铁道电气化技术的问题探讨

廖 颂

（中国铁建电气化局集团北方工程有限公司，山西 太原030053）

1 铁道电气化技术的发展状况

铁道交通工具按照能源的来源进行分类，大致可分为三种，其中一种是以蒸汽为主要能源的蒸汽机车，一种则是内燃机车，最后一种则是电力机车，这三种机车最大的不同点在于牵引力的不同。其中，电力机车就是主要利用电力作为牵引力的机车，这类型机车利用外部电源给机车提供足够的动力，而运用电力为机车提供动力的铁道交通就称为电气化铁路。电气化铁路和普通的铁路有很大的区别，除了具备铁路共有的路线、车站以及通讯设备以外，还有一个与普通铁路不尽相同的牵引系统，这个系统可以为机车提供足够的电源，供电力机车正常运行。与之相对应的服务于电气化铁路的各项技术，则被称为铁道电气化技术。

在早期，我国的电气化铁道系统选取的电流系统是当时最先进的25 kV工频单相交电流系统，在这个时期，该系统是当时技术支撑下最为先进的系统，能够在较高电压下实现单向供电，而该技术下的变电站内部及其所涉及的电力设备的结构都比较简单，该系统在后期的建设上来说有着突出的优势。而铁道电气化技术最主要还是服务于铁道电气化设备的维护以及管理的技术，利用铁道电气化技术对相关铁道的电气化设备、装置、施工技术等进行管理，能够有效解决电气化铁道中遇到的各种难题。

在我国，铁道电气化技术的应用已有四十年多的历史，直至现在，我国的电气化铁路依然采用工频单相交流牵引，而且铁道上的基础设施以及电力设备都是为了辅助电力牵引相关设备的使用而建设的，供电装置的主要任务就是将电能传输给电力机车，而这其中最为重要的两个部分则是牵引变电系统以及接触网络。牵引变电系统将电压降低，而接触网络则是铁路上面架设的较为特殊电力线路，电力机车要获得电能，只能通过滑行时产生的摩擦来获得，最终再利用电能去牵引列车。

2 铁道电气化技术存在的问题

2.1 电气化轨道接触网中的电气设备容易发生燃烧事故

电气化铁路最常见的事故是铁路设备燃烧引起的事故，造成这些事故的原因多数是设备出现问题。在电气化铁路中，电力是其运行不可缺少的要素，因此，在施工过程中，要特别注意供电装置的设置，但现实施工过程中，仍然会有特殊情况没有考虑在内的情况发生，最终导致电力的使用不合理的情况的发生，因此在机车运行过程中，电压过高而导致运输过程中接触网中产生大量的热量，导致热量过大而烧坏接触网的情况时有发生。由于发电设备运行效率高，某些区段的电量超过了某些地区电气化设备接触网的容量，导致电力系统在运行过程中出现电流大的情况，加上电阻的影响会导致大量热量的产生，最终导致电气化设备的燃烧。电气化设备的燃烧不仅与外界环境有关，也与电气化铁路的电气化建设材料有关，尤其是接触网的材料对电气化铁路的安全性影响最大，接触网是比较容易燃烧的部分，主要是因为接触网的线路较长，因此电阻相应较大，在运行过程中，非常容易产生过多的热量，如果制作的材料质量较差，就很容易导致接触网燃烧的情况的出现。造成燃烧事故的主要原因就是用于建造接触网的材料耐热性差，能承受的温度比较低，这也使其发生燃烧的概率高。

2.2 高温下接触线断裂引起的事故

电气化高速铁路接触网与一般架空线路不同，在强度较大的电压条件下，必须承受电弓的磨损才能长时间为机车供电。除正常磨损外，还经常受到异常机械冲击和高事故电流的影响。受电弓滑板在高速通过接触线时会产生机械摩擦发热，机车会流过受电弓，接触电阻产生焦耳热，离线电弧，火花以及机车启动，爬坡，事故电流会使接触线工作面软化为局部过热状态，导致强度和表面硬度降低，磨损加速等问题。高速摩擦产生的火花或大电流会使触控线处产生瞬时高温，高温必然导致触控线金属软化。在电压较大的情况下，接触线可能会断裂，造成事故。

3 针对铁道电气化存在的问题提出的解决措施

3.1 应对电气化铁道接触网事故的对策

在电气化铁路接触网的改良中，首先要避免接触网被烧毁，一旦接触网被烧毁，会形成宏大的经济损失，招致整条电气化铁路无法正常运转，这也会对运转中的列车形成很大的要挟。在停止防烧工作时，能够从几个方面停止，主要是在工程施工方面，需求对铁路运营的用电需求有精确的理解，在装备相应的电气设备时，能够选择较为适宜的设备，这样不只减少了不用要的经济浪费，而且增加了其安全性。能很好地避免了一些客观因素上存在的问题。设计时，必需思索部分均匀温度，假如部分温渡过高，恰当运用一些降温效果较好的资料停止施工，即便本钱较高，只需停止勘探，只在一些地域运用，本钱也不会太高，相反，运用这些资料能够有效减少烧伤事故的发作，从而减少人员伤亡，以至减少人员伤亡，具有很高的效益。所以，一定不能为了节约小钱而导致设备质量的不达标。此外，所选用的资料在施工时应较为适宜，不只要具有一定的绝缘性以保证其平安性，还要具有一定的耐高温性以防止在运转中呈现烧焦的现象。可设置相应的巡查人员对线路停止监视和维护，防止呈现不测状况，并在线路四周设置明晰的标语，确保无关人员的平安。在此期间工作人员要高度警惕，加强巡视，防患于未然。

3.2 针对接触线拉断提出的应对措施

接触线的波动传播速度决定了机车的最高运行速度。要提高接触线的波动传播速度，一个重要的方面就是加大接触线的架线张力，以保证接触线与受电弓接触时不晃动。而要获得大张力，就要求接触线有足够的强度。因此，电气化铁路接触线，特别是应用于中高速的接触线，应具有良好的导电性，足够的强度、耐磨性和高温抗软化性能。常用接触线主要机械性能如表1所示。

表1 常用接触线主要机械性能

我国目前生产的接触线尚不能完全适应中高速电气化线路需要，适用于速度300 km/h以上的高强度、高电导率接触线尚处于研发阶段。所以要减少接触线拉断造成的事故就需要逐步提高改进接触线的材料以提高其抗拉强度以增加拉断力，从而大大提高列车运行速度。因此在接触线材料的选择上要加大实验力度，加大创新，找出最适合运用于电气化技术中的接触线，避免接触线拉断的事故发生。此外，工作人员要特别注意以下几个方面的日常检查。

（1）是否存在接触线的各夹，如中央锚结夹、接头夹等问题，如有问题及时处理。

（2）对接头、夹具等查看是否有放电的声音或热量，如果有问题，立即处理。注意补偿装置的a值和b值，按照规定和技术标准对补偿装置进行调整，防止坠落卡住。

（3）组织和清洁各种绝缘设备。

4 结语

综上所述，铁路电气化技术的发展并不完善，发展前景十分广阔。在实现铁路电气化技术最大化的过程中，对我国轨道交通的发展具有重要的作用。因此，工作人员应掌握接触线路材料的保护，检验，更换和创新等方面的相应技术要点，进而在高效优质的施工中提高接触网施工质量和铁路电气化技术，以保证我国交通运输业的优质发展。