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铁路电气化的管理及改进

2021-4-9 | 交通管理论文

 

从2007年4月18日起,铁道部将实施新的列车运行图。第六次大提速铁道部投资260亿元,范围覆盖17个省市。提速后,时速200公里线路延展里程将达到6003公里,分布在京哈、京沪、京广、陇海、武九、浙赣、胶济、广深等干线,其中京哈、京广、京沪、胶济线部分区段时速达到250公里,届时北京到上海只需要9小时59分钟。时速120公里及以上线路延展里程达到2.2万公里,比第五次大提速增加6000公里。其中,时速160公里及以上提速线路延展里程达到1.4万公里,分布在京哈、京沪、京广、京九、武九、陇海、浙赣、兰新、广深、宣杭等干线;提速之后,铁路的货运能力将增长12%,客运能力增长18%。

 

根据国务院批准的《中长期铁路网规划》,到2020年中国铁路要形成32000公里的快速客运网,这个网络能够覆盖我们国家大部分地区。受益的人口可能在7亿一8亿左右。

 

大量时速超过200公里的高速列车开行,标志着我国已经步人高速铁路国家,必将为老百姓的乘车观念产生质的影响,极大地缩短了人们的旅行时间,其产生的社会效益是无法估量的。

 

高速铁路的开行在给老百姓的出行提供方便的同时,也对铁路部门的运营管理提出了更严格的要求,确保“万无一失”必将是高速时代铁路管理者的终极目标。牵引供电作为给高速列车提供牵引动力的部门,其设备质量是否能满足高速牵引列车的运行需要,直接决定着提速是否能顺利实现及高速列车运行的安全。

 

因此,顺利解决牵引供电提速改造及运行管理中存在的关键性问题,成为此次时速200公里提速改造施工及管理工作的重点高速机车取流带来的新问题分析

 

1.1高速机车取流产生问题的原因及现象分析

 

到目前为止,我国电气化铁路接触网是采用张力不大的单链形悬挂方式,由于其受流性能限制,最多只能允许电力机车在接触线下以130kynlh左右的速度运行。随着速度的提高,受电弓和接触网发生较大的振动,致使受电弓常因振动而离线,瞬间中断受流,产生电弧火花。在这种情况下,由于电弧的热量,将使接触线和受电弓滑板产生异常磨耗,轻则缩短寿命,重则烧断接触线或烧损受电弓滑板,造成弓网事故,严重威胁列车运行安全;同时瞬间受流中断将产生过电压,有可能烧坏电力机车主绝缘回路;受流忽断忽续产生的电磁还将对通信线路产生干扰。

 

1.2改善受流性能可以采取的措施

 

(l)采用适于高速运行的悬挂结构

 

在提速改造设计中,结合世界其他国家的应用经验,可以采取以下新型悬挂结构以改善接触悬挂的弹性:带弹性吊弦的链形悬挂、双链形悬挂、带组合吊弦的双链形悬挂等。

 

(2)采取措施保证接触悬挂张力

 

经过日本国铁在山阳新干线上的实际运行及理论分析,较大的接触悬挂张力能显著减少接触悬挂的振动,同时接触线抬升量也将明显降低,减少了受电弓因抬升量过大出现刮碰接触网零部件的可能性,较大的张力还会加强接触悬挂抗风载能力,因此采取以下措施保证接触悬挂的张力达到设计标准将是接触网运营管理的关键点之一:①在目前张力补偿一般采用坠陀的情况下,加强对坠陀的质量监控,保证坠陀的质量在验工允许的范围内,是我们确保张力补偿达到设计要求、保证接触悬挂张力的重要手段之一。②加强对接触悬挂的张力检测,保证接触悬挂张力差小于10%,因此应定期对正线接触悬挂张力进行测量,以便及时发现张力差增大降低受流稳定性的隐患,及时处理因偏移大、支撑旋转不灵活、补偿滑轮不灵活等缺陷造成的接触悬挂张力差增大。③加强对补偿装置的巡视检查,以便及时发现坠陀因其它原因造成缺损,致使接触悬挂的张力不达标,影响受流的稳定性,因此应及时对发现的破损坠陀进行更换或补充,保证接触悬挂张力达标。

 

(3)接触悬挂采用预留弛度结构

 

依据法国、英国及日本对高速铁路受流问题的研究及试验结果表明:和普通单链形悬挂相比,即使电力机车以180一Z10knl月1的高速度运行,预留弛度悬挂中接触线抬升量变化程度较小,且抬升量在一个跨距内比较平均,定位点处与跨中的抬升量相差仅smm,当抬升量均匀时,走行中的受电弓滑板就几乎没有什么上下振动,滑板的走行轨迹几乎是一条平直的直线,接触悬挂的振动当然也就很小,显著改善了受流性能。因此,在20Okll汀11提速改造及管理中,采取预留弛度的接触悬挂是改善受流的重要手段,完全不同于在我段既有接触网运行管理中,由于机车运行速度较低(一般在120knl几1以下),按照既有接触网运行管理规则,一个跨距内接触线高度按照一个恒定值进行调整的普通接触悬挂管理模式,因此在提速改造及运营管理中,应采取以下措施加强预留弛度接触悬挂理论的学习及检修标准的实施,确保200knl月1电动车组的顺利开行:

 

①加强200klll/h提速区段接触网运营管理人员关于预留弛度接触悬挂的理论学习,改变职工原有的接触网运营管理观念,以适应提速区段接触网管理的需要。

 

②根据预留弛度接触悬挂理论,对不同的跨距、接触线张力、承力索张力、受电弓抬升力等参数,制定预留弛度接触悬挂安装、检调标准,方便职工在施工及维修管理中的执行。

 

③由于接触悬挂在出现负弛度(即跨中接触线高度大于定位点处导高)情况时,受电弓的受流特性将会显著恶化,因此在提速改造施工及运营管理中,必须杜绝出现负弛度情况。

 

④加强提速区段接触网设备的检测,检测周期按照既有管理规则进行相应的缩短,对于经检测发现的负弛度缺陷须及时进行调整处理,防止因受流恶化产生的电弧降低接触线的特性。

 

2提速区段供电能力的问题分析

 

2.1,提速区段提高供电能力的原因

 

在时速200公里提速区段,高速列车的开行缩短了运行周期,在同样的列车间隙条件下可以开行更多的列车,提高了列车密度,即在同一条馈线中将有更多的列车开行;同时列车高速运行时对动力的需要更大,需要更大功率的机车来牵引。以上两个原因造成对牵引供电系统的供电能力提出了更高的要求。

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