世界电气化铁路发展概况及我国电气化铁路跨越式发展
目录
一、世界各国电气化铁路发展概况
二、高速电气化铁路牵引供电技术要点概述
（一）受流技术
（二）供变电系统
（三）安全监控与检测技术
（四）与相关专业的配合技术
（五）运行管理
三、我国电气化铁路实现跨越式发展之我见
（一）关于运行管理理念
（二）关于接触网检修管理方式
（三）关于提高接触网设备可靠性的基本要求
（四）关于实现信息化管理
（五）关于劳动组织
（六）几个可能会遇到的新问题
四、结束语--展望世界电气化铁路的发展
世界电气化铁路发展概况及我国电气化铁路跨越式发展
当前铁路跨越式发展是个热门话题，各级领导干部都在运筹帷幄、出谋划策，广大技术人员和管理干部也在议论纷纷、献计献策。今天我想就我国电气化铁路如何实现跨越式发展谈谈自己的一些想法，仅供参考。
一、世界各国电气化铁路发展概况
十九世纪二十年代，1825年世界上第一条铁路在英国建成。而后，1879年5月31日在德国柏林举办的世界贸易博览会上，由西门子和哈尔斯克公司展出了世界上第一条电气化铁路，迄今已有120多年的历史。目前，世界上共有68个国家和地区修建了电气化铁路，总里程已达258566km，约占世界铁路总营业里程（约120万km）的22.5%，承担世界铁路总运量的50%以上。也就是说仅占世界铁路总营业里程不到四分之一的电气化铁路承担着世界铁路总运量的一半以上的运输任务。
最初，电气化铁路都修建在城市近郊线路和一些工矿线路上。后来，随着工业的发展，才逐渐发展到城市之间和运输繁忙的干线铁路上来。
20 世纪60～70年代是世界电气化铁路发展最快的时期，平均每年修建达5000多公里。在此期间，工业发达的西欧、日本、前苏联，以及东欧等国家，运输繁忙的主要铁路干线实现了电气化，而且基本上已经成网。1964年10月日本建成世界上第一条高速电气化铁路--东海道新干线，以210km的时速令世人瞩目。1961年8月15日我国第一条电气化铁路在新建的宝成线宝鸡～凤州段正式通车。之后，由于种种原因，电气化铁路建设处于停顿状态，直到60年代末，宝成线凤州～成都段才重新上马，于1975年7月1日全线通车。与此同时，阳安线于1973年9月开工，1977年6月25日建成通车。由此可见，在世界电气化铁路发展最快的时期，我国的电气化铁路建设是非常缓慢的，整整20年的时间，只修建了宝成线和阳安线两条电气化铁路，合计仅1033km，平均每年还不到52km。另外襄渝线刚刚开始动工，进度缓慢。
20世纪80年代以后，世界上又出现了一个电气化铁路建设高潮。一些发展中国家，如中国、印度、土耳其、巴西等国的电气化铁路建设也开始快了起来。例如：印度1990～1991年两年就建成电气化铁路1557km，平均每年建成近800km；从1981～2000年,我国在“六五”、“七五”、“八五”和“九五”四个五年计划期间的二十年内，分别建成2507.53、2787.10、3012.21、和4783.77km，共计13090.61km平均每年超过650km，其中“九五”期间平均每年接近1000km。我国的电气化铁路在建设里程和建设速度上都已经跃居世界前列。但是，在此期间继日本高速电气化铁路时速提高到270～300km之后，德国和法国相继建成时速达250～350km（ICE和TGV）的高速电气化铁路，工业发达国家正在集中力量兴建时速200km以上的高速电气化铁路，而我国电气化铁路时速为120km，仅有广深线时速达到160km（准高速），租用瑞典X-2000摆式列车行驶，最高时速可达200km。
进入21世纪后，我国在2001年一年就建成3665.40km电气化铁路，创造了世界电气化铁路建设速度的历史记录；2002年又建成1193.12km，还建成了我国第一条快速客运专线--秦沈线。截止2002年底，我国已建成41条电气化铁路干（支）线，建设里程达18615.73km(营业里程为18115.1km)，跃居亚洲第一、世界第三，仅次于俄罗斯（40000km以上）和德国（20000km以上），成为世界电气化铁路大国。然而，此时世界已进入建设高速电气化铁路的新时期，高速电气化铁路已经成为国家社会经济发展水平和铁路现代化的主要标志之一。到目前为止，已建成高速电气化铁路的国家有日本、法国、德国、意大利、西班牙和比利时；正在修建的国家有英国、荷兰、美国、瑞士、瑞典、奥地利、韩国、俄罗斯、和澳大利亚；欧洲已经突破了国界，向路网化、国际化发展。截止到2001年底，世界上已建成运营时速250km以上的高速电气化铁路有20条，总长度达5194.5km。而我国和加拿大、捷克、巴西、印度、埃及、土耳其等国尚处于积极筹建高速电气化铁路时期。
综上所述，我国电气化铁路发展四十多年来，在建设里程和建设速度上，如果说前二十年是缓慢的，而后二十多年可以说已经实现了“跨越式发展”。但是，也应该看到，无论在设计标准、设计水平、施工工艺、工程质量、检修方式、运行管理以及技术装备的科技进步等诸方面与世界水平，尤其是与发达国家的技术水平存在着很大差距，而这正是我们要实现跨越式发展的症结所在。
二、高速电气化铁路牵引供电技术要点概述
高速电气化铁路是一个多门类、多学科高新技术的庞大的系统工程，牵引供电系统是一个重要的子系统。四十多年前，当中国电气化铁路刚刚起步时，以著名教授曹建猷为代表的我国铁路电气化工作者，以严谨的科学态度和敢为人先的精神，选择了当时世界上最先进的“单相工频交流25Kv”的牵引供电制式，使中国的电气化铁路在高起点上启动，一步跨入了世界先进的技术行列，用现在的话说就是实现了“跨越式发展”。当时牵引供电方面基本上是采用前苏联的技术，连规章制度都是全版翻译前苏联的；电力机车是引进法国的（6Y型）。
那末，高速电气化铁路牵引供电技术应着重解决哪些方面的问题呢？根据有关资料介绍，主要应解决以下一些关键问题：
（一）受流技术
接触网是高速受流和列车安全运行的关键，也是整个牵引供电系统中最薄弱的环节，是高速受流技术的主要难点。要重点解决接触网的可靠性，以及与受电弓的匹配性。
（二）供变电系统
供变电系统是维持列车高速运行的动力之源，其结构和性能对高速铁路至关重要。要重点解决电力机车（包括交-直-交机车）对牵引供电及国家电力系统的不良影响（谐波、不对称及功率因素等）。
（三）安全监控与检测技术
安全是高速铁路的生命。牵引供电系统的安全运行必须采取远动系统，实行自动监控。
运行设备的检测手段必须实现现代化，尤其是接触网设备的检测应努力实现自动化、网络化。要重点解决调度及变电系统的综合自动化和接触网检测车的高科技化。
（四）与相关专业的配合技术
铁路是一个大联动机，高速电气化铁路更是一项庞大的系统工程，各专业之间的协调配合是十分重要的，牵引供电与运输、机车、车辆、工务、电务及基建等各个专业都密切相关，多年来已形成比较良好的关系，但并不很协调，在高速铁路中更要加强结合部的研究，如前面说过的弓网关系（包括电力机车通过接触网电分相的方式）外，还有与工务的“红线”、与运行图的“天窗”以及与电务的电磁兼容等关系，都需要化大力气去解决。
（五）运行管理
政治经济学告诉我们：上层建筑必须与经济基础相适应、生产关系必须与生产力发展相适应。目前，我国电气化铁路的运行管理体制与电气化铁路四十多年来的发展形势很不相适应，随着高速电气化铁路的建设和发展，现行的牵引供电运行管理体制应该也必然会发生变革，只是时间问题。
三、我国电气化铁路实现跨越式发展之我见
自19世纪70年代末世界上第一条电气化铁路展现在人们面前以来，电力牵引逐渐显示出其无可比拟的优越性，经历了八十多年进入快速发展时期；一个世纪后，即20世纪80年代，随着电气化铁路建设新高潮兴起，进入高速电气化铁路的发展阶段，到上世纪末、本世纪初，又进入全面发展的新时期。因此，要实现我国铁路跨越式发展首先要实现电气化铁路的跨越式发展，而实现电气化铁路跨越式发展，首先应从修建高速电气化铁路开始。
