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Abstract electric traction is a new type of rail transport traction power form. In the trunk railway, has a wide range of railway transportation and mining transport. Electric traction electrical energy is used as traction power, converting electrical energy into mechanical energy, drive train, EMUs and rail vehicles are a form of transport rail transport operation.
Keywords high speed railway power supply system.
中圖分類號:U224 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一、電力牽引供電系統(tǒng)的概述
(一)電力牽引供電系統(tǒng)
電力牽引供電系統(tǒng),是指電氣化鐵路中由牽引變電所和接觸網(wǎng)組成的向電力機(jī)車供給牽引用電能的系統(tǒng)。牽引變電所將電力系統(tǒng)通過高壓輸電線送來的電能加以降壓和變流后輸送給接觸網(wǎng),以供給沿線路行駛的電力機(jī)車。有些國家電氣化鐵路有時由專用發(fā)電廠供電。
電力牽引供電系統(tǒng)按照向電力機(jī)車提供的電流性質(zhì)分為直流制和交流制,交流制又分工頻單相交流制和低頻單相交流制。我國電氣化鐵路采用工頻單相交流制電力牽引,直流制電力牽引僅用于城市軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)和工礦運(yùn)輸系統(tǒng)。各種電流制的電力牽引供電系統(tǒng)的設(shè)備有很大的差別。
工頻交流單相電力牽引供電系統(tǒng)主要有牽引變電所和牽引網(wǎng)組成,牽引網(wǎng)實(shí)行單相供電,由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道電路及回流線等組成。為了使電能有效、可靠地供給電力機(jī)車、開閉所等。我國規(guī)定牽引網(wǎng)額定電壓為25kv,額定平率為50Hz。牽引供電構(gòu)成的回路是:牽引變電所——饋電線——接觸網(wǎng)——電力機(jī)車——鋼軌和大地——回流線——牽引變電所。
(二)電力牽引特點(diǎn)
1、電力牽引機(jī)車本身不帶燃料,可使用二次能源,為非自給式牽引動力,并由大容量電力系統(tǒng)供電,連接全國電網(wǎng),能源有保證。
2、機(jī)車或動車組總功率大,具有啟動和加速快、過載能力強(qiáng),運(yùn)輸能力大等特點(diǎn),能滿足各種現(xiàn)代交通運(yùn)輸隊(duì)快速、大運(yùn)輸能力的需要。
3、不造成空氣和環(huán)境(噪聲)污染,改善勞動條件。
4、電力牽引的總效率高,節(jié)約能源。我過的鐵路機(jī)車牽引經(jīng)歷了蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)和電力機(jī)車的發(fā)展階段。
5、安全性高。隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電力機(jī)車可實(shí)現(xiàn)實(shí)時檢測故障、自動駕駛、遙測及遙控,電力牽引系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)全面自動化和信息化,從而大力提高勞動生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
6、有利于鐵路沿線實(shí)現(xiàn)電氣化,促進(jìn)工農(nóng)業(yè)發(fā)展。
二、接觸網(wǎng)供電概述
(一)接觸網(wǎng)供電
從牽引供電回路可知,接觸網(wǎng)受到牽引供電系統(tǒng)的影響。接觸網(wǎng)是在電器化鐵道中,沿鋼軌上空“之”字形架設(shè)的,供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網(wǎng)是鐵路電氣化工程的主構(gòu)架,是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路。
接觸網(wǎng)主要由以下內(nèi)容組成:①基礎(chǔ)構(gòu)件,如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ);②基礎(chǔ)安裝結(jié)構(gòu)件,這項(xiàng)內(nèi)容的作用主要是連接接觸網(wǎng)導(dǎo)線和基礎(chǔ)構(gòu)件;③接觸網(wǎng)導(dǎo)線,這部分作用就是傳輸電流給電力機(jī)車;④其他輔助構(gòu)件,包括回流線、附加懸掛等。接觸網(wǎng)、鋼軌與大地、回流線統(tǒng)稱為牽引網(wǎng)。
接觸網(wǎng)的電壓等級:工頻但相交流制度:25KV。
接觸網(wǎng)主要通過單邊供電、雙邊供電、越區(qū)供電及并聯(lián)供電四種方式。
(二)優(yōu)化接觸網(wǎng)
接觸網(wǎng)擔(dān)負(fù)著把從牽引變電所獲得的電能直接輸送給店里機(jī)車使用的重要任務(wù)。因此接觸網(wǎng)的質(zhì)量和工作狀態(tài)講直接影響著電氣化鐵道的運(yùn)輸能力。為了減少接觸網(wǎng)的弊端,我們主要通過;接觸網(wǎng)的控制;供電方式的調(diào)整;防干擾設(shè)施來優(yōu)化接觸網(wǎng)。
1、接觸網(wǎng)的控制
由于接觸網(wǎng)是露天設(shè)置,沒有備用,線路上的負(fù)荷又是隨著電力機(jī)車的運(yùn)行而沿接觸線移動和變化的,對接觸網(wǎng)提出以下要求:①在高速運(yùn)行和惡劣的氣候條件下,能保證電力機(jī)車的正常取流,要求接觸網(wǎng)在機(jī)械結(jié)構(gòu)上具有穩(wěn)定性和足夠的彈性。②接觸網(wǎng)設(shè)備及零件要有互換性,應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗腐蝕能力并盡量延長設(shè)備的使用年限。③要求接觸網(wǎng)對地絕緣好,安全可靠。④設(shè)備結(jié)構(gòu)盡量簡單,便于施工,有利于運(yùn)營及維修。⑤在事故的情況下,便于搶修和迅速恢復(fù)送電。⑥盡可能地降低成本,特別要注意節(jié)約有色金屬及鋼材。
2、供電方式的選擇
供電方式直流制電氣化鐵路接觸網(wǎng)普遍采用兩邊供電方式,在相鄰的兩個牽引變電所供電的接觸網(wǎng)中間設(shè)置分區(qū)亭,將接觸網(wǎng)連通。運(yùn)行中的電力機(jī)車由兩邊的牽引變電所同時供電。這種供電方式可降低接觸網(wǎng)中的電能損失,減小接觸網(wǎng)的電壓降,一個牽引變電所停電時,電力機(jī)車運(yùn)行不致中斷。交流制電氣化鐵路則常采用一邊供電方式,接觸網(wǎng)在分區(qū)亭處斷開,分區(qū)亭只在一邊牽引變電所停電時接通,由另一邊牽引變電所越區(qū)供電。
3、防干擾設(shè)施的建立
防干擾設(shè)施為了減少接觸網(wǎng)電流的電磁感應(yīng)對沿線通信電路的干擾,在交流制電氣化鐵路鄰近城鎮(zhèn)的區(qū)段將接觸網(wǎng)每2~4公里劃成一個吸流分段,設(shè)置回流線和吸流變壓器。這時,電力機(jī)車的電流沿回流線流回牽引變電所,從而沿軌道和大地流回的電流很少。回流線和接觸網(wǎng)的電流近似相等,方向相反,這就大大減輕了電氣化鐵路對沿線通信電路的干擾。這種方式的缺點(diǎn)是吸流變壓器串接在電路中,加大了接觸網(wǎng)阻抗。日本新建設(shè)的工頻單相交流制電氣化鐵路采用了自耦變壓器方式,沿鐵路每10公里左右設(shè)置一臺自耦變壓器。自耦變壓器中性點(diǎn)接地,一端接接觸網(wǎng),另一端接回流線,稱為正饋(電)線。正饋線和接觸網(wǎng)電流大小相等,方向相反,同樣起著減小對通信電路干擾的作用。另一方面,由于接觸網(wǎng)和正饋線之間電壓為二倍接觸網(wǎng)電壓,沿接觸網(wǎng)電壓降便大大減小。
三、牽引供電系統(tǒng)主要供電設(shè)備
(一)電氣設(shè)備的概述:
一次設(shè)備分:開關(guān)電器、變換電氣、保護(hù)電器、補(bǔ)償電氣、成套裝置和組合電氣。
(二)牽引變壓器
電力變壓器是變電所中最重要的一次設(shè)備,其主要功能是變換電壓和傳輸電能,將一次側(cè)的電能通過電磁能量轉(zhuǎn)換的方式傳輸?shù)降诙?cè),同時根據(jù)應(yīng)用的需要將電壓升高或降低,完成電能的輸送和分配。
(三)變壓器分類
1、按相數(shù)分:單相變壓器和三相變壓器。
2、按用途分:普通用途分升壓變壓器和降壓變壓器:其他用途分電爐變壓器、電焊
3、變壓器、整流變壓器、掉壓變壓器和實(shí)驗(yàn)變壓器等。
4、按鐵芯結(jié)構(gòu)分:心式變壓器和殼式變壓器。
5、按繞組數(shù)目分:自耦變壓器、雙繞租變壓器、三繞組變壓器和多繞變壓器。
6、按繞組材質(zhì)分:鋁繞組變壓器和銅繞組變壓器。
7、按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分:油浸式變壓器和干式變壓器。
四、總結(jié)
本文通過對電力牽引供電系統(tǒng)的了解認(rèn)識,更好的理解了接觸網(wǎng)對我國高鐵的應(yīng)用。有效的協(xié)調(diào)了牽引供電系統(tǒng)可能對臨近線路接觸網(wǎng)的影響。減少接觸網(wǎng)的弊端,實(shí)現(xiàn)我國高鐵未來的高速的發(fā)展。
論文摘要:介紹了西南交通大學(xué)建成的教學(xué)用模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的結(jié)構(gòu)、功能、特點(diǎn)、實(shí)踐項(xiàng)目。使用表明,該基地具有國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平,完善的教學(xué)、培訓(xùn)和科研的綜合功能。由于采用最新的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù),該變電所可作為目前鐵路牽引變電所技術(shù)改造的參考。
0引言
西南交通大學(xué)有部分直接服務(wù)于鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的專業(yè),其中“鐵道電氣化”專業(yè)作為教育部、鐵道部的重點(diǎn)特色專業(yè)而一直受到重視。
分布于鐵路沿線的牽引變電所,是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發(fā)展,變電所綜合自動化技術(shù)水平的不斷提高,對從事牽引變電所設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理等方面的專業(yè)技術(shù)人才的需求數(shù)量增加,同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力方面提出了更高的要求。因此,在教學(xué)環(huán)節(jié)中,應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力的培養(yǎng)。在教育部“示范性教學(xué)實(shí)踐基地”基金支持下,2002年西南交大在峨眉校區(qū)建成一座集教學(xué)、實(shí)習(xí)、培訓(xùn)和科研為一體的模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地。
1模擬變電所簡介
我校模擬變電所分為兩期建成:
I期是與實(shí)際變電所相同的開關(guān)控制屏柜和繼電保護(hù)屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設(shè)計(jì)的模擬負(fù)載電量和故障盤。如圖1所示。
Ⅱ期是模擬一段地方電力網(wǎng)或電氣化鐵路的環(huán)境下,一個調(diào)度中心使用遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)控制的五個變電所,圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項(xiàng)目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所,且負(fù)載的大小和相位均可調(diào)節(jié),其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機(jī)保護(hù)裝置、WKH-891型電鐵饋線微機(jī)保護(hù)裝置、DQWC-03牽引變電所二次設(shè)備測試系統(tǒng)。
模擬變電所中被監(jiān)控設(shè)備的位置狀態(tài)信號、保護(hù)動作信號、預(yù)告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠(yuǎn)方終端)的開關(guān)量輸人/輸出模塊相連接,電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜,輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發(fā)的遙控命令,通過以太網(wǎng)傳輸,實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙控的功能。遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結(jié)構(gòu)的Momentum,其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環(huán)境的編程軟件套件,具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性、可擴(kuò)展性;主站組態(tài)軟件iFix支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具有開放性、可組態(tài)性、兼容性及可開發(fā)性。
為了比較和研究,我系的教師正在進(jìn)行一系列的科研開發(fā),其目標(biāo)是在模擬變電所二次系統(tǒng)中采用測控、保護(hù)一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS)實(shí)現(xiàn)變電所自動化管理,其結(jié)構(gòu)圖如圖4。
2教學(xué)實(shí)踐基地的開發(fā)
1)校內(nèi)學(xué)生及現(xiàn)場工程技術(shù)人員,可對照變電所各種屏柜,提高閱讀二次系統(tǒng)接線圖、安裝施工圖的能力,通過開閉操作、設(shè)置故障等項(xiàng)目的訓(xùn)練,可以培養(yǎng)他們對現(xiàn)場運(yùn)行中出現(xiàn)的故障的分析和處理能力,包括一次設(shè)備的故障范圍的判斷、二次系統(tǒng)的故障判斷、查找和處理。
2)變電所基本電器及二次接線方面實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目n個。如斷路器結(jié)構(gòu)、原理;斷路器參數(shù)的測量與調(diào)整;變電所二次接線、電纜的數(shù)字編號法以及“相對標(biāo)志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實(shí)際安裝技術(shù);變壓器控制、保護(hù)盤結(jié)構(gòu)、接線、檢測、調(diào)試及整套保護(hù)聯(lián)動實(shí)驗(yàn)(包括整定計(jì)算);在以上各盤設(shè)置不同故障(可達(dá)幾百種)練習(xí)查找及消除故障的方法等。
