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時間：2023-02-27 11:10:35
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Abstract electric traction is a new type of rail transport traction power form. In the trunk railway, has a wide range of railway transportation and mining transport. Electric traction electrical energy is used as traction power, converting electrical energy into mechanical energy, drive train, EMUs and rail vehicles are a form of transport rail transport operation.
Keywords high speed railway power supply system.
中圖分類號：U224 文獻標(biāo)識碼：A
一、電力牽引供電系統(tǒng)的概述
（一）電力牽引供電系統(tǒng)
電力牽引供電系統(tǒng)，是指電氣化鐵路中由牽引變電所和接觸網(wǎng)組成的向電力機車供給牽引用電能的系統(tǒng)。牽引變電所將電力系統(tǒng)通過高壓輸電線送來的電能加以降壓和變流后輸送給接觸網(wǎng)，以供給沿線路行駛的電力機車。有些國家電氣化鐵路有時由專用發(fā)電廠供電。
電力牽引供電系統(tǒng)按照向電力機車提供的電流性質(zhì)分為直流制和交流制，交流制又分工頻單相交流制和低頻單相交流制。我國電氣化鐵路采用工頻單相交流制電力牽引，直流制電力牽引僅用于城市軌道交通運輸系統(tǒng)和工礦運輸系統(tǒng)。各種電流制的電力牽引供電系統(tǒng)的設(shè)備有很大的差別。
工頻交流單相電力牽引供電系統(tǒng)主要有牽引變電所和牽引網(wǎng)組成，牽引網(wǎng)實行單相供電，由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道電路及回流線等組成。為了使電能有效、可靠地供給電力機車、開閉所等。我國規(guī)定牽引網(wǎng)額定電壓為25kv，額定平率為50Hz。牽引供電構(gòu)成的回路是：牽引變電所——饋電線——接觸網(wǎng)——電力機車——鋼軌和大地——回流線——牽引變電所。
（二）電力牽引特點
1、電力牽引機車本身不帶燃料，可使用二次能源，為非自給式牽引動力，并由大容量電力系統(tǒng)供電，連接全國電網(wǎng)，能源有保證。
2、機車或動車組總功率大，具有啟動和加速快、過載能力強，運輸能力大等特點，能滿足各種現(xiàn)代交通運輸隊快速、大運輸能力的需要。
3、不造成空氣和環(huán)境（噪聲）污染，改善勞動條件。
4、電力牽引的總效率高，節(jié)約能源。我過的鐵路機車牽引經(jīng)歷了蒸汽機車、內(nèi)燃機和電力機車的發(fā)展階段。
5、安全性高。隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電力機車可實現(xiàn)實時檢測故障、自動駕駛、遙測及遙控，電力牽引系統(tǒng)易于實現(xiàn)全面自動化和信息化，從而大力提高勞動生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。
6、有利于鐵路沿線實現(xiàn)電氣化，促進工農(nóng)業(yè)發(fā)展。
二、接觸網(wǎng)供電概述
（一）接觸網(wǎng)供電
從牽引供電回路可知，接觸網(wǎng)受到牽引供電系統(tǒng)的影響。接觸網(wǎng)是在電器化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設(shè)的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網(wǎng)是鐵路電氣化工程的主構(gòu)架，是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。
接觸網(wǎng)主要由以下內(nèi)容組成：①基礎(chǔ)構(gòu)件，如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)；②基礎(chǔ)安裝結(jié)構(gòu)件，這項內(nèi)容的作用主要是連接接觸網(wǎng)導(dǎo)線和基礎(chǔ)構(gòu)件；③接觸網(wǎng)導(dǎo)線，這部分作用就是傳輸電流給電力機車；④其他輔助構(gòu)件，包括回流線、附加懸掛等。接觸網(wǎng)、鋼軌與大地、回流線統(tǒng)稱為牽引網(wǎng)。
接觸網(wǎng)的電壓等級：工頻但相交流制度:25KV。
接觸網(wǎng)主要通過單邊供電、雙邊供電、越區(qū)供電及并聯(lián)供電四種方式。
（二）優(yōu)化接觸網(wǎng)
接觸網(wǎng)擔(dān)負著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給店里機車使用的重要任務(wù)。因此接觸網(wǎng)的質(zhì)量和工作狀態(tài)講直接影響著電氣化鐵道的運輸能力。為了減少接觸網(wǎng)的弊端，我們主要通過；接觸網(wǎng)的控制；供電方式的調(diào)整；防干擾設(shè)施來優(yōu)化接觸網(wǎng)。
1、接觸網(wǎng)的控制
由于接觸網(wǎng)是露天設(shè)置，沒有備用，線路上的負荷又是隨著電力機車的運行而沿接觸線移動和變化的，對接觸網(wǎng)提出以下要求：①在高速運行和惡劣的氣候條件下，能保證電力機車的正常取流，要求接觸網(wǎng)在機械結(jié)構(gòu)上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性。②接觸網(wǎng)設(shè)備及零件要有互換性，應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量延長設(shè)備的使用年限。③要求接觸網(wǎng)對地絕緣好，安全可靠。④設(shè)備結(jié)構(gòu)盡量簡單，便于施工，有利于運營及維修。⑤在事故的情況下，便于搶修和迅速恢復(fù)送電。⑥盡可能地降低成本，特別要注意節(jié)約有色金屬及鋼材。
2、供電方式的選擇
供電方式直流制電氣化鐵路接觸網(wǎng)普遍采用兩邊供電方式，在相鄰的兩個牽引變電所供電的接觸網(wǎng)中間設(shè)置分區(qū)亭，將接觸網(wǎng)連通。運行中的電力機車由兩邊的牽引變電所同時供電。這種供電方式可降低接觸網(wǎng)中的電能損失，減小接觸網(wǎng)的電壓降，一個牽引變電所停電時，電力機車運行不致中斷。交流制電氣化鐵路則常采用一邊供電方式，接觸網(wǎng)在分區(qū)亭處斷開，分區(qū)亭只在一邊牽引變電所停電時接通，由另一邊牽引變電所越區(qū)供電。
3、防干擾設(shè)施的建立
防干擾設(shè)施為了減少接觸網(wǎng)電流的電磁感應(yīng)對沿線通信電路的干擾，在交流制電氣化鐵路鄰近城鎮(zhèn)的區(qū)段將接觸網(wǎng)每2～4公里劃成一個吸流分段，設(shè)置回流線和吸流變壓器。這時，電力機車的電流沿回流線流回牽引變電所，從而沿軌道和大地流回的電流很少?；亓骶€和接觸網(wǎng)的電流近似相等，方向相反，這就大大減輕了電氣化鐵路對沿線通信電路的干擾。這種方式的缺點是吸流變壓器串接在電路中，加大了接觸網(wǎng)阻抗。日本新建設(shè)的工頻單相交流制電氣化鐵路采用了自耦變壓器方式，沿鐵路每10公里左右設(shè)置一臺自耦變壓器。自耦變壓器中性點接地，一端接接觸網(wǎng)，另一端接回流線，稱為正饋（電）線。正饋線和接觸網(wǎng)電流大小相等，方向相反，同樣起著減小對通信電路干擾的作用。另一方面，由于接觸網(wǎng)和正饋線之間電壓為二倍接觸網(wǎng)電壓，沿接觸網(wǎng)電壓降便大大減小。
三、牽引供電系統(tǒng)主要供電設(shè)備
（一）電氣設(shè)備的概述：
一次設(shè)備分：開關(guān)電器、變換電氣、保護電器、補償電氣、成套裝置和組合電氣。
（二）牽引變壓器
電力變壓器是變電所中最重要的一次設(shè)備，其主要功能是變換電壓和傳輸電能，將一次側(cè)的電能通過電磁能量轉(zhuǎn)換的方式傳輸?shù)降诙?cè)，同時根據(jù)應(yīng)用的需要將電壓升高或降低，完成電能的輸送和分配。
（三）變壓器分類
1、按相數(shù)分：單相變壓器和三相變壓器。
2、按用途分：普通用途分升壓變壓器和降壓變壓器：其他用途分電爐變壓器、電焊
3、變壓器、整流變壓器、掉壓變壓器和實驗變壓器等。
4、按鐵芯結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。
5、按繞組數(shù)目分：自耦變壓器、雙繞租變壓器、三繞組變壓器和多繞變壓器。
6、按繞組材質(zhì)分：鋁繞組變壓器和銅繞組變壓器。
7、按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：油浸式變壓器和干式變壓器。
四、總結(jié)
本文通過對電力牽引供電系統(tǒng)的了解認識，更好的理解了接觸網(wǎng)對我國高鐵的應(yīng)用。有效的協(xié)調(diào)了牽引供電系統(tǒng)可能對臨近線路接觸網(wǎng)的影響。減少接觸網(wǎng)的弊端，實現(xiàn)我國高鐵未來的高速的發(fā)展。
0引言
西南交通大學(xué)有部分直接服務(wù)于鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的專業(yè)，其中“鐵道電氣化”專業(yè)作為教育部、鐵道部的重點特色專業(yè)而一直受到重視。
分布于鐵路沿線的牽引變電所，是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發(fā)展，變電所綜合自動化技術(shù)水平的不斷提高，對從事牽引變電所設(shè)計、運行、管理等方面的專業(yè)技術(shù)人才的需求數(shù)量增加，同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強的實踐動手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)中，應(yīng)加強學(xué)生理論和實踐相結(jié)合的能力的培養(yǎng)。在教育部“示范性教學(xué)實踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區(qū)建成一座集教學(xué)、實習(xí)、培訓(xùn)和科研為一體的模擬變電所實訓(xùn)基地。
1模擬變電所簡介
我校模擬變電所分為兩期建成:
I期是與實際變電所相同的開關(guān)控制屏柜和繼電保護屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設(shè)計的模擬負載電量和故障盤。如圖1所示。
Ⅱ期是模擬一段地方電力網(wǎng)或電氣化鐵路的環(huán)境下，一個調(diào)度中心使用遠動監(jiān)控系統(tǒng)控制的五個變電所，圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所，且負載的大小和相位均可調(diào)節(jié)，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機保護裝置、WKH-891型電鐵饋線微機保護裝置、DQWC-03牽引變電所二次設(shè)備測試系統(tǒng)。
模擬變電所中被監(jiān)控設(shè)備的位置狀態(tài)信號、保護動作信號、預(yù)告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠方終端)的開關(guān)量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發(fā)的遙控命令，通過以太網(wǎng)傳輸，實現(xiàn)遙信、遙測、遙控的功能。遠動監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結(jié)構(gòu)的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環(huán)境的編程軟件套件，具有很強的設(shè)計性、可擴展性;主站組態(tài)軟件iFix支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性、可組態(tài)性、兼容性及可開發(fā)性。
為了比較和研究，我系的教師正在進行一系列的科研開發(fā)，其目標(biāo)是在模擬變電所二次系統(tǒng)中采用測控、保護一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS)實現(xiàn)變電所自動化管理，其結(jié)構(gòu)圖如圖4。
2教學(xué)實踐基地的開發(fā)
1)校內(nèi)學(xué)生及現(xiàn)場工程技術(shù)人員，可對照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統(tǒng)接線圖、安裝施工圖的能力，通過開閉操作、設(shè)置故障等項目的訓(xùn)練，可以培養(yǎng)他們對現(xiàn)場運行中出現(xiàn)的故障的分析和處理能力，包括一次設(shè)備的故障范圍的判斷、二次系統(tǒng)的故障判斷、查找和處理。
2)變電所基本電器及二次接線方面實訓(xùn)項目n個。如斷路器結(jié)構(gòu)、原理;斷路器參數(shù)的測量與調(diào)整;變電所二次接線、電纜的數(shù)字編號法以及“相對標(biāo)志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實際安裝技術(shù);變壓器控制、保護盤結(jié)構(gòu)、接線、檢測、調(diào)試及整套保護聯(lián)動實驗(包括整定計算);在以上各盤設(shè)置不同故障(可達幾百種)練習(xí)查找及消除故障的方法等。
3)運動系統(tǒng)遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實驗。
4)利用便攜式計算機對遙控設(shè)備進行合、分實驗，讓學(xué)生了解遠動系統(tǒng)是如何驅(qū)動被控設(shè)備動作。轉(zhuǎn)貼于
5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網(wǎng)頁，實時了解該PLC的運行、通信等狀態(tài)的實驗。
6)上位機各種功能的校核實驗。通過該實驗讓學(xué)生了解調(diào)度員的工作職責(zé)、工作內(nèi)容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對遠動系統(tǒng)有更深層的了解。