京沪高速铁路高速技术的研究，自1991年被列为国家科技攻关的重点课题，1992年被列入国家“八五”计划，1991～1995年铁道部先后组织了多阶段的研究工作，我国铁路电气化工作者着手进行了高速铁路的牵引供电技术研究和实践：以天津电气化勘测设计研究院为主侧重于设计方面进行理论研讨；同时，西南交通大学等高校和铁道科学研究院也开展了相关课题的研讨；十年前，铁道部提出“提速”战略，自1996年开始至今的四次列车大提速工程，将列车速度逐步提到140～160km/h，以郑州铁路局牵引供电系统为主，结合我国电气化铁路的运营实践，开展了以接触网为主的适应性改造，制定了适应性改造的技术条件及运行管理的补充规定，基本满足了列车提速的需要；继1998年6月在京广线郑武段既有线实现了时速240km的试验记录后，2002年11月在我国第一条快速客运专线秦沈线上又创造了时速321km的试验最高记录；目前，哈大线、广深线和秦沈线的接触网设计最高时速可达200km；即将开始的第五次大提速，铁道部已制定公布《时速200km客货共线运行新建铁路设计暂行规定（电牵专业）》，将在修建中的胶济线及陇海线郑徐段电气化工程中实施。我认为：以上有关理论研讨和工程、运营实践的基本情况就是我们建设高速电气化铁路的基础，也是我们实现铁路跨越式发展的出发点。当然，同时还有许多问题需要我们进一步去解决。
下面我想就牵引供电系统的运行管理方面的问题谈谈自己的一些看法，权当抛砖引玉。（一）关于运行管理理念
实现跨越式发展首先指的是技术装备水平上的跨越，其次是指的运行管理水平上的跨越，但注意不要跨越事物发展的客观规律。因此，我们的运行管理理念必须适应技术装备水平的跨越，而不要违背客观规律。俗话说：“没有规矩，不成方圆”，实现跨越式发展必须加强运行管理，加强运行管理就要建立健全规章制度。新技术，新装备，必然对运行管理提出新要求，作为运行管理人员就应该在原有的规章制度上，及时加以修改补充，不要因循守旧，要敢于创新、敢为人先，但要尊重客观事实。套用孔子的一句话：随心所欲，不逾矩。不一定合适，仅供参考。在思维方式和实际作为上要变“适应性”为“前瞻性”和“探索性”。要走一步，看两步，再走一步，再看两步，摸索规律，总结经验，建立健全规章制度。
(二)关于接触网检修管理方式
如前所说，接触网是高速受流和列车安全运行的关键，也是整个牵引供电系统中最薄弱的环节，设计上要重点解决接触网的可靠性，必然要考虑接触网设备的少维修、免维修，必将带来接触网检修管理方式的变革。
我国电气化铁路牵引供电系统一直沿用前苏联四、五十年代的定期维修模式，习惯称之为“周期修”。现行接触网工作寿命及维修周期的规定多年来都是照搬前苏联规程，几经修改也未脱离其基本模式，要提高接触网设备运行可靠性，并尽可能做到少维修或免维修，改革现行检修管理方式势在必行。日本、法国和德国在发展高速电气化铁路的同时，力求找到一种更为科学、合理的检修管理方式，并希望它具备以下属性：
1、准确性：力争做到准确定量地掌握设备的运行状态；
2、及时性：当设备需要检修时，能及时得到检修；
3、适度性：当设备不需要检修时，不过剩修，不重复修；
4、经济性：省工、省时、省钱，少投入、多产出；
5、安全性：保证设备的运行安全，且不降低设备的使用寿命。
“状态修”作为一种新的检修管理方式，便应运而生，越来越受到各方面的注意。随着科学发展，技术进步，检修方式也不能一概而论，应视具体情况采用“不维修”、“周期修”、“状态修”等多种检修管理方式，建立一种适合不同设备运行特点的综合检修体系。
郑州铁路局牵引供电系统自1986年开始进行“状态修”的试点工作，先从区间、站场开始，逐步扩大到工区、领工区，乃至全供电段开展试点，以点带面，一步一个脚印地进行工作，经过多年的努力，终于结出了成果。1993年3月，《接触网状态修试验研究》课题通过局级鉴定，1993、1997年分别获郑州铁路局和铁道部科技进步二、四等奖。局机务处及时制定公布了《郑州铁路局接触网运行检修实施细则》，“周期检测、状态维修、限值管理、寿命管理”的检修模式已于2001年起在郑州铁路局管内全面推行。
（三）关于提高接触网设备可靠性的基本要求
按照可靠性理论定义：“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力称为可靠性”。狭义的可靠性是指产品在某一规定时间内失效的难易程度；广义的可靠性是指产品在其整个寿命周期内完成规定功能的能力。可靠性是产品的内在特性。这种特性是在设计时奠定的，在生产时保证的，在试验时确认的。可靠性可以互相比较，而不会由于评价方法不同而有所改变。接触网作为一种技术设备，它是由许多产品（包括零件、部件和线材等）组成的，其机能就是向电力机车传输牵引列车所需的电能。接触网设备的可靠性就是指它的这种机能在时间上的稳定程度。因此，提高接触网设备的可靠性，应满足以下基本要求：
1、在设计时要奠定可靠性
要按照可靠性理论进行“可靠性设计”，研究确立接触网设备失效模式，采用“失效模式、效应及后果分析”的设计方法，奠定其可靠性。同时要进行“维修性设计”，简化结构，做到简单可靠，便于维修，力争少维修或免维修。在设计中应对零部件及线材的可靠度、平均寿命（平均无故障工作时间）、失效率和可靠寿命做出明确规定，要求生产厂家按照设计要求进行制造，出厂时要向用户提供上述数据保证书（随着市场经济的发展，这一点是不难做到的），生产厂家必须通过可靠性认证，取得生产许可证。
科研部门在研制新产品的过程中也要遵守上述设计原则。
需要指出的是：鉴于接触网一旦发生故障，中断供电对运输干扰极大，需要尽快抢修，恢复供电。因此，在设计阶段应将强化“事故抢修机制”列入“维修性设计”，从机构组织、人员配备及抢修机具设备等方面予以保证，这是以往设计中的一个薄弱环节。
2、在施工中保证可靠性
应严格按照规定的工程招投标法确定施工单位。施工单位在施工过程中要严格按照设计图纸、施工工艺和合理工期进行施工；要确保工程质量，避免抢工期、“创效益”而忽视质量
的倾向，不得偷工减料，隐蔽工程尤其要严格把关；外购零部件、线材等必须严格把关，建立健全产品验收制度，杜绝劣质产品入库上网，对某些关键产品要会同设计、运营部门进行必要的可靠性测定试验和验证实验。
总之，施工单位应保证设计要求达到的可靠性的实现。
3、在竣工交接时验证可靠性
在竣工交接时要认真进行验收，严格按照验收程序进行。建设单位应按照合理工期安排足够的交验时间，避免匆匆忙忙，更切忌现状交接。要杜绝花钱“卖”缺陷或拿钱“买”缺陷的顽症。
4、维修部门要“修养并重、预防为主”，维持和提高可靠性
供电段要认真做好预防性维修和事故抢修工作。要加强巡视检查，加强观测，积累数据，摸索设备及零部件的失效规律，研究失效机理，采取预防性措施，开展维修性研究。要发挥主观能动性，掌握设备运行的“浴盆曲线”，在早期失效期内要积极处理施工遗留缺陷，加强检调，尽量缩短该失效期，使设备运行状态趋于相对稳定；进一步做到努力延长偶然失效期，在耗损失效期到来前做好调查工作，妥善安排大修计划，落实投资，做好施工准备。大修要有目的地针对以往发生的故障，强化薄弱环节，提高可靠性。因此，同样要有一个重新奠定可靠性的设计阶段。供电大修段在施工中要保证可靠性，运营的供电段进行的局部性大修也要本着这样的原则，以期提高可靠性，使接触网设备的运行可靠性处于良性循环状态。
同样值得提出的是要提高接触网事故的抢修水平，增强“抢通意识”，强化事故抢修机制。由于接触网的事故抢修涉及因素和部门很多，因此有关部门均应予以重视。
综上所述，提高接触网设备的可靠性是个庞大的系统工程。管理领导层要做好“可靠性计划”，它应该包括为使接触网的运行达到预定的可靠性指标，在设计、施工、使用、研制等各个阶段的任务内容、进度要求、保障条件及为实施计划的组织、技术措施。
（四）关于实现信息化管理
随着计算机网络技术的飞速发展，人类社会必将全面步入信息时代。计算机网络不仅方便了人们日常的信息交流，而且更为广泛地为企业管理所用。毫无疑问，牵引供电系统的运行管理必将实现信息化，以适应高速电气化铁路的发展需要。
郑州铁路局牵引供电系统经过多年的努力，研制、开发并初步建成了全局统一的《牵引供电管理信息系统》（EMIS），已实现五级联网，其中局、分局、段三级基本实现专线联网，领工区、工区实现拨号上网，网络运行基本正常。此外，根据前述《郑州铁路局接触网运行检修实施细则》的管理要求，研究开发了“接触网运行检修系统”（EMIS子系统），利用既有的EMIS平台，实现计算机网络管理。主要功能有：设备状态自动分析判断（不同的状态值以不同的颜色表示）、设备质量状态自动评定、维修任务书自动生成、生产任务报表自动生成、检测（修）记录的远程调阅和查询等。目前该系统已于2003年8月1号正式在郑州供电段全面启用，在全路处于领先地位。今后，还将根据需要陆续开发不同的子系统，不断完善EMIS，缩短管理距离，增强管理透明度，提高管理的效率和时效性。铁道部主管部门已基本认可这套系统的实用性，同意在全路推广使用。届时全路牵引供电系统将实现铁道部、铁路局、铁路分局、供电段、供电领工区和工区班组六级联网，为建立标准、规范、科学、高效的运行管理体系提供信息化技术支持，以适应电气化铁路跨越式发展的需要。
