接触网除冰方法的探讨

对电气化铁路接触网在线防冰技术的研究摘要：近年来，随着我国高速铁路的快速发展，对电力可靠性的要求越来越高。

一旦架空线路被冰复盖，电力机车的电力线接收人通常无法与上行线路联系，电力机车无法通过电力线接收来自上行线路的电力，从而导致列车供电中断。

覆冰不仅影响供电，而且还会对上游造成轻微的破坏，从而增加上游的硬点，进而增加上游的曲线，从而容易导致上游滑板加速磨损和弓削等一系列问题。

近年来，许多地区出现了极端恶劣的天气，大大增加了结冰的可能性。

解决上游防冰问题已成为当务之急。

关键词：电气化铁路；接触网；防冰技术；策略引言中国国土辽阔，西部地势高，东部地势低，气候复杂多样，大陆气候强，电力线路容易形成冬季结冰。

覆冰是气象环境造成的常见自然灾害，其生长过程可分为干生长和湿生长。

冰害的主要表现形式是混合冻结。

作为特殊高压供电设备，架空线路的外部绝缘特性和力学性能是重要的技术指标。

由于是户外作业装置，其技术指标受到冰、强风、环境污染等恶劣天气的严重影响。

结冰引起了上行线路的疾驰现象，一旦上行负荷被冰块过度复盖，甚至可能导致分离、电弧、电力采集器故障等严重事故，从而导致正常的电力输送。

本文主要研究了采用焦耳热法向上游注入电流的混合防融冰技术方案，以防止抗融冰，避免经济损失和工作事故，确保易结冰地区电气化铁路的安全运行。

1冻雨、覆冰的特点冻雨和覆冰是我国最频繁发生的灾害之一，对电气化学铁路的运行安全构成严重威胁，其巨大破坏力及其影响范围。

伴随着雪的持续降雨而来的雨夹冰，受到土壤、温度、湿度、风等局部因素的影响，受到重力的影响，往往取决于身体的表面。

它们通常分为以下四类:白霜、雾凇、混合淞以及雨淞。

白霜由于制造时间短，表面粘附度低，且轻微下降，很难归因于接触网。

雾比霜长，产生了两种软雾和硬雾，因为它也相对较弱，也很难严重破坏与网格的接触；杂交体主要表现为硬冰，形成较长时间和较好的交联，导致接触网随时间的推移受到较大的影响。

接触网防冰融冰调研一、接触网参数1、银铜合金接触线（CAT150）20℃时最大电阻率（Ωmm2/m）：0.01777；20℃时直流电阻（Ω/km）：R1=0.01777*1000/150=0.1185；持续载流量（A）：≥580。

2、硬铜绞线承力索（150）20℃时最大电阻率（Ωmm2/m）：0.01777；20℃时直流电阻（Ω/km）：0.123；持续载流量（A）：≥580。

二、参考文献中临界防冰电流、最大融冰电流及融冰时间1、敬华兵,年晓红.电气化铁路接触网直流融冰技术及装置研制临界防冰电流375A，最大融冰电流1008A，融冰时间取1小时。

2、蒋兴良,兰强,毕茂强.导线临界防冰电流及其影响因素分析.（重庆大学输配电装备及国家系统安全与新技术国家重点实验室，重庆）临界防冰电流公式中Req为导线等效半径，R为导线半径，接触线中Req=R。

在环境保持不变的情况下，临界防冰电流公式可等效为：aSI C（=。

取环境温度为-1℃，风速为1m/s，将表3中数据：S=95，*R/5.0)0.5R=0.3058，Ic=98，代入上式，求得：a=301.32，即临界防冰电流公式为：S=。

I C（301.32R5.0)/5.0*在相同环境下，将表3中数据：S=240，R=0.1181，代入上式验证，求得Ic=198.81，与表中所给数据Ic=166.5比较，误差为：19.41%。

将表3中数据：S=300，R=0.09636，代入上式验证，求得Ic=232.72，与表中所给数据Ic=210.5比较，误差为：10.56%。

接触线截面积S=150，直流电阻R=0.1185，代入上式得Ic=176.47，则融冰装置发出总电流为176.47*（0.1185+0.123）/0.123=346.49A。

