铁路接触网防雷技术（精选12篇）
铁路接触网防雷技术 篇1
摘要：研究了国内外接触网的防雷现状, 分析了接触网雷害的主要特点, 并结合工程实际情况, 给出了接触网防雷的具体方法, 以保证接触网具有良好的防雷性能, 从而提高铁路运输的可靠性。
关键词：接触网,防雷技术,避雷器,电气化铁路
根据我国铁路牵引供电系统运营部门统计数据分析, 目前开通的近2万km电气化铁路的运行情况, 部分线路雷击事故比较频繁。广深铁路自1998年开通以来, 发生多起雷击引起设备损坏的事故[1,2,3]。为了确保牵引供电系统的安全性能, 提高铁路运输的可靠性, 必须加强接触网的防雷性能。本文研究了国内外接触网防雷现状, 分析了接触网雷害的主要特点, 并结合工程实际情况, 给出了接触网防雷的具体方法, 为以后接触网的防雷设计与施工提供了参考。
1 国内外接触网防雷现状
1.1 国外接触网防雷现状
德国电气化铁路中, 考虑采用过电压保护装置限制雷电过电压, 应用比较多的为避雷器。同时, 他们也认为避雷器只能对过电压进行有限的保护, 所以除非有极频繁雷电存在的地段才会使用。在其他区段的接触网从经济上考虑节省不用。
在日本电气化铁路中, 根据雷击频度及线路重要程度, 划分为A, B, C三个区, 防雷措施见表1。
1.2 国内接触网防雷现状
对于我国电气化铁路接触网防雷设计, 在TB 10009-2005铁路电力牵引供电设计规范第5.3.1条中规定[4]:
1) 吸流变压器的旁边应设避雷装置。
2) 重雷区及超重雷区, 下列重点位置应设避雷装置:
a.分相和站场端部的绝缘关节;b.长度2 000 m及2 000 m以上隧道的两端;c.供电线或AF线连接到接触网上的连接处。
通过规范可以看出, 我国电气化铁路接触网防雷工程设计中, 除了通过绝缘子自恢复绝缘外, 还在接触网系统相关位置设置了避雷器以达到防雷的目的。
2 接触网雷害特点分析
2.1 接触网雷击种类
雷击接触网包括直接雷击和感应雷击等。直接雷击 (含雷电反击、绕击) 是指雷电直接作用于承力索、接触线、附加导线或支柱上, 使接触网产生直击雷过电压及感应过电压。接触网遭受直接雷击的频度与年平均雷暴日数Td有关, 一般来说, Td变大, 每1 km2大地1年的雷击次数也随之变大。根据国际大电网会议33委员会推荐计算[5,6]:当接触网侧面限界取3 m, 承力索距轨面平均高度取7 m。则:
1) 单线接触网遭受雷击次数:
N=0.122T
2) 复线接触网遭受雷击次数:
N=0.244T
因此得到雷暴日与接触网雷击频率关系如表2所示。
率 次/ (100 km·年)
感应雷击是指雷电作用于接触网附近, 雷击对地放电后, 空气中迅速变化的电磁场在接触网上产生感应过电压。
2.2 雷击过电压对接触网的影响
1) 雷击带电部分。
直接雷击分为雷击接触网带电部分与雷击接触网接地部分。如图1所示, 当雷电直击C, D, E部分, 此时接触网上产生的雷击过电压主要与导线的波阻抗有关。当波阻抗为100 Ω时, 此时接触网的耐受雷电流仅为3.5 kA。
如果雷电流大于3.5 kA, 雷击过电压将造成绝缘子闪络。当被击点接近支柱上绝缘子闪络或者雷击点距回流线接地点 (接地电阻较小的情况下) 时, 雷电流入地且不产生过电压[4], 则对接触网的供电运行危害不严重。因为一次雷击作用时间仅μs数量级, 接触网的自动重合闸等保护装置能够切除工频入地续流。但上支柱的等值接地电阻上会产生很大的冲击压降, 这个电压降将以行波方式继续作用于接触网或架空回流线。一方面由于雷电流幅值与陡度的线性关系约为0.6, 这表现为雷电流幅值增加, 其陡度也随之增加, 而波头长度变化不大, 在支柱等值电感、接地电阻上的冲击压降很大。当这个电压越过接触网或回流线的绝缘水平, 将继续引起支柱绝缘子闪络, 即雷电流引起一个支持绝缘子闪络后, 剩余的能量仍能引起多点闪络。另一方面由于支柱的接地电阻过渡电阻大, 雷电流泄漏通道不畅, 一处闪络后, 剩余的能量仍比较大, 也能引起一系列支持绝缘子相继闪络。
2) 雷击接地部分。
当雷击中图1中的A, B部分时, 将产生的反击过电压和导线上产生的感应过电压, 随着接触网支柱接地电阻的升高而升高, 即引起闪络的雷电流幅值和绝缘子闪络概率随着接触网支柱的接地电阻而增加。因此对于带架空回流线的成排接触网支柱, 降低其接地电阻可减少架空回流线上针式绝缘子闪络的概率。
3) 感应过电压。
在接触网上产生的过电压与雷电流幅值成正比, 如距接触网S>65 m处雷击对地放电时, 在接触网上产生的感应过电压约为3.84I, 即当I=100 kA时, 感应过电压为384 kV, 此时足以导致绝缘子发生闪络。
3 接触网的防雷措施
3.1 装设架空地线
避雷线是用于防直接雷击的主要措施, 在接触网施工中, 可以将架空地线改造为避雷线, 但利用架空地线作为避雷线时, 必须注意几点:1) 地线的截面必须与当地防雷等级相一致, 如果截面过小, 将可能造成地线熔断, 搭接到接触网上造成短路跳闸;2) 支柱接地电阻必须小于10 Ω, 如果支柱接地电阻过大, 将产生反击引起绝缘子闪络。
3.2 安装避雷器
在接触网上安装避雷器的优点有以下几点:1) 避雷器的体积小、重量轻, 安装在现有接触网上不会明显增加支柱的机械负荷。2) 避雷器的结构紧凑、安装方式简单, 便于现场安装和更换。3) 避雷器的保护水平与接触网的绝缘水平配合良好, 特别是带间隙避雷器的50%冲击放电电压与接触网绝缘子的放电特性一致, 且正、负极性的分散性要小。
在接触网上安装避雷器的缺点有以下几点:1) 由于接触网上安装的避雷器大多位于山区, 避雷器的维护和更换不便, 对避雷器的密封性、防爆性、机械强度、可靠性都要求更高。 2) 避雷器保护范围有限。3) 接触网用MOA避雷器大都采用带串联间隙的结构。这种结构必然会增加污闪事故率。4) 高密集安装避雷器, 则每年的预防试验和维修工作量极大, 维修费用也将大大增加。
4 结语
接触网具有良好的防雷性能是电气化铁道安全运营的基本保证之一, 接触网雷击分为直接雷击和感应雷击两种, 在工程实践中应根据当地的雷电活动情况, 结合以往的施工运营经验, 因地制宜, 采取相应的防护措施。架设避雷线能有效地防止雷击带电部分造成危害, 减少杆塔接地电阻可以减少雷击接地部分产生的反击, 而避雷器则可以降低雷击过电压的峰段, 提高接触网的耐雷等级。目前, 在我国重雷区的客运专线接触网防雷设计中, 已经考虑采用架设避雷线或大量装设避雷器的方案, 以提高铁路运输的可靠性。
铁路接触网防雷技术 篇2
浅谈既有电气化铁路接触网改造过渡技术方案
本方案详细地介绍了既有电气化铁路接触网改造过菠中常用技术方案及施工安全措施,对既有电气化铁路进行增建二线和提速扩能接触网改造有一定的指导意义.