牵引供电系统信息化建设应该是多方面的，诸如供电调度远动系统、牵引变电综合自动化系统、接触网运行检修和检测信息系统、弓网运行动态信息系统、牵引供电管理信息系统以及行政管理信息（办公自动化）系统等等，要解决兼容、接口、通道及网络安全等技术关键，逐步形成网络化，这是一个庞大的系统工程，必须花大力气，群策群力，锲而不舍，才能成功。
（五）关于劳动组织
据国外考察资料介绍，西欧一个典型的供电段管辖正线180km，约760条·km，全段定员90人，其中行政技术管理人员20人，一线检修工人70人（75﹪的人员负责接触网检修，15﹪的人员负责站场照明设备维修，仅有一个工区负责变电设备维修），全员劳动生产率约为8.5条·km/人，一个接触网工负责约15条·km的检修任务。而我局某供电段全员劳动生产率仅为0.97条·km/人，一个接触网工负责检修约2.0条·km；全局供电部门全员劳动生产率约为0.98条km/人，一个接触网工平均负责检修1.9条·km。两者差距，显而易见。
劳动组织反映的是生产关系。铁路跨越式发展必然带来生产力的发展，生产关系也必然随之发生变化，如随着机车长交路、轮乘制的深入开展，必然引起乘务方式和制度的改革，检修机制的变革，以及机务生产力布局的调整等等。同样，随着电气化铁路的迅速发展和高速电气化铁路的开通运行，牵引供电部门的生产关系和劳动组织也必将发生深刻的变革，检修方式和制度，作业方法和手段也会随之而变动，这是不以人们意志为转移的客观规律，我们必须作好思想准备，未雨绸缪，才能取得运行管理的主动权，而不至于在现实面前手忙脚乱，头疼治头、脚疼治脚，继而随波逐流，无所作为。
（六）几个可能会遇到的新问题
时速200km以上的电气化铁路开通运行后，弓网关系将发生深刻变化，估计会遇到以下一些新问题：
1、电力机车过电分相的方式；
2、独立受电弓间距的限制；
3、电力机车自动降弓装置的运用和检修；
4、客货共线运行时接触网导线最低高度加大后的影响；
5、接触网线岔处受电弓始触区范围变化的影响。
对于以上问题必须认真对待。要积累资料、分析利弊、摸索规律、形成制度，以保证弓网安全运行。
四、结束语--展望世界电气化铁路的发展
纵观世界各国铁路发展史，电气化铁路的蓬勃发展已是必然趋势，高速电气化铁路的建设方兴未艾，就连美国和加拿大这两个世界上铁路最多的国家，近年来，随着世界石油资源的日益短缺，也出现了发展电气化铁路的新动向，并开始修建高速电气化铁路。预计到2015年，世界上修建高速电气化铁路的国家和地区将达到23个，高速电气化铁路里程将突破30000km。预计到2005年，我国电气化铁路里程将突破20000km，2010年将达到26000km，铁路电气化率将达到34.6﹪，电气化复线率将增加到68.9﹪，电气化铁路承担的客货运量将占铁路总运量的65﹪以上。届时，我国的5条主要繁忙长大干线--京哈线、京广线、京沪线、陇海线和沪杭浙赣线都将全线实现电气化；八纵八横16条主通道将有12条基本建成电气化铁路；此外，还将修建多条电气化客运专线；全国6个大区--西南、西北、华北、中南、东北和华东的电气化铁路将基本连接成网；而我国第一条高速电气化铁路--京沪高速电气化铁路也将全面动工兴建。到那时，我国的电气化铁路里程将仅位于俄罗斯之后，跃居世界第二位。而且在电气化率、电气化复线率、电气化铁路承担的铁路运量比重、电气化铁路技术装备水平以及列车运行速度等方面都将进入世界先进行列。
2000年在南非召开的世界铁路会议上，许多国际知名专家认为：在客货运量比较大，基础设施比较好的国家（我国就属于这类国家）应大力发展电气化铁路，其所占比重（即电气化率）应在50﹪～60﹪以上，所承担的铁路运量比重应在80﹪～90﹪以上。这些专家还预测：世界能源储量，石油只能够用40～50年，天然气只能够用50～60年，而煤炭只能够用200～400年。各国的运营实践还证明：电力牵引与内燃牵引相比，其优越性越来越大，如电力牵引耗用的标准燃料比内燃牵引低15﹪，电力机车的效率比内燃机车高54﹪，电力牵引的运输成本比内燃牵引低60﹪。因此，这些专家建议：在双线铁路货物周转量达到
2000～2500万吨公里时，就应实行电气化。根据专家们的意见和建议，特别是考虑到近年来世界各国对环境保护的呼声日益强烈，预计今后10年世界电气化铁路（包括城市轨道交通）必将有一个更大的发展。
2004年2月郑州参考文献
1、《世界电气化铁路概况》冯金柱《铁道知识》2003年第3期
2、《我国电气化铁路建设展望》冯金柱《铁道知识》2003年第5期
3、《高速铁路牵引供电技术研究（论文集）》铁路电气化勘测设计研究院杨建国主编中国铁道出版社1995年11月
解读制造业发展史 一、全球制造业发展阶段概述 第一阶段：机器制造时代 18世纪后期，以蒸汽机与工具机发明为特征得产业革命。这次工业革命得结果就是机械生产代替了手工劳动,经济社会从以农业、手工业为基础转型到了以工业以及机械制造带动经济发展得模式，促成了制造企业得雏形，企业形成了作坊式得管理模式。 第二阶段：电气化与自动化时代 20世纪初期—60年代,第二次工业领域发生大变革,形成生产线生产得阶段。由福特、斯隆开创了以流水线、大批量生产模式，泰勒创立了科学管理理论，导致了制造技术得过细分工与制造系统得功能分解，形成以科学管理为核心，推行标准化、流程化管理模式,使得企业得人与“工作”得以匹配. 第三阶段:电子信息时代 在升级工业２、０得基础上，广泛应用电子与信息技术，使制造过程自动化控制程度再进一步大幅度提高。生产效率、良品率、分工合作、机械设备寿命都得到了前所未有得提高。在此阶段，工厂大量采用由PＣ、PLＣ/单片机等真正电子、信息技术自动化控制得机械设备进行生产。自此，机器能够逐步替代人类作业,不仅接管了相当比例得“体力劳动”，还接管了一些“脑力劳动”.生产组织形式也从工场化转变为现代大工厂，人类进入了产能过剩时代.电子信息时代,企业在深化标准化管理(５Ｓ、QＣ等)基础上,推行精益管理(瞧板、ＪIＴ等），使得岗位得以标准化细分。 二战后，微电子技术、计算机技术、自动化技术得到迅速发展，推动了制造技术向高质量生产与柔性生产得方向。从70年代开始，收市场多样化、个性化得牵引及商业竞争加剧得影响，制造技术面向市场、柔性生产得新阶段,引发了生产模式与管理技术得革命,出现计算机集成制造、丰田生产模式（精益生产）。 第四阶段：智能化时代 21世纪开始，第四次工业革命将步入“分散化”生产得新时代。将互联网、大数据、云计算、物联网等新技术与工业生产相结合,最终实现工厂智能化生产，
铁路机车发展历史及技术研究概述 机车：机车是铁路运输的基本动力。由于铁路车辆大都不具备动力装置，列车的运行和车辆车站内有目的移动均需机车牵引或推送。1804年，英国工程师特里维雪克研制出一台单缸蒸汽机车。因为当时使用木材烧火作燃料，所以叫“火车”。1825年9月27日，英国人斯蒂芬森制造的“运动号”蒸汽机车在世界上第一条铁路——英国的斯托克顿～达林顿的线路上行驶。 从原动力来看，机车分为：蒸汽机车、内燃机车及电力机车。 按运用分为：客运机车、货运机车和调车机车。客运机车要求速度快，货运机车需要功率大，调车机车要有机动灵活的特点。 热效率百分比：蒸汽机车5~9%内燃机车20~30%电力机车30%以上内燃机车:是以内燃机作为原动力的一种机车。一般说来，内燃机车由动力装置(即柴油机)传动装置、车体与车架、走行部、辅助设备、制动装置和车钩缓冲装置等主要部分组成。 根据从柴油机到动轮之间采用传动装置的不同，内燃机车可分为两种类型：①电力传动内燃机车②液力传动内燃机车 电力传动内燃机车:它是由柴油机驱动主发电机，然后向牵引电动机供电，并通过牵引齿轮驱动机车轮对转动。能量装换：机械能—电能—机械能 根据牵引发电机和牵引电动机所用电流方式的不同，电传动内燃机车又可分为三类：直—直流，交—直流，交—直—交流电传动