3)運(yùn)動系統(tǒng)遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實(shí)驗(yàn)。
4)利用便攜式計(jì)算機(jī)對遙控設(shè)備進(jìn)行合、分實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生了解遠(yuǎn)動系統(tǒng)是如何驅(qū)動被控設(shè)備動作。
5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網(wǎng)頁,實(shí)時了解該P(yáng)LC的運(yùn)行、通信等狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)。
6)上位機(jī)各種功能的校核實(shí)驗(yàn)。通過該實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解調(diào)度員的工作職責(zé)、工作內(nèi)容、iFix軟件的各種功能的使用,從而對遠(yuǎn)動系統(tǒng)有更深層的了解。
7)利用組態(tài)軟件Concept對PLC進(jìn)行配置,使學(xué)生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設(shè)計(jì)要求對PLC進(jìn)行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程,使學(xué)生熟練掌握Concept編程方法。
8)自動化組態(tài)軟件iFix系統(tǒng)的安裝,熟悉掌握iFix系統(tǒng)軟件的運(yùn)行環(huán)境及其安裝過程。
9)通過在iFix系統(tǒng)新增6#模擬變電所的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解iFix系統(tǒng)的可組態(tài)性及可擴(kuò)展性。
10)進(jìn)行繼電保護(hù)單體測試及數(shù)據(jù)管理。
11)進(jìn)行繼電保護(hù)盤上測試及數(shù)據(jù)管理。
12)微機(jī)保護(hù)裝置的調(diào)試與特性實(shí)驗(yàn)。
3實(shí)踐意義
模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地自1998年投入使用后,至今已連續(xù)培訓(xùn)了五屆畢業(yè)生和一批現(xiàn)場工程技術(shù)人員,經(jīng)總結(jié),其實(shí)踐意義在于:
1)為學(xué)生提供專業(yè)技能訓(xùn)練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護(hù)、變電所二次接線、微機(jī)監(jiān)控技術(shù)等幾乎全部專業(yè)課程的大量綜合性實(shí)驗(yàn),以及電氣設(shè)備的實(shí)際操作技能、檢修調(diào)試技術(shù)、查找故障及排除方法的實(shí)際訓(xùn)練。而且充分利用學(xué)校具有的學(xué)科優(yōu)勢,以模擬變電所為基地,配合學(xué)生專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí),開發(fā)如電工理論、電氣裝備、自動化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與通訊等領(lǐng)域的多個應(yīng)用性、研究性實(shí)驗(yàn);同時由于人員和設(shè)備的集中,能夠按項(xiàng)目組織學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)訓(xùn),盡可能使學(xué)生參與以教師為主導(dǎo)的科研活動。
2)對于現(xiàn)場技術(shù)和施工人員,很重要的一點(diǎn)就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝,能查找和處理運(yùn)行故障和設(shè)計(jì)缺陷。通過實(shí)地培訓(xùn),能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓(xùn)和考核職工283人,取得良好的效果。
3)目前西南地區(qū)鐵路已完全實(shí)現(xiàn)電氣化,全區(qū)擁有牽引變電所200多座,其中大都為上世紀(jì)70~80年代所建,技術(shù)水平落后。而我校模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地的建成,對其技術(shù)改造具有借鑒的意義,在應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備和進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新方面起到示范的作用。
0引言
西南交通大學(xué)有部分直接服務(wù)于鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的專業(yè),其中“鐵道電氣化”專業(yè)作為教育部、鐵道部的重點(diǎn)特色專業(yè)而一直受到重視。
分布于鐵路沿線的牽引變電所,是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發(fā)展,變電所綜合自動化技術(shù)水平的不斷提高,對從事牽引變電所設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理等方面的專業(yè)技術(shù)人才的需求數(shù)量增加,同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強(qiáng)的實(shí)踐動手能力方面提出了更高的要求。因此,在教學(xué)環(huán)節(jié)中,應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合的能力的培養(yǎng)。在教育部“示范性教學(xué)實(shí)踐基地”基金支持下,2002年西南交大在峨眉校區(qū)建成一座集教學(xué)、實(shí)習(xí)、培訓(xùn)和科研為一體的模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地。
1模擬變電所簡介
我校模擬變電所分為兩期建成:
I期是與實(shí)際變電所相同的開關(guān)控制屏柜和繼電保護(hù)屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設(shè)計(jì)的模擬負(fù)載電量和故障盤。如圖1所示。
Ⅱ期是模擬一段地方電力網(wǎng)或電氣化鐵路的環(huán)境下,一個調(diào)度中心使用遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)控制的五個變電所,圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項(xiàng)目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所,且負(fù)載的大小和相位均可調(diào)節(jié),其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機(jī)保護(hù)裝置、WKH-891型電鐵饋線微機(jī)保護(hù)裝置、DQWC-03牽引變電所二次設(shè)備測試系統(tǒng)。
模擬變電所中被監(jiān)控設(shè)備的位置狀態(tài)信號、保護(hù)動作信號、預(yù)告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠(yuǎn)方終端)的開關(guān)量輸人/輸出模塊相連接,電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜,輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發(fā)的遙控命令,通過以太網(wǎng)傳輸,實(shí)現(xiàn)遙信、遙測、遙控的功能。遠(yuǎn)動監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結(jié)構(gòu)的Momentum,其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環(huán)境的編程軟件套件,具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性、可擴(kuò)展性;主站組態(tài)軟件iFix支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具有開放性、可組態(tài)性、兼容性及可開發(fā)性。
為了比較和研究,我系的教師正在進(jìn)行一系列的科研開發(fā),其目標(biāo)是在模擬變電所二次系統(tǒng)中采用測控、保護(hù)一體化的分布式控制系統(tǒng)(DCS)實(shí)現(xiàn)變電所自動化管理,其結(jié)構(gòu)圖如圖4。
2教學(xué)實(shí)踐基地的開發(fā)
1)校內(nèi)學(xué)生及現(xiàn)場工程技術(shù)人員,可對照變電所各種屏柜,提高閱讀二次系統(tǒng)接線圖、安裝施工圖的能力,通過開閉操作、設(shè)置故障等項(xiàng)目的訓(xùn)練,可以培養(yǎng)他們對現(xiàn)場運(yùn)行中出現(xiàn)的故障的分析和處理能力,包括一次設(shè)備的故障范圍的判斷、二次系統(tǒng)的故障判斷、查找和處理。
2)變電所基本電器及二次接線方面實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目n個。如斷路器結(jié)構(gòu)、原理;斷路器參數(shù)的測量與調(diào)整;變電所二次接線、電纜的數(shù)字編號法以及“相對標(biāo)志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實(shí)際安裝技術(shù);變壓器控制、保護(hù)盤結(jié)構(gòu)、接線、檢測、調(diào)試及整套保護(hù)聯(lián)動實(shí)驗(yàn)(包括整定計(jì)算);在以上各盤設(shè)置不同故障(可達(dá)幾百種)練習(xí)查找及消除故障的方法等。
3)運(yùn)動系統(tǒng)遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實(shí)驗(yàn)。
4)利用便攜式計(jì)算機(jī)對遙控設(shè)備進(jìn)行合、分實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生了解遠(yuǎn)動系統(tǒng)是如何驅(qū)動被控設(shè)備動作。
5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網(wǎng)頁,實(shí)時了解該P(yáng)LC的運(yùn)行、通信等狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)。
6)上位機(jī)各種功能的校核實(shí)驗(yàn)。通過該實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解調(diào)度員的工作職責(zé)、工作內(nèi)容、iFix軟件的各種功能的使用,從而對遠(yuǎn)動系統(tǒng)有更深層的了解。
7)利用組態(tài)軟件Concept對PLC進(jìn)行配置,使學(xué)生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設(shè)計(jì)要求對PLC進(jìn)行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程,使學(xué)生熟練掌握Concept編程方法。
8)自動化組態(tài)軟件iFix系統(tǒng)的安裝,熟悉掌握iFix系統(tǒng)軟件的運(yùn)行環(huán)境及其安裝過程。
9)通過在iFix系統(tǒng)新增6#模擬變電所的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解iFix系統(tǒng)的可組態(tài)性及可擴(kuò)展性。
10)進(jìn)行繼電保護(hù)單體測試及數(shù)據(jù)管理。
11)進(jìn)行繼電保護(hù)盤上測試及數(shù)據(jù)管理。
12)微機(jī)保護(hù)裝置的調(diào)試與特性實(shí)驗(yàn)。
3實(shí)踐意義
模擬變電所實(shí)訓(xùn)基地自1998年投入使用后,至今已連續(xù)培訓(xùn)了五屆畢業(yè)生和一批現(xiàn)場工程技術(shù)人員,經(jīng)總結(jié),其實(shí)踐意義在于:
1)為學(xué)生提供專業(yè)技能訓(xùn)練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護(hù)、變電所二次接線、微機(jī)監(jiān)控技術(shù)等幾乎全部專業(yè)課程的大量綜合性實(shí)驗(yàn),以及電氣設(shè)備的實(shí)際操作技能、檢修調(diào)試技術(shù)、查找故障及排除方法的實(shí)際訓(xùn)練。而且充分利用學(xué)校具有的學(xué)科優(yōu)勢,以模擬變電所為基地,配合學(xué)生專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí),開發(fā)如電工理論、電氣裝備、自動化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)與通訊等領(lǐng)域的多個應(yīng)用性、研究性實(shí)驗(yàn);同時由于人員和設(shè)備的集中,能夠按項(xiàng)目組織學(xué)生進(jìn)行綜合性實(shí)訓(xùn),盡可能使學(xué)生參與以教師為主導(dǎo)的科研活動。
2)對于現(xiàn)場技術(shù)和施工人員,很重要的一點(diǎn)就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝,能查找和處理運(yùn)行故障和設(shè)計(jì)缺陷。通過實(shí)地培訓(xùn),能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓(xùn)和考核職工283人,取得良好的效果。
Abstract: railway erection along the catenary as special power supply unit supplies power for the electric traction locomotives, its purpose is to change the piezoelectric output power through catenary contact wire for wire of electric locomotive operation. Catenary of the particularity of performance in three aspects: the outdoor equipment, no spare, electromechanical integration, these are the basic characteristics of catenary. In this paper, the technical standard of passenger dedicated railway catenary and simple discussion on the construction quality control and analysis.