7)利用組態(tài)軟件Concept對PLC進行配置，使學(xué)生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設(shè)計要求對PLC進行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程，使學(xué)生熟練掌握Concept編程方法。
8)自動化組態(tài)軟件iFix系統(tǒng)的安裝，熟悉掌握iFix系統(tǒng)軟件的運行環(huán)境及其安裝過程。
9)通過在iFix系統(tǒng)新增6#模擬變電所的實驗，使學(xué)生了解iFix系統(tǒng)的可組態(tài)性及可擴展性。
10)進行繼電保護單體測試及數(shù)據(jù)管理。
11)進行繼電保護盤上測試及數(shù)據(jù)管理。
12)微機保護裝置的調(diào)試與特性實驗。
3實踐意義
模擬變電所實訓(xùn)基地自1998年投入使用后，至今已連續(xù)培訓(xùn)了五屆畢業(yè)生和一批現(xiàn)場工程技術(shù)人員，經(jīng)總結(jié)，其實踐意義在于:
1)為學(xué)生提供專業(yè)技能訓(xùn)練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護、變電所二次接線、微機監(jiān)控技術(shù)等幾乎全部專業(yè)課程的大量綜合性實驗，以及電氣設(shè)備的實際操作技能、檢修調(diào)試技術(shù)、查找故障及排除方法的實際訓(xùn)練。而且充分利用學(xué)校具有的學(xué)科優(yōu)勢，以模擬變電所為基地，配合學(xué)生專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)，開發(fā)如電工理論、電氣裝備、自動化、計算機應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與通訊等領(lǐng)域的多個應(yīng)用性、研究性實驗;同時由于人員和設(shè)備的集中，能夠按項目組織學(xué)生進行綜合性實訓(xùn)，盡可能使學(xué)生參與以教師為主導(dǎo)的科研活動。
2)對于現(xiàn)場技術(shù)和施工人員，很重要的一點就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運行故障和設(shè)計缺陷。通過實地培訓(xùn)，能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓(xùn)和考核職工283人，取得良好的效果。
中圖分類號U224 文獻標(biāo)識碼A 文章編號1674-6708(2010)26-0112-02
0 引言
近幾十年來,隨著國民經(jīng)濟的突飛猛進和工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的完善,我國的電氣化鐵路發(fā)展迅猛,鐵路線總里程不斷加長,列車載重量不斷增加,鐵路牽引變壓器需求數(shù)量隨之越來越多,需求容量也越來越大。我們知道,電氣鐵路的27.5kV(BT制)或55kV(AT制)的單相牽引電網(wǎng)是通過牽引變電所從常規(guī)三相電網(wǎng)獲取電能的,牽引變電所的主要作用便是將110kV或220kV三相交流電變換成27.5kV或55kV單相交流電,并供電給電牽引網(wǎng)和電力機車。根據(jù)供電方式和具體要求的不同,牽引變壓所采用的牽引變壓器種類也不同,主要有:單相牽引變壓器,V/V接線變壓器,普通三個繞組對稱的三相變壓器,三相―兩相平衡牽引變壓器。本文擬從接線原理、負序和零序影響、容量利用率等方面對兩種特殊接線形式的牽引變壓器加以總結(jié)和評述,以期對電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)的研究有所幫助。
1 Le Blanc結(jié)線變壓器
1.1 接線原理分析
Le Blanc變壓器繞組結(jié)構(gòu)如圖所示,其初級繞組與普通三相變壓器繞組相同,基于電氣化鐵道的不同要求,它們可以為型或Y型,本文僅分析 型,以防由于不平衡負荷產(chǎn)生的諧波(主要是三次諧波)進入系統(tǒng)。在二次側(cè)有5個將三相電源轉(zhuǎn)化為兩相電源的非對稱繞組,其接線如圖1所示。
1.2 負序和零序影響
二次側(cè)各繞組的變比如下
當(dāng)k=1時,由接線原理圖和繞組匝數(shù)關(guān)系可得電流關(guān)系式:
根據(jù)對稱分量法,電壓平衡關(guān)系得一次側(cè)各相的正負零序電流:
當(dāng)Iα=Iβ時,原方三相線電流完全對稱,無負序電流存在,故該接線也具有將兩相對稱負荷轉(zhuǎn)換為原方三相對稱負荷的能力[1]。
1.3 優(yōu)缺點分析
1)其料利用率稍高,最關(guān)鍵的是其制造工藝要求上容易實現(xiàn);
2)與斯科特變壓器相比,中性點也是不接地,低壓側(cè)兩相輸出依然沒有電的聯(lián)系;
3)在具有相等容量的情況下,和平衡變壓器相比,體積小、價格低[2]。
2 阻抗匹配牽引變壓器
2.1 接線原理分析
阻抗匹配平衡變壓器的接線如圖2所示。高壓側(cè)采用星型接線,每相繞組匝數(shù)為W1 ;低壓側(cè)采用三角形接線,每相繞組匝數(shù)為W2 ,并且還在ab繞組的兩端各接一個外延繞組,其匝數(shù)為W= 0.336 W2,這樣可使兩供電臂的電壓Uα和Uβ形成90°的相位差。
副邊繞組三角形結(jié)線結(jié)構(gòu)即在非接地相增設(shè)兩個外移繞組 。內(nèi)三角形接線的一角c與軌道,接地網(wǎng)連接。 兩端分別接到牽引側(cè)兩相母線上。由兩相牽引母線分別向兩側(cè)對應(yīng)的供電臂牽引網(wǎng)供電。
2.2 負序和零序電流
根據(jù)阻抗匹配平衡變壓器的結(jié)構(gòu),并且變比k=W1/W2=1可得一二次側(cè)電流關(guān)系:
由上式知,變壓器高壓側(cè)沒有零序電流,并且當(dāng)?shù)蛪簜?cè)電流和負荷阻抗角越接近時,高壓側(cè)電流不對稱度就會越小,當(dāng)?shù)蛪簜?cè)兩供電臂上的負荷阻抗完全相等時,高壓側(cè)三相電流完全對稱。在同樣的牽引負荷作用下,新型的阻抗匹配平衡變壓器注人電網(wǎng)的負序電流比普通的Y/-11接線的變壓器要小[3]。
2.3 優(yōu)缺點分析
1)顯著的減少電力牽引負荷注入電網(wǎng)的負序電流[4-5];
2)平衡繞組與a(或b,c)繞組的匝數(shù)比和阻抗匹配系數(shù)兩個方面,必須予以考慮.當(dāng)阻抗匹配系數(shù)相匹配時,無論副邊負荷電流大小是否相等,原邊三相電流平衡,即無零序電流。當(dāng)副邊負荷電流對稱時,原邊三相電流對稱,沒有負序電流對電力系統(tǒng)的影響,原邊三相制的視在功率完全轉(zhuǎn)化為副邊二相制的視在功率,變壓器容量可全部利用;
3)原邊仍為YN結(jié)線,有中性點引出,降低了對變壓器絕緣的要求,減少了投資[6],與高壓中性點接地電力系統(tǒng)匹配方便。副邊仍有結(jié)線繞組,三次諧波電流可以流通,使主磁通和電勢波形有較好的正旋度;
4)次邊兩相不對稱負荷時,原邊三相電流依然具有較好的對稱性[6]。對接觸網(wǎng)的供電可實現(xiàn)兩邊供電;
5)設(shè)計計算及制造工藝復(fù)雜,造價較高。無論從設(shè)計上還是制造工藝上來講,要得到預(yù)先確定的某一阻抗匹配系數(shù)都是相當(dāng)困難的,因此在設(shè)計上和制造工藝上的難度是不言而喻的;
6)分相絕緣器兩端承受的電壓為55kV ,絕緣要求高。
3 結(jié)論
在對電氣化鐵路供用電的研究領(lǐng)域里,電力機車作為大功率單相負荷,其運行對三相電網(wǎng)造成的諸多不良影響,一直都是電力方面的研究人員努力解決的問題,而作為電網(wǎng)和牽引網(wǎng)的交叉點的牽引變壓器,便是一個不容忽視的研究課題。本文綜述了國內(nèi)單相交流供電環(huán)境下兩種特殊接線形式的牽引變壓器接線、電氣原理、及其優(yōu)缺點。這些研究豐富了電鐵研究領(lǐng)域的理論內(nèi)容,不僅對研究電鐵對三相電網(wǎng)的穩(wěn)定性影響有重要意義,也可為其他大功率單相交流負荷的具體工程的設(shè)計和規(guī)劃提供依據(jù),具有一定的理論意義和工程價值。
參考文獻
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1、引言
隴海線天蘭線和諧（交直交）大功率系列機車的運行，雖然顯著的改善了牽引供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量（機車本身功率因數(shù)的提高，系統(tǒng)網(wǎng)壓和諧波），但與傳統(tǒng)的電力機車（交直）相比最顯著的特征是諧波特性不同，對原有電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)在無功補償及諧波抑制方面產(chǎn)生了新的影響。
1.1存在問題舉例
(1) 2010年11月份以后天蘭線天水變電所靜態(tài)電容補償斷路器多次因過電壓、諧波過電流而頻繁跳閘。三陽川變電所、甘谷變電所靜態(tài)電容補償斷路器也因過電壓、諧波過電流而跳閘的次數(shù)有所增加。
（2）2010年11月份以后天蘭線天水變電所、三陽川變電所、甘谷變電所等所由于母線電壓的瞬間升高造成27.5KV所內(nèi)自用變二次輸出電壓的瞬間波動致使所內(nèi)直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置模塊、充電機模塊多次燒損。
（3）2011年6月份后鑒于和諧大功率系列機車自身無功補償系統(tǒng)功率因數(shù)提高，三陽川變電所退出A相、B相電容補償、甘谷變電所退出A相電容補償，但致使靜態(tài)補償裝置濾波功能失去作用。
（4）為保證牽引變電所交直流系統(tǒng)的正常運行，2011年6月份后，天蘭線多座變電所退出了27.5KV自用變，投入了10KV自用變，但造成電力經(jīng)營成本核算的困難，當(dāng)電力10KV貫通線在檢修和出現(xiàn)故障時，所以只能投入27.5KV自用變。
1.2母線電壓波動及交直流設(shè)備燒損的原因分析：
(1)和諧系列（交直交）大功率牽引機車的主回路的兩個特點對牽引供電系統(tǒng)影響較大， 一是高次諧波含量多（17-51次），低次諧波含量少。二是采用再生制動方式。機車諧波源的幅值是隨著位置和時間變化的，并與機車運行狀態(tài)有較大的關(guān)系。原有韶山系列（交直）電鐵系統(tǒng)中，諧波的含量主要以3、5、7次諧波為主，原有靜態(tài)補償裝置的濾波裝置能有效地抑制3、5、7次諧波，尤其是3、5次諧波，但對高次諧波的抑制作用不明顯。當(dāng)接觸網(wǎng)阻抗參數(shù)同機車匹配造成諧波電流放大時，放大了諧波電流引起電壓畸變，畸變的電壓進一步致使機車諧波電流增大，系統(tǒng)諧振過電壓幾率增大，當(dāng)形成諧振過電壓時，造成牽引變電所母線電壓異常波動。
（2）和諧系列（交直交）大功率牽引機車自身無功補償裝置以使?fàn)恳╇娤到y(tǒng)功率因數(shù)大幅度提升，但固定補償裝置的補償容量在補償過程中是不會發(fā)生變化的，極易因無功負荷小于補償容量而造成過補狀態(tài)，會造成無功累加電量增大，嚴重時會引起功率因數(shù)的大幅度跌落，造成牽引變電所母線電壓的異常波動。
（3）目前天蘭線各變電所使用的交直流充電機的充電模塊對諧波電壓的抑制功能較差，整流模塊工作時自身也會產(chǎn)生較大的電流畸變，這個畸變的電流流經(jīng)電網(wǎng)時也會產(chǎn)生新的諧波電壓，同時和牽引網(wǎng)中高次諧波電壓直接疊加在交流屏交流元件上，形成過電壓狀態(tài)。
2、有級調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償系統(tǒng)
如果補償裝置能夠根據(jù)供電臂牽引負荷變化動態(tài)提供系統(tǒng)所需的無功補償容量，就會避免過補現(xiàn)象的發(fā)生。
2.1 調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償系統(tǒng)的工作原理
動態(tài)補償是根據(jù)感性無功變化，及時調(diào)節(jié)補償電容器發(fā)出的無功容量。改變無功總量有兩種方法：一是改變投入的等效電容量，另一個是改變電容兩端的電壓。傳統(tǒng)補償方式采用的是改變投入的等效電容量的方法，調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償系統(tǒng)采用的是第二種方法。
（1）
因(Xc-Xl)為固定阻抗，所以補償容量Qc與U2為平方關(guān)系，如果我們調(diào)節(jié)電容器兩端的工作電壓，就可以調(diào)節(jié)電容器發(fā)出的無功總量，實現(xiàn)動態(tài)無功補償。
補償系統(tǒng)采用特殊設(shè)計的深度調(diào)壓變壓器，實現(xiàn)大范圍動態(tài)調(diào)壓。調(diào)壓裝置在高壓無功補償自動控制裝置的控制下根據(jù)系統(tǒng)感性無功的變化，動態(tài)調(diào)節(jié)電容器兩端的電壓，通過特種調(diào)壓變壓器實現(xiàn)動態(tài)無功的饋送。由計算機構(gòu)成的高壓無功補償自動控制裝置，通過實時采集電網(wǎng)的電壓、電流、功率因數(shù)，分析負荷的變化趨勢、系統(tǒng)無功功率、系統(tǒng)諧波含量、電壓波動情況等，利用模糊控制技術(shù)調(diào)節(jié)有載分接開關(guān)，實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化補償，并達到無功補償容量隨系統(tǒng)負荷無功容量的變化自動跟蹤的目的。
2.2 調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)主要由五部分組成：深度調(diào)壓無功補償變壓器、真空有載調(diào)壓開關(guān)、補償電容器組、保護系統(tǒng)、測控系統(tǒng)。
2.1系統(tǒng)示意圖
2.3 調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償系統(tǒng)系統(tǒng)優(yōu)點
有級調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償裝置，屬高壓電力系統(tǒng)無功補償設(shè)備，主要特征是設(shè)有特種自耦調(diào)壓變壓器與有載調(diào)壓分接開關(guān)配合，受控于高壓無功補償自動控制裝置，根據(jù)被補償系統(tǒng)感性無功功率的變化動態(tài)調(diào)節(jié)補償電容器的工作電壓實現(xiàn)動態(tài)無功補償。它具有可靠性高、動態(tài)調(diào)節(jié)范圍寬、容量大、系統(tǒng)附加損耗小、對電容沒有沖擊且能延長電容使用壽命、補償電容量的調(diào)節(jié)不改變諧波吸收比等優(yōu)點。