作 者：吴鹏程 Wu Pengcheng 作者单位：上海电务电化公司电气化事业部,上海,70刊 名：科技广场英文刊名：SCIENCE MOSAIC年，卷(期)：“”(3)分类号：U216.42关键词：既有电气化铁路 接触网改造过渡 技术方案
铁路接触网防雷技术 篇3
摘要：本文通过系统工程的原理和方法，对高速铁路接触网工程的整个施工过程的精确度控制进行简要论述，分析目前高速铁路触网工程施工技术的现状及其精确度控制要点。重点推荐使用精测网进行精确测量、计算、安装和调整的施工技术，从人工、机械、材料、进度控制方法和环节等方面提出有效提升施工精确度的措施，并加强专业间的衔接工作，实现高速铁路接触网工程的高精确度施工。
关键词：高速铁路；接触网工程；精测网；高精确度；施工技术
引言
高速铁路工程在施工时必须严格按照高安全性、高可靠性、高精度性和高平顺性、高稳定性，这五高的要求进行施工操作。高速铁路与普速铁路在进行接触网工程施工时，最大的施工要求区别就在于精确度，高速铁路的精确度要求远比普速铁路要高出许多，因而在进行高速铁路的接触网工程施工时，必须确保其高精确度，抓住精确度的控制要点，把握核心部分，凭借精密的测量技术和科学合理的施工流程以及专业的施工队伍，实现高速铁路接触网的高精度。
一、高速铁路触网工程施工技术现状分析
随着电气化铁路的迅猛发展，高速铁路逐渐进入人们的生活，各大城市高铁遍布，（由图一中国高铁城市网络示意图可知）我国在不断引入他国先进施工技术和高科技材料的同时，研发了一批接触网新设备，对提升高速铁路接触网施工的精确度有一定的促进作用，因而受到人们的广泛青睐。在此背景下，现有的一部分接触网施工技术已无法满足高精确度的施工要求，加之就算满足进度要求，还是存在一些问题，主要表现在以下两个方面：
1.1施工队伍方面
高速铁路接触网工程的施工人员主要分为两个层次，即数量较少的工程技术人员和管理人员为第一层，数量较多的一线作业人员为第一层，其中第一层人员多为高学历的高素质人才，而第二层大多未受过教育或者受教育水平较低，而且农民工居多，相对的文化素养和专业水平也较差。因而在实际施工中，就不免出现一些人为造成的误差，从而直接影响到接触网工程的施工精确度。此外，施工装备落后也是另一个阻碍接触网工程施工精确度提升的重要原因。目前，我国的许多高铁接触网施工单位的的施工设备与发达国家相比，其性能和新旧程度、以及自动化等方面都还有所不足，而从国外引进先进设备的能力也有限，此外检测仪器和装置的精确度也是引发施工误差的根源。
1.2施工标准和施工技术方面
（1）施工技术较落后：从我国目前的综合情况来看，国内除极少部分的施工单位外，绝大多数施工单位的施工技术和施工工艺还停留在传统水平，这与当前高速铁路接触网施工技术的迅猛发展产生了矛盾，施工传统工艺技术得到的施工成果，自然达不到当今水平的要求。（2）施工技术标准不够协调：高速铁路接触网施工和铁路路基、铁轨的施工技术标准存在较大的分歧，导致技术标准出现严重的不协调问题。铁轨轨面的标高是接触网施工的基准点，然而实际情况中我国铁路轨道允许的施工偏差比较大，这就导致接触网工程的质量难以满足施工要求。（3）技术规范不合理：目前，我国还缺乏一套可行性较高的电气化铁路施工标准，现存的通用且标准的施工规范较少。另外，高速铁路接触网的施工操作规范也不够完整，大部分施工单位在进行施工操作时较为随意，容易增加接觸网施工误差的频率，从而严重降低接触网施工的精确度，容易对行车安全造成一定威胁，因而必须建立一套完备的高速铁路接触网工程施工操作规范，用以规范施工队伍的施工行为。
图一 中国高铁城市网络示意图
二、高速铁路触网工程施工精确度控制关键点分析
2.1应用精测网
精密测量在保证高速铁路建设质量的环节中是最重要的基础条件之一。接触线高度、拉出值等集合参数都是以轨道集合参数为基准的，因而在新建高速铁路接触网工程时，从支柱基础的定位测量、腕臂测量计算安装和吊弦测量计算安装、接触线监测精调等内容都应以线路轨道横、纵断面设计图为依据，而且接触网和线路轨道专业测量都应当采用统一的坐标——精测网，以此作为双方施工和运营期间共同遵守的依据。
2.2施工偏差控制要点
施工偏差控制是整个高速铁路接触网施工过程的核心部分，对精确度的要求越高，就越要加强对施工偏差的控制，在此之前，必须明确施工偏差控制的要点。（1）材料方面：施工所使用的材料，在其生产制造时便会有一定的偏差，在使用时必须将这部分误差考虑在内。例如，在编制腕臂计算软件程序和进行腕臂计算时，都要将绝缘子材料的生产制造公差考虑在内，在腕臂预配时将由制造公差造成的这部分影响消除，防止累计施工偏差出现。（2）施工方法方面：包括施工工序流程和施工计算软件在内的施工工艺和技术，都要进行偏差控制。例如，为防止附加后悬挂架设后出现支柱倾斜值变化致使已调整的接触悬挂位置改变的情况，应当在附加悬挂架设结束后再进行支柱相关参数的测量，特别在曲线地段和接触网设计张力较大时需要更加注意。（3）环境方面：施工环境对施工偏差也有一定的不利影响。例如，超声波正在空气中的传播速度与环境的温度具有一定的函数关系，接触网施工所使用的超声波式测量仪器从室内存放环境到室外测量现场，至少需要10分钟以上的时间，来适应现场的环境温度，若未适应现场温度变化，测量误差容易超标。
图二 高铁接触网系统
三、提高高速铁路触网工程施工精确度的方法
3.1控制接触网施工偏差的方法
首先，需要对施工人员的施工偏差进行控制，可以使用人员分组的方式，以接触网施工的特点为基准，分析各人员自身的特色，将施工人员分配为不同的专业化作业组：测量组、计算组、预配租、基础施工组等等。经假以时日，经过多次重复的作业，各组人员的操作技能便能得到极大的提升。其次，需要对机械的偏差进行控制，没有先进的施工设备和检测仪器，无论技术水平多高，总会出现较大偏差，严重影响工程的精确度。再其次，对施工材料的偏差控制也有很大意义，不能忽略由施工材料在生产制造时与生俱来的偏差，在使用时必须将其考虑在内，尽量消除影响。此外，还需加强对施工方法的偏差控制，这点是重中之重，要避免使用不达标或者不科学的施工工艺。最后，对施工周围环境的控制也不能忽视，即应当注意周围环境对施工偏差的影响。
3.2消减接触网施工偏差叠加的技术
多道工序施工偏差叠加，会使工程的最终偏差超过允许偏差的最大值，从而导致所有工序必须重头再来。消除接触网施工偏差叠加的技术主要有三种：（1）避免量值传递时叠加累计偏差控制技术；（2）阶段施工偏差控制技术；（3）计算偏差控制技术。由于接触网的各个子系统之间存在相互影响作用，为达到提升施工精确度的目的，腕臂和吊弦长度计算软件不宜使用解析几何式数学模型，而应尽量使用力学式数学模型，同时对施工过程的人员、机械、材料、工艺各个环节进行偏差控制，消除或减少叠加的偏差。
四、结论
高速铁路接触网建设是一项复杂的工程，要想进一步提升其精确度，必须从各个施工环节的细微之处着手，防止较大偏差出现，并减少细小偏差。使用科学合理、先进的施工技术，选用熟练可靠的施工人员，购置先进的施工设备，这样才能保证高速铁路接触网施工的精确度。
参考文献：
[1]张建昭.高速铁路接触网工程高精确度施工技术分析[J].黑龙江科技信息，2013-02-25
[2]王哲浩.高速铁路接触网工程高精确度施工技术探讨[J].铁道标准设计，2011-03-20
铁路接触网防雷技术 篇4
一、施工工艺