内燃机车的构成：柴油机（原动力）--传动装置--机车车轮--柴油机--交流发电机--整流装置--直流电动机 电力机车：电力机车的牵引力是电能，但机车本身没有原动力，而是依靠外部供电系统供应电力，通过机车上的牵引电动机驱动机车运行。采用电力机车牵引的铁道称为电气化铁道。电气化铁道由牵引供电系统和电力机车两部分组成。电力机车在运营上有良好的经济效果，表现如下： 1、可制成大功率机车，运输能力大； 2、启动快，速度高，爬坡性能好； 3、不污染空气,劳动条件好； 4、运营费用低； 5、可利用多种能源。 电力机车本身不带发电机，靠其顶部升起的受电弓从接触网上取得电能，并转换成机械能牵引列车运行。电力机车由电气设备、车体与车架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置等主要部分组成。 电力机车特点：电力机车功率大，获得能量不受限制，因而能高速行驶，牵引较重列车，起动加速快，爬坡性能强，容易实现多机牵引，更适用于坡度大，隧道多的山区铁路和繁忙干线 电气化铁道按接触网供给机车的电能性质不同，可分为两种：①直流制电力机车②交流制电力机车 直流制电力机车：它的电能是以工频三相交流电的形式，由高压输电线传到沿线牵引变电所，通过变电所内的整流装置将交流电变为直流电，再输送给接触网。因而机车从接触网上获取的是直流电。 直流制的缺点：主要是接触网电压低(一般为3000V)，直流转换在线路变电所完成且难以提高，因此要消耗大量有色金属，投资大。
世界电气化铁路发展概况及我国电气化铁路跨越式发展 目录 一、世界各国电气化铁路发展概况 二、高速电气化铁路牵引供电技术要点概述 （一）受流技术 （二）供变电系统 （三）安全监控与检测技术 （四）与相关专业的配合技术 （五）运行管理 三、我国电气化铁路实现跨越式发展之我见 （一）关于运行管理理念 （二）关于接触网检修管理方式 （三）关于提高接触网设备可靠性的基本要求 （四）关于实现信息化管理 （五）关于劳动组织 （六）几个可能会遇到的新问题 四、结束语--展望世界电气化铁路的发展 世界电气化铁路发展概况及我国电气化铁路跨越式发展 当前铁路跨越式发展是个热门话题，各级领导干部都在运筹帷幄、出谋划策，广大技术人员和管理干部也在议论纷纷、献计献策。今天我想就我国电气化铁路如何实现跨越式发展谈谈自己的一些想法，仅供参考。 一、世界各国电气化铁路发展概况 十九世纪二十年代，1825年世界上第一条铁路在英国建成。而后，1879年5月31日在德国柏林举办的世界贸易博览会上，由西门子和哈尔斯克公司展出了世界上第一条电气化铁路，迄今已有120多年的历史。目前，世界上共有68个国家和地区修建了电气化铁路，总里程已达258566km，约占世界铁路总营业里程（约120万km）的22.5%，承担世界铁路总运量的50%以上。也就是说仅占世界铁路总营业里程不到四分之一的电气化铁路承担着世界铁路总运量的一半以上的运输任务。 最初，电气化铁路都修建在城市近郊线路和一些工矿线路上。后来，随着工业的发展，才逐渐发展到城市之间和运输繁忙的干线铁路上来。 20 世纪60～70年代是世界电气化铁路发展最快的时期，平均每年修建达5000多公里。在此期间，工业发达的西欧、日本、前苏联，以及东欧等国家，运输繁忙的主要铁路干线实现了电气化，而且基本上已经成网。1964年10月日本建成世界上第一条高速电气化铁路--东海道新干线，以210km的时速令世人瞩目。1961年8月15日我国第一条电气化铁路在新建的宝成线宝鸡～凤州段正式通车。之后，由于种种原因，电气化铁路建设处于停顿状态，直到60年代末，宝成线凤州～成都段才重新上马，于1975年7月1日全线通车。与此同时，阳安线于1973年9月开工，1977年6月25日建成通车。由此可见，在世界电气化铁路发展最快的时期，我国的电气化铁路建设是非常缓慢的，整整20年的时间，只修建了宝成线和阳安线两条电气化铁路，合计仅1033km，平均每年还不到52km。另外襄渝线刚刚开始动工，进度缓慢。
综述 评论 世界铁路电气化发展趋势 A.Kotelnikov 等 (俄罗斯) 摘要 20世纪初以及上半期,世界上许多国家掀起了修建铁路的高潮,当时是采用蒸汽牵引以及一定程度的内燃牵引。然而,客货运输使用电力牵引的可能性和极高的运营效率,在20世纪最初的25年已得以显现,使许多国家敢于选择走铁路电气化道路。 文章依据世界铁路电气化的统计数据,介绍了牵引方式的发展历程和现状,并展望电气化前景。数据来源于UIC 、OSJD 、I RC A 年刊以及相关的国际国内刊物和其他讨论会资料。 关键词: 铁路 电气化 电流制 运量 成本 比较 21世纪初,世界铁路总里程大概为100万km (949900km),其中25%(235700km)为电气化铁路,而75%的铁路(约714000km)采用内燃牵引(图1a)。2种牵引方式的运量相当平衡(各占50%)。虽然电气化线路长度较少,然而全球电力牵引的列车平均货运量是内燃牵引的3倍。 世界上各大陆或地区的电气化程度差别非常大。电气化线路在世界线路总长中占比例最高的是西、中、东欧国家(45.7%),其次是独联体(24.3%),西南和东南亚(主要是日本、中国和印度)约占20%,非洲为8%(主要是南非共和国)(图1b)。而美洲(南北美)电气化线路占1.7%。 关于所采用的电流制式,交流制在电力牵引系统中是最主要的(占55%,其中25kV 50Hz 占40.5%,15kV 16 Hz 占14.6%),直流制占世界电气化铁路的43.0%(其中3kV 占35.2%,1.5kV 占7.8%)。约2%的电力牵引采用其他的供电系统,包括交流50kV 50Hz 、11~13kV 25Hz 、15kV 20Hz 以及直流制0.75kV 和0.6kV(主要用于城市轨道系统)。这种线路全世界总长4500km 。 直流制的电气化铁路比例很高,其原因是在铁路电气化最紧张的时期(从20世纪30~60年代),直流制式是当时实际适合于世界各国的唯一牵引系统。然而德国走了自己的道路,建立了 非标准 交流制15kV 16 Hz 的牵引系统。这一系统后来也被用于其他国家,但仅在欧洲(奥地利、瑞士、瑞典和挪威)。 从60年代、70年代起,世界电气化铁路主要使用工频25kV 50Hz,直流网扩展很少。 当讲到电气化铁路绝对长度时,俄罗斯(40300 km)处于领先地位,远远超过德国(18800km)和南非 共和国(16800km)。值得注意的是,在已拥有电气化线路的69个国家中,这12个国家几乎占了电气化总线路的3/4(图2)。 图1 铁路电气化 在欧洲(独联体除外),47%的铁路是电气化铁路,但运量占70%左右(图3),也就是说电气化铁路运量是内燃牵引的2倍。欧洲电气化铁路比例高是因为欧 洲的客运交通占主导地位。事实上,正是迎合了客运交通,欧洲铁路电气化才起主导作用。电气化能实现更高速度以及加速度,自然也解决了铁路对环境影响的问题,而这一点与人口密集的欧洲非常适应。1 变流技术与电力牵引 3/2002
电气化铁路安全知识百题 一、必知必会 1、电气化铁路哪些部件上带有25KV的高压电？ 答：在电气化铁路上，下列设备上带有25KV的高压电： （1）接触网及其相连的部件（包括导线、承力索）； （2）电力机车主变压器的一次侧； （3）接触网支柱及其金属结构上，当接触网的绝缘损坏，且未装接地线或接地线损坏时，瞬间会带有高压电。 2、什么是跨步电压？ 答：跨步电压是指电气设备或电力系统一相发生接地短路时，电流从接地点四散流出，在地面上形成不同的电位分布，人在走近短路点时，两脚间就会受到地面上不同的电位差。 3、跨步电压达到多少伏时，将使人有生命危险？ 答：当跨步电压达到40伏时，将使人有生命危险。 4、在高度危险的建筑物中，我国对安全电压有何规定？ 答：我国规定在高度危险的建筑物中36V及以下为安全电压。5、在特别危险的建筑物中，我国对安全电压有何规定？ 答：我国规定在特别危险的建筑物中12V为安全电压。 6、在室内发生高压接地故障时，如何保证人身安全？ 答：室内发生高压接地故障时，在切断电源前，任何人与接地点的距离不得小于4M。 7、在室外发生高压接地故障时，如何保证人身安全？ 答：室外发生高压接地故障时，在切断电源前，任何人与接地点