Key words: passenger dedicated line; Railway; Electrification; Catenary technology; The construction quality
中圖分類號:TM922.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
一、客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)的組成及要求
客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電力機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路,也稱為架空式接觸網(wǎng)。
1、從結(jié)構(gòu)形式看可分為以下幾個部分。
(1) 接觸懸掛:主要包括承力索,吊弦,接觸線及連接它們的零件等。與電力機(jī)車受電弓直接接觸的是接觸線。其中以接觸懸掛的種類最多。
(2) 支持裝置:支持裝置由腕臂,拉桿,定位裝置等連接件組成,用來懸吊和支持接觸懸掛,并將其負(fù)荷傳遞給支柱或者其它建筑物。根據(jù)接觸網(wǎng)所在區(qū)間,車站和大型建筑物而有所不同。
(3) 支柱與基礎(chǔ):支柱與基礎(chǔ)用以承受接觸懸掛和支持裝置的全部負(fù)荷,并把接觸懸掛固定在規(guī)定的位置和高度上。支柱有金屬支柱和鋼筋混凝土支柱
2、牽引供電對接觸網(wǎng)的要求
為了滿足鐵路接觸網(wǎng)全天候不間斷的向機(jī)車進(jìn)行供電,保證弓網(wǎng)之間的良好匹配,提高接觸網(wǎng)的性價比,接觸網(wǎng)需要滿足:①設(shè)備運(yùn)行安全可靠,在惡劣氣候條件下能保證向電力機(jī)車正常供電;②有足夠的電氣強(qiáng)度,保證在牽引高峰時正常地向電力機(jī)車提供電能;③有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,保證接觸懸掛具有可靠的穩(wěn)定性;④網(wǎng)上設(shè)備的空間位置不影響受電弓取流;⑤網(wǎng)上設(shè)備的質(zhì)量應(yīng)輕且分布均勻,保證接觸網(wǎng)的彈性盡量一致;⑥有足夠的防腐蝕性能各耐磨性能,使用壽命應(yīng)盡可能長;七在保證接觸懸掛穩(wěn)定性的前提下,結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡化,有利于施工,維護(hù)及事故搶修;⑧在最高運(yùn)行速度下,弓網(wǎng)離線率應(yīng)在容許的范圍內(nèi)。
因此,這就需要要求鐵路接觸網(wǎng)不論在什么條件下,必須要保證良好的供電,使得機(jī)車能在線路上高速、安全的行駛運(yùn)行。還要做到在符合上述要求的情況下,盡量做到節(jié)省投資、結(jié)構(gòu)合理、維修簡便等,同時還要便于新技術(shù)的應(yīng)用。
3、《客運(yùn)專線鐵路電力牽引供電施工技術(shù)指南》對接觸網(wǎng)施工的要求
為了更好的指導(dǎo)客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)工程的施工和驗(yàn)收,鐵道部組織編制了《客運(yùn)專線鐵路電力牽引供電工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》。為了指導(dǎo)施工單位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求,同時編制了與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)配套的《客運(yùn)專線鐵路電力牽引供電施工技術(shù)指南》,由鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院。其中《客運(yùn)專線鐵路電力牽引供電施工技術(shù)指南》對施工主體提出了如下要求:
(1)施工單位應(yīng)采用機(jī)械化施工,積極推廣施工新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料。在施工過程中還需制定一系列相應(yīng)的保護(hù)措施,以保證路基的完整性和穩(wěn)定性。
(2)施工單位應(yīng)應(yīng)建立完善的質(zhì)量保證體系,根據(jù)指南制定相應(yīng)的施工組織設(shè)計(jì),施工技術(shù)管理制度,施工操作細(xì)則,施工技術(shù)安全措施等。
客運(yùn)專線鐵路電氣化接觸網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及施工方法
(3)施工中,施工單位應(yīng)按本指南和有關(guān)工程質(zhì)量管理辦法,嚴(yán)格施工質(zhì)量自查,采用先進(jìn)的施工工藝和檢測手段,進(jìn)行嚴(yán)格的過程控制,客運(yùn)專線鐵路電力牽引供電工程每道工序的完成,都應(yīng)采取相應(yīng)的檢測手段檢測施工質(zhì)量,并作好記錄;完工后應(yīng)對施工質(zhì)量進(jìn)行全面的綜合檢測,并應(yīng)將檢測結(jié)果納入竣工文件。
(4)客運(yùn)專線鐵路電力牽引供電工程施工應(yīng)根據(jù)鐵路修建的總體施工組織計(jì)劃,結(jié)合施工單位具體情況,做好以下工作:①必須遵守國家、鐵道部規(guī)定的安全規(guī)程,制定切實(shí)可行的安全措施,確保施工安全。②必須遵守國家、鐵道部規(guī)定的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),建立完善的質(zhì)量保證體系,制定切實(shí)可行的質(zhì)量保證措施,確保工程質(zhì)量。③應(yīng)用信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備,提高施工管理水平和施工技術(shù)水平。④在保證工程施工質(zhì)量的前提下,節(jié)約能源,降低材料消耗,提高工程施工的綜合經(jīng)濟(jì)效益。⑤積極改善工程施工條件,降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度,遵守國家有關(guān)勞動保護(hù)法規(guī),確保作業(yè)人員身體健康。⑥所用于主體、附屬工程的材料進(jìn)場前應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)與檢驗(yàn),各種工程材料必須符合國家、鐵道部現(xiàn)行規(guī)范和驗(yàn)標(biāo)的要求后才能進(jìn)場。⑦接觸網(wǎng)工程施工從進(jìn)場建點(diǎn)到竣工驗(yàn)收,都應(yīng)把保護(hù)環(huán)境、文明施工貫穿到施工中的沒有個環(huán)節(jié)。
二、客運(yùn)專線接觸網(wǎng)施工的特點(diǎn)
由于客運(yùn)專線接觸網(wǎng)的施工管理與一般工程的施工管理之間存在著一定的差異,要求也不盡相同,主要特點(diǎn)如下。
1、接觸網(wǎng)是在一定地域和范圍內(nèi)進(jìn)行施工的項(xiàng)目,所以每一條線路及每一區(qū)段的施工都需要按具體的施工對象、施工環(huán)境和條件來確定施工方法,因此,鐵路接觸網(wǎng)施工針對性較強(qiáng),對工程施工質(zhì)量要求也比較高。
2、由于接觸網(wǎng)施工完全是沿鐵路線路進(jìn)行施工,這就使得接觸網(wǎng)施工的施工點(diǎn)增多、戰(zhàn)線過長、施工人員分散的問題較突出,對施工的組織和質(zhì)量控制影響較大。
3、接觸網(wǎng)施工由于整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)含量較高。因此對接觸網(wǎng)施工的質(zhì)量管理工作必須深入細(xì)致,防止出現(xiàn)“一步錯,步步錯”。
4、受氣候和地質(zhì)條件的限制因素較多,這些客觀因素不但制約了施工作業(yè)的順利展開,而且往往會打亂全局的施工程序,影響整個。
5、系統(tǒng)工程中各專業(yè)工程在施工中相互干擾的機(jī)會和機(jī)率相當(dāng)高,如通信與電力及信號等工程的電纜溝同一路肩側(cè)的布置等,在施工組織與協(xié)調(diào)過程中一但出現(xiàn)疏漏,也將影響工程的質(zhì)量。
三、客運(yùn)專線接觸網(wǎng)施工中存在的問題
隨著電氣化鐵路的不斷的發(fā)展,我們在學(xué)習(xí)和引進(jìn)國外新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)的同時,廣大工程技術(shù)人員也自主研發(fā)了許多接觸網(wǎng)新金具和新設(shè)備, 隨著新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷更新,傳統(tǒng)的施工方法和手段已不能滿足要求,主要表現(xiàn)為施工隊(duì)伍的技術(shù)素質(zhì)和施工技術(shù)兩大方面滯后。
1、接觸網(wǎng)施工隊(duì)伍
(1)施工人員的整體技術(shù)素質(zhì)不高。在從事接觸網(wǎng)工程施工的隊(duì)伍中,只有極少數(shù)的技術(shù)人員和管理人員具有較高的專業(yè)技術(shù)素養(yǎng),大部分施工人員則是由沒有受到專業(yè)的施工技術(shù)培訓(xùn)、教育的普通工人或者是民工,其專業(yè)技能和技術(shù)水平相對較差,這就容易造成對施工流程、施工工藝等不能很好的了解,致使施工過程中出現(xiàn)各種問題,進(jìn)而對接觸網(wǎng)工程施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。
(2)技術(shù)裝備落后
我國國內(nèi)的各施工單位的技術(shù)裝備較發(fā)達(dá)國家,顯得稍微落后一些。主要表現(xiàn)在施工設(shè)備功能不強(qiáng)、性能不高、新度系數(shù)偏低;設(shè)備綜合性能較低,體積大,較為笨重;檢測手段和檢測設(shè)備的精度系數(shù)不高。
2、接觸網(wǎng)施工標(biāo)準(zhǔn)和工藝存在問題
(1)施工技術(shù)及工藝滯后
從全國范圍來看,目前我國除少數(shù)施工單位外,大多數(shù)施工單位的施工 工藝和施工技術(shù)還停留在上世紀(jì)九十年代初的水平,很難適應(yīng)目前客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)的施工要求。
(2)施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不協(xié)調(diào)
接觸網(wǎng)的施工與路基、軌道的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不協(xié)調(diào),接觸網(wǎng)一般是以軌面標(biāo)高作為施工基準(zhǔn)點(diǎn)的,而軌道施工的允許偏差較大,導(dǎo)至接觸網(wǎng)工程施工質(zhì)量難以滿足技術(shù)要求。
(3)技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)范不夠完善
我國目前還沒有一部客運(yùn)專線鐵路電氣化的施工標(biāo)準(zhǔn),每一條線路的施工技術(shù)要求除參照國外相應(yīng)線路制定外,沒有更多的通用性和標(biāo)準(zhǔn)化。
我國目前也沒有一套客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)的施工操作規(guī)范,除個別施工單位具有較為系統(tǒng)的施工工藝手冊外,大部分施工單位或施工隊(duì)伍在施工時的隨意性較大。
四、接觸網(wǎng)施工質(zhì)量控制措施