(一) 工艺流程图
详见“路基接触网基础施工工艺流程图”。
(二) 主要施工技术
1. 测量放样
接触网基础前, 进行控制桩放样。控制桩为4个, 两两垂直, 分别为线路和垂直线路方向。将一个护桩作为高程控制桩。护桩位置距接触网基础中心点为85cm。安装钢筋笼后, 放样将控制桩加高至螺栓顶以上。
2. 基础开挖
基础采用人工开挖。两人一组, 采用人字架吊运开挖土。通过控制桩进行深度控制。开挖基坑时, 注意基坑周围不得有大型机械行走, 防止基坑坍塌。开挖至设计深度后, 清孔并在孔底浇筑10㎝C15混凝土垫层。
3. 钢筋笼安装、定位
钢筋笼采用集体制作, 用拖车运至现场、吊车吊至基础中, 并利用4个控制桩初步确定钢筋笼三维位置。确定位置后用钢筋或钢管悬吊于基坑之上, 并尽量让钢筋笼固定。钢筋笼定位完成后, 应该进行综合接地端子安装, 接地端子安装于小里程侧, 路基面上下10cm各一个。接地端子均应通过不小于Φ16㎜钢筋与两根以上结构钢筋牢固焊接, 焊接质量满足相关规范要求。
4. 安装模板
接触网基础模板采用定型组装钢模板。模板安装前, 在基础周围浇筑一周薄层混凝土, 作为立模平台。测量放出模板棱角点, 在立模平台上画出模板安装轮廓线, 然后按照轮廓线摆放模板, 调整定位后拧紧模板螺丝。并在模板四周采用支撑和封闭层, 防止混凝土浇筑过程中产生位移、漏浆。
5. 安装螺栓定位架
将地脚螺栓安装于螺栓定位架上, 摆放在模板内, 调节定位架位置, 使螺栓位置尽量位于设计位置。
6. 复核预埋螺栓位置
采用测量仪器对螺栓位置进行逐个复核, 保证螺栓平面位置和高程均满足设计要求。螺栓复核完后, 将定位架点焊在接触网基础模板上, 防止后期施工过程中产生位移。
7. 混凝土浇筑
混凝土设计标号采用C25, 通过拌合站拌制、罐车运输、输送泵浇筑。浇筑过程应尽量缓慢, 振捣棒采用Φ30插入式振捣棒为宜。振捣过程不应与钢筋或地脚螺栓接触震动, 尽力减少对螺栓的扰动。浇筑完成后, 对混凝土表面进行收光, 使混凝土表面平整有光泽。
8. 再次复核
当混凝土浇筑完成后, 初凝前应马上对螺栓位置进行检查。对位置不满足要求的进行校正。此道工序是检查最后工序, 非常重要, 后续各种问题均可能是没有进行此道工序导致。
9. 拆模、养护
当混凝土浇筑后, 采用养生布覆盖, 洒水养生。当接触网基础混凝土强度50%以上, 拆除模板继续覆盖养护, 直至养护14天。
二、施工问题及可能产生原因
(一) 出现问题:螺栓不垂直
可能产生原因:1.螺栓未与钢筋笼焊接或焊接不垂直;2.定位框孔径过大或上下不垂直;3.混凝土浇筑过程, 浇筑过于集中, 混凝土挤压螺栓偏移。
(二) 出现问题:螺栓偏角过大
可能产生原因:1.定位框放置倾斜, 浇筑完成后没有复核、校正;2.钢筋笼或模板没有固定好整体偏移, 浇筑完成后没有复核、校正。
(三) 出现问题:螺栓外露过长或过短
可能产生原因:1.混凝土面过低或过高;2.模板下未硬化, 地面塌陷, 浇筑完成后没有复核、校正。
(四) 出现问题:基础面蜂窝麻面或有裂纹
可能产生原因:1.混凝土浇筑完成后未收光;2.养护时间不够;3.模板拆除过早。
三、结语
铁路接触网验收工作总结 篇5
1、绝缘子的选材与更换需改进
由于当地有铝业制造企业，空气和水质收到污染，当地空气里长期飘有污染物，这些污染物附着在绝缘子表面，使得绝缘子的寿命和绝缘性下降。
2、中间柱高度设计不合理
所有的中间支柱高度为8.7米，铁轨距离支柱基础高度为0.9米，水平拉杆距离铁轨高度约为7.3米，经计算水平拉杆距离柱顶约为0.5米，不符合大于2米的设计要求和国家安全标准。所以所有的中间支柱都应设计为10.2米。存在问题的地方见下图中的中间柱。
3、现场的一些缺陷
（1）承力索补偿回头长度不达标（2）开关闭合不到位（3）有些支柱反倾
（4）管段内所有开关、拉杆、螺栓全部生锈
4、我对于接触网设计工作的感受和建议
这次出差我和中铁十局、维管段以及电化局的人一起进行了现场的检查验收工作，我们在共走了几十公里的铁路，在这之中发现了好多实际的问题，有些直接在现场就解决了，有些有问题还有待遇探讨商议。这几天的工作工作中，大家对同一区间还进行了二次检查和测量，使遗漏的问题得到了有效的解决。给我印象最深的要数那些测量交线距离的工作了，他们每隔一个交点位置就要进行一次测量，需要眼力和细心，保证规定的绝缘距离。
铁路接触网防雷技术 篇6
关键词：接触网；接口
0 引言
接触网作为电气化铁路牵引供变电系统的重要组成部分，其设计、施工标准日益得到提高，但接触网接口管理仍存在不少问题，涉及铁路路基、桥涵、隧道、轨道、站场、通信、信号、灾害监测、维修设施、动车组、房屋建筑、声屏障等专业。笔者根据工作经验，将接触网相关接口问题及应对措施总结如下，以供学习交流。
1 影响接触网接口管理的因素
1.1 设计方面
①本专业设计漏项；②相关专业间未沟通、未彼此提出预留要求；③由于合同关系不同设计院之间未进行设计对接或者联络不充分；④设计变更。
1.2 施工方面
①施工质量问题（包含为未按图施工、测量偏差等）；②施工工序不合理；③施工单位（或专业）间干扰、损坏；④未注意现场材料、设备或成品的保护；⑤专业间物资交接。
1.3 运维方面
①设备管理单位维护不到位；②非设备管理单位的损坏；③不同专业间的运维工作未同步展开，如（电务）信号更换信号扼流变，有时需接触网吸上线同步调整位置；④事故或故障。
1.4 其他因素
①极端自然天气引起的各种破坏；②动物破坏，以鸟类为主；③路外人员的恶意破坏。
2 接触网接口的分类
接触网接口事宜可分为内部接口、外部接口，其相互关系见图1。
内部接口：牵引供电系统与动车组系统间；牵引供电系统与通信信号系统间；动车组系统与工务工程系统间等。外部接口：牵引供电系统与公用电力系统间；接触网与外部环境间。
图1 接触网与相关专业的接口关系图
3 接口问题的应对措施
本文侧重从设计与施工两大方面介绍应对措施。
3.1 设计可采取的措施
①路基设计时应考虑接触网预留基础对路基的影响、预留基础位置与电缆沟槽件的匹配布置、综合接地在路基上设置与预埋等接口事宜。②桥涵设计时应考虑接触网支柱基础预留、下锚拉线基础预留、避车台预留接触网落锚条件，桥梁综合接地设置与预埋、接触网特殊桥支柱、沟槽管洞预留等接口事宜，跨线建筑物的净空应满足接触网设置要求。③隧道设计时应考虑接触网安装预留埋件及其布置、隧道内锚段关节及关节洞、下锚洞设置与预留、隧道内综合接地设置与预留、隧道内接触网设备安装洞预留、沟槽管洞预留等接口事宜。④站场、车站建筑设计时需考虑接触网支柱对线间距的影响、站场接触网支柱基础及其平面布置、站台雨棚合架、雨棚及高架绽放的综合接地设置与预埋、反向行車时车站八字渡线、单渡线与接触网匹配设置等接口事宜。当采用风雨棚结构形式时，应考虑寒冷地区棚顶冬季融雪对接触网绝缘设备的影响。⑤沿线桥梁、路基、跨线建筑物、无砟轨道、站房、站台、雨棚、接触网预留基础等建筑物应设置电气化闪络保护等电位措施，综合接地系统应考虑电力牵引供电接地极防雷纳入的接口事宜。⑥线路、桥梁、隧道、车站等应考虑电气化专用的电缆敷设通道设施（如电缆沟、轨道管槽、电缆桥架、电缆隧道等）。⑦接触网、信号专业设计应综合考虑接触网关节位置对信号机设置的要求，电分相布置与接收信号车载设备、列控信息配置、钢轨回流连接设置的接口事宜。⑧接触网应综合考虑防灾监控设施、通信漏缆、精测设备与接触网设施的合设要求，一般不采用同杆设置。⑨声屏障、防灾报警等设置不应影响接触网坠砣的正常工作，遇有接触网补偿装置、开关设备安装时应做特殊处理。⑩轨道专业的精测网设置不应影响接触网补偿装置的正常工作，遇有接触网补偿装置时应做特殊处理。11接触网的电缆终端需与其他专业设备或材料安装匹配。