3、马水生.电气化铁路接触网防融冰方案研究.西南交大硕士论文.4、吴端华.输电线路直流融冰的临界电流和融冰时间分析5、陆佳政.特高压直流输电线路分段直流融冰方案6、通过对上述参考文献的比较得出：临界防冰电流：350-400A，最大融冰电流：不大于1000A，融冰时间与融冰电流成负指数关系，最大融冰电流时，需要1小时左右覆冰脱落。

接触网覆冰机理与在线防冰方法的研究摘要：接触网是电气化铁路中使用的部件，本身存在覆冰的问题。

随着铁路道的发展，这一问题对于铁路交通运输的影响越来越明显，不但扰乱运输的秩序，还可能导致事故。

因此，防冰除冰就是十分重要的工作。

本文将简要探讨接触网覆冰的原因、危害，并提出一些实用有效的对策。

关键词：接触网；覆冰；危害；对策前言近年来，我国的交通运输业不断发展。

作为牵引高速和重载铁路的主要方式，电气化铁路道就得到了大力推广。

但与此同时，接触网的覆冰问题对于铁路运输的影响也越发严重，导致铁路交通在冬季很容易出现各类状况，给铁路运输生产的秩序、人们的出行带来了困扰，甚至可能引起事故。

1.接触网覆冰机理及其危害接触网会产生覆冰现象，主要是由于气候。

接触网受到温度、湿度、环流、风和冷暖空气对流等因素的影响，产生了覆冰这一综合物理现象。

一般来说，冻雨或雨夹雪的天气条件下容易出现覆冰现象，温度为0℃～－5℃，此时云中或雾中的水滴与输电线路导线的表面碰撞，同时发生冻结，线路上就会逐渐覆盖冰层。

覆冰的类型主要有五种：白霜、雾凇、积雪、雨凇和混合淞，其中雨凇的危害是最严重的。

接触网一旦覆冰，会产生极大的危害，主要有以下六种：（1）对接触线的危害：接触线一旦覆冰，电力机车的受电弓就会取流不畅，产生较大电弧甚至燃弧，增大接触线的机械磨耗并烧伤电弧，甚至会引起断线故障。

（2）对电力机车的危害：电力机车受电弓会在接触网覆冰时，因取流不畅而产生电弧，烧伤受电弓的碳滑板。

此外，车顶的支持绝缘子的绝缘强度会下降，形成闪络，当它放电形成的短路电流较大时，会形成电弧，可能烧断接触线。

（3）覆冰造成的接触网舞动：由于风的吹动，覆冰不均匀的接触网会产生舞动。

一般来说，覆冰的接触网舞动时速度快、幅度大，会损害接触网的设备，甚至造成回流线、供电线断股。

此外，还会造成接触线脱弓引起的弓网故障。

这些问题都会使机车、动车组无法正常运行，从而使运输生产秩序受到严重干扰。

电气化铁路接触网在线防冰技术研究【摘要】轨道交通成为当前主要的交通方式之一，在国民经济成长过程中扮演着极为重要而关键的角色。

电气化铁路接触网的运行受天气影响，特别是接触网覆冰将严重影响运行，从而导致停运和损失。

故接触网防冻除冰技术是确保中国高速铁路安全运营的核心技术所在。

【关键词】电气化铁路；接触网；除冰技术接触网是电气化铁道中牵引电网的主要构件，接触网供电覆冰将严重影响车辆安全性。

由于中国电气化工程铁道的发展，特别是客货运输高铁和货运重载铁路的大量修建，轨道线路范围已扩展到不同天气的地方，在低温、高湿、高海拔等地区，更容易出现覆冰，对接触网线路防水、融冰能力的要求也就更加突出。

，随着世界重载运输技术快速发展近年来，目前中国重型火车的运行范围己经覆盖了五大主要繁忙线路。

但因为触及网供电为备用的特性，导致其重要性尤为明显，因为如果有比较严重的覆冰量出现，会导致电力机车的受电弓不能与接触导线联系取流，且或许会出现触及网供电舞动乃至倒杆、塌网等事件，并由此导致经济严重损失，甚至产生恶劣社会危害。