客運(yùn)專線鐵路電氣化鐵路與我國現(xiàn)有的160 km/h以下電氣化鐵路相比,不僅車速大大提高,而且其接觸網(wǎng)受流系統(tǒng)、懸掛方式、布置原則也有所不同。接觸懸掛是向電力機(jī)車供電的重要設(shè)備,也是保證250 km/h以上目標(biāo)值的關(guān)鍵。為了保證運(yùn)行時受流的質(zhì)量,必須具有良好的受流穩(wěn)定性、理想的彈性及彈性均勻性。因此接觸線對軌面的高度、跨中預(yù)留弛度及導(dǎo)線坡度以及弓網(wǎng)動態(tài)參數(shù)等對接觸懸掛的受流質(zhì)量好壞至關(guān)重要,而這些必須通過精確的施工安裝來保證。施工安裝精度需滿足設(shè)計(jì)要求的評價接觸網(wǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)。即安裝精度越高,受流質(zhì)量越好,接觸線和受電弓的使用壽命越長,且速度越高對施工的誤差要求越高。因此,對接觸網(wǎng)的施工誤差控制是保證接觸網(wǎng)施工質(zhì)量的唯一途徑。盡管目前國內(nèi)接觸網(wǎng)采用了國外發(fā)達(dá)國家的程序化、數(shù)據(jù)化施工和中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司開發(fā)的“四個一次到位”國家級工法。
但由于接觸網(wǎng)施工工序和所用材料繁多、安裝或加工工藝、機(jī)具及環(huán)境不盡相同,每個施工工序過程仍均伴有誤差,如導(dǎo)高、側(cè)面限界的誤差、腕臂和吊弦的測量、計(jì)算、預(yù)配加工及安裝的誤差等。因此,產(chǎn)生的原因主要來自施工人員、采用的機(jī)具、所用的材料、施工方法和施工環(huán)境五個方面。要保證施工質(zhì)量就必須對以下五個方面加以嚴(yán)格的控制。
1、人:指直接參與施工的人員,作為主要控制對象,要充分調(diào)動其積極性、發(fā)揮其主導(dǎo)作用。有經(jīng)驗(yàn)表明,要保證施工質(zhì)量,還必須根據(jù)客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)施工特點(diǎn),進(jìn)行系統(tǒng)化的培訓(xùn);
2、材:材料在生產(chǎn)過程中難免的會出現(xiàn)公差,因此在使用時需要考慮其影響;
3、機(jī):機(jī)械控制主要包括施工機(jī)械設(shè)備、工具和檢測器具等控制。因此在施工過程中要根據(jù)不同的施工工藝要求、選用合適的、先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備、機(jī)具等,并正確使用、管理以及保養(yǎng),確定其處于最佳使用狀態(tài)。例如用經(jīng)緯儀取代傳統(tǒng)的線墜、接觸線多功能激光測量儀取代測量桿等等,不僅能使施工測量的精度大幅度提高,同時也可以將施工誤差控制在設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi);
4、施工工藝:需要根據(jù)工程實(shí)際,制定相應(yīng)的施工方法,既有利于保證工程施工質(zhì)量,也能加快施工進(jìn)度,進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益;
5、施工環(huán)境:指的是工程技術(shù)環(huán)境、環(huán)境因素對工程施工質(zhì)量的影響。如吊弦、定位便宜均應(yīng)根據(jù)施工當(dāng)時的環(huán)境溫度來進(jìn)行施工控制。環(huán)境溫度測不準(zhǔn),將直接影響施工質(zhì)量。由此,在施工時應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)以及具體條件,對影響質(zhì)量的環(huán)境因素,采取有針對性的措施并加以控制。
客運(yùn)專線鐵路電氣化工程屬于結(jié)構(gòu)龐大、工藝技術(shù)復(fù)雜、需要多工種連續(xù)性施工生產(chǎn)的建筑安裝工程。為了使工程施工達(dá)到連續(xù)性和均衡性,實(shí)現(xiàn)高效、低耗、優(yōu)質(zhì)的目的,就必須根據(jù)工程的特點(diǎn),按照科學(xué)、合理的施工程序,擇優(yōu)選取先進(jìn)的施工生產(chǎn)組織形式和施工作業(yè)方法,均衡施工進(jìn)度,確保計(jì)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]王作祥.客運(yùn)專線鐵路接觸網(wǎng)懸掛施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].鐵道工程學(xué)報.2007(S1)
中圖分類號:U224文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2010)06-0172-02
隨著我國現(xiàn)代鐵路信號技術(shù)的發(fā)展,鐵路信號設(shè)備大量采用電子元器件,以計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和區(qū)間無絕緣移頻自動閉塞系統(tǒng)為代表的現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)在現(xiàn)場逐漸普及。但是從抗干擾的角度,上述系統(tǒng)更易受到來自于牽引供電系統(tǒng)的干擾。因此,鐵路信號系統(tǒng)的抗干擾研究越來越引起重視。本論文主要分析牽引供電系統(tǒng)干擾信號的產(chǎn)生原因及干擾信號侵入信號系統(tǒng)的途徑,并通過對干擾信號的分析,找到降低或抑制干擾信號的解決辦法,并從現(xiàn)場設(shè)計(jì)及具體施工安裝和使用維護(hù)的角度,提出相應(yīng)的工程和技術(shù)措施,減少和避免牽引供電系統(tǒng)干擾對信號設(shè)備產(chǎn)生的危害,以確保鐵路信號系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行,并為設(shè)備的現(xiàn)場維護(hù)及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的制定提供一點(diǎn)參考。
一、高速電氣化鐵路牽引網(wǎng)供電方式及電磁干擾
(一)供電方式
我國電氣化鐵路采用工頻交流制供電,接觸網(wǎng)額定工作電壓為25kV,電力牽引供電主要有AT(自藕變壓器)、BT(吸流變壓器)、直供和同軸電力電纜四種供電方式,不作贅述,簡圖如下:
(二)電磁干擾
所謂電磁干擾EMI(Electromagnetic Interference)是指任何能使設(shè)備或系統(tǒng)性能降級的電磁現(xiàn)象。主要有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個電網(wǎng)絡(luò)上的信號耦合(干擾)到另一個電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號耦合(干擾)到另一個電網(wǎng)絡(luò)。任何電磁干擾的發(fā)生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道)。通常認(rèn)為電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導(dǎo)傳輸方式;另一種是輻射傳輸方式。因此從擾的敏感器來看,干擾藕合可分為傳導(dǎo)藕合和輻射耦合兩大類。而牽引供電系統(tǒng)各種供電方式的特點(diǎn),決定了牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生干擾信號的種類,主要有傳導(dǎo)性干擾信號、電磁輻射性藕合干擾信號兩種。具體為:一是當(dāng)牽引電流通過時,對周圍信號系統(tǒng)的電子、電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;二是不平衡牽引電流沿軌道傳導(dǎo)到信號設(shè)備,或牽引電流對直接驅(qū)動的機(jī)車電動機(jī)產(chǎn)生電磁噪聲,并傳導(dǎo)干擾信號到電源和機(jī)車上的機(jī)車信號電子設(shè)備上;三是牽引電流對相鄰的信號電纜線路產(chǎn)生感應(yīng)藕合,感應(yīng)出干擾電壓或電流。
二、電力牽引系統(tǒng)對信號系統(tǒng)的干擾
信號系統(tǒng)各個子系統(tǒng)基本上都是通過電纜線路把室內(nèi)室外設(shè)備聯(lián)系起來,室內(nèi)室外設(shè)備間有一定的邏輯聯(lián)鎖關(guān)系,室內(nèi)設(shè)備通過采集室外設(shè)備的狀態(tài),通過聯(lián)鎖計(jì)算,結(jié)合操作人員指令,產(chǎn)生驅(qū)動命令,通過驅(qū)動電路來對室外設(shè)備進(jìn)行控制,從而確保行車安全和效率。信號系統(tǒng)設(shè)備的上述特點(diǎn)決定了干擾信號也只能通過以下途徑進(jìn)入到信號系統(tǒng):(1)干擾信號通過鋼軌、信號電纜、接地設(shè)備、設(shè)備外殼、設(shè)備電源等部位進(jìn)入到信號系統(tǒng),對信號系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生干擾;(2)牽引電流產(chǎn)生的干擾信號以空中幅射的方式,即以電磁波方式向空中幅射,對信號系統(tǒng)的電子設(shè)備產(chǎn)生干擾;(3)干擾源通過感應(yīng)的方式禍合到電纜等信號設(shè)備中去。
由于幾種牽引供電方式中牽引電流都不同程度地要以鋼軌(大地)為回路,而我國現(xiàn)有的鐵路信號系統(tǒng)中無論區(qū)間自動閉塞系統(tǒng)還是站內(nèi)聯(lián)鎖系統(tǒng),都是以軌道電路來檢查列車占用情況并作為信息的傳輸通道。所以牽引電流回流與軌道電路共用的同一載體――鋼軌是使信號系統(tǒng)受到干擾的一個最主要原因。同時,牽引電流的高電壓和電力機(jī)車運(yùn)行時產(chǎn)生的含有豐富諧波的大電流會對周圍電磁環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾(EMI)。
三、信號系統(tǒng)抑制干擾信號的施工工藝
要降低或減輕牽引供電系統(tǒng)對信號系統(tǒng)的干擾,應(yīng)該從牽引供電系統(tǒng)本身入手,在設(shè)備選型、設(shè)計(jì)計(jì)算、工程措施的方面入手,減少干擾信號的輸出。本部分重點(diǎn)探討信號系統(tǒng)抑制干擾信號的施工工藝和工程措施。
(一)設(shè)備選型
1.在供電方式的選擇上盡量采用BT、AT或同軸電力電纜供電方式,使?fàn)恳娏髦饕?jīng)回流線、正饋線或外導(dǎo)體流回牽引變電所,提高供電回路的對稱性,降低接觸網(wǎng)感應(yīng)電流的影響。
2.在牽引變電所中安裝并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置,以降低諧波干擾。這樣一方面可以起到濾波作用,另一方面可以改善功率因數(shù)。
3.選擇合理的機(jī)車類型或在機(jī)車上采取措施。在機(jī)車上安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容和濾波裝置,在電力機(jī)車變壓器二次側(cè)安裝3次和5次獨(dú)立支路,在改善功率因數(shù)的同時可以濾去3次和5次諧波。
(二)牽引供電系統(tǒng)減少干擾信號的工程措施
1.在采用直供方式供電時架設(shè)架空回流線。利用接觸網(wǎng)線與架空回流線間的互感作用,提高供電回路的對稱性,使大部分回流電流經(jīng)由架空回流線流回牽引變電所。
2.設(shè)有軌道電路的區(qū)段,吸上線、保護(hù)線、接地線及線路間的橫向等電位連接線嚴(yán)禁與直接與鋼軌相連,應(yīng)連接至扼流變壓器中心端子;當(dāng)采用無絕緣軌道電路時,吸上線、保護(hù)線、接地線及線路間的橫向等電位連接線只能通過空心線圈中點(diǎn)連接。
(三)施工工藝
在施工工藝要求方面,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及工藝標(biāo)準(zhǔn)施工是工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)的先決條件,在現(xiàn)場施工和維護(hù)中,采用如下措施,能有效的減少干擾的影響:
1.室內(nèi)屏蔽電纜、數(shù)據(jù)線等線纜的屏蔽網(wǎng)采用懸浮方案。不與綜合地線相連,通過法拉第電籠與線纜屏蔽網(wǎng)的雙重屏蔽,有效防止感應(yīng)及輻射的干擾;使聯(lián)鎖微機(jī)邏輯地懸浮,防止因?yàn)榈仉娢簧挠绊懺斐捎?jì)算機(jī)邏輯錯誤。