的距离不得小于8M。 8、发生接触网断线接地故障时，如何保证人身安全？ 答：任何人与接地点的距离不得小于10M。 9、作业人员需进入高压接地故障范围时，应如何保证人身安全？ 答：作业人员需进入高压接地故障范围时，作业人员要穿绝缘靴，实践证明穿绝缘靴是防止跨步电压的一种有效措施。 10、什么是高压电？ 答：高压电是指对地电压在250V以上的电力线路。如25KV的接触网线路等。 11、试述低压电的概念？ 答：低压电是指对地电压在250V及以下的电力线路。如220V的民用生活电力线路。 12、对触电者进行急救时，急救者必须对自己的哪些部位做好重点防护？ 答：对触电者进行急救时，急救者必须做好自身的防护工作，特别是手和脚的防护。 13、在电气化铁路上施工作业，人体及其使用的工具、材料与接触网及其带电部分必须保持的安全距离为多少？ 答：在电气化铁路上施工作业，人体及其使用的工具、材料与接触网及其带电部分，在任何情况下必须保持不小于2M的安全距离。 14、在距离接触网及其带电部分不足2M的范围内施工作业时，有何规定？ 答：在距离接触网及其带电部分不足2M的范围内施工作业
中国铁路历史发展史 中国有铁路始于清朝末期。然而清政府腐败、保守、专制，唯祖宗之规是从，不肯接受新生事物。他 们把修建铁路、应用蒸汽机车视为“奇技淫巧”，认为修铁路会“失我险阻，害我田庐，妨碍我风水”，因而顽固地拒绝修建铁路。 1876 年7 月3 日，由英、美合谋，由英国在华的代理人——怡和洋行——背着清政府诡称修建从吴淞到 上海的一条“寻常马路”，擅自在中国的土地上修建的中国第一条营业性铁路上海吴淞铁路建成通车了。随后，清政府出银28.5 万两，分 3 次交款赎回这条铁路并予以拆除。 1879 年，洋务派首领李鸿章为了将唐山开平煤矿的煤炭运往天津，奏请修建唐山至北塘的铁路。清政府以 铁路机车“烟伤禾稼，震动寝陵”为由，决定将铁路缩短，仅修唐山至胥各庄一段，胥各庄至芦台间开凿运河， 连接蓟运河，以达北塘海口；为避免机车震动寝陵，决定由骡马牵引车辆。 然而用骡马牵引车辆根本不能发挥出铁路应有的效用，1881 年唐胥铁路通车时，中国工人凭借时任工程 师的英国人金达的几份设计图纸，采用矿场起重锅炉和竖井架的槽铁等旧材料，试制成功了一台0-3-0 型的蒸汽机车。这就是中国历史上制造的第一台机车。 另有一种说法是，中国第一辆火车是当时任唐胥铁路总工程师的英人薄内的夫人仿照乔治·斯蒂文森制造 的英国著名的蒸汽机车“火箭号”而造成的，并把它命名为“中国火箭号”。可是中国工人却在机车两侧各刻一 条龙，于是就把它叫做“龙号”机车。 由于照片上可以清楚地看到Rocket of China （中国火箭）的字样和龙的标记，所以后人一直认定这就是 中国制造的第一台机车。但是从遗留下来的图片中我们可以看到这台机车设计规范、制造精良，怎么能和 由废旧料制造的“怪物”等而观之？ 2003 年，研究中国铁路的英国人彼得·克拉什发现了一张金达与“中国火箭号”合影的照片。通过比较，可 以看出这张照片上的“中国火箭号”与中国保存的那张照片上“中国火箭号”有明显地不同之处：机车的烟囱一
接触网的供电方式 我国电气化铁路均采用单边供电方式，即牵引变电所向接触网供电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能（从两边获得电能则为双边供电，可提高接触网末端网压，但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用）。复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接，实现“并联供电”，可适当提高末端网压。当牵引变电所发生故障时，相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”，此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以维持运行。 1、直接供电方式 如前所述，电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过
的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。
2、吸流变压器（BT）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。 由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。 BT供电方式原理结线图 H—回流线；T—接触网；R—钢轨； SS—牵引变电所；BT—吸流 变压器。 牵引网阻抗与机车至牵引变电所的长度不是简单的线性关系。随着机车取流位置的不同，牵引网内的电流分布可有很大不同，例如图中当机车位于供电臂内第一台BT前方时，牵引负荷未通过吸流变压器一次绕组，其二次绕组没有电流流通，因此牵引网按直接供电方式
从中国铁路的发展看中国的发展 铁路，是交通的命脉，更是一个国家经济发展的基石。中国铁路的发展恰好反映了近现代中国的发展，从几个星期的学习中我是深有体会。也许正是那轰轰响着的火车，将西方文明带入了中国，让中国人清醒的认识到了中国的发展方向，就这样中国乘着火车沿着铁路驰骋在历史的长河中。总言之，铁路的发展史是一个缩小了的中国发展史。 一·从无到有的发展（1876——1893） 自从1825年，英国第一台蒸汽机车的出现，西方国家便乘着它，走上了经济发展的快车道。而我国则被远远的甩在了后面，那隆隆的鸣笛声震天动地，却惊醒不了已经“聋了”的中国，它仍在梦中酣睡，不知所措。就这样，恍恍惚惚过了半个世纪，其间1865年英商在北京宣武门外修建了一条长约0.5公里的展览铁路，广为宣传，“提醒”中国该修铁路了，但清政府充耳不闻。1876年，中国土地上出现了第一条铁路——吴淞铁路，但这是英国资本集团采取欺骗手段修筑的，经营了一年多时间，被清政府赎回拆除了，多么可悲啊！铁路本是促进经济发展的主要手段，一个国家应积极修建才对，但清政府却是被坑着修的，而且赎回来后被拆了，当时清政府的闭关锁国、愚昧无知可见一斑。但也有明智之士，李鸿章曾上书倡议修建铁路，为了得到慈禧太后的同意，在西苑修建了一条铁路供慈禧太后把玩，由于慈禧太后嫌火车声音太大，便让太监拉着走，当然这得到了慈禧太后的认同。此后，在清政府洋务派的主持下，于1881年开始修建唐山至胥各庄铁路，从而揭开了中国自主修建铁路的序幕。但由于清政府的昏庸愚昧和闭关锁国的政策，使早期修建铁路的阻力很大，到1894年中日甲午战争前夕，近二十年的时间里仅修建约400多公里铁路。
电气化铁路安全知识考试试卷【参考答案】 部门：姓名：成绩： 一、填空题（共30题，每题2分，共60分） 1.我国规定36V及以下为安全电压。 2.发生高压接地故障时，在切断电源前，任何人与接地点的距离，室内不得小于4m，室外不得小于8m，接触网断线接地不得小于10m。实践证明，穿着绝缘靴是防护跨步电压的一种有效措施。★ 3.为提醒人们对高压带电体的注意，在电气化铁路沿线接触网支柱上应标示高压危险、严禁攀登的警告语；在电力机车、牵引变压器的一次侧（高压侧）应设置安全防护栅网。禁止在支柱上搭挂衣物、攀登支柱或在支柱旁休息。 4.在装载货物高度超过2 m（从地面算起）的车辆通过电气化铁路平交道口时，严禁随车人员在货件上坐立。如需搭乘卸车人员时，应下车步行，待车辆驶过道口后，再上车乘坐。★ 5.在接触网支柱及接触网带点部分5m范围内的金属结构上均需装设地线。★ 6.行人通过天桥或跨线桥时，严禁用竹竿、棍棒、铁线等非绝缘物件穿捅安全栅网。因为直接或间接与接触网带电部分接触都十分危险。★ 7.在施工中使用发电机、空压机、搅拌机等机电设备时，在距离接触网设备5 m范围内要有良好的接地装置。在可能带电部位，应有“高压危险”明显标志，并采取有效地防护措施。在接触网未停电时，禁止吊车的吊臂在接触网下伸背转动。★ 8.天桥、跨线桥靠近跨越接触网的地方，必须设置安全栅栏以屏蔽感应电流。★ 9.发现接触网及其部件损坏或在接触网上挂有线头、绳索等物，均不准与之接触，要立即通知附近的接触网工区或电力调度派人处理。在接触网检修人员未到达以前，将该处加以防护，任何人员均应距已断导线接地处10m以外。★ 10.电气化铁路带有25kV高压电的部件有：(1)接触网及其相连的部件；(2)电力机
