1、電氣化鐵路的基礎知識一、牽引供電系統簡介： 將電能從電力系統傳送給電力機車的電力裝置的總稱叫電氣化 鐵路的供電系統， 又稱牽引供電系統， 主要由牽引變電所和接觸網兩 大部分組成。牽引變電所將電力系統輸電線路電壓從110kV（或220kV）降到 27.5kV ，經饋電線將電能送至接觸網；接觸網沿鐵路上 空架設，電力機車升弓后便可從其取得電能，用以牽引列車。牽引變 電所所在地的接觸網設有分相絕緣裝置， 兩相鄰牽引變電所之間設有 分區亭，接觸網在此也相應設有分相絕緣裝置。 牽引變電所至分區亭 之間的接觸網（11含0KV饋電線）稱供電臂。電分所區所饋電線變接電觸所網 （牽引變 閉合或斷開牽引供電接觸回

2、網路會產生強牽引供電回變路電是所由牽引變回流聯接機車鋼路27，.5KV其中流通的電流稱牽引電流，烈的電弧，處理不當會造 括大地）、饋電線和回流線220KV成嚴重的后果。 通統稱常將牽引供電設備的檢修運行吸上線為牽引網。由供電段負責，電力接地網組成的閉合回網鋼回軌流、線鋼軌回路（包牽引供電系統的運行調 27.5KV 度則由供電調度負責。供電調度通常設在鐵路局調度所。牽引供電系統供電示意圖如下所示：二、牽引變電所、分區所、開閉所牽引變電所： 牽引變電所的任務是將電力系統三相電壓降低， 同 時以單相方式饋出。 降低電壓是由牽引變壓器來實現的， 將三相變為 單相是通過變電所的電氣接線來達到的。牽引變壓

3、器（主變）是一種特殊電壓等級的電力變壓器，應滿足 牽引負荷變化劇烈、外部短路頻繁的要求， 是牽引變電所的“心臟”。 我國牽引變壓器采用三相、 三相二相和單相三種類型， 因而牽引 變電所也分為三相、三相二相和單相三類。隨著技術水平的提高， 我國干線電氣化鐵路已推廣使用集中 監視及控制的遠動系統， 牽引變電所將逐步實現無人值班， 直接由供 電調度實行遙控運行。分區所： 分區所設置在兩個變電所中間，作用有三：提高供電質量、 供電分段、越區供電。? 開閉所：一般設置在大型站場附近， 進線由變電所或接觸網引 入，由開關饋出多個供電線路向多個供電設備供電。 作用是增強供電 的靈活性，便于供電設備的運行及檢

4、修，便于行車組織，縮小供電事 故及故障范圍。進線一進線二29111BL2511 1YH 1RD 1YH 2912BL2921 252150HZ3P，10KV1LH01B3RD3BL2YH2922RD 2YH2LH25KV294295200129B2962972984LH5LH7LH8LH9LH9LH26012933LH97227012002280146RD02B2931293229412942295129522962296129812982 預留兩路三、接觸網 接觸網是沿鐵路沿線架設的特殊電力線路， 電力機車受電弓通過 和之滑動摩擦接觸而授流， 取得電能。 所以兩者均應保持良好的工作 狀態。（

5、一） 、對接觸網結構的要求：（1）接觸線距鋼軌面的高度應盡量相等，定位點及跨中和受電 弓中心相對位置符合要求；（2）接觸懸掛應有較均勻的彈性和良好的穩定性；（3）良好的絕緣性能；（4）適應氣象條件的變化并能保持上述特性不應有很大的變化；（5）接觸網結構應力求輕巧簡單，做到標準化，方便施工和運 行維修；（6）零部件標準化，輕便，耐腐蝕，可靠性高，（7）接觸線應有足夠的耐磨性；（8）主導電回路通暢。中錨（ 二 ） 、接觸網結構：錨段關節1、錨段 - 接觸網最基本的單元：2、補償裝置 - 使接觸線距鋼軌面的高度應盡量相等全補償、半補償、硬錨的概念3、錨段關節 - 使錨段連接起來三跨非絕緣 ( 200

6、mm 40mm)、 四跨非絕緣 ( 200mm 80mm)、四跨 絕緣(550mm 80mm、) 五跨絕緣 (550mm 40mm的) 概念三跨非絕緣錨段關節四跨絕緣錨段關節4、中心錨結 - 防止線索竄動減少事故范圍防斷式中錨、防串式中錨5、分段絕緣器：6、軟橫跨：橫向承力索、上部固定繩、下部固定繩7、接觸懸掛接觸懸掛由承力索、 吊弦、接觸線和補償裝置組成， 即鏈形懸掛。 補償裝置的作用是在環境溫度變化時， 使接觸線、 承力索的張力保持 恒定。承力索和接觸線下錨方式均采用補償裝置的叫全補償， 僅接觸 線采用補償的稱半補償。 支柱處吊弦采用簡單吊弦或彈性吊弦的分別 為簡單鏈形懸掛或彈性鏈形懸掛。