2.加強(qiáng)鋼軌連接線及箱合引接線和各種類型的電纜施工工藝,從而減輕干擾。施工細(xì)節(jié)問題都要嚴(yán)格要求,打軌道眼的距離長短、軌道眼眼徑的誤差、螺絲的松緊、墊片不墊、屏蔽網(wǎng)剝出的長短等看似很小的問題,都會影響到信號設(shè)備的正常工作狀態(tài)。
3.為確保牽引電流縱向不平衡系數(shù)不得大于5%。凡通過交流牽引電流的鋼軌,其軌端接續(xù)線應(yīng)采用焊接式的多股銅線,其截面積不應(yīng)小于50mm2。條件不具備時,應(yīng)采用一根銅焊接線和一根塞釘式接續(xù)線并聯(lián)運(yùn)用,不得采用兩根塞釘式接續(xù)線并聯(lián)運(yùn)用代替一塞一焊。
4.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)部各微機(jī)之間的通信全部通過光纜進(jìn)行連接,提高系統(tǒng)的抗干擾性及防雷性能,保證系統(tǒng)有高的運(yùn)行穩(wěn)定性。
5.在工作中要盡量保證鋼軌接續(xù)線完好,緊固扼流箱中點(diǎn)連接線(連接板)以及扼流箱連接端子,使其接觸良好。工務(wù)軌端魚尾板螺栓緊固,供電接觸網(wǎng)桿塔火花間隙良好,地線不能直接與鋼軌相連,以便盡量減少軌道電路的橫向不平衡,降低牽引電流不平衡對軌道電路的干擾。
6.在相敏軌道電路的接收端串聯(lián)電阻,增加25Hz信號發(fā)送功率,使室外變壓器端子達(dá)到送受電端電壓標(biāo)準(zhǔn),且確保一送多受區(qū)段各受電端電壓調(diào)整平衡,極叉正確,并保證室內(nèi)軌道繼電器端電壓不超標(biāo),防止因?yàn)楦蓴_造成繼電器的錯誤吸起或落下。
7.貫通地線嚴(yán)禁以電纜鋼帶連接或代替(這種情況經(jīng)常發(fā)生在支線電纜接地時,施工人員怕麻煩直接用電纜護(hù)套連接貫通地線),避免貫通地線接地不良地點(diǎn)高電流通過鋼帶。另外用電纜護(hù)套代替地線時,當(dāng)機(jī)車啟動時接觸網(wǎng)發(fā)生斷線、短路或絕緣破損時會有很高的電流通過護(hù)套入地,對電纜造成損壞或腐蝕。有時直擊雷擊中鋼帶時也會造成電纜燒毀。
8.在交流電氣化鐵路區(qū)段,信號設(shè)備外緣距接觸網(wǎng)帶電部分的距離小于5m的均應(yīng)接地。
四、結(jié)語
今后,隨著我國高速、準(zhǔn)高速、客運(yùn)專線等線路在路網(wǎng)中的比例逐漸增加,各種高新技術(shù)設(shè)備不斷在鐵路現(xiàn)場應(yīng)用,所以對電氣化干擾的研究要更加深入和重視,加大新型高速、準(zhǔn)高速鐵路等電子信息和控制設(shè)備的抗干擾性能研究力度,以適應(yīng)我國鐵路不斷發(fā)展的情況需要。
參考文獻(xiàn)
為了貫徹落實(shí)《國務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》的文件精神,2006年11月開始,教育部和財(cái)政部啟動了“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計(jì)劃”,計(jì)劃在2006年至2010年期間重點(diǎn)支持建設(shè)100所示范性高職院校。2009年11月,教育部組織召開了國家示范性高職院校建設(shè)三周年成果展示會。2010年,根據(jù)《關(guān)于實(shí)施國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計(jì)劃加快高等職業(yè)教育改革與發(fā)展的意見》精神,教育部、財(cái)政部聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計(jì)劃”實(shí)施工作的通知》,擴(kuò)大國家重點(diǎn)建設(shè)院校數(shù)量,在原有已建設(shè)100所國家示范性高等職業(yè)院校的基礎(chǔ)上,新增100所左右國家骨干高職院校,2015年完成全部項(xiàng)目驗(yàn)收工作。經(jīng)過國家級和省級示范校以及全國骨干校建設(shè),高職院校的人才培養(yǎng)工作在專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)訓(xùn)條件建設(shè)等方面取得了長足進(jìn)步與發(fā)展,發(fā)揮了很好的導(dǎo)向作用。
一、相關(guān)概念的界定
(1)示范性高職。所謂示范,是指做出可以作為他人效仿學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)或榜樣。因此,示范性高職是指能夠很好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)技術(shù)技能人才目標(biāo),在領(lǐng)導(dǎo)能力、專業(yè)建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、人才培養(yǎng)模式、課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、社會服務(wù)等方面取得突破和創(chuàng)新的模范院校,能夠?qū)ζ渌呗氃盒=ㄔO(shè)起到引領(lǐng)和示范作用。示范性高職應(yīng)當(dāng)具備的示范作用主要體現(xiàn)在:①發(fā)展定位和辦學(xué)方向上起到模范帶動作用;②在人才培養(yǎng)模式、課程建設(shè)、校內(nèi)外生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)上成為改革的先鋒;③在學(xué)生職業(yè)技能和素質(zhì)的全面養(yǎng)成、人才培養(yǎng)質(zhì)量保障體系、就業(yè)指導(dǎo)與服務(wù)上樹立起標(biāo)桿。(2)鐵道類專業(yè)。鐵道類專業(yè)不能算是一個學(xué)術(shù)性的分類,只能說是一個具有較鮮明行業(yè)背景的概念。從廣義上講,它可以是與鐵路交通運(yùn)輸有關(guān)的車、機(jī)、工、電、輛所有專業(yè)的集合;從狹義上講,按照教育部學(xué)科、專業(yè)目錄分類,鐵道類專業(yè)關(guān)聯(lián)工學(xué)和管理學(xué)兩大門類,涉及交通運(yùn)輸工程、信息與通信工程、土木工程、車輛工程、電氣工程、工商管理等諸多專業(yè)門類。
二、示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的要求
(1)示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的特點(diǎn)。示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的特點(diǎn)有三。一是不再追求發(fā)展的數(shù)量和規(guī)模,轉(zhuǎn)向追求專業(yè)整體利益。二是將鐵路快速發(fā)展對高職院校的考驗(yàn)轉(zhuǎn)化為學(xué)院發(fā)展的內(nèi)在動力,追求人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。三是樹立科學(xué)的教育質(zhì)量觀,創(chuàng)設(shè)一個持久、深入推動內(nèi)涵建設(shè)的環(huán)境。(2)示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的要求。示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè),應(yīng)該以專業(yè)建設(shè)為核心,緊密依托鐵路行業(yè),深度融合鐵路企業(yè),推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革、師資隊(duì)伍建設(shè)和實(shí)訓(xùn)條件建設(shè),形成辦學(xué)更加開放,工學(xué)結(jié)合更加緊密的局面,從而實(shí)現(xiàn)社會認(rèn)可度高、輻射能力強(qiáng)、行業(yè)特色鮮明的辦學(xué)目標(biāo)。具體需要把握以下幾個方面:①突破傳統(tǒng)的學(xué)科性,突出專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的職業(yè)性。②增加教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性,突出專業(yè)教學(xué)的實(shí)踐性。③依托行業(yè)企業(yè)的導(dǎo)向性,突出高職辦學(xué)中的企業(yè)性。④加強(qiáng)教師培訓(xùn),著力打造“雙師型”的專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。⑤以綜合職業(yè)能力培養(yǎng)為基點(diǎn),構(gòu)建基于工作過程的教學(xué)模式。⑥注重學(xué)院與生產(chǎn)崗位的融通性,建設(shè)具有生產(chǎn)性、開放性的實(shí)訓(xùn)室。
三、示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)存在的問題
(1)專業(yè)建設(shè)方面存在的問題。一是建設(shè)方案多是粗放型的建設(shè)模式。主要表現(xiàn)在專業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)還放在專業(yè)數(shù)量的發(fā)展上、放在實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)數(shù)量上、放在建設(shè)資金的數(shù)量投入上,而在人才培養(yǎng)的改革、創(chuàng)新和特色方面體現(xiàn)不足。二是專業(yè)建設(shè)重規(guī)劃輕實(shí)施。高職院校缺乏詳細(xì)具體的實(shí)施措施,以及已開設(shè)專業(yè)因市場變化引起招生數(shù)量和規(guī)模銳減、導(dǎo)致教學(xué)資源過剩情況的調(diào)整和完善策略。(2)課程建設(shè)方面存在的問題。鐵道類專業(yè)的課程設(shè)置已經(jīng)按照行業(yè)企業(yè)要求做過調(diào)整和改善,但是與真正融入工作過程還是有一定的距離。其次,課程內(nèi)容不僅應(yīng)該加強(qiáng)鐵道類專業(yè)人才技術(shù)能力的培養(yǎng),還應(yīng)該突出鐵路行業(yè)的服務(wù)屬性,充分體現(xiàn)鐵路行業(yè)先導(dǎo)性、綜合性、科技性和服務(wù)性的要求。(3)師資建設(shè)方面存在的問題。主要是師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不太合理。此外,師資隊(duì)伍的教學(xué)力量還需要強(qiáng)化,存在多數(shù)青年教師不具有現(xiàn)場實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),兼職教師隊(duì)伍穩(wěn)定性較差等問題。
四、示范性高職鐵道類專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)的途徑