一、接触网覆冰的危害（一）接触网部件损伤当发生线索舞动后，易出现金属零部件螺栓连接松动、金具损坏等现象。

线索的舞动导致支撑、联接的金具出现严重的振动、弯曲，引起零件的"内伤"，并间接出现机件松动、破裂，甚至设备的故障。

（二）线索损伤由于接触网覆冰而产生的线索舞动，容易导致线索的断股、磨损及断裂。

在大幅度的线索舞动过程中线索悬挂位置就会长生扭力，长时间摆动会使地位点处线索损伤。

（三）弓故障由于接触网覆冰严重，受电弓在其滑行过程中也会形成巨大冲击力，在以较高速度行驶下受电弓的取留器与触线表面上的冰凌产生冲击损伤，无法正常取留。

造成受电弓铦弓故障的情况发生。

二、除冰技术的实现（一）工作原理防冰设备是通过同相供电系统进行控制的，在触及网头端通过同相配电系统的另一个，触及网电源的尾部再接通另一台。

因此在需要防冰的夏季，温度降低时触及网就可能发生覆冰。

关于电气化铁路接触网在线防冰技术研究摘要：接触网是牵引供电系统的重要组成部分，承担对电力机车的送电任务，处于低温、冻雨、湿雪、冰冻等天气下的输电线路容易出现覆冰现象。

近年来，国内学者对输电线路的覆冰进行了深入研究，取得了很多重要的成果。

电气化铁路负荷重、波动大，在夜间停电综合维修时，在恶劣环境下转触网也会形成覆冰，对于覆冰灾害最好的解决方法就是防冰。

关键词：电气化铁路；接触网；防冰技术一、国内外研究现状覆冰是一种分布相当广泛的自然现象，输电线路覆冰导致的电路损害及其引发的安全事故，给生活和生产造成极大不便。

我国是输电线路覆冰严重的国家之一，尤其是2008年南方各省遭遇了严重的冰灾，多条电气化铁路主干线运输中断。

随着铁路线路延伸，要经过各种气候的区域，在高湿、高海拔等地区，更易发生覆冰，接触网防冰融冰的需求也越来越突出。

可以预见，接触网防冰除冰技术将成为电气化铁路安全稳定运营的关键技术之一。

对于输电线路覆冰融冰，国内外专家和学者开展了大量工作，仅除冰方法就提出了30多种，而对架空导线，短路融冰（包括直流和交流融冰）被公认为更成熟且更具可行性。

2006年世界首套直流融冰装置在魁北克变电站投入运营。

输电线路短路融冰方法和装备已有部分成果，但输电线路和接触网在线路结构、运行方式、受力等各方面多有不同。

首先，输电线路一般情况下均有较大电流，本身即具有一定的防冰能力，在极端天气下才会结冰；而电力机车是间歇性负荷，接触网电流时断时续，机车密度低以及负荷间断使其更容易结冰。

总之，电气化铁路接触网有其特殊性，输电线路融冰的研究方法和手段不能直接应用于接触网上。

目前国内多采用人工清除接触网导线覆冰，耗时长，效率低。

而输电线路广泛采用的短路融冰，必须断开负荷，列车停运，是不得已采用的解决方案。

所以研究不影响列车正常运行的接触网在线防冰技术具有重要的理论意义和工程应用价值。

本文提出一种基于静止无功发生器（SVG）的电气化铁路接触网在线防冰技术方案，通过调节SVG，增大接触线电流，防止接触线结冰。

203中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.02 （下）随着社会的发展，铁路建设不断地延伸，要经过各种环境区域。

面对不同的气候情况，在高湿、高海拔地区经常容易出现一些覆冰情况，导致电气化铁路接触网因覆冰出现供电系统瘫痪等安全问题不断出现，因此，针对其防冰技术的研究，需要不断地改进，确保电气化铁路的安全稳定运营。

1 电气化铁路接触网在线防冰技术现状经过近年来的研究，在电气化铁路接触网在线防冰、融冰的方式也有了一定的进展，其中对架空导线和短路融冰被认为具有成熟技术。

但随着技术的更新换代、铁路建设的不断进步与变更，在防冰和除冰技术上也需要进行相应的改善。

目前，在输电线和接触网上的防冰融冰技术仍旧存在着一些问题。

首先，输电线和接触电网的线路结构、运行方式、受力是不一样的，在防冰除冰上都要进行针对性的研究。

其次，对于目前的输电线来说，基本上都具备较大电流，本身具有一定的防冰功能，但是，防冰能力并不强，在极端的天气下，输电线结冰，电流机车还是会出现间歇性负荷，造成接触网电流断断续续。