3.2 施工方面可采取的措施
①严格按照施规、验标及设计图纸控制施工质量。尤其要注意不同施工单位之间的接口交接事宜，如预留基础。接收单位要提前介入，业主单位要统一组织。②合理安排施工步骤，既要考虑本专业施工的合理性，也要考虑其他专业的施工时间及先后顺序。一般原则是先土建再四电，先下部施工后上部作业。③做好现场文明施工管理，提高成品保护力度。以物防物，以人管物的防护措施根据不同条件兼顾采用。坚持做到人走料清、安全文明。④组织好不同专业间或不同单位间的物资交接工作。如：接触网预留基础螺帽与螺栓不匹配，接触网基础螺栓的螺冒、垫片尺寸不规范，采用电镀锌非热浸镀锌等问题屡见不鲜。相关单位（业主、设计、施工、监理）应提前介入，明确设计图纸、材质标准，以便移交材料质量满足相关要求。⑤加强同步实施项目的管理，可采取台账式管理模式，对涉及的施工项目逐一列表，如接触网杆基础、电缆沟槽、声屏障基础与路基同步施工事宜。
4 结束语
接触网接口问题涉及多个专业，相互参照、影响，解决好接口问题的关键必须从设计源头抓起，其次在后期的施工阶段，接触网专业与站前（土建）、站后（四电）同步作业项目一定要协同实施，才能最终保障接触网质量的安全、可靠。
铁路接触网防雷技术 篇7
关键词：接触网悬挂,施工技术,施工质量
1 几种常见接触网悬挂类型
接触网作为与高铁运营中最主要的架空设备, 它的工作环境相对比较恶劣, 并且没有任何备用设备, 属于整个牵引供电系统中最薄弱的环节之一。就接触网而言, 悬挂类型是设计和施工中十分重要的参数, 接触网对悬挂类型提出的最基本要求是寿命长、少维护、少维修、良好的受流质量、高性价比。当前, 国内外最为长常用的接触网悬挂类型主要有以下三种。
1.1 弹性链型悬挂
主要凭借的是弹性吊索进行悬挂, 而吊索的设计需要十分精确的计算, 并且对于施工技术的要求也相对较高, 这就导致了调整工作非常困难, 而且也为检测带来了一定的难度。同时由于弹性吊索自身的张力和长度都会随外界温度变化而发生改变, 这也在一定程度上增大了接触网变形的可能。
1.2 复链型悬挂
复链型悬挂, 结构过于复杂, 零部件也相对较多, 并且前期投入的一次性成本十分之高, 再加上运营维修费用昂贵, 一旦发生事故抢修难度大, 从而使得这种悬挂类型的接触网并未得到普及。
1.3 简单链型悬挂
虽然这种类型的悬挂方式与弓网之间的动态接触力分散性较大, 并且弹性不均匀的程度也相对较高, 致使很容易出现硬点。一旦受电弓经过该位置时, 便会因碰撞而形成火花, 这样会使导线的磨损及腐蚀情况加剧, 从而造成其使用寿命缩短。但是, 经过大量的研究及实践证明发现, 只要适当地增大接触线的张力, 并合理预留导线的驰度, 便能够使弹性不均匀度有所降低, 进而达到改善受电弓运行轨迹及受流质量的目的。该悬挂类型与上诉两种类型相比, 在受流质量方面差距较小, 但简单悬链却具有结构简单、施工便捷、维护方便、工程造价低等优点。
2 接触网悬挂施工技术及质量控制要点
2.1 接触网悬挂施工技术要点
1) 打孔。用5 mm厚钢板做好底座模型, 确保4个预埋螺栓孔位置不变, 使用电锤打孔, 一次成型。如遇隧道断面, 可进行纵向位移。移动距离不超过0.25 m, 并且在相邻两跨中完成加减调整距离。
2) 放线。刚性悬挂放线需使用张力放线, 保证放出的导线不能有硬弯。导线放出后用铁线将其临时一固定在刚性梁上, 使用放线小车, 将涂好导电脂的导线导入刚性梁夹槽中, 随后用紧固螺栓将导线与刚性梁固定。
3) 调整。刚性悬挂各个悬挂点都有固定的位置, 因此刚性悬挂只要依次对各个悬挂定位点调整到位就可保证接触悬挂定位的准确性。调整关键是各部连接螺栓的防松动热圈必须可靠, 防止因长期振动造成螺栓的脱落。因此, 施工中尽可能降低人为因素, 利用新工具, 完善工艺流程, 竭尽全力把高质量的产品投入到试验中去。
2.2 施工质量控制要点
1) 定位装置安装。定位器是距离受电弓最近的部件之一, 其基本要求就是不阻碍受电弓的顺利通过。限位定位器具有防止因定位器抬升而造成打弓的功能, 如果限位定位器存在限位间隙过大的情况, 换言之, 定位器过度抬高坡度, 那么在电弓高速运行的状态下, 定位点便会成为硬点, 从而致使该点处的受电弓、接触线加重磨损程度。如果定位器存在限位间隙过小的情况, 也就是定位器坡度过低的情况, 那么接触线就会在正常的抬升范围内导致产生定位器限位作用, 从而加剧受电弓和接触线的磨损情况。安装定位装置时必须严格遵循设计要求, 使定位管与腕臂处于同一垂面上, 使用坡度尺对其进行测量, 确保其倾斜度、状态满足设计要求。确保限位定位器的限位间隙偏差控制在±1 mm的范围内, 非限位定位器接触线高度与根部之差的偏差控制在±10 mm的范围内。采用多功能测量仪对接触网的拉出值进行测量, 当列车运行时速达200 km时, 确保施工偏差在±30 mm的范围内, 当列车运行时速达250~350 km时, 其偏差在±20 mm的范围内。
2) 承力索及接触线架设。高铁专线接触要求全线接触线高度平顺, 因此, 接触线必须采用恒张力架设且架线过程中的架设张力偏差不得大于8%。特别是可保证接触线的平直度, 减少硬点, 满足高速专线良好弓网受流质量。接触线架设前应检查放线架的线轴直径是否与线盘的轴孔匹配, 以免间隙过大放线后产生硬弯。架线车的线盘必须采用液压制动 (如恒张力架线车) , 起锚时应缓慢地加 (减) 速, 架线过程中应匀速行驶并保持恒定, 架设张力应根据架线施工机械的性能、接触线的材质、加工制造工艺、接触线下锚设计额定张力等确定, 不得小于工厂的绕线张力, 否则容易产生硬弯。架线张力偏差不得大于8%;镁铜、锡铜导线最小架线张力不宜小于工作张力的70%;放线速度宜为3~5 km/h, 并应保持匀速恒定。架设应连续进行, 不应走走停停, 否则制动线盘时因线盘惯性易导致接触线硬弯且无法整直。设计单位在施工安装曲线图中要求所架新线必须超拉后方可按图施工, 因此, 施工中如何保证这些新线的初伸长一次基本出尽, 使支持装置及吊弦和补偿装配安装一次到位是施工技术的关键。根据我国的实际情况, 采用增加坠砣的超拉方法较普遍。采用坠砣超拉法时, 应在起、下锚两端同时分级加坠砣, 每次增加坠砣的重量为总重量的20%, 卸载时锚段两侧起、落锚同时进行。
参考文献
铁路接触网防雷技术 篇8
沪汉蓉通道合肥—武汉铁路是国务院批准的《中长期铁路网规划》 (2008年调整) “四纵四横”客运专线的组成部分, 是铁道部首批建成的4条客运专线之一, 也是我国第一次采用“四电系统集成”方式建设的高速铁路。
合武高速铁路为I级双线铁路, 全长359.361 km, 桥隧总长182.895 km, 正线桥隧比重为44%。其电气化工程牵引供电系统设计满足客车4 min追踪、250 km/h高速运行, 货车120 km/h带电通过双层集装箱运行, 是国内、国际上第一条同时满足双层集装箱和动车组250 km/h高速运行的铁路。