(1)加強(qiáng)鐵道類重點(diǎn)專業(yè)及專業(yè)群建設(shè)。在專業(yè)開發(fā)、專業(yè)設(shè)置、專業(yè)建設(shè)上,緊跟鐵路行業(yè)發(fā)展步伐,進(jìn)行整合、優(yōu)化和取舍。吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院目前已經(jīng)開設(shè)30個專業(yè)涉及13個專業(yè)門類。在2010年吉林省省屬普通高等學(xué)校學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,所有專業(yè)都通過專家組審核。同時,各專業(yè)均成立了有行業(yè)企業(yè)人員加入的專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會,在它的指導(dǎo)和參與下,鐵道交通運(yùn)營管理、鐵道工程技術(shù)、鐵道機(jī)車車輛、電氣化鐵道技術(shù)四個專業(yè)被評為吉林省特色專業(yè)群建設(shè)的龍頭專業(yè),并于2013年通過了示范專業(yè)驗(yàn)收,2014年鐵道交通運(yùn)營管理、電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)群通過了吉林省品牌專業(yè)群建設(shè)立項(xiàng),形成了以鐵道專業(yè)為主體,以示范專業(yè)、特色專業(yè)為品牌的辦學(xué)格局。(2)改革人才培養(yǎng)模式。依托鐵路行業(yè)企業(yè),探索符合學(xué)生崗位面向的“校企合作,工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式。該模式2012年被吉林省教育廳命名為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)。鐵道工程專業(yè)群推行校企合作框架下“工學(xué)交替”、“小訂單”人才培養(yǎng)模式,分段組織教學(xué),滿足了頂崗實(shí)習(xí)與企業(yè)施工的同步性,實(shí)現(xiàn)了頂崗實(shí)習(xí)實(shí)效性和普及性。鐵道機(jī)車車輛專業(yè)群構(gòu)建并逐步完善了動態(tài)、快速、高質(zhì)高效的“3S+3X人”才培養(yǎng)模式。電氣化專業(yè)群逐步完善以能力培養(yǎng)為本位,模塊式一體化教學(xué)與“職業(yè)資格證書”相融通的“2+1”“工學(xué)結(jié)合”人才培養(yǎng)模式。(3)深化校企合作。目前,以學(xué)院牽頭組建的職教集團(tuán)共有98個加盟單位,通過職教集團(tuán)這個平臺,堅(jiān)持“合作辦學(xué)、合作育人、合作就業(yè)、合作發(fā)展”,不斷豐富校企合作內(nèi)涵。①加大資金投入,建設(shè)以職業(yè)崗位作業(yè)流程為導(dǎo)向的實(shí)訓(xùn)基地和實(shí)訓(xùn)模式。學(xué)院建有國家、省級財(cái)政支持實(shí)訓(xùn)室23個,校企合作新建、改擴(kuò)建校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室95個,可開展414個專業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地85個,可提供262個實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,接納實(shí)訓(xùn)學(xué)生5574人次。滿足了實(shí)踐教學(xué)需要,提高了學(xué)生動手實(shí)踐能力。②加強(qiáng)職業(yè)技能鑒定工作。學(xué)院積極推行“雙證書”制度,建有全國首批示范職業(yè)技能鑒定站。校內(nèi)可進(jìn)行37個工種的鑒定,提供258個實(shí)操鑒定工位。③依托職教集團(tuán),充分利用企業(yè)和社會資源,面向行業(yè)企業(yè)選聘大量的優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才和能工巧匠,承擔(dān)專業(yè)課程以及鐵路特有專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)任務(wù),建立了數(shù)量穩(wěn)定的兼職教師資源庫。同時,根據(jù)實(shí)踐教學(xué)需要對兼職教師實(shí)行動態(tài)管理,加強(qiáng)對兼職教師的崗位能力培訓(xùn)。
總之,通過內(nèi)涵建設(shè)能夠提高鐵道類專業(yè)的教育教學(xué)質(zhì)量,能夠促進(jìn)鐵道類高職教育健康、科學(xué)、持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
從目前我國的高速鐵路的開通情況來看,一部分的線路雷擊事故還是較為頻繁的,雷害導(dǎo)致的跳閘也是其中的一個重要因素。隨著我國鐵道運(yùn)營里程的快速發(fā)展,重載以及高速鐵路的迅猛發(fā)展,從而減少因接觸網(wǎng)發(fā)生雷擊故障而造成的事故發(fā)生,它具有重要的理論意義與工程應(yīng)用價值。我們可以利用電氣化的幾何模型來分析回流線對于接觸網(wǎng)雷擊的屏蔽效果,并通過仿真軟件分析雷擊回流線的時候接觸網(wǎng)上所感應(yīng)的電壓。并深入研究高速鐵路 AT 供電的方式以及接觸網(wǎng)避雷線的保護(hù)情況,從而推導(dǎo)出高架橋單線與復(fù)線鐵路的避雷線設(shè)計(jì)高度。
一、國內(nèi)外高速鐵路接觸網(wǎng)防雷的現(xiàn)狀
隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展,應(yīng)考慮牽引高鐵線路的結(jié)構(gòu)等級與所經(jīng)過的地區(qū)的雷電災(zāi)害頻率,所經(jīng)過的土壤所含電阻率與地形地貌等自然條件的情況,共同來設(shè)計(jì)牽引系統(tǒng)所進(jìn)行的防雷設(shè)計(jì)。歐洲率先就擁有高速鐵路的國家之一,它對雷擊的接觸網(wǎng)造成了牽引性的供電系統(tǒng)災(zāi)害有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是一年時間之內(nèi) 100千米牽引網(wǎng)將會遭受雷擊的次數(shù)來做為評定的標(biāo)準(zhǔn),只是采用牽引變電的配帶綜合性自動重合閘與避雷器來限制雷電電壓過高,避雷器不能夠減少因雷電的侵入而減少損害接觸網(wǎng)的次數(shù),只能夠?qū)佑|網(wǎng)的過電壓起到有效的保護(hù)作用。無論是對于歐洲的氣候條件還是經(jīng)濟(jì)等方面的因素考慮高鐵的接觸網(wǎng)進(jìn)行有效的避雷也是十分重要的。
二、國內(nèi)接觸網(wǎng)防雷接地設(shè)計(jì)的概況
我國鐵道接觸網(wǎng)的防雷設(shè)計(jì)主要是依據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》、《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》與《鐵路防雷、電磁兼容及接地工程技術(shù)暫行規(guī)定》來進(jìn)行規(guī)定的。根據(jù)雷電日的數(shù)量來分為4個等級管理區(qū)域:年平均雷電日在20d及以下地區(qū)為少雷區(qū),年平均雷電日在20d以上、40d及以下地區(qū)為多雷區(qū),年平均雷電日在40d以上、60d及以下地區(qū)為高雷區(qū),年平均雷電日在60d以上地區(qū)為強(qiáng)雷區(qū)。《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定重污染或是重雷區(qū)以及高路基、隧道口等重要的地段接觸網(wǎng)應(yīng)該增設(shè)氧化鋅避雷器。接觸網(wǎng)中的防雷設(shè)備主要是指接觸網(wǎng)上所安裝的避雷器,為了減少對綜合接地系統(tǒng)上其它電氣設(shè)備的影響。
三、高速鐵路接觸網(wǎng)防雷的措施
(一)接觸網(wǎng)安裝形式
現(xiàn)有高速鐵路一般是采用AT供電方式,AF線與PW線安裝位置,此時的PW線安裝位置在AF線下方。采用電氣應(yīng)為:幾何模型與先導(dǎo)發(fā)展模型的應(yīng)計(jì)算該安裝形式下的接觸網(wǎng)線路來直接減少落雷的閃絡(luò)概率,將它調(diào)試為自然雷中的90%為負(fù)極性。雷擊閃絡(luò)的次數(shù)和線路的暴露寬度 D( I)以及地閃密度是息息相關(guān)的。再乘以地閃密度即可以求出線路的年雷擊閃絡(luò)次數(shù)。PW線位置提高后還可對AF線與T線產(chǎn)生屏蔽,AF 線與T線直接落雷的次數(shù)將會大大的降低,但PW線落雷的雷電流幅值較高的時侯還是會造成AF線與 T線絕緣子的反擊閃絡(luò),另外AF線與T線絕緣子仍存在雷電感應(yīng)閃絡(luò)的可能。
(二)合成絕緣子的采用
雷電所造成的接觸網(wǎng)重合閘失敗,將會導(dǎo)致供電的停止,其最根本的原因就是絕緣子受到了工頻續(xù)流電弧燒蝕后的炸裂、破損,線路絕緣不能自行進(jìn)行恢復(fù),重合閘就會失敗。如上所述,為了防止絕緣子的燒蝕損壞,一定要防止線路閃絡(luò)與工頻電弧建立。目前,我國輸配電線路中所采用的絕緣子有瓷絕緣子、玻璃絕緣子與合成硅橡膠絕緣子,線路所具備的重合閘條件,而非瓷絕緣子燒蝕后的傘群已是完全脫落的。合成絕緣子在工頻電化燒蝕之后,硅橡膠材料的成分將會發(fā)生變化,材料中遇熱的易分解成分完全揮發(fā),合成的絕緣子對提高線路 重合閘成功概率有一定的優(yōu)勢,并不能夠完全解決線路的防雷問題,建議作為其它主要防護(hù)手段的輔助手段規(guī)避。
(三)接觸網(wǎng)防雷接地
《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定:對于國家級的會堂、大型展覽與博覽建筑物、國家級檔案館的重要給水水泵是特別重要的建筑物,應(yīng)該劃為第二類的防雷建筑物。對第二類的防雷建筑物的外部防雷裝置應(yīng)接地設(shè)置,相應(yīng)同時設(shè)定方閃電感應(yīng)、內(nèi)部防雷、電氣與電子系統(tǒng)等接地共用裝置建設(shè),雷擊時都會成為雷電流的引下線路。當(dāng)采用綜合性的接地系統(tǒng)時,綜合性接地系統(tǒng)的接地電阻不能夠大于1歐姆,在綜合性接地施工的過程中要及時施工完成,還應(yīng)實(shí)測接地的電阻,如果達(dá)不到建網(wǎng)的要求,應(yīng)該采取可靠有效的降阻措施。
四、結(jié)論
鑒于高鐵的雷電防護(hù)問題它從原理上是無論采用何種措施,都只能夠減少雷電所引起的故障概率或是跳閘概率,AF線懸掛的采用合成絕緣子,應(yīng)認(rèn)真做好接觸網(wǎng)的防雷接地措施。我國目前的規(guī)范都只有相關(guān)的措施要求,但是沒有接觸網(wǎng)系統(tǒng)的耐雷水平與跳閘率或是故障率等具體的規(guī)避標(biāo)準(zhǔn),防雷設(shè)計(jì)的深度不容易把握。總而言之,建議完善我國高鐵的接觸網(wǎng)系統(tǒng)的耐雷水平、跳閘率或是故障率等具體指標(biāo),應(yīng)積極設(shè)定科學(xué)合理的規(guī)避方針,鐵路綜合性接地系統(tǒng)便是極好的雷電引下接地裝置,應(yīng)該充分利用。
參考文獻(xiàn)
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1.引言
在一些國家,比如說以德國、美國為代表的發(fā)達(dá)國家在1960年前后中,就將計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)大量的應(yīng)用在鐵路生產(chǎn)管理中。并且隨著因特網(wǎng)的快速發(fā)展,還會不斷地將新的技術(shù)應(yīng)用在鐵路中,使之不斷走向綜合化、信息化,使鐵路朝著管理自動化、智能化鐵路方向發(fā)展。其中,以美國的太平洋聯(lián)合集團(tuán)、德國鐵路公司為代表。它們正在快速發(fā)展綜合調(diào)度、列車運(yùn)行控制和各種業(yè)務(wù)系統(tǒng),在歐美為用戶提供了鐵路運(yùn)輸,并在傳統(tǒng)系統(tǒng)上開發(fā)了用戶自我服務(wù)系統(tǒng),實(shí)習(xí)了公司于用戶的面對面的交流和聯(lián)系,通過先進(jìn)的電子商務(wù)系統(tǒng) ,為用戶提供方便并且快捷的優(yōu)越服務(wù)[1-2]。
中國鐵路系統(tǒng)企業(yè)信息化建設(shè)整體上還處于初級發(fā)展水平。信息化人均投資很低,信息化建設(shè)缺乏合理規(guī)劃,尚未覆蓋主要業(yè)務(wù)和管理流程,尤其是信息資源的開發(fā)利用還剛剛起步,難以做到優(yōu)化企業(yè)內(nèi)外資源配置[3-4]。但是大多數(shù)企業(yè)有著利用信息化提高企業(yè)競爭力的強(qiáng)烈愿望和決心,構(gòu)成了建設(shè)企業(yè)信息化發(fā)展的動力。所以鐵路系統(tǒng)結(jié)合自身業(yè)務(wù)的特點(diǎn),分布分批的投入信息化建設(shè),當(dāng)前重點(diǎn)還是在與日常生產(chǎn)經(jīng)營過程中,息息相關(guān)的路網(wǎng)管理、調(diào)度、供電保障等子系統(tǒng),為保證鐵路的信息兼容性和整體性,在規(guī)劃建設(shè)各信息系統(tǒng)的時候,開展信息系統(tǒng)的規(guī)劃和實(shí)施研究,具有重要意義。
