铁路电气化的管理及改进

铁路电气化的管理及改进

 

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。#p#分页标题#e#   2.2提高提速供电能力的措施   除了通过设备改造如增设双支供电线、线岔及关节采用双电连接、隔离开关采用双引线、区间布置横向电连接等措施提高供电能力外,在运营管理中应采取以下措施保证供电能力的可靠性:   (1)加强电连接线夹测温试片粘贴的管理工作,测温试片是实时监测电连接线夹导电性能的行之有效的办法之一,能及时发现接触不良造成导流不畅的病害线夹,通过对病害线夹的及时处理来确保供电能力的满足,有效防止烧伤危害的发生。   (2)为了保证电连接线夹接触的可靠性,现有的办法是每个车梯巡检周期对电连接线夹进行解体检查。由于横向电连接增加以及采用双电连接,造成需要解体的电连接线夹成倍增加,同时列车开行增加造成停电天窗兑现率不良,解体检查电连接线夹占用工时较多,致使电连接线夹解体检查难以达到100%,只能通过测温试片发现已出现病害的线夹,难以做到提前发现,防止既成事实的烧伤危害。因此有必要给提速区段的工区配置能简便测量电连接线夹接触电阻的仪表,在车梯巡检中仅对接触电阻超标的线夹进行解体检查,可以较显著的减少工作量,提高检修效率,同时测量数据也可提高设备检测的可靠性。   3提速区段接触网检测的重要性分析   3.1提取区段接触网检测的重要性   在列车运行速度较低的区段(速度小于120kn订h以下),由于接触悬挂对受电弓受流产生的影响比较小,因此接触网硬点、负弛度、导线坡度变化较大等缺陷对受流特性的危害相对较小,受电弓离线率较低,电弧较小,对接触线及受电弓的危害尚未显现。但在列车高速运行条件下,以上缺陷造成的危害将不可忽视,因此需采取措施提高提速区段接触网的静态及动态检测能力,及时发现设备缺陷进行处理,确保200kfnj】1电动车组的运行安全。   3.2提速区段提高接触网检测应采取的措施   根据高速列车的接触网理论,结合我国既有线改造为运行200krn/h动车组的接触网设备运行特点,应采取以下措施来提高接触网检测能力,确保动车组安全运行。   (1)200k耐h提速区段接触网正线的导线高度(包括预留弛度)、拉出值、导线坡度、定位坡度、锚段关节非支抬高、线岔处两工作支的高差及非支的抬高等影响受电弓受流特性的技术参数每月测量一次,以便及时发现静态下的设备隐患。   (2)由于目前我段配属的带接触网检测装置的作业车无法模拟动车组运行情况进行接触网动态检测,建议在动车组加装西南交大光电工程研究所研制的GW系列弓网状态动态检测装置,该装置的优点主要有检测装置与接触导线非接触、灵敏度高、故障点定位准确(故障点公里标与机车运记相符)、全程录像以及缺陷无线传输功能等,可以有效、及时地发现动态检测缺陷,动态检测周期与动车组运行周期相同,检测频率较高,检测状态完全等同于受电弓实际运行状态,是目前较理想的接触网动态检测装置。   (3)加强提速区段车梯巡检任务的按时完成,通过车梯巡检及时发现动态检测及巡视检查无法发现的网上设备隐患,及时消除确保受电弓良好受流。对于天窗点难以兑现的区段,可以采取集中巡检的方式来完成车梯巡检任务。   以上对提速区段接触网改造施工及运营管理中应重点解决的关键性问题进行了分析,并提出相应的措施,有助于提高提速区段Zook比内1运行条件下接触网运营管理的水平,为解决高速列车运行中接触网存在的缺陷问题提供了一定的处理方法和基础。