2 接触网悬挂类型和新型250 km/h系列接触网系统技术规格参数
为保证合武高速铁路开行双层集装箱、双受电弓取流、动车组重联、客车速度250 km/h运营情况良好, 在设计过程中对接触网的悬挂类型、接触网系统250 km/h技术规格参数、接触网工程系统部分关键技术进行研究。
2.1 接触网悬挂类型
从弓网仿真结果看, 采用高张力、小跨距、简单链型悬挂的接触网系统和大跨距、弹性链型悬挂系统均能满足250 km/h弓网受流的技术要求, 而弹性悬挂的特点是使悬挂点处的弹性与跨距中间的弹性匹配得更好, 多弓适应能力强, 技术指标优良。为了满足双弓更好地取流, 合武高速铁路采用全补偿弹性链型悬挂方式。
2.2 主要线材及技术规格
承力索采用强度大、耐疲劳耐腐蚀性能好、软化温度高和不散股、较大工作张力 (20 kN) 等优点的截面为120 mm2的镁铜合金线 (JTMH120) ;接触线采用具有良好的耐磨性、耐腐蚀性及高温软化特性的较大工作张力 (25 kN) 、150 mm2截面的锡铜合金线 (CTS150) , 计算得出波动传播速度为490 km/h。根据经验, 最高运营速度一定要小于波动传播速度的70%, 波动传播速度越高, 接触线的振动和弓网间动态作用越小, 受流性能越优。对于合武高速铁路的最高运营速度, 小于波动传播速度的70%为343 km/h。因此通过接触网整体系统设计, 大大改善了弓网关系, 减小弹性不均匀度, 使受电弓的运行轨迹更趋平缓, 有利于动车组中后弓的受流, 为实现客车运营速度250 km/h奠定了坚实的基础。主要线材及技术规格见表1, 主要技术规格见表2。
3 接触网关键技术的研究与应用
3.1 道岔区接触网设计
车站道岔区的平面布置和安装是设计中的关键点之一。道岔处接触导线的空间定位, 关键取决于受电弓的尺寸和始触区标准范围的灵活掌握。针对合武高速铁路车站正线上的18#道岔正线通过速度250 km/h, 侧线通过速度不大于80 km/h, 受电弓的标准宽度为1 950 mm的特点, 设计中采用自主创新的高速无交分线岔定位方案, 在平面布置中合理布置道岔理论岔心前后接触网支柱位置, 一般Ⅰ柱位于岔心前5～10 m, Ⅱ柱位于岔心后25～30 m处。详细设计定位处的正线与侧线拉出值, 遇到特殊情况需在模拟实际道岔的样图模板上针对性地设计, 使受电弓在正线和侧线转换运行时, 任何方向都应满足始触区 (即由距离受电弓中心600～1 050 mm及抬升200 mm构成的空间区域) 范围的布置要求, 确保满足始触区范围内动态情况下的弓网安全关系, 提高安全可靠性。典型的道岔柱安装见图1。这种设计理念在合武高速铁路的运营中得到成功验证。
3.2 跨距、拉出值、定位器坡度的关联设计
为使受电弓磨耗均匀, 在大曲线上精确计算, 确保定位器水平力达标的前提下, 采用正反定位安装。在
3.3 隧道内正馈线、隧道口正馈线转换安装
由于正线区段采用A T供电方式, 隧道净空和断面受限, 设计中需综合考虑接触网悬挂、正馈线、保护线的安装。上下行接触网分别通过固定在隧道顶部的吊柱独立悬挂定位支持装置, 正馈线、保护线安装在隧道顶部, 隧道口的正馈线、保护线需从隧外支柱的田野侧安装转换至支柱顶安装, 再转换到线路侧安装, 然后再跨越正线承力索转换至隧道拱顶处距隧道口约2 m处对向下锚安装。典型隧道口转换见图2。
转换处要结合隧道口隧道外第一根支柱的高度、隧道口隧道外的跨距, 按最不利的情况进行校核, 通过调整隧道口隧道外的跨距、隧道口隧道外第一根支柱的高度, 保证正馈线、保护线、承力索即不同相位的线间空气绝缘间隙及正馈线、保护线距隧道顶的空气绝缘间隙。隧道内的正馈线安装设计需综合考虑隧道内的机车通过风动效应、正馈线的最大弛度及正馈线对接触网的带点距离、正馈线距隧道壁等固定接地体的距离等因素。隧道内中间柱、正馈线、保护线安装见图3—图5。
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4 结论与建议
(1) 铁建设函[2005]140号文件发布实施的《新建时速200～250公里客运专线铁路设计暂行规定》要求:接触网与受电弓之间的动态接触压力应大于0, 最大值根据平均接触压力和标准偏差, 按照以下公式计算:
平均接触压力:
经计算:动车组250 km/h运行时为130.625 N;
标准偏差:
最大值:
经计算:动车组250 km/h运行时为248.2 N。
(2) 合武高速铁路接触网分别使用CRH2-010A综合检测车对合武高速铁路安徽段长安集—墩义堂上下行线路、湖北段新横店—墩义堂上下行线路进行弓网受流性能测试;使用CRH2-010A综合检测车和CRH2-008A动车组重联, 对合武高速铁路进行双弓网受流性能测试。
通过对动车组单机和重联弓网受流性能检测、货运机车弓网受流性能检测、接触网状态综合检测等4部分的检测数据分析可以得出以下结论:
合武高速铁路接触网几何参数与性能参数满足设计规范和“动态检测指导意见”的要求;接触网系统设计完全满足CRH2-010A动车组单列和双列重联250 km/h及HXD3货机120 km/h的弓网受流要求。
经动态试验和2008年12月开通运营至今的验证, 合武高速铁路接触网系统各项技术指标均满足客货共线、开行双层集装箱、客车运营速度250 km/h的运行要求。
(3) 对于客货共线、开行双层集装箱、客车运营速度250 km/h运行的设计, 是一个系统工程。除了对上述接触网关键技术的研究、设计外, 还要对锚段关节、分相、悬挂安装、主要设备及零部件等整个系统统筹考虑, 需建立一个具有完整性、先进性、安全性、可靠性的250 km/h系列的高速铁路体系, 并将这种体系的设计思想准确地贯彻到施工中。
参考文献
[1]戚广枫.高速接触网系统SIFCAT350研发及实验验证[J].铁路技术创新, 2010 (1)
铁路接触网防雷技术 篇9
牵引网供电系统发挥的作用非常大, 它能够将地方电力系统所产生的电能牵引到变电所, 然后通过接触网来向其他设备提供电能。牵引网的组成部分包括馈电线、回流线、接触网和钢轨。牵引线将电能引入到接触网的传输导线就是馈电线, 接触网的位置是位于铁道钢轨上面, 它的对地标称电压为25k V, 主要是通过电气化铁路架来进行空敷设置, 并使用受电弓向有关设备提供电能。回流线设置在牵引网支柱之外, 并在一定的距离内和钢轨相连, 当机车取流之后, 回流线便会发挥其作用, 将电流引入到变电所中[1]。接触网的组成包括接触线、承力索以及吊弦。我国使用最多的供电方式为带回流线的AT供电方式。
2 高速铁路接触网ATP建模
由于高速铁路接触网均为露天架设, 所以容易受到雷击的伤害, 而且在我国, 许多高速铁路都是建立在山区或者旷野等偏僻地带, 高架桥梁较多, 并有许多高速铁路建设需要穿越隧道, 因此, 高速铁路接触网更加容易受到雷击侵害。而在接触网中, 绝缘子的耐压强度较低, 与雷电压相差甚远, 必须做好防雷措施, 通过安装避雷器来进行防雷。
通过对避雷器的等效模型进行分析, 使仿真工作能够更好地进行, 从而使高速铁路接触网防雷保护工作能够更加成功。
2.1 ATP简介