2.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
2.1 系統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)
本系統(tǒng)web服務(wù)端采用php語言,瀏覽器端采用html、javascript、css、ajar、jquery等語言,保證了系統(tǒng)的開放性、兼容性和跨平臺性。并采用mysql數(shù)據(jù)庫[5],由于mvc的低耦合性、高重用性和可適用性,以及php codeigniter框架靈巧、簡化的特點(diǎn),本系統(tǒng)依托于codeigniter框架采用mnc模式進(jìn)行開發(fā)[5]。系統(tǒng)采用了三層體系架構(gòu),
·表現(xiàn)層:表現(xiàn)層采用了html、ajax、css、javascript等技術(shù)組成了具有良好用戶體驗(yàn)的頁面。表現(xiàn)層用于顯示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù),為用戶提供一種交互式操作的界面。用戶只需安裝瀏覽器和給定的網(wǎng)絡(luò)地址就可以訪問本系統(tǒng),用戶不用擔(dān)心系統(tǒng)的升級維護(hù)的問題,減少了用戶的開支。
·業(yè)務(wù)層:業(yè)務(wù)邏輯層處于數(shù)據(jù)層和表現(xiàn)層的中間,起到了承上啟下的作用,它是系統(tǒng)架構(gòu)中體現(xiàn)核心價值的部分。它的主要任務(wù)是業(yè)務(wù)規(guī)則的制定、業(yè)務(wù)流程的實(shí)現(xiàn)等與業(yè)務(wù)需求有關(guān)的系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)。
·數(shù)據(jù)層:數(shù)據(jù)層簡單的說解釋實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)表的增加、刪除、查詢、修改的操作。數(shù)據(jù)層采用mysql關(guān)系數(shù)據(jù)庫。起到了存儲數(shù)據(jù)的作用,當(dāng)有數(shù)據(jù)請求時該層可以將數(shù)據(jù)發(fā)回至表現(xiàn)層。
2.2 系統(tǒng)目標(biāo)
·建立全路供電專業(yè)資源計(jì)劃體系,集成、開發(fā)一套實(shí)用供電專業(yè)各層級運(yùn)行管理的應(yīng)用子系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)班組、車間和供電段、鐵路局、鐵道部以及其他相關(guān)單位的鐵路供電綜合管理信息平臺。
·建立全路統(tǒng)一的供電專業(yè)生產(chǎn)指揮系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)化,方便供電專業(yè)各級管理者實(shí)時了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、人員狀況、檢測質(zhì)量、作業(yè)過程監(jiān)控、外部環(huán)境等信息,為快速準(zhǔn)確下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度命令等提供信息化平臺。
·系統(tǒng)建設(shè)要依據(jù)鐵路信息化總體規(guī)劃,統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一代碼體系、統(tǒng)一系統(tǒng)平臺,實(shí)現(xiàn)升級、維護(hù)、服務(wù)的統(tǒng)一管理。
3.接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修系統(tǒng)
接觸網(wǎng)檢修系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前牽引供電專業(yè)管理業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)檢測檢修管理的網(wǎng)絡(luò)化、信息化[6]。可以大大提高工作效率,提高檢測檢修數(shù)據(jù)的共享性、實(shí)時性和規(guī)范性。接觸網(wǎng)專業(yè)巡視、檢測檢修、運(yùn)行管理全部納入其中,最終實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)日常輸入、 自動生成統(tǒng)計(jì)報表、系統(tǒng)智能分析”,全方位提高牽引供電專業(yè)管理水平,使?fàn)恳╇娺\(yùn)行于檢修實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、
息化、標(biāo)準(zhǔn)化、無紙化,減輕信息收集分析的負(fù)擔(dān)。
由于codeigniter對mvc的良好分離,可以在model層對整個核心數(shù)據(jù)庫處理的方法進(jìn)行封裝,方便其他系統(tǒng)模塊進(jìn)行調(diào)研,controller層作為model層和view層之間的傳遞資源的中介,最終由view層把信息展示給用戶。
接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修系統(tǒng)主要的功能模塊:年度檢修計(jì)劃制定、月度檢修計(jì)劃制定、各類檢測檢修臺賬,分工單以及值班日志、工作票、一桿一表一圖。
·年度檢修計(jì)劃制定
安全技術(shù)科,根據(jù)接觸網(wǎng)設(shè)備制定(客專/普速)年度檢修計(jì)劃,檢測檢修計(jì)劃包含檢修項(xiàng)目、單位、年度檢修設(shè)備數(shù)量、以及每個月該項(xiàng)目在當(dāng)月的檢修區(qū)間站場和檢修數(shù)量等。檢測檢修設(shè)備的數(shù)量、檢修周期、單位等均由設(shè)備履歷系統(tǒng)提供。
·月度檢修計(jì)劃制定
接觸網(wǎng)月度巡視工作時由工區(qū)按照規(guī)定中接觸網(wǎng)巡視制度的要求去執(zhí)行,系統(tǒng)將會自動制度計(jì)劃:每十天一次晝間巡視,每季度一次夜間巡視,每月一次乘車巡視并且用不同的字體來描述(晝巡、夜巡、登乘)。查看計(jì)劃時,可以看到各個網(wǎng)工區(qū)各月的巡視計(jì)劃的列表,點(diǎn)擊查看詳情,還可以查看計(jì)劃的具體情況。以最后一次巡視的時間為節(jié)點(diǎn),往后推超出周期未巡視時要有提醒。
·各類檢測檢修臺帳
工區(qū)根據(jù)安全技術(shù)科制定的年度檢測檢修計(jì)劃,對接觸網(wǎng)進(jìn)行檢測檢修。針對檢測項(xiàng)目填寫相應(yīng)的臺帳。系統(tǒng)根據(jù)年度檢修計(jì)劃以及對應(yīng)的臺帳統(tǒng)計(jì)各類項(xiàng)目的完成情況。
分工單以及值班日志、工作票
工作票由施工一天前發(fā)送到工區(qū)進(jìn)行作業(yè)、在值班日志中有系統(tǒng)直接反映工作票的詳細(xì)信息。記事以及工作內(nèi)容則由工區(qū)填寫。
·一桿一表一圖
根據(jù)檢測檢修臺帳、以及桿號、公里標(biāo)對照表用簡圖的形式反映整條線路的檢修情況、簡圖上標(biāo)注哪些位置的桿號進(jìn)行過檢修、關(guān)聯(lián)檢修臺帳以及桿號照片。
每次變更設(shè)備時需由工區(qū)修改“桿號設(shè)備配置核心庫”,并留下修改日志,同時在下一年度開放特定時間內(nèi)提示人工修改設(shè)備履歷。
4.結(jié)論
本文主要分析南昌供電段對電氣化鐵路接觸網(wǎng)檢修的現(xiàn)狀以及趨勢,在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進(jìn)行了開發(fā)框架的選擇,選取了一套便捷、易用的管理信息系統(tǒng)對接觸網(wǎng)檢修、運(yùn)行提供了一個實(shí)時、透明的信息平臺。
本論文主要完成了以下方面的工作:
1)通過和供電段各業(yè)務(wù)科室的溝通,了解了南昌供電段的主要業(yè)務(wù)的流程;
2)針對各科室的具體需求,對系統(tǒng)的開發(fā)框架進(jìn)行了選擇,并且對整個系統(tǒng)的方案進(jìn)行了總體的設(shè)計(jì);
3)分析了web應(yīng)用的安全性問題,利用數(shù)據(jù)庫的安全特性實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的安全訪問控制過程;
4)將系統(tǒng)部署在南昌供電段的中心機(jī)房并試運(yùn)行。
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中圖分類號: F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
鐵路高速化是世界鐵路的發(fā)展方向,它具有速度快、運(yùn)能大、安全好、節(jié)省能源等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)牽引供電部門統(tǒng)計(jì),2011年7月至9月京滬高鐵由于雷擊原因引起變電所跳閘的故障多達(dá)四百余起,重合閘不成功的多達(dá)71起。嚴(yán)重影響了行車安全,給交通運(yùn)輸造成很大的負(fù)面影響。2013年底鐵路營業(yè)里程突破10萬公里,高鐵營業(yè)里程也突破了1萬公里,部分線路雷擊事故比較頻繁,所以應(yīng)重視牽引供電系統(tǒng)的過電壓及防雷設(shè)計(jì)。
1.過電壓的形式
過電壓是指在電氣線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過正常工作要求的電壓。在電力系統(tǒng)中,接地電壓產(chǎn)生的原因不同,可分為內(nèi)部過電壓和雷電過電壓。內(nèi)部過電壓分別為操作過電壓和諧振過電壓等形成,對電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。電力系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備或構(gòu)筑物遭受直接雷擊或感應(yīng)雷引起的過電壓,引起這種過電壓的能量來源于外界,又稱外部過電壓。雷電過電壓產(chǎn)生的沖擊波,其電壓幅值可達(dá)1億伏,其電流幅值可達(dá)幾十萬安培,因此對電力系統(tǒng)危害極大,必須采取有效措施加以防護(hù)。
2. 牽引變電所的防雷保護(hù)
變電所雷擊的來源。一是雷直擊于變電所的設(shè)備上;二是架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所。變電所對于直擊雷的保護(hù)一般采取裝設(shè)避雷針或采用沿變電所進(jìn)線段一定距離內(nèi)架設(shè)避雷線來解決。
架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所,是導(dǎo)致變電所雷害的主要原因,若不采取防護(hù)措施,勢必造成變電所電氣設(shè)備絕緣損壞,引發(fā)事故。在變電所內(nèi)裝設(shè)避雷器的目的在于限制入侵雷電波的幅值,使電氣設(shè)備的過電壓不致于超過其沖擊耐壓值。而變電所的進(jìn)線段上裝設(shè)保護(hù)段的主要目的,在于限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值及入侵雷電波的陡度。
2.1變電所裝設(shè)避雷針的原則
架設(shè)避雷針是變電所防止直擊雷的常用措施,其作用是將雷電吸引到避雷針本身上來并安全地將雷電流引入大地, 從而保護(hù)了設(shè)備。變電所裝設(shè)避雷針時,應(yīng)該使所有設(shè)備都處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi),此外,還應(yīng)采取措施, 防止雷擊避雷針時的反擊事故。雷擊避雷針時的反擊事故,是由于避雷針與被保護(hù)設(shè)備或構(gòu)架之間的空氣間隙被擊穿及避雷針接地裝置和被保護(hù)設(shè)備接地裝置之間在土壤中的間隙被擊穿而造成的。對于110kV及以上的變電所, 可以將避雷針架設(shè)在配電裝置的構(gòu)架上, 這是由于此類電壓等級配合裝置的絕緣水平較高, 雷擊避雷針時在配電架構(gòu)上出現(xiàn)的高電位不會造成反擊事故。裝設(shè)避雷針的配電構(gòu)架應(yīng)裝設(shè)輔助接地裝置, 此接地裝置與變電所接地網(wǎng)的連接點(diǎn)離主變壓器接地裝置與變電所接地網(wǎng)的連接點(diǎn)之間的距離不應(yīng)小于15m。