最后，针对不同的地势情况，会有不同的天气情况，尤其是一些特殊地区，如隧道口、山坳等地方，容易气温较低、风速较大，结冰的概率会更大一点。

但目前在一些地方并没有实现针对性的在线防冰、融冰。

同时，就目前成熟的短路融冰技术来说，对于铁路的正常运行是有一定影响的，它需要铁路停运来进行除冰、融冰。

虽然这是在大面积采用短路融冰的时候才需要铁路停运，但也会影响整体的铁路运输，容易造成相应的经济损失。

因此，在当下进行在线防冰技术的时候，要建立在影响铁路正常运输的情况下才行，尽量在输电线和接触网正常运行的情况下能够实现防冰除冰，确保社会铁路运输能够稳定安全运行。

2 电气化铁路接触网在线防冰技术策略2.1 接触网材料和结构改善首先，在进行接触网搭建前，就要做好相应的材料选择，材料要选择不容易让冰雪黏住的材料，同时，在电流输送的过程中，能够将热量传递到输电线外层材料上，当遇到一些小冰霜的时候，能够快速地融化冰霜，让其化水滴落到地面上，或者是让热量将冰雪蒸发掉，避免形成雪花大量堆积进而形成冰，增加整个接触网、输电线的压力，当重量达到一定的承重极限时，则会出现输电线、电线塔的的倒塌，造成电能的流失，甚至造成安全事故的发生。

城市轨道交通接触网融冰技术研究摘要:接触网是牵引供电系统的重要组成部分。

接触网通常暴露在室外，容易受到覆冰影响，而接触网的覆冰会破坏弓网关系，造成弓网虚接，从而引起导线烧断、设备损坏和列车停运等后果。

基于此，本文主要就城市轨道交通接触网融冰技术进行了分析。

关键词：城市轨道交通；接触网；融冰引言接触网是为列车牵引提供电能的重要供电设施，当接触网表面出现覆冰时，会严重影响受电弓的正常取流，降低列车供电可靠性，从而威胁行车安全。

为了更好地解决地铁接触网覆冰问题，并进一步优化地铁供电系统结构，研究同时具有牵引与回馈功能特点的供电设备将成为发展趋势。

1接触网覆冰分析在环境温度低于0℃时，空气流场带动液态水碰撞导线，这是造成导线覆冰的主要原因。

由此可知，环境温度、风速、水滴、导线面积与碰撞系数决定了接触网覆冰的严重程度，而环境温度会影响水滴冷却程度，风速与导线面积会影响碰撞系数，各因素之间存在一定的耦合关系。

空气流场主要分为层流和湍流，层流为一种理想的流体运动状态，而对于外界环境，流体运动状态通常为湍流形式，结合地铁的运行环境，接触网覆冰主要受温度、空气含水量和风速的影响。

在温度和含水量一定时，列车运行会使风速和风向发生明显变化，导致接触网上表面与垂直截面覆冰较下表面厚，且在接触网分段连接部分更加严重，在一定程度上增加了受电弓的机械损伤风险。

2城市轨道交通接触网融冰技术2.1热力除冰法热力除冰法是目前应用最为广泛的除冰方法，即以导线为负载，通以大电流，利用焦耳热除冰。

当电气化铁路供电臂上有列车通过时，此时牵引网中有电流流过具有一定的防冰效果。

但此时的牵引网中电流由机车取流决定，并不一定能够完全满足防冰或融冰需要，因此需要在牵引网中加入可控的感性或容性无功源。

2.1.1交流融冰技术交流融冰技术的融冰电源一般使用牵引变电所的变压器，电铁接触网上行接触线连接牵引变电所馈线，下行接触线连接变电所地线以形成融冰回路。

<<浅析电气化铁路接触网除冰方法>>——解读解析覆冰覆雪是在严寒天气时产生的一种自然现象，而电气化铁路作为我国高速及重载铁路的主要牵引方式，如果接触网覆冰会影响受电弓与接触网之间的相互作用，容易导致受电弓从接触网上取流不畅、产生电弧烧伤供电设备等问题，严重时甚至会导致接触网断线、中断铁路行车等严重事故，严重影响了铁路牵引供电安全正常的运行，对我国的经济发展、民生问题产生较大的影响。