ATP是一个数字仿真软件包, 它能够对电力系统的功能进行模拟, 最先开发出来的ATP主要使用的是图形预处理程序。ATP的功能非常强大, 能够对所研究的内容进行分析和描述。它使用的范围较广, 发展较快, 经过几年的时间便已经有了很大的改变。ATP在发展过程中所需要的条件有诚信公开以及相关商业活动。目前所使用的ATP是全新版本, 可以用于Windows操作系统, 它的版本有两种, 但是功能相同。其中一种版本只能用于Windows95/NT, 另一种版本只能用于Windows3.x[2]。
2.2 ATP仿真程序
牵引网的模块可以分为牵引网支柱模块、自耦变压器模块、雷电流模块以及电力机车模块等, 在自耦变压器内, 元器件可以自行设置, 这使得牵引网ATP建立更加容易, 模块间的作用不会影响ATP, 也不会受数据连接的影响。ATP仿真流程图如图1 所示。
2.3 ATP模型概述
在高速铁路中所使用的供电系统通常为复线与AT并联的供电模式, 当电力机车通过接触网产生电流之后, 再通过钢轨回流和自耦变压器以及馈线流回到变电所。牵引变电所使用的电压和交流电源都可以用等效电阻表示, 接触网的传输路线和有关参数以及集中支路都将会通过支柱的浪涌来进行传播, 并能够得到塔基的响应。在ATP模型中, 牵引网所使用的方式为上下行进行不同区所的并联, 其中供电臂的长度为50km, 在10km的距离内要设置1 个AT所与牵引网发生并联。
2.4 接触网模型
在牵引网的有关参数中, 接触网的半径为0.5180mm, 电阻为0.2180Ω·km, 水平距离为3m, 最低高度为17.4460m, 分裂距离为110cm, 分裂数为2。钢轨半径为9.65cm, 电阻为0.18Ω·km, 水平距离为3m, 最低高度为11m, 分裂距离为143.5cm, 分裂数为2。F相的半径为9.65cm, 电阻为0.161Ω·km, 水平距离为0.67m, 最低高度为17.69644m, 分裂距离为0, 分裂数为0。避雷线的半径为0.8cm, 电阻为0.305Ω·km, 水平距离为0, 最低高度为20m, 分裂距离为0, 分裂数为0。接触网所使用的导线为单相二分裂导线, 与承力所使用的导线相同。将钢轨铺设在地基上, 并和回流线相连接, 将ATP的参数使用相隔导线来进行模拟。将回流线以及避雷线进行设置, 并设置好LCC元件。
2.5 电力机车模型
电力机车运行时属于负载, 所以能够将其等效为RLC电阻, 电力机车的等效电阻为97.655Ω , 电力机车的电感为158.102m H, 电力机车的电容为0。
2.6 雷电流模型
雷电流对设备的冲击与雷电流上升的时间有关, 上升时间越短, 冲击就会越大, 而如果波长时间越长, 其释放的能量却越大。雷电流库使用双指数函数的波形来表示。
2.7 避雷器模型
避雷器的变化与频率有关, 不同厂家所生产的避雷器也存在着一定的差异, 从而使得不同的避雷器的电气参数也存在不同, 但是所有避雷器必须满足一些重要的要求。首先, 在工频的作用之下, 避雷器的工作不能受到影响, 并且要有非常好的绝缘作用。其次, 在受到冲击电压的作用之后, 避雷器已经失去雷电过电压, 但是仍然不能影响正常工作, 工频的工作也不会受到影响, 避雷器要能够进行工频节段, 使其能够得到恢复, 这样牵引系统便能够正常工作。最后, 避雷器要能够与被保护的部分进行配合, 以达到最好的保护作用。避雷器的各个部分都具有非常重要的作用。另外, 氧化锌避雷器也具有非常明显的特点, 它在过电压下具有较小的电阻, 并且残压非常低, 没有续流, 在工频工作时具有较高的电阻, 能够起到绝缘的作用, 所能够流通的容量较大, 并且性能较为稳定, 还能够起到抗老化的作用, 在多种情况下都能够得到很好的使用, 并且其造价也较低。在电气化铁道牵引供电网中, 所使用的金属氧化物避雷器的系统额定电压为27.5k V, 避雷器额定电压为42k V, 标准放电电流为5k A, 持续运行电压为34k V, 雷电冲击电压峰值为110k V, 操作冲击电压峰值为98k V, 陡波冲击电压峰值为138k V。
通过对避雷器的等效模型进行分析, 使仿真工作更好地进行, 并有助于接下来的高速铁路接触网防雷保护。ATP建模增设了避雷线和避雷器, 能够有效地防止雷击和感应雷击, 使牵引网的绝缘子标准雷电冲击耐受压得到提高。
3 高速铁路接触网防雷保护
3.1 接触网安装
目前的高速铁路通常使用的AT供电方式中, PW线是在AF线下方进行安装的。根据相关的条件可以计算出在这种安装方式中, 接触网线路的闪络概率。具体条件包括, 在自然雷中, 有90%都为负极性, 另外, 直击雷过电压也是负极性, 在计算过程中可以使用绝缘子来进行闪络的判据。将暴雷日分为20d和40d来进行计算。雷击闪络的次数和线路发生暴露的宽度以及地闪的密度三者之间有紧密联系, 将线路暴露的宽度乘上长度便能够得出引雷的面积, 将引雷面积再与地闪密度相乘便能够得出一年中的雷击闪络的总次数。如果线路长度是100km, 那么就可以得出在100km内雷电闪络的次数。
3.2 使用合成绝缘子
雷击将会使接触网受到影响, 而导致其出现供电停止的主要原因就是绝缘子在受到雷击之后, 无法进行恢复, 出现重合闸失败。所以必须避免绝缘子出现损坏, 并要避免建立线路闪络及工频电弧, 可以通过避雷线或者避雷器来进行。另外, 要采取相应措施避免绝缘子出现燃烧的现象。为此, 使用合成绝缘子能够很好地解决这些问题。因为合成绝缘子具有很强的抗烧蚀性能, 虽然仍然存在破环的情况, 但已经大量减少, 合成绝缘子如果被烧蚀将会出现一定的变化, 抗圬能力和增水性能都会降低很多, 被烧蚀的地方非常容易出现破裂和脱落等现象, 这将会严重影响到线路的安全运行。使用合成绝缘子能够使高速铁路线路重合闸更加成功, 但也不能使防雷的所有问题都得到解决, 如果以此用作防护手段的辅助, 将会产生一定的效果, 适合在高速铁路中使用[3]。
3.3 接触网防雷接地
在牵引网中, 接触网防雷接地设备应当与地线的接入点以及其他地线之间的间距在15m以上, 可以使用综合接地的方式来进行接触网防雷接地。高速铁路中的牵引供电系统与综合接地系统之间联系紧密。我国的高速铁路中所使用最多的接触网防雷接地是综合接地, 这种接地方式能够使接触网的防雷效果得到有效提高。
4 结语
高速铁路在运行过程中存在着由雷击引发事故的风险, 而且在遭受雷击之后将会使高速铁路出现严重故障。因此, 做好防雷保护十分必要, 而我国对高速铁路供电系统所采取的防雷保护措施还存在不足, 对雷击的危害认识也还不够。本文对高速铁路接触网ATP建模及防雷保护进行了研究, 在ATP建模方面, 要注意ATP仿真程序、接触网模型、电力机车模型等几个部分;在防雷保护方面要做好接触网安装, 使用合成绝缘子, 并做好接触网防雷接地工作, 这将使高速铁路接触网的防雷效果得到有效提高。
摘要：目前我国高速铁路建设发展迅速, 所跨越的地理区域比较广泛, 许多高速铁路接触网都在雷电较多的地区, 如果接触网没有设置防雷装置, 将非常容易被雷电袭击。因此, 论文就高速铁路接触网ATP建模及防雷保护进行探讨。
关键词：高速铁路,接触网,ATP建模,防雷
参考文献
[1]曹建设.客运专线接触网保护线兼作避雷线的防雷效果评估[J].中国铁道科学, 2013, 34 (6) :79-83.
[2]赵紫辉, 吴广宁, 曹晓斌, 等.基于电气几何模型的接触网避雷线架设高度计算方法[J].中国铁道科学, 2011, 32 (6) :89-93.