电气化铁路供电系统 试卷1 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家（ ）电网供电。 （ ） A 超高压电网 B 区域电网 C 地方电网 D 高压电网 2．牵引网包括 （ ） A 馈电线、轨道和大地、回流线 B 馈电线、接触网、轨道和大地、回流线 C 馈电线、接触网、回流线 D 馈电线、接触网、电力机车、大地 3．通常把（ ）装置的完整工作系统称为电力系统。 （ ） A 发电、输电、变电、配电、用电 B 发电、输电、配电、用电 C 发电、输电、配电、 用电 D 发电、输电、用电 4．低频交流制牵引网供电电流频率有：（ ） （ ） A 50Hz 或25Hz B 30Hz 或50Hz C 2163 Hz 或25Hz D 20Hz 或25Hz 5．单相结线牵引变电所牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达( )。 （ ） A 100% B 75.6% C 50% D 25% 6．牵引变压器采用阻抗匹配平衡变压器时，阻抗匹配系数等于1时， 且副边两负荷臂电流I I αβ = ，原边三相电流（ ） （ ） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的静电影响由（ ）所引起。 （ ） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的高频感应 D 牵引电流的高次谐波 8．牵引网导线的有效电阻0r r ξ=（0r 是直流电阻；ξ是有效系数）。对于 工频和牵引网中应用的截面不太大的铝、铜等非磁性导线，有效系数ξ（ ）。 （ ） A ξ≈1 B ξ≈2 C ξ≈3 D ξ≈4 9．以下不属于减少电分相的方法有（ ）。 （ ） A 采用单相变压器
电气化铁路的发展史 最早造出第一台标准轨距电力机车的是苏格兰人R·戴维森，时间是1842年。1879年5月，德国人W·V·西门子设计制造了一台能拉乘坐18人的三辆敞开式“客车”的电力机车，这是电力机车首次成功的试验。1881年，法国巴黎展出了第一条由架空导线供电的电车线路，这就为提高电压，采用大功率牵引电动机创造了条件：1895年，美国在巴尔的摩—俄亥俄间5.6 km长的隧道区段修建了直流电气化铁路。1903年德国的三相交流电力机车创造了每小时210 km的高速记录。 电力机车的发展取决于电气化铁道的发展。建设具有真正意义的电气化铁路首先要解决如何提供高压电，改变供电制式的问题。 接触网供给机车的电流制，分为直流制和交流制两种（交流制中又分单相交流、三相交流），这就叫供电制式。工频单相交流制推动了电气化铁道的发展。20世纪70年代初，欧洲大陆以及亚洲的日本基本上实现了运输繁忙的主要铁路干线电气化。1973年～1974年爆发石油危机之后，各国对铁路电力和内燃牵引重新进行了经济评价，电力牵引更加受到青睐。英国原先主要是发展内燃牵引，也开始重视发展电力牵引。连已经完全内燃化的美国，铁路电气化的呼声也很高。到20世纪80年代初期，全世界已有50多个国家和地区修建了电气化铁道，其中，苏联的电气化铁道总长度达到4万多公里，日本、法国、西德都拥有1万公里以上的电气化铁道。目前，世界电气化铁道已达到20多万公里，中国也加入了拥有1万公里以上电气化铁道的“高级俱乐部”。 电气化铁道的供电问题解决之后，发展大功率、高速度的电力机车就成为各国追求的目标。这时候，半导体技术和微机控制技术的突破和发展推动了新型电力机车的问世。1979年，第一台E120型大功率交流传动电力机车在德国诞生，开创了电力机车发展的新纪元。 随着既有电力机车的更新换代和高速铁路的蓬勃发展,干线电力机车的研制已从直流传动转向交流传动。20世纪90年代，欧洲、日本等主要机车制造厂商几乎已停止了直流传动电力机车的生产，交流传动电力机车已成为世界电力机车发展的主流。
电气化铁道供电系统与设计课程设计报告 班级： 学号： 姓名 指导教师： 评语：
1. 题目 某牵引变电所丙采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相V-v接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如表1所示。 表1 已知参数 供电臂供电臂 长度km 端子平均电流 A 有效电流A 短路电流A 穿越电流A 左臂21.9 β238 318 917 206 右臂24.7 α184 266 1052 217 2. 题目分析及解决方案框架确定 在设计过程中，先按给定的计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必须的最小容量，然后按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变压器过负荷能力，求出所需要的容量，称为校核容量。这是为确保牵引变压器安全运行所必须的容量。最后计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式等），然后按实际系列产品的规格选定牵引的台数和容量，称为安装容量或设计容量。然后再变压器型号的基础之上，选取室外110kV侧母线，室外27.5kV侧母线以及室外10kV侧母线的型号。三相V,v结线牵引变压器是近年新研制的产品，它是将两台容量相等或不相等的单相变压器器身安装于同一油箱内组成的。三相V-v结线牵引变电所中装设两台V，v 结线牵引变压器，一台运行，一台固定备用。三相V-v结线牵引变电所不但保持了单相V-v结线牵引变电所的牵引变压器容量得到充分利用，可供应牵引变电所自用电和地区三相负载，主接线较简单，设备较少，投资较省，对电力系统的负须影响比单线小，对接触网的供电可实现双边供电等优点，最可取的是，解决了单相V-v结线牵引变电所不便于采用固定备用及其自动投入的问题。考虑到V-v接线中装有两台变压器的特点，在确定110kV侧主接线时我们采用桥形接线。按照向复线区段供电的要求，其牵引侧母线的馈线数目较多，为了保障操作的灵活性和供电的可靠性，我们选用馈线断路器100%备用接线，这种接线也便于故障断路器的检修。按照选取的变压器的容量以及110kV侧的和牵引侧的主接线，可以做出设计牵引变电所的电气主接线。
电气化铁路对电力系统的影响分析 摘要进入21世纪后，科学技术不断发展，我国的铁路也在朝着电气化方向飞速发展，电气化铁路的运营里程不断增加。从对电力系统的影响来看，电气化铁路具有很大的移动性和波动性，其负荷特点是大功率单相整流带冲击，正是由于具有这种特点，使得其在接入电网运行后，大量的三相不平衡产生的负序电流和谐波在电力系统中产生，对该接入处的电力系统运行的稳定性、可靠性产生很大的影响，严重时将威胁电力系统的正常运行，造成经济损失。此文将电气化铁路接入电力系统后的影响做简要分析。 关键词电气化铁路；电力系统；谐波 1 电气化铁路基本情况 1.1 电气化铁路的特点 电气化铁路是当代最重要的一种铁路类型，沿途设有大量电气设备为电力机车提供持续的动力能源。电力机车本身不带有电能，所需电能由电力牵引供电系统提供。牵引供电系统主要是由牵引变电所和接触网（或供电轨）组成。变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线或高压输电缆送过来的电流送到铁路上空的接触电网或铁轨旁边的供电轨道中，接触网或供电轨则是向电力机车直接输送电能的电气设备，电力机车通过集电弓或导电车轮从接触网或供电轨中获得所需电能[1]。 1.2 电气化铁路与电力系统的联系 电气化铁路牵引供电系统对供电电网来说，会使得电力系统负荷状态非常高，在引起牵引网电压波动的同时，也使得供电系统电能质量下降，如果不采取措施，还会导致机车动力下降，直接导致电气化铁路运行效率低下，从铁路运行和电力系统运行的角度看，都会造成经济损失。 2 电气化铁路对于电力系统的影响 2.1 对旋转电机的影响 电气化铁路有着单相交流供电的特性，这种特性使得电机的转子、定子都会发热，增加损耗，引起机组的震动，且转子、定子又属于电机的重要部件，如果在运行时过热就容易发生损壞或者其他故障，带来很严重的后果[2]。 2.2 对输电线路的影响 电气化铁路在行过程中，其产生的谐波是影响输电线路最主要的因素。单相电流产生的谐波，如果频率高，则会发生电力系统谐波共振，有的时候还甚至会
