铁道电气化技术的问题探讨

铁道电气化技术的问题探讨

朱德明

中国铁路哈尔滨局集团有限公司调度所，黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：近年来，社会经济水平一直在飞速发展，人们的出行质量得到提升，出行方式的多样化进一步对优质交通发展起到促进作用。铁路电气化技术的发展并不完善，发展前景十分广阔。在实现铁路电气化技术最大化的过程中，对我国轨道交通的发展具有重要的作用。因此，工作人员应掌握接触线路材料的保护，检验，更换和创新等方面的相应技术要点，进而在高效优质的施工中提高接触网施工质量和铁路电气化技术，以保证我国交通运输业的优质发展。基于此，本文主要分析了铁道电气化技术的问题。

关键词：铁道；电气化技术；问题及解决措施

引言

在铁路电气化的建设过程中，为进一步提升列车的运行安全性，可对智能变电所牵引供电系统进行合理运用。铁道电气化技术问题受很多因素影响，人员需要清楚地了解各项因素，减少各因素对铁道电气化技术的影响，针对出现的问题，需要一一对应解决，不同的问题具有不同的解决方案，人员需要提升自己的技能操作水平，让电气化技术优势显现出来。

1铁路电气化基本特征

1.1改造项目工程量大，任务重

铁路电气化施工过程中，为了能够更好的完成铁路电气化改造项目的施工，在具体施工操作中一般会采取沿线多点同时进行的方式进行，在这个过程中需要消耗大量的人力、物力和财力，无形中加大了整个工程管理难度。

1.2需要穿越地形复杂的地区

铁路电气化施工的过程中，如果施工地形比较复杂，会使得整个工程的施工面临更加的安全性和风险性问题。

1.3铁路运输任务繁重

铁路电气化改造施工的过程中，需要改造工作和行车工作同时进行，在铁路电气化改造施工过程中会受到干扰行车的因素，同时，改造项目实施过程中遇到的通信、接触网问题也会影响整个工程线路的施工运行[1]。

2铁道电气化技术的问题

2.1供电方式存在问题

当前，应用最为广泛的供电方式是自耦变压器供电方式，这种供电方式会受到列车运行的影响，尤其是会受到列车运行位置的影响，为了减少绝缘值，将55kV的电能减少到27kV，虽然这种供电方式解决了一定电能容量，但是失去了牵引方式的供电能力和防干扰能力。为了适应自耦变压器供电方式，牵引变压器不仅需要引出中线，同时两端的绕组还需要进行量化特殊设计，在这一情况下，设计的难度就提升了，甚至还会增加一定成本费用。

2.2牵引供电系统问题

由于变压器、牵引电机以及电力电子器件的非线性和非线性调节，同时电力机车的基波电流滞留后电压一定的角度，因此机车的电流中有大量的谐波成分，这些谐波在三相供电系统中不对称分布，时间性和随机性很强，导致了无功功率和谐波电流的存在，使得变压器、电力线路以及旋转电机的附加损耗加大，引起局部过热，金属疲劳和机械损坏，缩短设备的使用寿命，在串联和并联谐波比例比较高的牵引变电站附近发生电网和电容器组的并联谐振，造成电容器组的损坏，使得继电器出现频繁发动，误动、拒动等现象，为了弥补无功功率对电力系统的损失，铁道部门每年都要支付大量的额外费用给电力部门。

2.3高温下接触线断裂引起事故

电气化高速铁路接触网与一般架空线路不同，在强度较大的电压条件下，必须承受电弓的磨损才能长时间为机车供电。除正常磨损外，还经常受到异常机械冲击和高事故电流的影响。受电弓滑板在高速通过接触线时会产生机械摩擦发热，机车会流过受电弓，接触电阻产生焦耳热，离线电弧，火花以及机车启动，爬坡，事故电流会使接触线工作面软化为局部过热状态，导致强度和表面硬度降低，磨损加速等问题。高速摩擦产生的火花或大电流会使触控线处产生瞬时高温，高温必然导致触控线金属软化[2]。

3铁道电气化技术的问题解决措施

近年来，我国现代化铁路的发展速度持续提升，铁路对国民生活的影响程度随之增大，由此对铁路运营安全性和可靠性提出更高的要求。在铁路电气化建设过程中，通过科学供电系统，能够提高列车的运行稳定性。