铁路接触网防雷技术 篇10
从高速铁路接触网工程的整体施工情况来看, 虽然可以满足一般的施工要求, 但是仍存在一些问题, 具体体现在以下两个方面:
1.1 施工队伍方面
高速铁路接触网工程的施工人员中, 除了极少数的工程技术人员和管理人员具有较高的学历以外, 大部分一线作业人员都没有受过高等教育, 甚至还有很多农民工, 他们的文化素质、专业技术水平相对较差, 这样一来在实际施工过程中, 就难免出现一些误差, 从而使接触网工程的精确度受到影响。据不完全统计, 因一线作业人员操作失误造成的接触网施工误差占非常大的比例, 而施工误差又是直接影响接触网精确度的主要原因, 所以作业人员的综合素质是造成接触网工程精确度偏低的主要原因之一。此外, 技术装备较为落后也是造成施工精确度不高的又一原因。我国大部分高铁接触网施工单位的技术装备与国外发达国家相比, 施工设备的功能、性能、新旧程度、综合化、自动化等诸多方面都略显不足。同时检测仪器和装置的精确度也不够, 这些都是导致施工误差发生的根本原因。
1.2 施工标准和工艺方面
1.2.1 施工技术较为落后。
从我国总体情况来看, 国内除了极少数的施工单位以外, 大部分施工单位的施工技术及其采用的施工工艺都还停留在传统的技术水平上, 这与当前高速铁路接触网快速发展对施工技术的要求严重不符。
1.2.2 技术标准不协调。
高铁接触网施工与铁路路基、铁轨等施工技术标准存在严重不协调的问题, 接触网是以铁轨鬼面的标高作为施工基准点, 但是我国铁路轨道施工的允许偏差却比较大, 这就导致接触网工程施工质量很难满足相关技术要求。
1.2.3 操作和技术规范不合理。
目前, 我国尚未建立一套可行性较高的电气化铁路施工标准, 线路施工时一般都是参照国外相应的线路建立的标准, 通用性和标准化的规范较少。此外, 高铁接触网的施工操作规范也不完备, 仅有少数施工单位具有比较系统的施工手册, 而其余大部分施工单位在施工时的随意性相对较大, 这就造成了接触网施工误差较高的情况, 从而使得高铁接触网工程的精确度严重不足, 这对机车的安全、可靠运行造成了一定的影响, 为此, 建立完善高铁接触网的操作规范已经势在必行。
2 高速铁路接触网工程高精确度施工技术要点
2.1 精测网在高铁接触网施工中的应用
精密测量是建设高质量高速铁路最重要、最基本的条件之一。接触线高度、拉出值等几何参数是以轨道几何参数为基准的, 因此新建高速铁路接触网工程从支柱基础定位测量、腕臂测量计算安装、吊弦测量计算安装、接触线检测精调等均应以线路轨道横、纵断面设计图为依据, 接触网和线路轨道专业测量都应采用统一的坐标-精测网, 并作为双方施工和运营期间共同遵守的依据。我国高速铁路桥梁及隧道地段的轨道控制网 (CPI) 基桩通常设置在桥梁防撞墙和隧道电缆槽的线路侧面, 与接触网支柱和隧道吊柱不在同一线路横断面上;路基地段的轨道控制网 (CPIQ) 基桩在接触网支柱基础浇筑的同时, 由设计院勘测人员设置在接触网支柱基础或轨道专业特设的混凝土基础上。通过相关专业提供的高速铁路精测网基桩参数及其对应的线路参数、曲线桩位置坐标值及曲线参数值, 可以计算确定接触网支柱侧面限界、支柱基础面相对于轨面的高差、外轨超高等, 并作为接触网施工和验收土建专业预留的接触网基础工程质量的依据。根据线路控制网 (CPIQ) 数据, 可确定接触网车站、区间分段测量起点, 可测量隧道内接触网的预留槽道、后植锚栓、下锚断面位置, 可检查路基、桥梁上接触网支柱及拉线基础位置是否符合设计要求;根据轨道控制网 (CPS) 数据, 可测量核定接触网支柱及基础距离垂直线路中心线偏差及上部孔位准确性、隧道内吊柱及锚栓的施工偏差和测量并计算吊弦长度;在接触网调整尤其是精调中, 根据CP III精测网数据和线路拟合参数, 可进一步分析判定轨道与接触网祸合是否符合相关标准要求。
2.2 施工偏差控制要点
施工偏差控制是高速铁路接触网施工的关键环节, 高速铁路接触网施工精度要求高、施工允许偏差小。接触网施工精度越高、施工偏差越小, 则接触网平顺性越高、受电弓受流质量越好、受电弓和接触网寿命越长, 越能满足高速铁路安全可靠和高稳定性的要求。
2.2.1 材料方面的控制。
施工安装材料都有其生产制造公差, 因此必须考虑其影响。例如, 在编制腕臂计算软件程序、进行腕臂计算时都要考虑绝缘子等材料的生产制造公差, 腕臂预配时将其影响消除掉, 避免累计施工偏差。
2.2.2 施工方法的控制。
施工方法即施工工艺、工法, 包括施工工序流程和施工计算软件。例如, 为避免附加悬挂架设后引起支柱倾斜值变化, 造成已调整的接触悬挂位置改变, 应在附加悬挂架设后再测量 (用于腕臂和吊弦计算的) 支柱有关参数, 这点在曲线地段和接触网设计张力较大时尤其要注意。
2.2.3 环境的控制。
作业周围环境对施工偏差也有不利影响。例如, 因为超声波在空气中的传播速度与环境温度成一定函数关系, 所以接触网施工中使用的超声波式测量仪器从室内存放环境到室外测量现场, 至少要有10 min以上适应现场环境温度的过程, 否则测量偏差可能超标。
3 结论
总而言之, 高铁接触网工程建设是一项较为复杂且系统的工作, 想要进一步提高工程的精确度, 除了减少施工误差之外, 还必须采取科学合理、切实可行的施工技术, 只有这样, 才能保证高铁接触网工程的精确度, 进而确保机车安全运行。
参考文献
[1]刘永红.电气化铁路接触网技术体系及主要技术标准的研究[A].2008年 (第十届) 中国科协年会论文集[C].2008 (9) .[1]刘永红.电气化铁路接触网技术体系及主要技术标准的研究[A].2008年 (第十届) 中国科协年会论文集[C].2008 (9) .
[2]王作祥.新建时速200km客货共线铁路接触网施工技术及标准制定的若干问题[A].中国铁道学会2010年高速铁路接触网系统新技术研讨会论文集[C].2010 (8) .[2]王作祥.新建时速200km客货共线铁路接触网施工技术及标准制定的若干问题[A].中国铁道学会2010年高速铁路接触网系统新技术研讨会论文集[C].2010 (8) .
[3]王育才.建设高速接触网必须引起重视的几个问题[A].福建省铁道学会促进福建铁路科技进步与创新学术年会学术论文集[C].2009 (3) .[3]王育才.建设高速接触网必须引起重视的几个问题[A].福建省铁道学会促进福建铁路科技进步与创新学术年会学术论文集[C].2009 (3) .
[4]张伯阳.任浩.预埋槽道高速铁路隧道接触网施工控制技术[A].中国交通建设股份有限公司2011年现场技术交流会论文集[C].2011 (10) .[4]张伯阳.任浩.预埋槽道高速铁路隧道接触网施工控制技术[A].中国交通建设股份有限公司2011年现场技术交流会论文集[C].2011 (10) .