2011年1月份，天蘭線天水變電所對原有靜態(tài)補償系統(tǒng)進行了更換改造，采用調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償系統(tǒng)，自2011年2月-11月，無功補償穩(wěn)定，功率因數(shù)均值達0.97以上，有效改善了供電質(zhì)量。但是，其對高次諧波抑制方面效果不明顯。
3、調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償裝置在諧波抑制存在的問題
雖然調(diào)壓式高壓動態(tài)無功補償裝置有著諸多的優(yōu)點，對濾波補償系統(tǒng)濾波的影響，可忽略不計，但在設(shè)計理念上主要是進行無功功率的補償，兼顧了3、5次諧波的濾波功能，它與傳統(tǒng)的靜態(tài)補償裝置相比只是僅僅增加了特種單項有載調(diào)壓變壓器，克服了欠補償和過補償?shù)膯栴}， 但對牽引供電系統(tǒng)高次諧波抑制方面效果不強。
4、高次諧波的抑制措施
4.1對高次諧波引起網(wǎng)壓異常波動的治理措施，一方面是降低機車本身的高次諧波電流值，即在機車上加裝RC高通濾波器等方法。二是在牽引供電系統(tǒng)變電所增加濾波裝置。
圖4.1 電氣化鐵道諧波、無功治理方案
4.2 有源電力濾波器在牽引供電系統(tǒng)的應(yīng)用
采用有源電力濾波器（Active Power Filter,簡稱APF）是牽引供電系統(tǒng)諧波抑制的一個重要發(fā)展的趨勢。APF是一種新型諧波和無功補償裝置，在補償無功的同時有源濾波器能對諧波進行有效治理。其基本原理是：通過電流互感器檢測負載電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取出負載電流中的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT,控制逆變器產(chǎn)生一個和負載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達到濾波的目的。按照與補償對象的連接方式，APF可分為串聯(lián)型和并聯(lián)型。串聯(lián)型APF不能進行無功補償，且絕緣困難，維修不變，因此，它的實用性受到限制。
大容量的有源濾波器造價高、功耗大，在實際應(yīng)用中受到限制。為了獲得較好的濾波特性且降低造價，人們提出了有源與無源混合濾波器方案。在混合濾波系統(tǒng)中，對于負載側(cè)的諧波電流源，有源濾波器被控制為一個等效諧波阻抗，它使無源和有源濾波器總的串聯(lián)諧波阻抗對各次諧波都為零，從而使所有的負載諧波電流全部流入無源濾波器支路，達到提高無源濾波器濾波效果的目的，此時有源濾波器的輸出補償電壓為所有負載諧波電流流過無源濾波器時產(chǎn)生的電壓。這樣充分發(fā)揮LC無源濾波器和APF各自的優(yōu)勢，盡量減小APF的容量，解決了絕緣和最佳投資的問題。
5、 結(jié)束語
隨著既有線電力機車的不斷更新，牽引變電所現(xiàn)有補償裝置在高次諧波抑制方面效果差的缺點的顯現(xiàn)，對牽引供電設(shè)備運行安全造成了嚴重影響。所以，如何更好的實現(xiàn)鐵牽引變電所無功補償，諧波治理，更好的實現(xiàn)環(huán)保運輸節(jié)約能源消耗是當(dāng)今需要考慮的關(guān)鍵問題。
參考文獻
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“目前，寧夏石嘴山供電局投運的35KV戶外電網(wǎng)限流裝置每年可節(jié)省運行損耗高達390萬千瓦時，直接節(jié)電經(jīng)濟效益達195萬元。到2020年，寧夏電網(wǎng)采用‘節(jié)能型電網(wǎng)限流裝置’的成本約為2900萬元。相比目前應(yīng)用的斷路器而言，僅此一項可節(jié)約2.86億元。寧夏電網(wǎng)的裝機水平和電網(wǎng)規(guī)模約占全國電網(wǎng)的1%左右，依此計算，若將該裝置在全國推廣，可節(jié)約資金高達286億元。”
以上精辟判斷，出自負責(zé)該課題組的寧夏電力科學(xué)研究院系統(tǒng)分析室主任黃永寧。
現(xiàn)年48歲的黃永寧，在人生的26年里與“電力系統(tǒng)分析”結(jié)下不解之緣。多年來，他以嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和爭創(chuàng)一流的職業(yè)精神，刻苦鉆研、勇于拼搏，填補了寧夏電網(wǎng)系統(tǒng)分析和仿真計算、電能質(zhì)量數(shù)字化分析、相量測試等電網(wǎng)智能分析領(lǐng)域的空白。
功夫不負有心人。2011年9月，黃永寧被榮聘為寧夏電力公司首席技術(shù)專家，成為勇立電力科研 “潮頭”的領(lǐng)軍人。
“寧夏電網(wǎng)必須有自己的電力系統(tǒng)分析軟件系統(tǒng)！”
1981年，18歲的黃永寧考入西安交通大學(xué)。懷揣奉獻電力科學(xué)事業(yè)的夢想，電機系發(fā)電專業(yè)成了他開啟人生理想的鑰匙。
“在大學(xué)校園，我常常凝望圖書館門口錢學(xué)森先生的高大塑像。在那里，我種下了此生與電力研究相守的‘種子’。每當(dāng)遇到困難，科學(xué)巨匠的奮發(fā)精神總激勵我前行。他們對祖國、對事業(yè)的熱忱，不僅在專業(yè)學(xué)習(xí)方面給予我充足養(yǎng)分，更凈化了我的靈魂?！秉S永寧深情地說。
1985年，邁出大學(xué)校門的黃永寧，作為“支邊”知識分子回到家鄉(xiāng)，進入寧夏電力試驗研究所（寧夏電力公司電力科學(xué)研究院前身）高壓室工作。第二年他又調(diào)入剛成立的系統(tǒng)室，主要從事電網(wǎng)電力系統(tǒng)短路、潮流、穩(wěn)定三大計算系統(tǒng)分析工作。
20世紀80年代中期，信息技術(shù)已經(jīng)開始運用于電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域，包括電網(wǎng)調(diào)度自動化、電力負荷控制、計算機輔助設(shè)計、計算機仿真系統(tǒng)等。然而，寧夏電網(wǎng)由于條件所限，海量的計算工作仍需依賴大量的人力計算。當(dāng)時，電子計算能夠進行電力系統(tǒng)三大計算的設(shè)備，離寧夏最近的是西安某科研機構(gòu)所投運的VAX小型機，高昂的運算費用，往返的時間等巨大的成本使年輕的黃永寧感到“窩火”。他許下承諾：“寧夏電網(wǎng)必須有自己的電力系統(tǒng)分析軟件系統(tǒng)！”
1986年年底，黃永寧背起行囊，赴清華大學(xué)深造?！澳悄甏汗?jié)我未能與家人團聚，但那次學(xué)習(xí)之旅使我真正邁進了智能電力系統(tǒng)計算的門檻，更加堅定了我致力‘電力系統(tǒng)分析’并一生都愿意為之付出的信念?！秉S永寧說。
學(xué)習(xí)期間，他參與了編寫程序及使用說明書，使寧夏電網(wǎng)成功引進了清華大學(xué)微機版《電力系統(tǒng)三大計算軟件包》，填補了寧夏電力系統(tǒng)計算工作的空白。
“繁瑣的計算推演，計算機可在下班時間運算。第二天上班時計算機顯示出自己想要的結(jié)果，甭提多高興了！”黃永寧的微笑里依然洋溢著昔日的興奮。
那時，他是寧夏電力界最先接觸電腦的“弄潮兒”。他的同事們也從浩瀚的數(shù)據(jù)計算海洋中解脫出來。當(dāng)年的黃永寧雖然年輕，但是在大伙的心目中已成為知名的“電力人物”了。
如今，寧夏電科院所使用的電力系統(tǒng)計算分析工具，與當(dāng)年相比不可同日而語。剛剛建成的“寧夏電力公司電網(wǎng)仿真實驗室”是國內(nèi)目前最為先進的全數(shù)字動態(tài)仿真系統(tǒng)之一。借助這一平臺，黃永寧及其團隊將開創(chuàng)寧夏電網(wǎng)電力系統(tǒng)仿真分析工作的全新局面。
“我們要像‘保健醫(yī)生’一樣，讓電網(wǎng)運行‘規(guī)矩有型’”
又一個喜訊在寧夏電力系統(tǒng)交口相傳――黃永寧主持完成的《節(jié)能型電網(wǎng)限流裝置的研制與應(yīng)用》科研項目，獲寧夏回族自治區(qū)科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎，寧夏電力公司科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎，該裝置的實用新型和外觀設(shè)計兩項專利獲國家專利局授權(quán)。
迄今為止，國內(nèi)外研究應(yīng)用的超導(dǎo)故障限流器、串聯(lián)諧振限流器及固態(tài)限流器等，采用電力電子器件的限流裝置，雖然動作快速但容量有限，價格昂貴，應(yīng)用量很少，大部分處于試驗樣機階段。黃永寧及團隊研制的節(jié)能型電網(wǎng)限流裝置取得了新的突破。在石嘴山供電局投運的35KV戶外電網(wǎng)限流裝置，每年可節(jié)省運行損耗高達390萬千瓦時，直接節(jié)電經(jīng)濟效益達195萬元。
目前，黃永寧及其團隊正在推進《戶外高壓可重復(fù)節(jié)能電網(wǎng)限流裝置研制》科研項目。為克服瓶頸，他創(chuàng)造性地提出了“戶外高壓可重復(fù)節(jié)能限流裝置”的構(gòu)想。該裝置以較低的成本和極大的節(jié)能降耗效果，實現(xiàn)在高壓、超高壓電網(wǎng)限制短路電流的功能?！斑@是一項世界領(lǐng)先技術(shù)”，黃永寧估算，該限流裝置若運用于全國電網(wǎng)，將產(chǎn)生百億元的經(jīng)濟效益。
“‘短路與諧波’是威脅電網(wǎng)安全的幽靈，必須像醫(yī)生做手術(shù)一樣精確診治?！秉S永寧做出剪刀的手勢。自從事電能質(zhì)量分析與測試以來，諧波成為了黃永寧及其團隊直面的一大難題。黃永寧說，這一課題做了20多年，我們要像“保健醫(yī)生”，手拿“手術(shù)刀”，讓電網(wǎng)運行“規(guī)矩有型”。
黃永寧說，諧波是影響電網(wǎng)電能質(zhì)量的“罪魁禍?zhǔn)住?，對電網(wǎng)的污染就像化工廠向清澈的湖泊排污一樣。在理想干凈的供電系統(tǒng)中，在只含線性元件的簡單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。在實際的供電系統(tǒng)中，由于有非線性負荷，如整流負載、電力機車、軋鋼機、電弧爐等存在，當(dāng)電流流過與所加電壓不呈線性關(guān)系的負荷時，就形成非正弦電流，造成電網(wǎng)污染。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。
“作為從事電網(wǎng)系統(tǒng)分析研究電能質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督的一名工作人員，必須結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展現(xiàn)狀，為當(dāng)?shù)仉娏ㄔO(shè)和用戶使用優(yōu)良電能，掃清一切技術(shù)故障?！秉S永寧針對高耗能負荷，提出的無功補償兼帶濾波的措施被高耗能廠家廣泛應(yīng)用，使得電網(wǎng)電能質(zhì)量得到顯著改善。
1994年，第一條電氣化鐵路寶中鐵路寧夏段開建，寧夏電網(wǎng)面臨前所未有的全新課題。黃永寧開始研究電氣化鐵路對寧夏電網(wǎng)的影響。當(dāng)時，他和團隊率先在全國使用CHP電力系統(tǒng)諧波分析程序，進行寶中電氣化鐵道諧波及負序分量計算工作，計算報告《寶中電氣化鐵道寧夏段諧波分量計算報告》獲寧夏電力公司優(yōu)秀科技論文一等獎。
研究雖有進展，但如何將鐵路機車運行過程模擬出來？機車運行過程中會產(chǎn)生多少諧波？帶電多長時間？對供電電網(wǎng)有什么影響？一系列嶄新的課題面前，黃永寧選擇了重回母?！俺潆姟?，同時也為了圓夢。
黃永寧說，四年大學(xué)生活對自己而言是一場如癡如醉的夢，現(xiàn)在這個夢依然未醒。這一次尋夢之旅其實并不浪漫，面對電氣化鐵路對寧夏電網(wǎng)影響的整體分析評估，諸多技術(shù)難關(guān)需要攻克。最終，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，他以該項目為論文選題，如愿拿到了一直心儀的“工程碩士”。
“電網(wǎng)安全只有起點，沒有終點”
見到黃永寧時，他正在電網(wǎng)仿真實驗室指導(dǎo)同事做線路參數(shù)測試，模擬實驗電網(wǎng)交直流混合仿真計算分析。偶爾會有爭論，但他親和的語氣讓實驗室氣氛融洽。其實，更多時候是他過硬的理論知識令同事們“折服”。
“與同事們探討問題是一種快樂，爭論會產(chǎn)生靈感，使得分析和實驗?zāi)軌蜃呱辖輳??！秉S永寧笑呵呵地說。
在實驗室里與他“交鋒”的系統(tǒng)分析專責(zé)田蓓，與黃永寧共事7年，是他一手帶起來的技術(shù)骨干。
2004年，寧夏電力試驗研究所與銀川電校合并為寧夏電力科技教育工程院。工程院成立后，系統(tǒng)室也進行了重組，只剩黃永寧一人。田蓓等新調(diào)入的7位電校老師，具備豐富的理論知識，但實踐能力尚需提高。黃永寧的工作便由原來只管專業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)、教培“兩翼齊飛”。
田蓓和同事們回憶起當(dāng)時的情景，感慨萬千：“作為一名只教過電力基礎(chǔ)課程的年輕職工，轉(zhuǎn)為從事電力系統(tǒng)分析計算，心里完全沒底。黃永寧耐心細致的言傳身教，讓我們很快找到了感覺?！?/p>
5年后，黃永寧的團隊不僅承擔(dān)起繁重的教學(xué)任務(wù)，電網(wǎng)分析專業(yè)更是突飛猛進，現(xiàn)已能夠承擔(dān)電網(wǎng)分析、試驗方面的各項基礎(chǔ)工作和國網(wǎng)公司科研項目，成績斐然：
完成750kV、±500kV及大機組群接入寧夏電網(wǎng)的前期研究項目――短路電流、過電壓計算及其限制措施研究兩個子項目，獲國網(wǎng)公司科技進步三等獎、寧夏電力公司科技進步特等獎；
Abstract: This paper analyzes the technical requirements of high speed flow when the pantograph on catenary wire fork, combined with Zhengxi high-speed rail, analyzed the pantograph contact net group of cross line turnout design parameters, through the daily operation and repair work specific situation discussed the three groups showed no cross fork, main control points check measurement method, operation and maintenance technology.