3.1供电方式问题对策

针对铁道电气化技术中的供电方式问题，需要增加接触网中的导线设置，以此来提高供电能力。在供电方式中，供电臂中的AT段较少时，就会产生一些危险隐患，因为AT段具有一些固有缺点，供电方式也较为复杂，可以采取的方法是增加直供、回流线，当然也可以更换新的AT供电模式，在变电所内部不设置AT段，把AT段直接设置在线路上，这样就达到了简化电力系统的目的，节约了资金，牵引变压器也不用从中间抽头，一定程度上减少了牵引变压器的难度，同时，减少了牵引变电所的回流线设置，增加了供电能力，减少了电分相数量。在开关设置处，开关的绝缘值越高，工作电流就越小，在相等的供电能力下，新的模式要求牵引出变电所的所有母线和负馈线，减小横截面积，有利于省去大运量线路中的AT段，有利于将接触网本身重量减轻[3]。

3.2牵引供电系统问题解决方案

为了有效改善机车性能，尽量减少谐波，配备用来校正功率因数的装置，在“交直-交”和“交-直”机车上是机车的输入电流的基波与电压同相位，在牵引变电所采用同相供电系统与对称补偿技术或同相贯通供电技术对机车产生的谐波电流和无功功率就近补偿，也可以采用SVC和APF补偿。SVC是解决电铁负序补偿.并兼顾滤除高次谐波的理想方式。不仅可以改善电气化铁道对电网综合电能质量的影响。提高电气化铁道本身的供电质量，还能获得经济效益。同时为了整体减轻进入电力系统的负序分量，各种接线的牵引变电所应轮换接入电力系统的不同相。还可在电力系统变电站安装承受负序电流的能力大、负序阻抗较低且防震性能良好的特殊的同期调相机。

3.3针对接触线拉断提出应对措施

接触线波动传播速度决定机车最高运行速度。要提高接触线的波动传播速度，一个重要的方面就是加大接触线的架线张力，以保证接触线与受电弓接触时不晃动。而要获得大张力，就要求接触线有足够的强度。因此，电气化铁路接触线，特别是应用于中高速的接触线，应具有良好的导电性，足够的强度、耐磨性和高温抗软化性能。我国目前生产的接触线尚不能完全适应中高速电气化线路需要，适用于速度300km/h以上的高强度、高电导率接触线尚处于研发阶段。所以要减少接触线拉断造成的事故就需要逐步提高改进接触线的材料以提高其抗拉强度以增加拉断力，从而大大提高列车运行速度。

4重点应注意的几个问题

4.1　提高供电可靠性措施

第一，在接轨处设隔离开关，供电线故障时可由衔接正线电气化铁路经隔离开关为工程供电；第二，采用机电特性及耐腐蚀性好的铜合金接触导线和承力索，有利于改善弓网关系，减少离线对环境造成的电磁污染；供电线截面与接触网载流量适配；牵引网各部分导线容量与负荷要求相适应。第三，新增馈线纳入铁路牵引供电调度所调度管理。

4.2　节约能源措施

为了减少电能损失，牵引供电系统应采取如下节能措施：第一，尽量缩短供电线长度，以减少供电线的电能损耗。第二，采用载流承力索和与接触悬挂导电截面相适应的供电线导电截面。第三，电气、机械等设备选型时，优先选用节电、节能、耗水量少的设备，加大节能新技术、新工艺、新设备和新材料的推广应用，以节约能源。

结束语

铁路属于人们交通运输当中选择比较多的一种出行方式，其可以保障乘客在乘坐当中更加安全、舒适等。铁路牵引供电系统不仅可以保障铁路交通的稳定性，而且对电气化铁路的提速有非常重要的影响。电气化铁路与普通铁道相比，有所不同，它除了普通的铁路路线、车站、通讯设备之外，还存在牵引系统，该系统可以提供电能，具有电力机车、运行维护的机务段和电力调度部门等，也就是说安全设施更加齐全，更加保障电力机车质量。

参考文献

[1]陈思.电气化铁道接触网常见事故与解决对策研究[J].中国高新技术企业，2016（20）：102-103.

[2]张睿.铁道电气化技术常见问题及解决对策[J].城市理论研究,2015(13):90-91.

[3]高健.铁道电气化技术常见问题及解决对策[J].建筑技术与设计,2014(28):155