电气化铁路安全知识试题库 一、填空题： 1、铁路机车牵引方式有蒸汽牵引、内燃牵引和电力牵引三种。 2、电力机车与蒸汽机车相比，具有功率大、速度快、过载能力强的特点。 3、电气化铁路是铁路现代化的主要发展方向。 4、电气化铁路是以电能作为牵引动力的。 5、电力机车（电动车组）车身不带能源，必须由外部供给电能。 6、专门给电力机车（或电动车组）供给电能的装置称作牵引供电系统。 7、电气化铁路是由电力机车（或电动车组）和牵引供电系统两大部分组成。 8、电力系统输送到牵引变电所的电能电压为110KV或220KV。 9、牵引供电系统输送给电力机车的电能是单项工频交流电。 10、电力机车使用的电能电压为27.5KV。 11、牵引变电能与接触网之间的连接线称为馈电线。 12、电气化铁路上的主要供电装置是接触网。 13、电力机车受电弓通过与接触网的滑动接触获取电能。 14、接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱和基础四个部分组成。 15、接触悬挂包括承力索、吊弦、接触线等。 16、承力索承受接触线的重力。 17、支持装置用于支持接触悬挂部分，并将其负荷传给支柱。
18、腕臂是接触悬挂的一部份。 19、定位装置用于固定接触线的水平位置。 20、定位装置要保证受电弓不脱离接触线。 21、支柱和基础用于承受接触网的全部负荷。 22、电力机车是利用钢轨作为牵引电流回路的。 23、轨道回路与牵引变电所之间的连接线是回流线。 24、回流线能减少电能损失，降低电磁谐波干扰。 25、电力机车靠接受按触网送来的电流作为能源。 26、接触网供给电力机车的电流有直流和交流两种。 27、我国电气化铁路采用的是工频（50HZ）交流制。 28、我国较新型的电力机车一般都是交—直传动的电力机车。 29、电气化铁路的进站信号机、高柱出站信号机的外壳需作接地。 30、电气化铁路平交道口应设限界门。 31、10KV以下等级电力线路应从地下穿过铁路。 32、电气化铁路的车站行车室应设站场供电分段示意图。 33、接触网带有27.5KV的高压电。 34、电气化铁路的从业人员必须熟知电气化铁路安全的有关规定。 35、铁路各单位在接到接电通知后，应视接触网带电，所需作业均需按带电要求办理。
我国电气化铁路总里程跃居世界第一 链接：https://www.doczj.com/doc/2a14262879.html,/news/41563.html 来源：中国广播网 我国电气化铁路总里程跃居世界第一 记者从中国铁道学会电气化委员会获悉，随着哈大高铁12月1日正式开通运营，我国电气化铁路总里程已突破4.8万公里(不含港澳台地区电气化铁路里程)，超越了原电气化铁路世界第一的俄罗斯，跃升为世界第一位。其中，我国高速铁路已达8600余公里，稳居世界首位。 据了解，目前世界上68个国家和地区拥有电气化铁路，电气化铁路总里程排在中国之后的几个国家分别是：俄罗斯43300公里、德国21013公里、印度18810公里、日本16965公里、法国15217公里。 我国电气化铁路1958年从零起步，1961年8月建成我国第一条电气化铁路宝成铁路宝凤段。伴随着54年创业创新发 展历程的中国电气化铁路建设“国家队”、主力军—中国中铁电气化局，累计建成电气化铁路总里程达3.1万公里，其中建成高速铁路5825公里，为我国电气化铁路发展做出了突出贡献。 54年来，我国电气化铁路成功走出了一条从无到有、从低吨位到重载、从常速到高速的探索创新之路。通过原始创新、集成创新和消化吸收再创新，我国电气化铁路不仅总里程跃升第一，在技术水平和建设质量上也达到世界领先水平。在重载电气化铁路技术发展方面，我国大秦铁路年运量已经突破4亿吨，可开行2万吨单元重载列车。电气化牵引供电系统是高速铁路的核心技术之一。以300公里以上时速安全运营的京津城际、武广、京沪等高铁，经过了最高运营试验速度和高密度车流、长时间运营的考验，性能稳定可靠。世界第一条高寒地区高速铁路—哈大高铁的正式开通运营，则是对我国高速电气化铁路技术水平的最新检验。目前，我国已经全面掌握了350-380km/h电气化铁路设计、施工、检测技术体系；全面掌握了高速铁路接触网零配件、高强高导接触网导线、GIS开关、自动过分相等高铁关键产品研发和生产技术，构筑起了具有完全自主知识产权的中国高速铁路牵引供电技术体系平台，跻身世界高铁技术前沿。 1879年5月31日在德国柏林举办的世界贸易博览会上展出了世界上第一条电气化铁路，迄今已有133年的历史。电气化铁路牵引功率大、节能环保、能大幅度提高运输能力和速度，具有技术、经济、环保方面的优越性，是各国铁路优先发展的铁路牵引动力方式。根据铁路“十二五”发展规划，“十二五”末，我国铁路营业里程将达到12万公里左右，电气化率将达到60%以上。 (记者赵威) 原文地址：https://www.doczj.com/doc/2a14262879.html,/news/41563.html 页面 1 / 1
电力牵引供变电技术比赛试卷 一、判断题（每小题2分，共30分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家区域电网供电。（√）2．超高压电网电压为220kv—500kv。（×）3．采用电力牵引的铁路称为电气化铁路。（√）4．我国电气化铁道牵引变电所供电电压的等级为110kv—220kv。（√）5．电力系的电压波动值：就是电压偏离额定值或平均值的电压差。（√）6．电力牵引的交流制就是牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制（×）7．由于铁路电力牵引属于二级负荷，所以牵引变电所须由两路高压输电线供电。（×）8．单相结线牵引变电所的优点之一是：牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达100%。（√）9．单相结线牵引变电所的优点之一是：对电力系统的负序影响最小。（×）10．我国电气化铁路采用工频单相25 kV交流制。（√）11．对于三相YN，dll结线牵引变压器当两供电臂负荷电流大小相等时，重负荷绕组的电流大约是轻负荷绕组的电流的3倍。（√）12．三相YN，d11结线牵引变电所的缺点之一是：不能供应牵引变电所自用电和地区三相电力。 （×） 13．斯科特结线牵引变电所的优点之一是：当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称，不存在负序电流。（√）14．单边供电:接触网供电分区由两个牵引变电所从两边供应电能。（×）15．最简单的牵引网是由馈电线、接触网、轨道和大地、回流线构成的供电网的总称。（√） 二．填空题（每小题2分） 1．通常把发电、输电、变电、配电、用电装置的完整工作系统称为电力系统。 2.牵引变电系统由牵引变电所、接触网、馈电线、回流线、轨道、分区所、开闭所、 自耦变压器站、分段绝缘器和分相绝缘器等组成。 供电方式一般在重载铁路、高速铁路等负荷大的电气化铁路上采用。 4.分相绝缘器的作用是：串在接触网上，把两相不同的供电区分开，并使机车平滑过渡； 主要用在牵引变电所出口处和分区所处。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 电气化铁路安全常识(标准版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
电气化铁路安全常识(标准版) 电气化铁路接触网带有2.75万伏高压电。为了防止触电伤亡事故发生，确保铁路运输安全和广大群众的生命财产安全，请严格遵守国家铁路安全法规和电气化铁路安全规定，不得损坏电气化铁路设施，不得自行从接触网上接电，不得在高架公路立交桥以及隧道两端的平台上玩耍、逗留，不得向接触网倒水和乱扔杂物，不得攀登机车车辆顶部或翻越车顶通过线路，不得高举工具通过接触网，不得用竹竿、棍棒、铁线等非绝缘物件穿捅安全栅网。 ●不得破坏、攀越栅栏，在电气化铁路上行走 电力接触网设置在铁路线路上方，在接触网各导线及其相连接部件二米范围内，通常都有强大的电磁场，由于风、雨雪、其他外界条件的变化，都会危及行人安全，尤其行人带着物件（如雨伞、木棒等高长物件）及下大雨，水流成线，就会发生触电伤人。此外，电力机车速度快，声音小，行人不易察觉，容易造成行人伤亡事故。