Key words: high-speed rail; catenary; no cross crossing design; maintenance;
中圖分類號：TM922.5文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
1.前言
無交叉線岔可保證機車從正線高速通過，所以它的設(shè)計與運營維護是保證接觸網(wǎng)高速運行的重要條件。本論文以徐蘭客運專線鄭西線為例，探討三組無交叉線岔設(shè)計與維護過程的關(guān)鍵點：
徐蘭客運專線鄭西線是我國一條全線設(shè)計時速350Km/h的國產(chǎn)電氣化客運專線。為確保動車組從正線上高速通過道岔時,受電弓在任何情況下均不與側(cè)線的接觸線相接觸,動車組從側(cè)線進入正線或從正線進入側(cè)線時,受電弓能從側(cè)線與正線接觸線之間實現(xiàn)平穩(wěn)過渡,不發(fā)生刮弓現(xiàn)象,在鄭西線的站場側(cè)線與正線相連的60kg/m鋼軌1/41號高速單開道岔(簡稱41號道岔)采用三支無交叉線岔。經(jīng)鐵道部網(wǎng)檢車和綜合檢測車現(xiàn)場檢測,三支無交叉線岔符合高鐵設(shè)計要求。 研究三支無交叉線岔的運營維護，對掌握高鐵運行安全有著重要意義。
2.高速弓網(wǎng)受流對三支無交叉線岔的技術(shù)要求
2.1空間幾何參數(shù)
2.1.1線岔的導(dǎo)高
動車組通過三支無交叉線岔時，受電弓始終保持與線岔的兩支接觸，這就對線岔處的三支導(dǎo)線的導(dǎo)高提出一個新的要求，始終要保持兩支導(dǎo)線的平順性，這才能保證列車高速通過時弓網(wǎng)的正常取流。
2.1.2線岔的拉出值
在三支無交叉線岔處,因要考慮到受電弓的有效工作寬度和受電弓在線岔處的水平晃動量等因素,所以對三支無交叉線岔每一點處每一支的拉出值的大小都有一個新的要求,防止受電弓通過線岔時導(dǎo)致因拉出值的不合適引起鉆弓/打弓故障的發(fā)生
2.2 弓網(wǎng)動態(tài)接觸力
弓網(wǎng)動態(tài)接觸力一般按一個跨距為分析單位，分析參數(shù)有：最大值、最小值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。各參數(shù)評判標(biāo)準(zhǔn)為：
最大值：Fmax=Fm+3ó（N）；
最小值：Fmin=20（N）；
平均值：Fm≤0.00097V2+70(N)；
標(biāo)準(zhǔn)偏差：ó≤0.3*Fm（N）
在雙弓最小間距為160m的運行條件下,修正后的弓網(wǎng)間平均接觸壓力應(yīng)低于圖1的規(guī)定,最小接觸壓力應(yīng)為正值,最大接觸壓力應(yīng)低于300N,接觸力標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于0.3Fm。因此線岔處的接觸壓力也要滿足此條件。
圖1 平均接觸壓力與速度關(guān)系曲線圖
2.3抬升量
線岔懸掛點處接觸線的抬升應(yīng)符合EN50119（2001）的規(guī)定。正常運行時，最大跨距懸掛點處接觸線計算和驗證的抬升量不大于100mm；懸掛點處定位器自由抬升的設(shè)計范圍至少應(yīng)為計算抬升值的2倍。
綜上所述，高速弓網(wǎng)受流系統(tǒng)對線岔的技術(shù)要求特別高，不僅從接觸網(wǎng)的基本技術(shù)參數(shù)如導(dǎo)高拉出值等方面來評價弓網(wǎng)受流，還從接觸力、抬升量等方面對高速鐵路的線岔的技術(shù)提出了更高的要求。
3.鄭西高鐵受電弓與41號道岔結(jié)特征
3.1受電弓的基本技術(shù)參數(shù)
受電弓動態(tài)包絡(luò)線：直線段左右擺動量250mm、上下晃動量200mm；
受電弓弓頭寬度：1950mm；
受電弓工作寬度：1450mm；
受電弓工作范圍：4950-5500mm;
滑板的最小寬度：1030mm；
滑板數(shù)量：2個；
滑板材質(zhì)：碳；
受電弓靜態(tài)接觸壓力：70±10N。
圖2 受電弓機構(gòu)示意圖
3.2 41號道岔的結(jié)構(gòu)特征
41號道岔用于中間站跨區(qū)間無縫線路的連接。 道岔采用43.090m長的60B40鋼軌制造，全長L=140.599m,前端長度a=56.319m,后端長度b =84.280m。為彈性可彎接軌，接軌接端為插接式。
4. 三支無交叉線岔的布置原理
三支無交叉線岔為2條正線間的渡線道岔采用錨段關(guān)節(jié)式線岔圖的接觸網(wǎng)布置圖。圖3中，渡線電分段采用了四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)形式（3#關(guān)節(jié)），以避免分段絕緣器產(chǎn)生的硬點影響。1#關(guān)節(jié)和5#關(guān)節(jié)為四跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)，2#關(guān)節(jié)和5#關(guān)節(jié)為五跨非絕緣錨段關(guān)節(jié)（相鄰2支懸掛各形成一個錨段關(guān)節(jié)）。圖中編號②接觸懸掛相對于另一正線而言為側(cè)線支接觸懸掛，編號③接觸懸掛相對于另一正線而言所起作用與編號①作用相同，從B柱到C柱的區(qū)域為正線和側(cè)線的轉(zhuǎn)換區(qū)域（五跨關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)換跨）。
圖3 三支無交叉線岔平面布置圖
當(dāng)動車組在正線上運行時，受電弓不與編號③接觸線接觸，但在1#關(guān)節(jié)和2#關(guān)節(jié)處與編號②接觸線存在轉(zhuǎn)換過渡關(guān)系；當(dāng)列車由正線駛?cè)雮?cè)線時，受電弓首先在1#關(guān)節(jié)處由編號①接觸線過渡到編號②接觸線，然后再2#關(guān)節(jié)處（B柱到C柱之間）由編號②接觸線過渡到編號③接觸線，經(jīng)過C柱以后完全駛離道岔進入側(cè)線運行；當(dāng)列車由側(cè)線駛?cè)胝€時，受電弓首先在2#關(guān)節(jié)處（C柱到B柱之間）由編號③接觸線過渡到編號②接觸線，經(jīng)過A柱以后在1#關(guān)節(jié)處再由編號②接觸線過渡到編號①接觸線，進而完全轉(zhuǎn)入正線運行。
4.1三支無交叉線岔的始觸區(qū)。由于三支無交叉線岔的重點是“三點”和始觸區(qū)，它采用輔線、渡線及正線三線無交叉布置的方式，所以在始觸區(qū)600-1050mm的區(qū)域內(nèi)接觸線不得安裝任何線夾,包括定位線夾、吊弦線夾、電連接線夾等，交叉吊弦安裝在550-600之間，但同時 “三點”的技術(shù)參數(shù)要滿足要求，動車受電弓才可以平穩(wěn)的從正線過渡到側(cè)線，側(cè)線過渡到正線。
4.2三支無交叉線岔“三點”的確定。無交叉線岔有兩個關(guān)鍵定位點和一個等高點。平面布置時,應(yīng)使側(cè)線接觸線和正線線路中心的距離大于兩接觸線間的距離。以鄭西線的1/41號高速單開道岔, UIC 608 Annex 4a受電弓為例,如圖3 弓頭總寬度1950mm，弓頭工作區(qū)為1450mm，受電弓最外端尺寸的半寬為725mm,水平擺動量為250mm(考慮350km/h速度),升高后的加寬為125mm。所以受電弓在側(cè)線側(cè)最外端可觸及到的尺寸限界為:725+250+125=1100(mm)。鄭西線三支無交叉線岔考慮到整個渡線及輔線的長度及道岔布置的對稱性,單邊采用兩根道岔定位柱和兩組硬橫梁定位,如圖4其中其中A點定位處正線拉出值50mm, 輔線居中,渡線拉出值350mm；B點為兩內(nèi)軌間距為800mm屬于等高點，正線相對于側(cè)線的拉出值滿足1100mm，側(cè)線相對于正線拉出值滿足1100mm C點定位處正線拉出值350mm,輔線居中，渡線拉出值為350mm。，因而動車從正線高速通過岔區(qū)時,與區(qū)間接觸網(wǎng)一樣正常受流,不會觸及側(cè)線接觸線,而與側(cè)線接觸懸掛無關(guān)。
圖4 三支無交叉線岔“三點”平面示意圖
由上面的分析可知,在受電弓由正線通過時,可以保證側(cè)線接觸線與正線線路中心間的距離始終大于受電弓的工作寬度之半加上受電弓的橫向擺動量,因而正線高速行車時,受電弓滑板不可能接觸到側(cè)線接觸線,從而保證了正線高速行車時的絕對安全性,并且在道岔處不存在相對硬點。
4.2.1動車由正線進入側(cè)線線岔時。當(dāng)機車從正線進入側(cè)線時,在兩軌間距為800mm的等高點處。因側(cè)線線路中心相對于正線線路中心拉出值要滿足1100mm受電弓滑板不可能接觸到正線接觸線上，受電弓滑過等高點后，側(cè)線接觸線比正線接觸線高度又以4/1000坡度開始降低。因而,受電弓可以順利過渡到側(cè)線接觸懸掛上。
4.2.2動車由側(cè)線進入正線線岔時。當(dāng)機車由側(cè)線進入正線時, 在兩軌間距為800mm的等高點處。因正線線路中心相對于側(cè)線線路中心拉出值要滿足1100mm受電弓滑板不可能接觸到側(cè)線接觸線上，受電弓滑過等高點后,受電弓逐漸滑離側(cè)線接觸線,同時,側(cè)線接觸線高度又以4/1000坡度開始抬高,過等高點后,側(cè)線接觸線比正線接觸線要高,所以受電弓能夠順利的過渡到正線接觸線上。這時,受電弓將逐步脫離側(cè)線接觸懸掛而平滑地過渡到正線接觸懸掛。
5. 三支無交叉線岔維護調(diào)整技術(shù)
5.1測量線岔。為掌握線岔技術(shù)參數(shù)及線岔變化情況，對三支無交叉線岔每季度進行測量一次，根據(jù)天氣的變化適當(dāng)增加測量次數(shù)。每次對始觸區(qū)、交叉吊弦、“三點”的技術(shù)參數(shù)進行測量，如有不滿足情況，對此處的導(dǎo)高及拉出值進行調(diào)整。
5.2拉出值的調(diào)整。如圖4 等高點處的拉出值要滿足1105mm，調(diào)整位置在等高點兩側(cè)的關(guān)鍵點，只要A點定位處正線拉出值50mm, 輔線居中,渡線拉出值350mm；B點處正線相對側(cè)線線路中心為1100mm，渡線相對正線線路中心為1100mm；C點定位處正線拉出值350mm,輔線居中，渡線拉出值為350mm。正線拉出值允許偏差±10mm，側(cè)線拉出值允許偏差±20mm。
5.3導(dǎo)高的調(diào)整。三支無交叉線岔側(cè)線導(dǎo)線高度的調(diào)整應(yīng)從等高點按著4/1000的坡度向兩邊順坡。
5.4吊弦的檢調(diào)。根據(jù)導(dǎo)高的調(diào)整預(yù)配吊弦的長度，以滿足此處接觸線的高度。
5.5繼續(xù)測量線岔。對線岔各點的數(shù)據(jù)進行測量一遍，看始觸區(qū)、交叉吊弦、“三點”的數(shù)據(jù)是否滿足設(shè)計要求，不合適再次進行調(diào)整。
6.結(jié)論
本文通過高速取流時受電弓對接觸網(wǎng)線岔的技術(shù)要求，分析了三支無交叉線岔設(shè)計的設(shè)計原理和維護的主要方法。在維護的過程中要特別注重對三支無交叉線岔拉出值的調(diào)整以及三支無交叉線岔導(dǎo)高平順性調(diào)整的方法，對于高鐵日常維護及確保高鐵運行安全有著重要的參考價值。
參考文獻：
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〔3〕于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng).西南交通大學(xué)出版社，2003
中圖分類號：U226 文獻標(biāo)識碼：A
在電力機車的運行過程中，受電弓在接觸懸掛下高速滑動運行，從動力學(xué)角度，表現(xiàn)出弓網(wǎng)接觸壓力的作用和受電弓滑板產(chǎn)生橫向振動的動態(tài)響應(yīng)，如圖1表示。
圖1 系統(tǒng)信號分析框圖
目前國內(nèi)外廣泛采用弓網(wǎng)接觸壓力直接測試方法。但在高速運行時，測量信號容易受到弓網(wǎng)接觸振動造成的電磁火花的干擾；附加的壓力傳感器，增加了滑板重量，改變了滑板的外形，使受電弓的穩(wěn)定性和安全性受到影響。
本論文提出的測試方法（圖2），是在車頂并排對稱安裝多個激光測距傳感器，通過測試受電弓滑板底部橫向振動位移，從而，計算弓網(wǎng)接觸壓力、拉出值、弓網(wǎng)沖擊（硬點）和接觸線高度等動態(tài)參數(shù)。
圖2 受電弓滑板響應(yīng)測試模型
1 弓網(wǎng)接觸響應(yīng)測試原理
