了取流條件。另外跨距適當(dāng)縮小，增大接觸線的張力去改善弛度對(duì)取流的影響。

鏈形懸掛的接觸線是通過吊弦懸掛在承力索上。承力索懸掛于支柱的支持裝置上，使接觸線在不增加支柱的情況下增加了懸掛點(diǎn)，利用調(diào)整吊弦長度，使接觸線在整個(gè)跨距內(nèi)對(duì)軌面的距離保持一致。鏈形懸掛減小了接觸線在跨距中間的弛度，改善了彈性，增加了懸掛重量，提高了穩(wěn)定性，可以滿足電力機(jī)車高速運(yùn)行取流的要求。

鏈形懸掛比簡單懸掛得到了較好的性能，但也帶來了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、施工和維修任務(wù)量大等許多問題。

鏈形懸掛分類方法較多，按懸掛鏈數(shù)的多少可分為單鏈形，雙鏈形和多鏈形(又稱三鏈形)。目前我國采用單鏈形懸掛。

鏈形懸掛根據(jù)線索的錨定方式(即線索兩端下錨的方式)，可分為下列幾種方式未補(bǔ)償鏈形懸掛、半補(bǔ)償鏈形懸掛、全補(bǔ)償鏈形懸掛。

遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)及其作用

(1)所謂遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)就是當(dāng)超高壓電網(wǎng)發(fā)生過電壓或線路故障時(shí)，在本側(cè)保護(hù)動(dòng)作跳閘的同時(shí)，還起動(dòng)本側(cè)保護(hù)的遠(yuǎn)方跳閘保護(hù)通過高頻等通道發(fā)信號(hào)給對(duì)側(cè)，使對(duì)側(cè)的斷路器跳閘，并閉鎖其重合閘。

(2)與線路的過電壓保護(hù)配合，以迅速切除線路的過電壓故障。

(3)與線路的斷路器失靈保護(hù)配合，以迅速切除對(duì)側(cè)送來的故障電流。

(4)與線路的并聯(lián)電抗器的保護(hù)配合，當(dāng)本側(cè)電抗器故障時(shí)用以迅速切除對(duì)側(cè)送來的故障電流。

禁止用刀閘進(jìn)行的操作

(1)當(dāng)開關(guān)在合閘位置時(shí)，用刀閘接通或斷開負(fù)荷電路。

(2)系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，用刀閘斷開消弧線圈。

(3)拉、合規(guī)程規(guī)定允許范圍外的環(huán)路。

(4)在雙母線中，當(dāng)母聯(lián)開關(guān)斷開母線分裂運(yùn)行時(shí)，用母線刀閘拉、合母線系統(tǒng)的環(huán)路。

(5)拉、合已發(fā)生故障的母線電壓互感器或消弧線圈，以及沒有開關(guān)的負(fù)載站用變壓器。

(7)雷電時(shí)，拉、合避雷器。

介質(zhì)損失角及其作用

所謂介質(zhì)損失角就是絕緣介質(zhì)在交流電壓的作用下，通過介質(zhì)的電流的有功分量產(chǎn)生介質(zhì)損耗，其大小在電壓、頻率一定的條件下與介質(zhì)損失角(即功率因數(shù)角δ)的正切tgδ(也稱為介質(zhì)損耗因數(shù)——也即有功電流與無功電流之比值)成正比。tgδ只與電介質(zhì)的電氣特征參數(shù)和試驗(yàn)電源的頻率有關(guān)，對(duì)采用同種電介質(zhì)的電氣設(shè)備，不論其容量、電壓等級(jí)和絕緣結(jié)構(gòu)有什么不同，設(shè)備間的tgδ值都可以相互比較，以便判斷設(shè)備是否有絕緣缺陷。它在發(fā)現(xiàn)絕緣受潮、劣化等缺陷方面比較靈敏有效。

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（責(zé)任編輯：xy）

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