●不得损坏电气化铁路设施 在铁路边坡上砍柴、砍树等，不得用高空坠落滚动法代替搬运，以免砸坏电气化铁路设备（包括接触网、支柱、接地线等），造成行车中断及发生火灾等事故。一旦发现接触网导线折断落地，任何人都要距离十米以外；对接触网上搭挂绳索树枝等物，严禁触物自行排除，要立即报告铁路有关部门处理。 ●严禁自行从接触网上接电，亦不能私拉民用电线横越铁路上空 电气化铁路的高压电是供给电力机车专用，任何人均不得私自接线作为民用电，民用电线一旦与高压电（导线）接通，容易发生火灾及危及人身安全。 ●不得在高架公路立交桥以及隧道两端的平台上玩耍、逗留，更不准向下倒水和乱扔杂物 电力接触网是垂挂在立交桥下面和隧道顶端，向下倒的水流必然导电，尤其是小孩不能用玩具向下喷水，也不能向下小便或用竹竿、绳索等向下接近、碰挂接触网导线，避免触电伤人。
电气化铁路安全常识 为适应国民经济及社会发展需要，电气化铁路接触网带有 2.75万伏高压电。为了防止触电伤亡事故发生，确保铁路运输安全和广大群众的生命财产安全，请严格遵守国家铁路安全法规和电气化铁路安全规定，不得损坏电气化铁路设施，不得自行从接触网上接电，不得在高架公路立交桥以及隧道两端的平台上玩耍、逗留，不得向接触网倒水和乱扔杂物，不得攀登机车车辆顶部或翻越车顶通过线路，不得高举工具通过接触网，不得用竹竿、棍棒、铁线等非绝缘物件穿捅安全栅网。 不得破坏、攀越栅栏，在电气化铁路上行走 电力接触网设置在铁路线路上方，在接触网各导线及其相连接部件二米范围内，通常都有强大的电磁场，由于风、雨雪、其他外界条件的变化，都会危及行人安全，尤其行人带着物件（如雨伞、木棒等高长物件）及下大雨，水流成线，就会发生触电伤人。此外，电力机车速度快，声音小，行人不易察觉，容易造成行人伤亡事故。 不得损坏电气化铁路设施 在铁路边坡上砍柴、砍树等，不得用高空坠落滚动法代替搬运，以免砸坏电气化铁路设备（包括接触网、支柱、接地线等），造成行车中断及发生火灾等事故。一旦发现接触网导线折断落地，任何人都要距离十米以外；对接触网上搭挂绳索树枝等物，严禁触物自行排除，要立即报告铁路有关部门处理。 严禁自行从接触网上接电，亦不能私拉民用电线横越铁路上空
电气化铁路的高压电是供给电力机车专用，任何人均不得私自接线作为民用电，民用电线一旦与高压电（导线）接通，容易发生火灾及危及人身安全。 不得在高架公路立交桥以及隧道两端的平台上玩耍、逗留，更不准向下倒水和乱扔杂物 电力接触网是垂挂在立交桥下面和隧道顶端，向下倒的水流必然导电，尤其是小孩不能用玩具向下喷水，也不能向下小便或用竹竿、绳索等向下接近、碰挂接触网导线，避免触电伤人。 未经允许不得在电气化铁路附近施工 无论是开山放炮，兴修水利，还是建造工厂、宿舍，只要接近铁路，都要事先与铁路电力部门联系，经过允许同意，并在施工前按要求做好防护措施后方可正式开工。 不得在铁路两旁的山坡、路堑上放牧或砍树 因为牲畜、树、草碰触接触网，都会扩大导电范围，引发事故。牲畜等横过铁路时，看护人员持有的长鞭、竹竿等高长物件，应保持水平状态通过，严禁挥动。 不得过于靠近接触网灭火 一旦发生火灾，用水或一般灭火器浇灭离接触网带电部分不足4米的燃烧物时，接触网必须停电；对超过4米距离的燃烧物灭火，要特别注意使水流不向接触网方向喷射，并保持水流与带电部分的距离在2米以上。 不准登上机车车辆顶部
地铁和电气化铁路的牵引供电系统有很大区别下面就通过对电气化铁道与城轨交通供电方式比较分析来进一步说明两者供电方式的异同。以帮助人们进一步了解。 1铁路牵引供电系统的供电方式 1.1 直接供电方式 电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。如图所示； 直接供电方式 1.2 吸流变压器（BT）供电方式 这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。如图所示 吸流变压器（BT）供电方式
我国电气化铁路发展简介 我国的电气化铁道建设工作始于50年代，经过充分的技术经济论证，1957年决定采用单相交流工频25千伏的牵引供电制式，当时这种制式只在法国刚投入运行，效果明显， 可以说我国从一起步就跨入了世界先进制式的行列，起点是高的。我国从1958年开始修建宝鸡—凤州电气化铁路，到1978年，20年间建成电气化铁路1033公里，年均仅51公里。“九五”期间，我国电气化铁路运营里程突破1万公里，“十五”期间，电气化铁路运营里 程突破2万公里。2007年先后建成京沪、武嘉、郑徐、胶济、沪杭、浙赣等电气化铁路， 截至2007年底，我国共建成开通49条电气化铁路，电气化铁路总里程已突破24000公里，成为继俄罗斯之后世界第二大电气化铁路国家（俄罗斯现有电气化铁路44526公里，位居世界第一位，德国现有电气化铁路21102公里，位居中国之后）。目前，我国铁路电气化率已 经达到27％，承担着全铁路43％的货运量，初步形成了布局合理、标准统一的电气化铁路 运营网络，特别是胶济、大秦、京沪等线的电气化，是加快我国铁路现代化的重点工程项目， 也是铁道部实施铁路跨越式发展的重点工程。胶济、大秦、京沪电气化改造工程都是实行施 工总承包模式完成的，从而提高了我国电气化铁路的技术水平和管理水平，缓解了运输瓶颈的制约。因此，有关方面对京沪线电气化改造工程给予了很高的评价，京沪线电气化改造工程有“五个创举”，并将会成为“四个之最”：京沪线电气化改造工程是既有线工程改造的 创举，工程总承包模式是个创举，一年完成是个创举，多项工程同步进行是个创举，工程和 运输紧密配合是个创举；京沪线经过改造是既有线综合技术装备水平最高的线路，是综合能力和运输效率最高的线路，是既有线经济效益最好的线路，是生产力布局调整最见效的线路。 在我国近50年的电气化铁路建设历程中，经过了学习前苏联建设经验、结合国情自 力更生和消化吸收引进技术等三个阶段，通过广大科技工作者的艰辛奋斗，基本形成了一套兼收各国之长，又有中国特色的技术模式，现在我们已做到建设规范和标准配套、供电方式齐全、设备全部可以自给、建设能力强、检测手段先进，目前从建设能力和技术标准来进行 综合评价，已处于国际先进水平。 国内外的经验告诉我们，电气化铁路在现代综合交通运输体系中有着显著的优越性。 第一，电气化铁路运输能力强，电力机车功率大、加速快，有利于提高列车牵引定数、缩短 区间运行时间。第二，电力机车使用的电能可以从煤炭、水力、核能等多种初级能源中取得，并且有着60％至70％的热效率，电气化铁路能源消耗少。第三，电力牵引能够减少机车维 护工作量，延长检修周期，可以降低电气化铁路的运营成本。第四，电气化铁路环境污染较小，电力机车本身不产生污染。此外，电气化铁路可以减少铁路对石油资源的依赖。铁路采 用电力牵引，将对国家消费结构的调整、产业发展政策的执行产生积极的影响。 建国以来，我国铁路建设和发展取得了显著成就，长期存在的运输紧张状况得到改善， 对国民经济的“瓶颈”制约得到缓解。截至2007年底，我国铁路营业里程达到7.8万公里，位居世界第三位。近年来，我国铁路每年投产新线都超过1000公里。我国铁路基本建设投 资逐年增长，2007年达1772.1亿元；完成旅客发送量13.6亿人 ,旅客周转量7216亿人公里；完成货物发送量31.4亿吨,货物周转量23797亿吨公里；运输密度为39760万换算吨公里/公里。 1997、1998、2000、2001、2004、2007年，中国铁路分别进行了六次大面积提速。 1997年4月1日零时中国铁路第一次大面积提速调图全面实施，拉开了铁路提速的序幕。这次提速调图，提速列车最高运行时速达到了140公里；全国铁路旅客列车旅行速度由1993年的时速48.1公里，提高到时速54.9公里；首次开行了快速列车和夕发朝至列车。 1998年10月1日零时第二次大面积提速调图开始实施。这次提速调图，快速列车最 高运行速度达到了时速160公里；全国铁路旅客列车平均旅行速度达到时速55.2公里，直