接触网覆冰的原因主要是外部气象条件发生变化所产生的一种自然现象，是由温度、湿度、冷暖空气对流、环流等因素共同决定的一种物理现象。

空气中的水分在零度或者零度以下时，附着在接触网的表面并冻结结冰，由此形成了接触网覆冰的现象。

在以前人们采用的主要是机械除冰，即人工敲击接触网，使接触网受迫震动，覆冰因而掉落。

但这种除冰方法的效果不是十分理想，并且可能会对接触网线路造成一定的破坏。

本篇文章就介绍了一些当今国内外比较成熟的除冰方法。

其一，基于焦尔电热效应的热融冰方法。

通俗的将就是利用热量来融化冰来达到除冰目的。

具体的操作就是在覆冰接触线中施加电压，进而在线路中产生电流，从而利用导线输电电流产生的热效应来融化接触线表面的覆冰。

这种方法因传输电流的不同又可以分为交流电流融冰方法以及直流电流融冰方法。

这种方法在实际中普遍采用，但是融冰时间如果控制不好可能会损伤接触线。

其二，基于高频脉冲的除冰方法，具体来说有高频高压激励除冰法和电脉冲除冰方法。

高频高压激励除冰的方法是在覆冰导线区域外施加高频激励电流，将覆冰转化成为有损的电介质，从而使覆冰内部产生热量。

电脉冲除冰的方法是采用电容器组向线圈供电。

线圈通常置于接触线附近，从而引起线圈产生强大的磁场，使得接触线上产生一个持续时间短、幅值较高的机械力，覆冰会在机械力作用下破裂，从接触网上脱落。

高频激励融冰则会产生高频的电磁波，从而干扰正常通信；电脉冲除冰的方法则可在不断电的情况下开展融冰工作。

2019.33科学技术创新电气化铁路接触网在线防冰技术研究翁尔朋（中国铁路总公司呼和浩特局集团有限公司呼和浩特供电段，内蒙古呼和浩特010000）电气化铁路利用牵引供电系统获得电能从而推动列车运行的铁路。

而接触网在整个列车运行过程中发挥着重要作用，一方面能够为列车提供所需的电能，另一方面能够保证列车的稳定运行，提高列车的运输能力。

但由于接触网一般属于露天设施，极易受到自然环境的影响。

一旦由于各种恶劣天气或者其他自身故障导致接触网出现问题，将会影响列车的运行变化，增加列车的不安全和不稳定因素。

基于此，本文从冻雨覆冰的危害以及特点出发，研究应对这一危害的解决方案，加大对在线防冰技术的研究，采取正确的运营策略，保证电气化铁路的正常运营。

1冻雨、覆冰的特点和危害1.1冻雨、覆冰的特点冻雨、覆冰作为我国较为普遍的灾害，凭借其极大的破坏力和影响力，严重威胁着我国电气化铁路的运行安全。

冻雨、覆冰伴随着持续的低温雨雪天气而出现，受到当地地形、温度、湿度、风力等因素的影响，受到重力作用的影响，常常依附于物体表面。

一般而言，根据不同的附着程度分为白霜、雾凇、混合淞以及雨淞四种。

白霜由于其形成时间较短，在物体表面的依附能力较弱且容易脱落，因此很难对接触网造成很大影响；雾凇相较于白霜而言，形成时间较长，包含软雾凇和硬雾凇两种，因其融合力也相对较弱，所以也很难对接触网造成很大的破坏；混合淞主要表现为硬冰块，形成时间较长且附着能力较强，伴随着时间的累积而不断增加，导致其时间越长对接触网的破坏力越大；雨淞作为密度最大的危害物，形成时间最长且融合性最强，能够对接触网造成极大的破坏力。

通常情况下冻雨、覆冰对接触网的危害主要表现为混合淞和雨淞两种。

1.2冻雨、覆冰的危害冻雨、覆冰的形成主要受到地形、气候等因素的影响，一旦出现低温雨雪天气，长时间就会出现覆冰现象，对接触网设备带来极大的影响，从内部到外部影响接触网的整体运营，进而为电气化铁路运输带来极大的安全隐患。