滑板在弓網(wǎng)接觸運行中的振動，可近似認為是兩端固支的滑板彈性梁的橫向彎曲振動、兩端彈性支撐的滑板剛梁上下傳動和平面轉(zhuǎn)動的復(fù)合運動?；鍙澢駝幽B(tài)則可以用歐拉-伯努利梁求解。圖2中表示作用在滑板梁的第個節(jié)點的弓網(wǎng)接觸激振力，其作用的不同位置示意接觸線拉出值的變化。表示放置于車頂平面對準(zhǔn)受電弓滑板底部第個高速激光傳感器的位移測量值，其動態(tài)響應(yīng)關(guān)系用傳遞函數(shù)可表示成如下矩陣形式：
（1）
（1）式中可通過單位沖擊響應(yīng)的數(shù)字計算得到，于是，根據(jù)卷積原理，弓網(wǎng)接觸壓力可表示如下：
（2）
由各激光傳感器測試的離散位移信號，可實時得到弓網(wǎng)沖擊加速度，導(dǎo)線高度和拉出值，表示如下：
（3）
（4）
（5）
上式中為車頂傳感器的基準(zhǔn)高度，為激光傳感器的個數(shù)，為激光傳感器的分布序號，表示各激光傳感器幾何位置對稱加權(quán)系數(shù)。
2 滑板梁的動力學(xué)分析
將圖2的模型分解為一個兩端固定支撐的受電弓彈性滑板梁和一個兩端等剛度彈性支撐的受電弓剛性滑板梁。先分別求出各自的動態(tài)響應(yīng)，然后在靜平衡位置的軸上的同一點對橫向響應(yīng)位移進行疊加。
2.1 受電弓滑板剛梁在平面內(nèi)的振動
設(shè)支撐彈簧剛度為，滑板剛梁長度為、線密度為、質(zhì)量為、質(zhì)心為，滑板剛梁繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量為，取質(zhì)心的橫向位移及滑板剛體繞質(zhì)心的角位移作為廣義坐標(biāo)（），對滑板進行受力分析，建立受迫振動微分方程如下：
（6）
（7）
令，由此求得剛梁橫向振動的固有頻率和剛梁繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動的固有頻率為：
（8）
（9）
采用Duhamel積分法求解（6）式和（7）式，由圖3知當(dāng)弓網(wǎng)接觸力在處作用時，滑板剛體處由橫向振動和繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的復(fù)合橫向振動位移可表示如下：
（10）
2.2 受電弓滑板彈性梁彎曲振動振型函數(shù)
以兩端固定支撐的滑板彈性梁在橫截面對稱平面內(nèi)的橫向位移作為廣義坐標(biāo)，并設(shè)梁的線密度為，抗彎剛度為EI，受力分析如圖4所示。根據(jù)達朗貝爾原理和力矩平衡原理可得到滑板梁橫向振動的四階齊次偏微分方程：
（11）
對（11）式用分離變量法求解并應(yīng)用克雷諾夫函數(shù)可得滑板梁固有頻率的計算公式和橫向彎曲振動振型函數(shù)：
（12）
（13）
為計算方便，振動滑板梁的計算參數(shù)取值如表1所示。
由此求得1階模態(tài)的固有頻率為94.5Hz，2階模態(tài)的固有頻率為258Hz，3階模態(tài)的固有頻率為505Hz，4階模態(tài)的固有頻率為829Hz。
（13）式中可以是任意常數(shù)。只要將各階固有頻率對應(yīng)的的值代入該式，即可求得滑板彈性梁橫向彎曲振動的各階相應(yīng)的主振型。
2.3 受電弓滑板彈性梁動力沖擊響應(yīng) （見圖5）
在滑板梁的處，假設(shè)有一弓網(wǎng)接觸壓力作用，自由振動運動方程可得到：
（14）
滑板均勻彈性梁的振型函數(shù)為式（13），將主振型正則化，利用其正交性特點，可得：
（15）
設(shè)各階固有頻率為，主振型為，1，2，3，….則彈性梁動力響應(yīng)可用模態(tài)疊加（坐標(biāo)變換）表示為：
（16）
利用主振型正交性質(zhì)，由杜哈美（Duhamel）積分法求解得：
（17）
將式（17）代入式（16），可得滑板彈性梁原廣義坐標(biāo)的響應(yīng)：
（18）
3 用數(shù)字計算方法求響應(yīng)矩陣和傳遞函數(shù)矩陣
為了求式（1）中的傳遞函數(shù)矩陣[]，必須先求下式（19）中的響應(yīng)矩陣[]。
（19）
傳遞函數(shù)矩陣[]和響應(yīng)矩陣[]的關(guān)系為：
（20）
基于系統(tǒng)響應(yīng)分析數(shù)字計算步驟如下：
（1）如圖2所示，先假設(shè)在滑板上從左到右第一個確定的輸入節(jié)點上作用一個確定的弓網(wǎng)沖擊接觸力，通過式（10）和式（18），分別計算各激光傳感器對應(yīng)位置的位移響應(yīng)值、、…、。通過下式：
（21）
即可計算出。
（2）其它矩陣元素的計算方法同上，即通過下式可計算得到。
（22）
（3）由式（20）計算[]。
（4）由式（1）和式（2）計算。
（5）由式（3）、式（4）、式（5）分別計算接觸網(wǎng)幾何參數(shù)和動力學(xué)參數(shù)。
4 響應(yīng)測試系統(tǒng)仿真
對圖2所示的響應(yīng)測試模型進行仿真，假設(shè)對稱配置5個激光測距傳感器，測試受電弓滑板底部-0.4m，-0.2m，0m，0.2m，0.4m 等5個點的位移，如圖6所示，取2.5，取1720Nm2，取0.8m，取2500 N/m 。
假設(shè)依次在受電弓滑板上-0.4m，-0.2m，0m，0.2m，0.4m的地方垂直向下施加110N的弓網(wǎng)接觸壓力，通過式（10）和式（18），分別計算各激光傳感器對應(yīng)位置的位移響應(yīng)值、、…、。通過式（21）計算，可得到響應(yīng)關(guān)系矩陣式（23）。
由上式D矩陣求逆，可得到傳遞函數(shù)矩陣如式（24）。
如果還是用150N的弓網(wǎng)接觸壓力，在-0.4m和-0.2m，的地方垂直向下施加，并由此得到，再將代入式（2），反過來求得接觸力為150N；如果還是用110N的弓網(wǎng)接觸壓力，在-0.25m的地方垂直向下施加，并由此得到，再將代入式（2），反過來求得接觸力為98.77N，誤差為10%，該誤差主要由激光傳感器的配置位置造成。
如果用150N的弓網(wǎng)接觸壓力在受電弓滑板上-0.4m 處垂直向下施加，如圖7（a）所示，傳感器各點位移響應(yīng)如圖6（a）所示；在-0.2m、0m、0.2m、0.4m處施加，力的作用圖（圖7（b）-（e））與位移響應(yīng)圖（圖6（b）-（e））一一對應(yīng)。
由此可見，采用傳遞函數(shù)計算方法的仿真與實際情況基本相符。
結(jié)語
基于系統(tǒng)響應(yīng)原理測試高速鐵路接觸網(wǎng)動態(tài)參數(shù)的方法，其重要意義在于將測試傳感器完全從受電弓滑板上撤離下來，這是高速鐵路接觸網(wǎng)車載動態(tài)測試追求的目標(biāo)。如果采用圖象處理和激光雷達等非接觸式檢測方式，由于其掃描周期和處理時間的限制，使得該方法從原理上無法實現(xiàn)對弓網(wǎng)高頻動態(tài)特性的測試。在實際應(yīng)用中，作者認為必須在實驗室直接測試數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進行回歸分析，校正核實計算模型。
參考文獻
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電氣化鐵路接觸網(wǎng)絕緣子表面積污， 在惡劣天氣下引起污穢閃絡(luò)，造成大面積、長時間停電故障，是頻發(fā)性事故之一。隴海線邵崗集站、新月線焦作―柏山區(qū)間接觸網(wǎng)2007年8月至2009年1月發(fā)生4次大面積連續(xù)污閃跳閘，多次發(fā)生零散跳閘，長時間中斷供電，對運輸干擾很大。斷路器反復(fù)受沖擊導(dǎo)致壽命下降，多處接觸網(wǎng)絕緣子閃絡(luò)擊穿，嚴重影響牽引供電設(shè)備安全。
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，邵崗集、焦作至柏山區(qū)間分別靠近瑞霖復(fù)合肥廠（以下簡稱瑞霖廠）、多氟多化工股份責(zé)任有限公司（以下簡稱多氟多公司），導(dǎo)致上述跳閘均由兩廠排放的污穢造成。
1 化工污穢區(qū)段狀況及跳閘特點
1.1 污穢源距鐵路過近
《GB/T 16434-1996高壓架空線路和發(fā)、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：離化學(xué)污源和爐煙污穢300m以內(nèi)為大氣特別嚴重污染地區(qū)，是污穢等級最高的Ⅳ級。經(jīng)測量，瑞霖廠排污煙囪距鐵路78m，多氟多公司排污源距鐵路36m。均為大氣特別嚴重污染地區(qū)，應(yīng)采取最嚴格的治污措施。
1.2 所排污穢具有腐蝕性
瑞霖廠主要排放物為SO2和含Cd、As、Hg、F廢氣，多氟多公司主要排放物為含氟廢氣，均為有毒有害物質(zhì)，嚴重影響環(huán)境。污閃接觸網(wǎng)金屬構(gòu)件腐蝕嚴重（見圖1），周邊植被異?？菸?。
圖1 污閃接觸網(wǎng)金屬構(gòu)件腐蝕情況
1.3 污染物排放筒高度較低
瑞霖廠排污煙囪高15m，多氟多公司采用無煙囪排放污染物。
1.4 污閃絕緣子表面臟污不明顯
污閃絕緣子表面積灰不多，附著物多為白色顆粒，臟污現(xiàn)象不明顯，巡視不易發(fā)現(xiàn)。
1.5 頻繁跳閘持續(xù)時間長
邵崗集站接觸網(wǎng)2007年8月24日連續(xù)跳閘10次，中斷供電58分鐘，9月27日跳閘9次，中斷供電38分鐘。焦作至柏山間接觸網(wǎng)2008年2月24日連續(xù)跳閘9次，2009年1月31日跳閘4次。每次大面積跳閘均伴隨雨霧天氣，少則數(shù)小時，多則十幾個小時。
1.6 絕緣子污閃范圍大
距污染源約300m范圍內(nèi)，接觸網(wǎng)絕緣子均發(fā)現(xiàn)閃絡(luò)燒傷。300m～500m范圍內(nèi)絕緣子也有污穢吸附，但污穢積累速度減慢，由于清掃及時，未發(fā)生污閃故障。
1.7 跳閘均發(fā)生在雨雪霧等惡劣天氣
2 絕緣子污閃分析
2.1 污閃形成機理
一般而言，干燥狀態(tài)下絕緣子表面沉積的污穢物電阻很大，在霧、露、毛毛雨或者環(huán)境濕度較高的時候，污穢物中含有的可溶鹽成份溶解，產(chǎn)生正負離子，可在電場力作用下定向運動，相當(dāng)于在絕緣設(shè)備表面形成了一層導(dǎo)電膜，產(chǎn)生較大的泄漏電流。
由于絕緣子表面材質(zhì)的不同、形狀結(jié)構(gòu)的變化、表面污層分布不均勻、污層潤濕程度不同等因素的影響，泄漏電流在設(shè)備表面上的分布不均勻。在電流密度比較大的地方，熱效應(yīng)顯著，污穢物中含有的水分被蒸發(fā)，在絕緣設(shè)備表面形成干燥帶。由于干燥帶中的污穢物絕緣電阻值很高，壓降很高。當(dāng)干燥帶某處的場強值超過起暈場強時，就會發(fā)生不穩(wěn)定的沿面局部放電現(xiàn)象，呈間歇脈沖狀態(tài)。當(dāng)放電火花熄滅時，由于此時已形成明顯的干燥帶，泄漏電流燥帶的高電阻限制到很小的值，泄漏電流的烘干作用幾乎終止，大氣的潮濕會使干燥帶重新濕潤，從而在場強較高處又產(chǎn)生新的放電火花。
由于絕緣子的泄漏距離較小，如果絕緣子臟污比較嚴重、表面充分受潮，就會出現(xiàn)較強烈的局部放電現(xiàn)象，泄漏電流脈沖幅值較大，可達數(shù)十或數(shù)百毫安。這種間歇脈沖狀放電現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展也是隨機的、不穩(wěn)定的，在一定的條件下，局部電弧會逐漸沿面伸展并最終完成閃絡(luò)，即污閃。
2.2 影響污閃因素
2.2.1 臟污與濕潤
電壓、氣候、污穢是絕緣子污閃的三個要素，臟污、濕潤是構(gòu)成污閃的兩項基本條件，二者缺一不可。絕緣子的泄漏電流最大值隨等值鹽密的增加成線性關(guān)系，隨相對濕度的增加成非線性關(guān)系。
2.2.2 天氣影響
中到大雨時水滴較大，降速較快，對污染絕緣子有沖洗作用，凈化積污明顯，不易發(fā)生污閃故障。而在霧天，濃度越大，泄漏電流值越大，更易發(fā)生污閃事故。
3 防范對策
對于一般的高積灰、高鹽密污穢，防污閃技術(shù)措施主要有：提高絕緣水平（調(diào)爬及采用防污型絕緣子）、使用防污閃涂料、加強清掃。對于化工污穢，沒有現(xiàn)成經(jīng)驗，我們先后嘗試了多種方法。
3.1 絕緣整治
3.1.1 加強絕緣清掃，污閃可大大減少
在雨霧等濕潤天氣前清掃絕緣可有效避免污閃，但受天氣預(yù)報準(zhǔn)確率、檢修天窗控制嚴格等影響，很難及時清掃絕緣子，故采取大大縮短清掃周期的方法。將檢規(guī)規(guī)定的6～12個月清掃周期改為干燥季節(jié)每月清掃，雨霧季每半月清掃后，多氟多公司附近接觸網(wǎng)污閃故障大大減少。
3.1.2 更換合成絕緣子，污閃周期可以延長