铁路接触网防雷技术 篇11
【关键词】高速铁路；接触网；安全性；可靠性；安全装置
高铁的出现极大程度上改变了人们出行方式，它不仅安全舒适且速度较快，能为人们节省很多时间。其中，接触网作为高铁牵引供电系统核心部位，它的安全性和可靠性影响着铁路整体运输，但接触网安装位置一般在露天环境，且没有备用装置，因此，必须保障接触网能稳定输送电源，尽量避免故障，为高铁在线路中运行提供良好基础。
一.概述高速铁路接触网
高速铁路接触网为高铁列车运行提供必要的电能输送，主要包含四个基础部分：定位设备、支持设备、支柱和基础、接触悬挂[1]，一般架设在铁路沿线上空。如果接触网停电，或者接触网与高铁列车电弓接触不良，将会给列车整体供电带来较大不良影响。与普通铁路装置相比，高速铁路接触网存在一定特殊性，表现在制作工艺、整体结构和结社技术等方面。从制作工艺角度分析，高铁铁路接触网采用锚段关节，增强了接触网整体强度和抗腐蚀性；从整体结构角度分析，目前运用得较广泛的是轻型结构，主要材质是铝合金，具备硬点少、产生火花少等优点[2]，能较好地提高高铁运行安全性；从结社技术角度分析，接触网增加了线路悬挂点，并且要求整体吊弦一次安装到位，确保高铁稳定运行并降低养护难度。
二.加强高速铁路接触网可靠性和安全性具体措施
无论在何种气候条件或地质条件下，都要求接触网能够稳定、持续的为列车提供电能，保障列车顺利运行。提高高速铁路接触网可靠性和安全性，必须引起政府相关部门和施工单位的重视，并结合高速鐵路沿线实际情况，采取针对性解决措施，主要可以从接触网零部件、防雷措施等方面进行：
（一）加大巡查力度，避免接触网零部件松动
高铁具有安全性高、价格较飞机便宜、速度快等方面的优点，成为了人们出行的首选交通工具，这在很大程度上加大了高速铁路的运输压力，增加了对接触网的使用频率，再加上接触网一般安装在露天环境，很容易引发接触网零部件螺丝松动，造成弓网故障，使得列车不能正常运行。因此，必须加大对接触网的监督力度，采取科学的零部件防止松动措施。主要有以下4种方法：
通过机械固定的方式，在接触网零部件处加止动垫片[3]，确保弹簧垫圈在运行过程中不容易松动，此种方式主要应用于整体吊弦、接触网定位和腕臂等基础装置中，具有操作容易、防松性能较好等优势，在实际安装过程中，应特别注意六角面和接触网止动肢密合情况；通过非金属的嵌件，把接触网螺母和螺帽锁紧，它增大了接触网整体摩擦力，目前高速铁路中运用得较广泛的嵌件是尼龙圈，内径比接触网螺帽小，能较好地锁紧零部件；通过化学方式，在螺帽上方均匀涂上螺纹锁式固胶，它是指在化学作用的条件下，隔绝零部件上方氧气，并立刻凝固，在螺帽周围形成一种坚硬固体，确保运行过程中无法损害到零部件，这种方式能较好地保障接触网长期稳定；通过双螺母形式，但受到接触网振动强烈、载荷形式复杂等方面的限制，此类方式应用范围较窄。随着现代化科学技术发展，很多防松安装专业工具出现，应充分利用起来，代替人工安装，减少防松过程中的认为失误。
（二）引进先进防雷技术，做好防雷措施
我国地域面积广阔，地质条件较复杂，同时，接触网的架设高度不一且没有备用装置，很容易受到雷击，因此，加强对高速铁路接触网的安全性和可靠性重视力度，必须安装相应的防雷措施，确保接触网能平稳输送电能。
目前，防雷措施主要有：一是改变接触网安装形式，将PW线放置于AF线上方[4]，确保接触网装置安全；二是利用合成式绝缘子材料，提高线路抗烧蚀能力，降低雷击概率；三是通过接地防雷措施，综合考虑线路接地系统，尽量让支柱与地线连接，这种方式是目前应用得最广泛，具有系统性、经济性等优点，能有效将接触网整体协调起来，需要注意的是，必须要实时检测接地电阻，适当降低接地电阻，确保提高接触网线路防雷水平。但是，还没有完全能够防止雷击的措施，因此，在这种情况下，必须要结合工程实际情况和我国防雷具体指标，切实做好防雷工作。工作人员必须加大对线路的巡查力度，注意恶劣天气下接触网运行情况，及时反馈相关信息，确保列车电能输送安全。
三.安装高速铁路安全巡检装置
高速铁路安全巡检装置（简称CCVM），它以微处理技术为基础，通过视屏采集等方式，将接触网设备联合起来，并能实时调节观察距离，对接触网整体线路运行情况做出综合、科学评价，能有效预防接触网可能出现的故障，铁路部门必须加大对安全巡检装置的重视力度，不断促进接触网检测过程自动化和智能化。
结束语
综上所述，交通运输行业作为影响国家经济发展的重要部分，必须加大对其的重视和监督力度，提高高速铁路接触网安全性和可靠性，对促进铁路运输发展具有重要意义，因此，在设置高速铁路接触网时，必须根据区域实际情况，切实做好相关防雷措施，加强对铁路沿线巡查力度，避免接触网零部件松动的情况，不断创新接触网新技术，安装高速铁路安全装置，确保铁路电能稳定、可靠输送，为人们安全出行提供坚实基础。
参考文献
[1]沈海滨，陈维江，颜湘莲，边凯，王立天，尹彬，赵海军，王彦利，李庆余.高速铁路接触网雷电防护用并联间隙装置的研制[J].电网技术，2014，01：232-240.
[2]张学秀.高速铁路接触网检测技术的探讨及应用[J].中国高新技术企业，2015，31：108-109.
[3]赵峰，梁丽，王思华.基于GO-FLOW法的高速铁路接触网系统可靠性分析[J].电工技术学报，2015，12：351-356.
铁路接触网改造要点解析 篇12
1供电线既有设备情况、存在问题
1.1既有设备主要情况
导线采用单根LGJ-185, 悬挂主要采用与接触网支柱合架型式。供电线安装高度一般距离地面9m, 供电线肩架、斜撑材料为角钢, 绝缘子一般采用3片瓷绝缘子。
1.2存在的主要问题分析
近几年运量增加较大, 接触网负荷不断增加, 供电臂最大负荷电流均不同程度地出现大于供电线的额定电流的现象, 从而造成供电线发热、损伤, 严重时可能导致供电线烧断, 导致接触网断电, 影响铁路运营及安全, 因此, 需要增加既有供电线供电容量。
2改造方案研究
2.1改造方案研究
(1) 悬挂方案研究。将既有供电线由单根LGJ-185改造为双根LGJ-185, 载流量增加至约875A, 满足接触网载流量要求。
西南地区地形复杂, 多数车站被山水包裹, 地理条件较差, 架设独立供电线通道无法实现, 而既有支柱已悬挂供电线, 因此无法增设供电线通道, 只能利用既有供电通道, 合架支柱不变, 仅更换既有供电线肩架 (既有肩架采用角钢肩架且使用多年, 钢材受力情况不理想, 应更换为满足双支供电线受力要求的槽钢肩架) , 悬挂型式不变, 一个悬挂点悬挂点双支供电线并列悬挂方式, 如图1所示。
该方式已运用于多条线路上。
(2) 施工方案研究。合架区段供电线改造时, 根据铁路安全规定, 安装供电线的支柱所在的供电臂需要停电才能进行施工, 而改造的供电线所供的供电臂也需停电, 因此, 造成一组供电线改造时两个甚至多个供电臂需同时停电。而根据调查, 既有线运量十分繁忙, 接触网垂停点时间短 (约50分钟) 、数量少 (每天不多于2个) , 如全部在天窗点施工, 工期十分漫长, 部分关键点甚至无法施工, 不能满足大规模施工要求 (每天仅施工50分钟, 除去既有改必须的准备时间及安全撤离时间, 实际施工时间仅20分钟左右) , 设计方案应考虑施工可行性, 否则本次改造将无法开展。
根据调查, 现场一个供电臂停电天窗点时间长、数量较多, 因此, 设计方案应确保绝大部分施工可在单个停电点内进行, 如何实现, 下面介绍了两种方案, 并进行比选。
(1) 改造接触网:接触网两端安装分段绝缘器及隔离开关, 合架区段供电线改造时, 打开隔离开关, 接触网不带电, 示意图如图2所示。
通过分段绝缘器和隔离开关配合使用, 正常情况下隔离开关闭合, 接触网正常带电, 施工时打开隔离开关, 线路外侧接触网不带电, 支柱所在的供电臂不停电情况下可满足安全施工要求, 施工时仅停供电线所供供电臂, 实现施工单臂停电。
电缆过渡:采用电缆代替既有供电线对接触网进行供电, 合架区段供电线不带电, 供电线改造时不影响既有供电线供电, 示意图如图3所示。
改造的供电线由电缆代替供电, 施工时仅停支柱所在供电臂, 实现施工单臂停电。
上述两种方式均可解决供电线改造时多供电臂停电的问题, 二者各有利弊, 应根据工程的特点, 选择比较适合改造方案, 二者具体比较见表1。
通过上表可以得出, 电缆过渡投资较大, 但较接触网有改造灵活性大、安全性较高、对既有线影响较小等优点, 且可将过渡电缆可重复利用, 从而节约投资, 目前国内铁路单相电气化电缆运营成熟, 维护经验丰富, 可满足供电线改造要求, 因此, 可优先使用电缆过渡方案, 部分电缆敷设困难地段可采用改造接触网方式。
结语
采用过渡电缆代替需改造供电线向供电臂供电, 可有效减少停电范围, 减少施工难度, 减少施工过程中的人力浪费, 且合理安排施工顺序, 可仅使用最长一根过渡电缆, 保证施工顺利进行的情况下有效减少工程投资。通过本文, 我们得知, 既有线改造设计过程中, 设计者不仅要考虑接触网各项参数, 更重要是要结合现场情况, 设计出合理的施工方案, 避免不必要的麻烦和浪费。
摘要：西南地区既有铁路接触网供电线大量采用单支LGJ-185导线, 随着铁路发展, 铁路运量不断增加, 接触网负荷增大, 单支供电线载流量出现瓶颈;西南地区地形复杂, 多数车站被山水包裹, 地理条件较差, 因此, 绝大部分供电线采用与接触网支柱合架型式, 无单独通道, 改造难度巨大, 本文介绍了一种合适的改造方案, 重点介绍了施工中的过渡方案, 可确保供电线改造顺利进行。
关键词：铁路接触网,供电线,既有设备,改造
参考文献