7、目前我國干線電氣化鐵路正線大都采用全補償簡單鏈形懸掛， 站 線則多為半補償簡單鏈形懸掛。只有接觸線的懸掛稱簡單懸掛， 一般都采用補償方式， 只在機務 段庫線、廠礦專用線等少數場合采用。接觸懸掛沿線路架設， 為了滿足機械受力方面的要求而分成一個 一個單獨的錨段， 錨段和錨段的相互過渡結構稱為錨段關節， 通常有 絕緣（四跨）錨段關節和非絕緣（三跨）錨段關節之分，前者亦稱電 分段錨段關節， 后者則為機械分段錨段關節。 錨段和錨段之間的電氣 聯接用電聯接線（三跨）或隔離開關（四跨）完成。（1） 、支持裝置 支持裝置用以支持接觸懸掛并將其負荷傳給支柱或其他建筑物，其結構隨線路情況而變化。 區間主要為腕臂

8、結構； 站場則視股道數量、 線路情況、支柱所在位置等因素而選用軟橫跨、硬橫跨或腕臂結構， 以軟橫跨為主，高速鐵路則采用硬橫梁；隧道和橋梁(下承橋)等大 型建筑物處又要視具體情況而作設計，必要時采用特殊結構。(2) 、定位裝置定位裝置包括定位器和定位管， 其作用是保證接觸線和受電弓的 相對位置在規定范圍內，并將接觸線的水平張力傳給支柱。14003002441282717503）、線岔、電連接（4） 、支柱基礎支柱用來承受接觸懸掛和支持裝置的負荷， 并將接觸懸掛固定在 規定高度。 支柱有鋼柱和鋼筋混凝土柱兩種。 前者立在用鋼筋混凝土 澆成的基礎上，基礎埋在路基內；后者則直接埋在路基中。橋梁（上 承

9、橋）通常采用鋼柱，其基礎在橋墩上預留。支柱上還裝有接地裝置，和鋼軌回路接通，起到保護作用。下錨 支柱上還裝有補償裝置，并設拉線裝置。（三）接觸網的供電分段 為了保證安全供電和靈活運用，接觸網在結構上設有供電分段。 如前所述，在牽引變電所和分區亭所在地的接觸網設置的分相絕 緣裝置為分相電分段；在同一供電臂內設置的電分段為同相電分段， 如區間和站場之間（縱向） ，站場內的貨物線、裝卸線、段管線 , 樞紐 內場和場之間等（橫向） 。同相電分段的結構為四跨錨段關節，或采用分段絕緣器 +三跨錨 段關節結構。分相電分段的結構，早期為八跨（兩個四跨迭加）錨段關節式， 后來為分相絕緣器 +三跨錨段關節所代替。

10、近年來，隨著列車速度的 不斷提高，錨段關節式分相結構由于其彈性好、硬點小，受電弓過渡 平滑等優點，在提速區段和高速區段又逐步采用。必須指出，電力機 車在通過分相絕緣裝置時，要“斷電”通過，即在通過前將主斷路器 斷開，滑行通過后， 再閉合主斷路器繼續運行， 否則會引起強烈電弧， 造成相間短路，甚至燒斷接觸網線索。（四）接觸網的供電方式 我國電氣化鐵路均采用單邊供電方式， 即牽引變電所向接觸網供 電時，每一個供電臂的接觸網只從一端的牽引變電所獲得電能 （從兩 邊獲得電能則為雙邊供電， 可提高接觸網末端網壓， 但由于其故障范 圍大、繼電保護裝置復雜等原因尚未有采用） 。復線區段可通過分區 亭將上下行

11、接觸網聯接，實現“并聯供電” ，可適當提高末端網壓。 當牽引變電所發生故障時， 相鄰變電所通過分區亭實現 “越區供電”， 此時供電范圍擴大，網壓降低，通常應減少列車對數或牽引定數，以 維持運行。直供+回流（ DN）供電方式： 這種供電方式實際上就是帶回流線的直接供電方式， NF 線每隔 一定距離和鋼軌相連，既起到防干擾作用，又兼有 PW線特性。由于 沒有吸流變壓器，改善了網壓，接觸網結構簡單可靠。近年來得到廣 泛使用。綜上所述， 早期電氣化鐵路均采用直接供電方式， 為避免和減少 對外部環境的電磁干擾，研發了 BT、AT和 DN供電方式，就防護效果 來看， AT方式優于 BT和 DN方式，就接觸

12、網的結構性能來講， DN方 式最為簡單可靠。隨著通信技術的快速發展，光纜的普遍使用，通信 設施及無線電裝置自身的防干擾性能大為增強， 考慮到接觸網的運行 可靠性對電氣化鐵路的安全運行至關重要， 所以通常認為， 一般情況 下 DN供電方式為首選，在電力系統比較薄弱的地區，經過經濟技術 比較，可采用 AT供電方式， BT供電方式則盡量少采用或不采用。本 人認為，這是近三十年來我國電氣化鐵路供電方式發展和使用的實踐 過程中總結出來的普遍看法， 同樣也要接受今后的實踐檢驗， 不斷總 結提高。（五）、接觸網的布置：1、 接觸網在直線上的布置線受電弓的布置滑板寬度 1030接觸網在曲電力機車受電弓的動態包絡線：23V120Km/h區段，上下晃動 100mm，左右擺動 200mm；1 受電弓弓頭示意圖：20Km/hV160Km/h，上下晃動 120mm，左右擺動 250mm；4、曲線外軌超高對接觸線拉出值及弓網關系的影響。三、電力機車簡介 我國電氣化鐵路采用的電力機車大多數為可控硅整流器電力機 車，其結構簡單、牽引性能好、運行可靠、維修方便，而且各項經濟 技術指標較高，所以被廣泛采用。電力機車工作時，受電弓從接觸網 獲得高壓單相交流電能， 經過變壓器降壓和整流器整流， 把高