硅橡膠合成絕緣子有優(yōu)異的憎水性和憎水遷移特性，同時由于等效直徑小，泄露電流也就小于瓷及玻璃絕緣子，故具有相對較強的耐污閃能力。但當(dāng)硅橡膠表面污層過厚，憎水性難以遷移至污層表面，在長時間的潮濕條件下，憎水性呈現(xiàn)逐漸減弱甚至?xí)簳r消失，導(dǎo)致絕緣子性能大大降低。多氟多公司附近接觸網(wǎng)更換合成絕緣子后，在不清掃的情況下，污閃發(fā)生的周期從半個月延長至三個月左右。
3.1.3 更換大爬距絕緣子，防污閃能力略有提升
瑞霖廠附近接觸網(wǎng)按重污區(qū)設(shè)計，原采用爬距1400mm絕緣子，后更換為爬距1600mm絕緣子，實踐證明防污閃效果不理想。
3.1.4 加裝絕緣子防塵罩，防污閃作用不大
為減少降落吸附在絕緣子上的污穢，在多氟多公司附近接觸網(wǎng)棒式絕緣子有電側(cè)第一與第二瓷裙間安裝大半徑防污罩，防污閃效果不理想。
3.1.5 涂刷長效憎水涂層，在化工污穢區(qū)不適用
RTV涂料優(yōu)異的耐污閃性能是設(shè)備爬距不能滿足要求時所采用的一種補救措施，主要用于變電站電瓷設(shè)備上。在多氟多公司附近接觸網(wǎng)絕緣子上涂刷RTV涂料，其后4個月為無雨期未發(fā)生污閃，但在首場小雨時再次污閃。其原因是化工污穢具有較強腐蝕性，RTV涂料易受到破壞。
3.2 污染源治理
3.2.1 瑞霖排污設(shè)備改造后效果顯著
據(jù)瑞霖廠提供的由環(huán)保部門出具的污染物排放檢測報告，滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297－1996）二級排放標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到其排氣筒距線路很近且高度過低，我們要求其加高煙囪，利用高空氣流擴散快的特點，污染物向更高、更廣的范圍擴散，稀釋排放廢氣，減輕局部地區(qū)大氣污染。廠方將煙囪加高到55m，兩年來，未發(fā)生污閃故障，效果顯著。
3.2.2 多氟多排污依舊，污閃仍在
多氟多公司拒不承擔(dān)治污責(zé)任，排污依舊，也未采用高煙囪稀釋法。在按半月為周期清掃絕緣子的情況下，污閃故障仍有發(fā)生。
4 結(jié)束語
目前，電氣化鐵道進入快速發(fā)展期，沿線化工污穢導(dǎo)致接觸網(wǎng)絕緣子污閃故障必然大量發(fā)生，這種電氣化鐵路的特有故障將大大降低牽引供電的可靠性，嚴重影響運輸安全?？s短污穢區(qū)絕緣子清掃周期，有明顯防污閃效果，但頻繁作業(yè)投入很大；其它加強絕緣的方法效果欠佳；污染源治理作為防污閃治本之策，應(yīng)堅決要求執(zhí)行。
建議鐵路主管部門聯(lián)合環(huán)保部門，加強對電氣化鐵道沿線化工污穢源的控制。禁止在鐵路近距離內(nèi)（建議距500m以上）新建化肥廠、化工廠、鋼鐵廠、鋁廠等可能導(dǎo)致污閃的化工污穢源，對既有導(dǎo)致接觸網(wǎng)污閃的化工污穢源強制進行治污改造。
參考文獻：
Keywords： railway signal；simulation test
Abstract： Railway signal engineering simulation experiment has a series of advantages ，such as simple principle， easy implementation， reliable operation， and many other advantages. This paper on the basis of theoretical analysis of railway signal combined with the engineering practice to get correct data ， through calculation model and a series of engineering test.This paper effectively solves the problem of railway signal interlocking test， which can be widely used in railway signal conduction of engineering experiment.
中圖分類號：X731 文獻標(biāo)識碼： A
1.引言
我國鐵路以提速為載體，以技術(shù)創(chuàng)新為依托，推動了鐵路信號的技術(shù)改造與升級，廣泛采用計算機技術(shù)，促進了鐵路信號向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化、綜合化方向的發(fā)展。而鐵路信號在鐵路運輸中起著相當(dāng)于人“眼睛”的作用，對提高鐵路運輸效率、運輸速度、保證行車安全都起著至關(guān)重要的作用。軌道電路、道岔、信號機是組成鐵路信號的“三大塊”，本論文將圍繞著這三項內(nèi)容，在設(shè)備安裝完畢進入調(diào)試試驗階段展開討論，建立模擬試驗的模型，以解決模擬實驗的有關(guān)難題，探討出一條可行之路。
2.軌道電路模擬試驗?zāi)Ｐ?/p>
軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導(dǎo)體，兩端加以絕緣，接上送電和受電設(shè)備構(gòu)成的電路。當(dāng)軌道電路內(nèi)鋼軌完整，且沒有列車占用時，軌道繼電器吸起，表示軌道電路空閑。軌道電路被列車占用時，它被列車輪對分路，輪對電阻遠小于軌道繼電器線圈電阻，流經(jīng)軌道繼電器的電流大大減小，軌道繼電器落下，表示軌道電路占用。
根據(jù)軌道電路的原理，軌道電路模擬試驗可分為室內(nèi)部分和室外部分。在實際操作過程中，室外部分可以通過分線柜單獨對室外電纜進行導(dǎo)通，也可以單獨送電進行試驗。對室內(nèi)電路進行模擬試驗，第一步是先模擬室外回室內(nèi)的軌道電壓，在分線柜側(cè)對軌道電路進行送電，以檢查軌道繼電器是否能正常勵磁。繼電器試驗完畢后，在室內(nèi)分線柜上將所有軌道電路的回線（H）封連，引出一條電源線；將軌道電路的去線單獨引出至模擬盤鈕子開關(guān)的中接點，模擬盤所有鈕子開關(guān)的前接點封連后引出一條電源線，兩條電源線引至軌道電源變壓器的二次側(cè)。當(dāng)扳動妞子開關(guān)時，軌道電路的通路就實現(xiàn)了閉合或者斷開，實現(xiàn)了對室外軌道電路列車分路的模擬。
圖1軌道電路模擬試驗?zāi)Ｐ?/p>
3.道岔電路模擬試驗?zāi)Ｐ?/p>
目前我國的道岔轉(zhuǎn)折設(shè)備主要分為：直流電動轉(zhuǎn)轍機（四線制或六線制）以及交流電動轉(zhuǎn)轍機（S700K五線制）。道岔電路的動作原理是：通過定反操繼電器來控制1DQJ和2QDJ吸起和落下狀態(tài)，通過1DQJ和2QDJ吸起和落下來控制動作電流的流向，從而控制室外的電動轉(zhuǎn)轍機轉(zhuǎn)動，以達到轉(zhuǎn)換道岔的目的。表示電路是通過1DQJ和2QDJ吸起和落下和室外電動轉(zhuǎn)轍機內(nèi)部節(jié)點的閉合位置來控制交流表示電源的流向，通過二極管整流后達到讓室內(nèi)表示繼電器勵磁的目的，從而反映道岔是在定位還是在反位位置。下面以直流道岔為例，探討道岔模擬試驗?zāi)Ｐ汀?/p>
由動作電路原理可知：當(dāng)?shù)啦硐蚍次粍幼鲿r，電路中X2、X4通過直流電流；當(dāng)?shù)啦硐蚨ㄎ粍幼鲿r，電路中X1、X4通過直流電流，負載為室外電機中的定子線圈，通過的電流不大于3A，因此可以通過在X2、X4或者在X1、X4的分線盤位置加載的方式來達到模擬室外電機的目的，我們選用220V/200W的白熾燈泡作為負載。
由表示電路原理可知：當(dāng)?shù)啦碓诙ㄎ晃恢脮r，電路中X1、X3通過交流電流；當(dāng)?shù)啦碓诜次晃恢脮r，電路中X2、X3通過交流電流，負載為室內(nèi)表示繼電器線圈，是通過電機內(nèi)部的整流二極管整流，室內(nèi)的表示繼電器勵磁的。因此可以通過在分線柜位置的X1、X3和X2、X3上并聯(lián)二極管就可以實現(xiàn)對表示電流的整流，達到模擬室外電機內(nèi)部二極管的作用。
圖2 道岔模擬試驗?zāi)Ｐ?/p>
交流道岔的動作電路/表示電路原理跟直流道岔相近，只是動作線和表示線的配置與直流道岔不同，我們可以使用相同的方法來建立模擬試驗?zāi)Ｐ汀?/p>
4.信號機點燈電路的模擬模型
信號機點燈電路由室內(nèi)電路和室外電路兩部分組成，室內(nèi)電路通過信號繼電器（XJ）的節(jié)點來控制點燈。信號點燈電源XJZ220、XJF220經(jīng)過熔斷器（RD）、信號隔離變壓器（GLB）還有燈絲繼電器（DJ）將電源送至分線柜端子。然后經(jīng)過室外分線盒送至室外點燈變壓器，從而點亮信號燈光。根據(jù)實際電路的原理可以做出如下模型（以調(diào)車信號機點燈電路為例）：
根據(jù)點燈電路原理，將室內(nèi)外點燈電路分開試驗。試驗室外點燈電路時，首先導(dǎo)通電路的通路，然后在分線柜點燈端子上單獨送出220V點燈電源，以檢查室外點燈電路的準(zhǔn)確性。室內(nèi)點燈電路的模擬試驗?zāi)Ｐ彤?dāng)中通過在分線柜位置加入兩只220V、60W的白熾燈泡，來模擬室外的信號機的點燈，從而檢查室內(nèi)點燈電路的正確性。
圖3 信號模擬試驗?zāi)Ｐ?/p>
第一個模型檢查了點燈電路的正確性，但是在實際操作中，因為信號機數(shù)量較多，我們不可能在分線柜位置每架信號機都掛滿燈泡，所以，我們通過建立以上這個模型來解決。在上述模型中我們將信號點燈220V電源加入信號變壓器進行變壓（變比20：1，可以用幾個功率較大的普通軌道變壓器實現(xiàn)），將高電壓降至低電壓（10V左右），然后將信號隔離變壓器的一次側(cè)跟二次側(cè)進行封連（封線L、N），拔掉信號隔離變壓器，將分線柜點燈線端子進行封連（封線J、K），這樣就能保證燈絲監(jiān)督繼電器（DJ）勵磁吸起了，從而模擬出來信號點燈電路的工作狀態(tài)。
5.結(jié)論
我們在實際工程中通過幾個車站對建立的模型進行了測試試驗，在試驗過程中我們也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如模擬道岔轉(zhuǎn)轍機負載的白熾燈泡功率過小，一開始選用的60W，導(dǎo)致啟動電路的1DDQJ不能保持較長時間勵磁狀態(tài)，致使2DDQJ不能轉(zhuǎn)極，隨后我們將白熾燈泡更換為220V/200W，這個問題得到了圓滿的解決。另外信號機點燈用的白熾燈泡一開始使用的25W的，導(dǎo)致點燈回路電流過小，致使燈絲監(jiān)督繼電器（DJ）不能吸起，后來經(jīng)過我們更換為40W的燈泡后，問題也得到了相應(yīng)的解決。
經(jīng)過一系列的測試試驗，我們的模擬實驗的方法由于具有簡單、易操作、成本低、適用范圍廣泛、效果好等優(yōu)點，在信號既有電化改造工程中得到了廣泛的應(yīng)用，比如：京滬電化濟南樞紐、徐州樞紐工程，隴海電化徐連段等，得到了現(xiàn)場使用單位的好評。
參考文獻
中圖分類號：F53 文獻標(biāo)識碼：A
收錄日期：2011年11月21日
一、我國鐵路運輸業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的主要問題
隨著改革開放的深化以及經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，交通運輸企業(yè)煥發(fā)出前所未有的活力，各種運輸方式發(fā)展迅猛。鐵路作為國民經(jīng)濟的大動脈，也是最大眾化的交通運輸工具，具有運能高、運距遠、成本低、占地少、全天候、安全好、能源省、污染小等特點與優(yōu)勢，在國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的位置。
（一）我國主要鐵路干線運輸狀況。目前，我國的干線鐵路運輸密度嚴重飽和的情況下貨運也只能滿足需求的60%，煤炭等重點運輸物資只能“以運定產(chǎn)”，貨車被迫迂回運輸，僅繞行京九線每年造成的損失就高達1.58億元。春運40多天，為調(diào)整運力，主要干線短途客車基本停開，貨物列車大量減少。
1、貨運需求不能得到滿足。全國每天貨運裝車需求有14萬～16萬車，鐵路只能滿足60%左右，大量貨物不能及時承運。以享受“重點運輸”優(yōu)惠待遇的煤炭運輸為例，盡管煤運數(shù)量2005年比2004年增運6.8%，比1985年增運57.8%，達到8.2億噸，但全國日均請求車滿足率仍不到60%，許多煤炭企業(yè)只能“以運定產(chǎn)”，甚至影響到電力企業(yè)“因煤限電”。
2、運輸密度大，運輸能力緊張飽和。部分繁忙干線貨運能力十分緊張。據(jù)《人民日報》登載：京滬、京廣、京哈、京九、隴海、浙贛等六大干線，平均運輸密度8，100萬換算噸公里/每公里，是全路平均值的3倍，是俄羅斯平均值的5倍、日本的6倍、美國的7倍、德國的20倍、英國的22倍……大部分區(qū)段運輸能力已接近100%。
（二）我國鐵路季節(jié)性運能緊張。我國鐵路運輸效率世界第一，是靠犧牲貨運?？瓦\、犧牲短途保中長途、犧牲服務(wù)質(zhì)量換取運輸能力等非正常措施取得的。鐵路客運面臨的最大難題是季節(jié)性運能緊張。在春運、暑運、“五一”、“十一”等客流集中的120多天里，全路日發(fā)送旅客最高達470萬人，直通旅客量更高達170萬人以上，是平時客流的2～3倍。2010年春運，全國鐵路共發(fā)送旅客1.36億人次，比上年同期增長5%，再創(chuàng)歷史新高。
（三）我國鐵路現(xiàn)有技術(shù)裝備情況。改革開放以來，中國鐵路雖然有較大發(fā)展，但技術(shù)裝備水平及質(zhì)量仍遠遠落后于全社會日益增長的運輸需求。2005年全世界鐵路營業(yè)總里程約120萬公里，完成工作量8.5萬億換算噸公里，我國鐵路營業(yè)里程雖然只占全世界的6%，卻完成了全世界鐵路工作總量的近1/4。
1、鐵路運輸密度大。2005年我國鐵路運輸密度為3，550萬噸/公里，是美國的2.44倍，日本的2.58倍，印度的2.75倍，法國的7.92倍，英國的9.65倍。
2、列車速度慢。發(fā)達國家鐵路運行速度已經(jīng)達200～300公里，2000年世界高速鐵路總長達6，858公里。經(jīng)過四次大提速，我國主要干線特快列車的最高時速達到了140～160公里，但是目前旅客列車技術(shù)速度只有71.4公里，旅行速度只有62公里；貨物列車技術(shù)速度和旅行速度更低，分別只有41.7公里和32.4公里。
3、客貨混跑、互相干擾。除即將投入運營的秦沈客運專線外，全國鐵路均為客貨混跑模式。
4、裝備水平低，維修成本高。鐵路機車車輛安全可靠性不高，存在危及運輸安全的大量隱患，設(shè)備功能難以滿足服務(wù)質(zhì)量的要求，設(shè)備運用和維修成本高，需要運營單位大量的人力、物力和財力支持。
（四）我國路網(wǎng)分布現(xiàn)狀。從《人民鐵道報》等權(quán)威報刊的統(tǒng)計中顯示，我國的鐵路路網(wǎng)分布不均衡，路網(wǎng)密度小，而與之配套的鐵路機構(gòu)龐大、人員冗余多、管理效率低、運輸主業(yè)負擔(dān)沉重。我國鐵路網(wǎng)主要分布在東北、華中和華北地區(qū)，而我國的西北、西南等西部經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)鐵路總量偏少，在一定程度上限制了這些地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，成為地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”。
按每平方公里擁有的鐵路里程比較：中國0.56km/萬人，加拿大16.180km/萬人，俄羅斯5.900km/萬人，美國5.55km/萬人，法國5.00Km/萬人，德國4.40Km/萬人，英國2.85km/萬人，日本1.59km/萬人，印度0.63km/萬人。從數(shù)據(jù)中我們看到：中國僅為加拿大的3.5%，美國的10%，人均才5.6cm，不及半根鉛筆長，在世界排名100位之后；而另一方面鐵路運輸企業(yè)卻是“國中之國”，機構(gòu)龐大、人員眾多。除僅擁有直接從事運輸生產(chǎn)的車、機、工、電、輛等部門外，文、教、衛(wèi)、生單位雖然已于2003年交地方，但公、檢、法及一些附屬工廠仍然存在，職工近300萬人。據(jù)統(tǒng)計資料顯示：在美國，1.5人管理1公里鐵路；而在我國，43個人管理1公里鐵路，可見效率的差距之大。
（五）我國鐵路運輸現(xiàn)行價格機制。計劃經(jīng)濟時代形成的鐵路現(xiàn)行價格機制缺乏靈活性，使得鐵路運輸企業(yè)不能運用這雙“無形的手”調(diào)節(jié)客貨運量，不僅在一定程度上約束了鐵路自身發(fā)展，也造成了運量在不同時期、不同區(qū)段“忙”、“閑”差異巨大。舊的體制使鐵路無法運用“價格”這支“無形的手”調(diào)節(jié)客貨運量，造成運能緊張，有時又使得運能虛糜；而另一方面由于鐵路運價由鐵道部統(tǒng)一制定，路局、站段只能執(zhí)行，沒有調(diào)整的權(quán)利，致使運輸站段無法根據(jù)市場信號調(diào)整運價使物資分流，造成部分鐵路區(qū)段貨源流失，運能虛糜。
二、鐵路運輸行業(yè)發(fā)展思路
（一）制定鐵路交通運輸行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的基本前提。經(jīng)過近十幾年市場經(jīng)濟導(dǎo)向改革，鐵路交通運輸行業(yè)所依存的經(jīng)濟環(huán)境和基礎(chǔ)，已發(fā)生了深刻變革，面對新世紀的新形勢，鐵路運輸行業(yè)制定發(fā)展戰(zhàn)略必須注意以下兩個基本前提：
1、將鐵路交通運輸行業(yè)放在優(yōu)先考慮的戰(zhàn)略位置。曾經(jīng)有一種觀點認為，鐵路是夕陽產(chǎn)業(yè)，已處于行業(yè)發(fā)展的衰退期，其實無論從我國鐵路與經(jīng)濟發(fā)展的實際情況考察，還是從西方鐵路復(fù)蘇的國際比較考察，抑或是從交通運輸可持續(xù)發(fā)展的角度考察，鐵路都是需要大發(fā)展的重要交通運輸方式，它正處于行業(yè)的成熟發(fā)展期。從我國鐵路運能短缺這一基本事實判斷，鐵路運輸行業(yè)處在行業(yè)的成長期，應(yīng)加大發(fā)展力度，以盡快發(fā)揮其應(yīng)有的經(jīng)濟和社會效益。占地較少、對環(huán)境影響甚微的鐵路運輸，特別是電氣化鐵路和城市軌道運輸，應(yīng)成為我國交通運輸體系發(fā)展的戰(zhàn)略重點。
2、依行業(yè)市場化趨勢制定行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。鐵路運輸行業(yè)市場化的表現(xiàn)在于：①進入上世紀九十年代之后，鐵路貨物運輸需求主體單一的格局已不復(fù)存在。多元化的市場經(jīng)濟主體決定了多元化的運輸需求主體，瞬息萬變的市場行情產(chǎn)生了靈活多樣的運輸需求，使鐵路運輸?shù)慕?jīng)營環(huán)境向市場化轉(zhuǎn)變；②同一時期，鐵路運輸生產(chǎn)正常運行所必備的各種生產(chǎn)要素，如鋼材、水泥、木材和柴油等，在國民經(jīng)濟市場化的總格局中，也日益市場化，使鐵路運輸生產(chǎn)的供給主要求助于市場，推動其經(jīng)營成本隨市場價格波動而升降；③鐵路運輸市場化的另一個推動因素是交通運輸市場的激烈競爭。鐵路運輸行業(yè)開始留意研究公路、水路、管道和航空運輸?shù)膭討B(tài)和規(guī)律，從以前的市場壟斷走向市場競爭。
（二）我國鐵路交通運輸行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略步驟選擇
1、實現(xiàn)運輸主業(yè)和輔業(yè)分離。根據(jù)鐵道部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國鐵路現(xiàn)在職工人數(shù)為228.41萬，其中運輸主業(yè)職工152.68萬人，非運輸主業(yè)職工隊伍較龐大，這是世界上其他國家的鐵路行業(yè)所沒有的現(xiàn)象。鐵路辦社會，大而全，勢必制約鐵路運輸主業(yè)的發(fā)展。鐵路系統(tǒng)中的社會公共部門，如公檢法、醫(yī)院和學(xué)校等社會性、事業(yè)性單位應(yīng)剝離出鐵路系統(tǒng)，這些單位可以說都與鐵路運輸沒有直接關(guān)系，長期“捆綁”在一起將導(dǎo)致運輸主業(yè)專業(yè)優(yōu)勢不突出，競爭能力低下。
2、對鐵路運輸行業(yè)進行股份制改造。股份制是一百多年來被實踐證明為行之有效的資產(chǎn)組織形式，既可以迅速聚集社會資本，又可以完善公司法人治理結(jié)構(gòu)。鐵路行業(yè)在完成主輔業(yè)分離的前提下，選擇業(yè)內(nèi)的優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)，即盈利能力強、管理效率高的資產(chǎn)，結(jié)合主干線、客運專線和城際客運鐵路等項目建設(shè)，尋求境內(nèi)外投資者，進行股份制改造，實現(xiàn)企業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。
3、通過上市融資。實行股份制改造的目的是拓寬融資渠道，解決鐵路建設(shè)資金主要依賴于鐵路建設(shè)基金的收取與國家開發(fā)銀行的長期借貸而成的長期性的極度短缺問題。其他渠道資金的進入為鐵路加快建設(shè)速度和更大程度上擴展規(guī)模注入了強勁的動力，更重要的是有助于鐵路部門引進新的經(jīng)營管理理念、建立新機制。而其他渠道資金的籌集主要是通過公司上市來解決。
4、積極推進鐵路行業(yè)技術(shù)引進開發(fā)，提高行業(yè)服務(wù)質(zhì)量。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)進步的最終驅(qū)動力是科學(xué)技術(shù)，包括與之相適宜的管理技術(shù)，員工和資金都因科學(xué)技術(shù)的光明前景而重新優(yōu)化組合，以實現(xiàn)更高水平的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力。這種技術(shù)效應(yīng)是不可阻擋也無法回避的時代潮流，可謂順之者盛，逆之者衰。我國鐵路系統(tǒng)經(jīng)過近年來的技術(shù)引進和自主開發(fā)，鐵路技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用呈現(xiàn)出加速追趕的趨勢。當(dāng)前的工作重點是高速鐵路系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)及建設(shè)；鐵路行車安全技術(shù)保障系統(tǒng)開發(fā)；重型優(yōu)質(zhì)鋼軌及新型軌枕制造；編組站自動化、裝卸作業(yè)機械化及貨場設(shè)備制造；鐵路客貨運信息系統(tǒng)開發(fā)等。
5、注重和其他運輸行業(yè)協(xié)調(diào)配合，創(chuàng)建交通運輸領(lǐng)域“共贏”格局。在我國五大運輸行業(yè)之間不僅存在著資源和市場的競爭，而且還存在著因各自優(yōu)劣勢相異而需要協(xié)調(diào)配合的實際可能，因此就可能會出現(xiàn)兩種結(jié)局：惡性競爭與良性競爭。惡性競爭是不突出和強化自己的運輸專業(yè)優(yōu)勢，不講究服務(wù)的質(zhì)量和方式，而是拼命壓低運輸價格，大打價格戰(zhàn)，最后落得個共敗共傷的結(jié)局，既浪費了經(jīng)濟資源，又造成了社會效益的損失；良性競爭與此剛好相反，五大運輸行業(yè)堅守各自的目標(biāo)市場，運輸價格不下降或略微上揚，在運輸服務(wù)的質(zhì)量和方式上下足功夫，靠服務(wù)和技術(shù)創(chuàng)新來贏得市場，這樣的競爭方式不僅合理配置了經(jīng)濟資源，而且創(chuàng)造了越來越大的社會效益。
三、我國鐵路運輸行業(yè)發(fā)展問題解決方法
（一）硬件改革思路
1、提高速度。提高運行速度是交通運輸發(fā)展過程中的永恒話題。任何一種運載工具都在特定的介質(zhì)中運行。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，能夠克服介質(zhì)阻力而不斷提高前進速度。但是，如果與提速帶來的效益相比沒有明顯的優(yōu)勢，那么這種提速也就沒有生命力。所以，無論哪一種運輸方式都有一個經(jīng)濟提速的空間。
各種運輸方式提速的方法有共同的特點：首先，必須加大牽引力來獲得足夠大的驅(qū)動和制動功率，才能克服周圍介質(zhì)的阻力，跑得快、停得?。黄浯?，必須有動力特性優(yōu)良的運載工具，自重輕、阻力小、運行平穩(wěn)、確保安全；另外，在運輸基礎(chǔ)設(shè)施方面也應(yīng)盡量平直，減少對運載工具的干擾。
2、提高載重。如果說客運最關(guān)注速度的話，那么貨運先要考慮的就是載重?？瓦\高速化和貨運重載化共同構(gòu)成了現(xiàn)代交通運輸?shù)闹黧w。
重載貨運是綜合運用一系列高新技術(shù)的結(jié)果。超強材料和結(jié)構(gòu)的采用、超常功率的牽引和制動、大宗貨物的集散和管理等，都是各種運輸方式實現(xiàn)重載化亟待解決的問題。
（二）軟件改革思路
1、智能化。智能運輸系統(tǒng)（ITS）是通過對關(guān)鍵基礎(chǔ)理論模型的研究，將先進的信息技術(shù)、通信技術(shù)、電子控制技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)等有效地應(yīng)用于交通運輸系統(tǒng)，從而建立起大范圍內(nèi)發(fā)揮作用的實時、準(zhǔn)確、高效的交通運輸管理系統(tǒng)。交通運輸現(xiàn)代化的必由之路是信息化，信息化的高級階段就是智能化。智能交通系統(tǒng)是當(dāng)前發(fā)展的重點方向。
2、環(huán)?；?。交通運輸在環(huán)境持續(xù)性危機中起著很大的影響。例如，汽車尾氣對大氣的污染，油船的泄漏和垃圾排放對水的污染，公路鐵路施工中的不合理取土和填方，飛機、汽車、火車等噪聲污染，電氣化鐵路和通信線路的電磁干擾等，都說明建設(shè)生態(tài)潔凈型的現(xiàn)代交通運輸系統(tǒng)是非常重要的。
四、結(jié)論
鐵路運輸行業(yè)的發(fā)展問題既是一個嚴肅的實踐問題，又是一個重大的理論課題。因為通過中國鐵路建設(shè)與發(fā)展的歷史回顧和中外鐵路行業(yè)的對比分析，很容易得出鐵路運輸行業(yè)物質(zhì)基礎(chǔ)薄弱的結(jié)論，發(fā)現(xiàn)存在著運能短缺的問題，而僅有這些還遠遠不夠，問題的關(guān)鍵是：鐵路運輸行業(yè)如何在技術(shù)飛速進步、行業(yè)競爭激烈的時代條件下確定自己的發(fā)展戰(zhàn)略以及如何實現(xiàn)自己的發(fā)展戰(zhàn)略。21世紀服務(wù)業(yè)的競爭主要是品牌的競爭，積極主動與國際管理模式接軌，進行質(zhì)量認證，取得進入國際市場的通行證，是市場競爭全球化、國際化的客觀要求。中國運輸物流企業(yè)必須借鑒國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，積極開展質(zhì)量認證制度，建立品牌戰(zhàn)略，實施品牌經(jīng)營。只有這樣，才能保持企業(yè)的持續(xù)競爭優(yōu)勢。同時，仿效外資運輸物流企業(yè)的成功經(jīng)驗，積極開展境外業(yè)務(wù)，開拓國外市場。
主要參考文獻：
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一、電能質(zhì)量指標(biāo)
電能質(zhì)量的定義：導(dǎo)致用戶設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。這個定義簡單明晰，概括了電能質(zhì)量問題的成因和后果。隨著基于計算機系統(tǒng)的控制設(shè)備與電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中用電負荷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負荷造成對電能質(zhì)量的污染與破壞，而電能作為商品，人們會對電能質(zhì)量提出更高的要求，電能質(zhì)量已逐漸成為全社會共同關(guān)注的問題，有關(guān)電能質(zhì)量的問題已經(jīng)成為電工領(lǐng)域的前沿性課題，有必要對其相關(guān)指標(biāo)與改善措施作討論和分析。
電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個方面的具體描述，不同的指標(biāo)有不同的定義，參考IEC標(biāo)準(zhǔn)、從電磁現(xiàn)象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下：
(1)低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：諧波、間諧波、電壓波動、電壓與電流不平衡，電壓暫降與短時斷電，電網(wǎng)頻率變化，低頻感應(yīng)電壓，交流網(wǎng)絡(luò)中的直流；(2)低頻輻射現(xiàn)象：磁場、電場；(3)高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象：感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流，單向瞬態(tài)、振蕩瞬態(tài)；(4)高頻輻射現(xiàn)象：磁場、電場、電磁場(連續(xù)波、瞬態(tài))；(5)靜電放電現(xiàn)象。
對于以上電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象，穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可以利用幅值、頻率、頻譜、調(diào)制、缺口深度和面積來描述，非穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可利用上升率、幅值、相位移、持續(xù)時間、頻譜、頻率、發(fā)生率、能量強度等描述。
保障電能質(zhì)量既是電力企業(yè)的責(zé)任，供電企業(yè)應(yīng)保證供給用戶的供電質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)；同時也是用戶(擁有干擾性負荷)應(yīng)盡的義務(wù)，即用戶用電不得危害供電；安全用電；對各種電能質(zhì)量問題應(yīng)采取有效的措施加以抑制。
電能質(zhì)量指標(biāo)國內(nèi)外大多取95％概率值作為衡量依據(jù)，并需指明監(jiān)測點，這些指標(biāo)特點也對用電設(shè)備性能提出了相應(yīng)的要求。即電氣設(shè)備不僅應(yīng)能在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)正常運行，而且應(yīng)具備承受短時超標(biāo)運行的能力。
二、電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
綜合新頒布的電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)達國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，中低壓電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分5大類13個指標(biāo)。
(1)頻率偏差：包括在互聯(lián)電網(wǎng)和孤立電網(wǎng)中的兩種；
(2)電壓幅值：慢速電壓變化(即電壓偏差)；快速電壓變化(電壓波動和閃變)；電壓暫降(是由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶電壓短時間(10ms～lmin)內(nèi)下降到90％的額定值以下，然后又恢復(fù)到正常水平，會使用戶的次品率增大或生產(chǎn)停頓)；短時斷電(又稱電壓中斷，是由于系統(tǒng)故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失(3min，電壓中斷使用戶生產(chǎn)停頓，甚至混亂)；長時斷電；暫時工頻過電壓；瞬態(tài)過電壓；
(3)電壓不平衡；
(4)電壓波形：諧波電壓；間諧波電壓；(由較大的波動或沖擊性非線性負荷引起，如大功率的交一交變頻，間諧波的頻率不是工頻的整數(shù)倍，但其危害等同于整數(shù)次諧波)。
(5)信號電壓(在電力傳輸線上的高頻信號，用于通信和控制)
三、電能質(zhì)量污染的治理
1、治理的基礎(chǔ)性工作
首先要掌握供電網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，對電能質(zhì)量開展實時監(jiān)測，以掌握其動態(tài)；第二是分析診斷其變化，即在詳細分析電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用仿真軟件對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的固有諧振特性進行計算與分析，排除虛假的諧波干擾；第三是開展系統(tǒng)的合理設(shè)計和改造，變電站的設(shè)計和投運以及新的電力用戶投運之前都要進行諧波源負荷及電能質(zhì)量要求等方面的技術(shù)咨詢，線路網(wǎng)絡(luò)改造和建設(shè)也要結(jié)合運行負荷的特點和措施，以降低線損，降低設(shè)備損失事故，最后才是開展濾波裝置或無功補償裝置的研制、調(diào)試和現(xiàn)場測試，以了解治理后的效果，并總結(jié)經(jīng)驗。
2、SVC裝置
近些年來發(fā)展起來的SVC裝置是一種快速調(diào)節(jié)無功功率的裝置，已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負荷的補償，它可使所需無功功率作隨機調(diào)整，從而保持在非線性、沖擊性負荷連接點的系統(tǒng)電壓水平的恒定。
Qi＝QD+QL-Qc(2)
式(2)中Qi、QD、QL、Qc分別為：系統(tǒng)公共連接點的無功功率、負荷所需的無功功率、可調(diào)(可控)電抗器吸收的無功功率、電容器補償裝置發(fā)出的無功功率，單位均為kvar。
當(dāng)負荷產(chǎn)生沖擊無功QD時，將引起
Qi＝QD+QL+Qc(3)
其中Qc=0，欲保持QC不變，即Qi＝0，則QD＝-QL，即SVC裝置中感性無功功率隨沖擊負荷無功功率作隨機調(diào)整，此時電壓水平能保持恒定不變。
SVC由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯(lián)而成，主要有四種型式：
(1)可控硅閥控制空芯電抗器型(稱TCR型)SVC，它用可控硅閥控制線性電抗器實現(xiàn)快速連續(xù)的無功功率調(diào)節(jié)，它具有反應(yīng)時間快(5～20ms)、運行可靠、無級補償、分相調(diào)節(jié)，能平衡有功，適用范圍廣，價格便宜等優(yōu)點。TCR裝置還能實現(xiàn)分相控制，有較好的抑制不對稱負荷的能力，因而在電弧爐系統(tǒng)中采用最廣泛，但這種裝置采用了先進的電子和光導(dǎo)纖維技術(shù)，對維護人員要專門培訓(xùn)提高維護水平。
(2)可控硅閥控制高阻抗變壓器型(TCT型)，優(yōu)點與TCR型差不多，但高阻抗變壓器制造復(fù)雜，諧波分量也略大一些。由于有油，要求一級防火，只宜布置在一層平面或戶外，容量在30Mvar以上時價格較貴，不能得到廣泛采用。
(3)可控硅開關(guān)控制電容器型(TSC)：分相調(diào)節(jié)、直接補償、裝置本身不產(chǎn)生諧波，損耗小，但是它是有級調(diào)節(jié)，綜合價格比較高。
(4)自飽和電抗器型(SSR型)：維護較簡單，運行可靠，過載能力強，響應(yīng)速度快，降低閃變效果好，但其噪音大，原材料消耗大，補償不對稱電爐負荷自身產(chǎn)生較大諧波電流，無平衡有功負荷的能力。
3、無源濾波裝置
該裝置由電容器、電抗器，有時還包括電阻器等無源元件組成，以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達到抑制高次諧波的作用；由于SVC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)擴大到容性區(qū)，所以濾波器與動態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián)，這樣既滿足無功補償、改善功率因數(shù)，又能消除高次諧波的影響。
4、有源濾波器
雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單及維護方便等優(yōu)點，在現(xiàn)階段廣泛用于配電網(wǎng)中，但由于濾波器特性受系統(tǒng)參數(shù)影響大，只能消除特定的幾次諧波，而對某些次諧波會產(chǎn)生放大作用，甚至諧振現(xiàn)象等因素，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器(ActivePowerFliter，縮寫為APF)。
APF即利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達到實時補償諧波電流的目的。它與無源濾波器相比，有以下特點：
a.不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變，補償無功，有一機多能的特點，在性價比上較為合理；
b.濾波特性不受系統(tǒng)阻抗等的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險；