2.2 裝設(shè)避雷器的原則
變電所內(nèi)必須裝設(shè)避雷器以限制雷電波入侵時的過電壓, 這是變電所防雷保護(hù)的基本措施之一。隨著金屬氧化物避雷器的不斷推廣, 我國絕大多數(shù)變電所已逐步用金屬氧化物避雷器來替換掉原來的閥型避雷器。金屬氧化物避雷器除了有較理想的非線性伏安特性外, 還有不少優(yōu)點(diǎn)。一是無間隙。在工作電壓下, 金屬氧化物避雷器實(shí)際上相當(dāng)一絕緣體, 因而工作電壓不會使氧化鋅閥片燒壞,故大大改善了陡波下的響應(yīng)特性。二是無續(xù)流, 故只要吸收過電壓能量即可, 對金屬氧化物避雷器的熱容量的要求比閥型避雷器低得多。三是電氣設(shè)備所受過電壓可以降低。雖然10kA雷電流下的殘壓值兩種避雷器相同, 但閥型避雷器只在串聯(lián)間隙放電后才可將電流泄放, 而金屬氧化物避雷器在整個過電壓過程中都有電流流過, 因此降低了作用在變電所電氣設(shè)備上的過電壓。其次,金屬氧化物避雷器體積小, 重量輕, 結(jié)構(gòu)簡單, 運(yùn)行維護(hù)方便, 使用壽命也長。為了保證變電所電氣設(shè)備的安全運(yùn)行, 在裝設(shè)避雷器時一要限制避雷器的殘壓, 也就是說對流過避雷器的雷電流必須加以限制使之不大于5kA , 同時要限制入侵波的陡度。這兩個任務(wù)將由變電所進(jìn)線保護(hù)段來完成。二要使所有設(shè)備到避雷器的電氣距離都在保護(hù)范圍內(nèi)。避雷器一般安裝在母線上, 若一組避雷器不能滿足要求, 則應(yīng)考慮增設(shè)。
3. 接觸網(wǎng)的防雷措施
在雷電活動強(qiáng)烈的區(qū)段,落雷概率比較大的山頂、峽谷和山地風(fēng)口區(qū)段、土壤電阻率高且降低支柱接地電阻困難的區(qū)段,雷擊接觸網(wǎng)可能頻繁地引起短路、跳閘;在人員密集的、重要的站場等,雷擊引起接觸網(wǎng)的閃絡(luò)可能構(gòu)成對人員、信號設(shè)施、可燃物資的威脅。因此在這些地方的接觸網(wǎng)上可安裝適量的避雷器。只要其沖擊放電電壓低于接觸網(wǎng)絕緣(空氣間隙和絕緣子)或電力機(jī)車車項(xiàng)保護(hù)電器(保護(hù)間隙和車頂避雷器)的沖擊放電電壓,雷擊時接觸網(wǎng)上的避雷器放電動作,將先于以上保護(hù)電器的放電發(fā)生,從而避免了以上保護(hù)電器動作,則避雷器動作后就不再引起變電所的斷路器跳閘,即降低了接觸網(wǎng)雷擊跳閘率,提高了供電可靠性[1]。同時,雷電通過具有切斷工頻續(xù)流能力的避雷器入地,對附近的人員、信號設(shè)施、可燃物資威脅會大為減小。借鑒電力系統(tǒng)防雷的經(jīng)驗(yàn):當(dāng)雷擊線路時,避雷器動作后吸收了雷電能量,絕緣子及桿塔等值阻抗上共同受到的沖擊電壓只是避雷器的殘壓,比沒有安裝線路避雷器時大為降低;可以提高線路的耐雷水平。
3.1 雷擊接觸網(wǎng)的過電壓分析
基礎(chǔ)網(wǎng)側(cè)面限界定為3m,導(dǎo)高加結(jié)構(gòu)高度約為7米,單線接觸網(wǎng)遭受雷擊次數(shù)。
N=0.122*Td*1.3 (1)
Td為平均雷電日數(shù)
當(dāng)雷擊接觸網(wǎng)支柱時,雷電流沿支柱入地并在支柱上產(chǎn)生沖擊過電壓,該值與支柱的沖擊接地電阻和支柱耐雷水平有關(guān),如圖所示:
當(dāng)雷擊接觸網(wǎng)支柱時,雷電流沿支柱入地,在接觸網(wǎng)支柱上產(chǎn)生沖擊電壓為:
(2)
R為支柱的沖擊接地電阻,Ω;i為雷電流幅值,kA;L為支柱的等值電感,μH。
如果沖擊電壓達(dá)到腕臂上絕緣子放電電壓時,絕緣子閃絡(luò),雷電流流入大地。
3.2 接觸網(wǎng)上安裝避雷器的評價
在接觸網(wǎng)上安裝避雷器,是一種提高接觸網(wǎng)防雷性的有效方法,尤其是在一些雷電活動比較活躍的區(qū)域非常必要。不過太高密度的在接觸網(wǎng)上安裝避雷器也存在許多不足。
(1)高密集安裝避雷器,則每年的預(yù)防試驗(yàn)和維修工作量極大,維修費(fèi)用也將大大增加。
(2)雷擊接觸網(wǎng)引起變電所跳閘分為重合閘成功和重合閘失敗兩種情況。接觸網(wǎng)發(fā)生臨時接地時,牽引所自動重合閘裝置啟動,1~2 s后可恢復(fù)供電[2];接觸網(wǎng)發(fā)生永久性接地時會重合失敗。一般情況雷擊跳閘都可以重合成功,設(shè)備運(yùn)行影響不大,不需要在接觸網(wǎng)上高密度安裝避雷器保護(hù)來避免這種情況發(fā)生。
(3)避雷器電阻片的質(zhì)量、本體密封性、可靠性等總會存在一定故障率,高密集地在接觸網(wǎng)上安裝避雷器可能導(dǎo)致接觸網(wǎng)故障增加。
4.結(jié)論:牽引供電系統(tǒng)具有良好的防雷性能是電氣化鐵路安全運(yùn)營的基本保證之一,在工程實(shí)踐中應(yīng)根據(jù)雷電情況,采取相應(yīng)防護(hù)措施。充分分析安裝避雷器的利弊,綜合考慮,適量安裝。
中圖分類號:F53 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
1 鐵路行車安全定義
鐵路行車安全是指在運(yùn)輸過程中,維護(hù)鐵路正常運(yùn)行秩序、保證旅客和鐵路員工生命財(cái)產(chǎn)安全、保障運(yùn)輸設(shè)備和貨物的完整性的全部生產(chǎn)活動的集合體。
鐵路行車工作是涉及多部門、多環(huán)節(jié)、多因素的綜合性很強(qiáng)的工作。行車過程受到路內(nèi)、路外以及各種環(huán)境條件的影響,所處情況十分復(fù)雜,任何一個環(huán)節(jié)出了問題都可能威脅行車工作的安全。
2. 影響鐵路行車安全的因素
2.1 人員素質(zhì)因素分析
人是安全的中心,而人的可靠性,首先取決于人的自身素質(zhì)的高低。人的素質(zhì)包括以下幾個方面:
(1)生理素質(zhì) :年齡、性別、記憶力、體力、耐力、血型、視力、視覺、聽覺、動作反應(yīng)時間、疲勞和飲酒等;
(2)心理素質(zhì) :氣質(zhì)和性格、能力、情緒、需要和動機(jī)、態(tài)度、愛好、興趣、意志等;
(3)業(yè)務(wù)素質(zhì):文化修養(yǎng)、業(yè)務(wù)水平、法律和安全知識、安全技能和處理各種非正常情況的作業(yè)能力等;
(4)思想素質(zhì):事業(yè)心、責(zé)任感、職業(yè)道德、勞動紀(jì)律、安全意識等;
(5)群體素質(zhì):群體目標(biāo)、群體人際關(guān)系、群體凝聚力、群體信息溝通等。
2.2 設(shè)備質(zhì)量因素分析
近年來,鐵路運(yùn)輸能力越來越緊張,任務(wù)負(fù)荷越來越重。設(shè)備長期失修帶病運(yùn)轉(zhuǎn),潛伏著不安全因素。此外,目前還存在線路維修養(yǎng)護(hù)不好,車輛廠修或檢修質(zhì)量差,漏檢漏修等現(xiàn)象。從對過去發(fā)生的事故分析中可以看出,各種運(yùn)輸設(shè)備的不安全因素主要表現(xiàn)在:
(1)線路:鋼軌或魚尾板折斷,軌道幾何尺寸(軌距、水平)超限,脹軌跑道,道岔病害,路基損毀等;
(2)車輛:斷軸,制動梁或下拉桿脫落,制動裝置失靈等;
(3)機(jī)車:制動系統(tǒng)故障,自動停車裝置失靈,蒸汽機(jī)車搖連桿裂損、燒漏易熔塞,內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)、傳動裝置、電機(jī)、電器破損,電力機(jī)車主變壓器絕緣被擊穿,電器設(shè)備短路著火,電氣化鐵路供電系統(tǒng)故障等;
(4)信號及通信設(shè)備、機(jī)械部分故障,電氣接點(diǎn)接觸不良,信號燈熄滅,電線短路、斷路、混線、虛接等。
2.3 環(huán)境影響因素分析
(1)自然環(huán)境
高溫和高寒都會對行車安全造成影響。高溫使人容易疲勞,高寒情況下人要多穿衣服使得行動遲緩。溫和高寒同時會對人的心理造成影響。高溫時人會變得煩躁,高寒時人會變得懶惰。嘈雜的噪聲使人難以發(fā)現(xiàn)異常聲響和報警信號;照明不夠和大霧天氣使人不易識別物體;有害氣體和粉塵損害人的身體健康等。
(2)社會環(huán)境
家庭矛盾、人際關(guān)系、社會風(fēng)氣和崗位工作安排會對工作人員的心理造成影響。一些不法之徒也對行車安全構(gòu)成危害。
3.保障鐵路行車安全的建議
3.1 提高人員素質(zhì)的建議
(1)在任用人員時,應(yīng)該對其進(jìn)行職工適應(yīng)性測試,以便于為工作挑選最合適的人,減少潛在的不安全隱患。
(2)根據(jù)本單位的實(shí)際情況以及運(yùn)輸?shù)尽⑼镜淖兓皶r調(diào)整不同工作崗位的人數(shù),工作量大時,應(yīng)該增加人員;反之,應(yīng)該精簡人員。
(3)對工作人員尤其是調(diào)度員等重要崗位的人員進(jìn)行定期的考核,包括理論知識和實(shí)踐能力的考核,提高工作人員的工作水平。
3.2 設(shè)備因素的改善辦法
防止和排除人為錯誤的設(shè)備:如機(jī)車信號、自動停車裝置、列車無線調(diào)度電話、車站辦理進(jìn)路的監(jiān)督設(shè)備、列車運(yùn)行速度的測錄設(shè)備等。
對各種固定和移動設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測診斷的設(shè)備:如熱軸探測和報警設(shè)備、電磁探傷設(shè)備、超限界報警裝置、各種自然災(zāi)害的報警設(shè)備等。兼有擴(kuò)能和安全作用的設(shè)備 如自動閉塞、電氣集中、調(diào)度集中、列車自動控制設(shè)備等。
3.3環(huán)境因素的解決措施
(1)社會環(huán)境因素安全保障措施
鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)各次管理部門要落實(shí)鐵路企業(yè)安全目標(biāo)、安全責(zé)任制和獎罰激勵制度;加大安全技術(shù)設(shè)備的投入,依靠科技加強(qiáng)安全監(jiān)控及通過深入細(xì)致的思想工作,提高職工思想和業(yè)務(wù)素質(zhì);關(guān)心職工生活,解決后顧之憂;增強(qiáng)內(nèi)部團(tuán)結(jié),建立融洽的人際關(guān)系;
(2)自然環(huán)境因素安全保障措施
鐵路選線,應(yīng)做好地質(zhì)、水文和氣象等勘察工作;做好自然災(zāi)害的預(yù)、確報工作及設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的監(jiān)測診斷工作。
(3)作業(yè)環(huán)境因素安全保障措施
在改善作業(yè)環(huán)境過程中,應(yīng)嚴(yán)格按照國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施,有效防止人員疾病、中毒現(xiàn)象發(fā)生,避免過早疲勞和不舒適感、使作業(yè)人員在繁忙的工作中,仍能保持良好的心態(tài)和充沛的精力,把行車安全建立在良好的作業(yè)環(huán)境條件基礎(chǔ)上。
參考文獻(xiàn):
[1] 施其洲.運(yùn)輸安全系統(tǒng)工程[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2006.
[2] 陳佳玲,胡安洲等.鐵路行車安全保障系統(tǒng)構(gòu)成及其運(yùn)作[M].北京:中國鐵道出版社,2006.
一、電能質(zhì)量指標(biāo)
電能質(zhì)量的定義:導(dǎo)致用戶設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。這個定義簡單明晰,概括了電能質(zhì)量問題的成因和后果。隨著基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制設(shè)備與電子裝置的廣泛應(yīng)用,電力系統(tǒng)中用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負(fù)荷造成對電能質(zhì)量的污染與破壞,而電能作為商品,人們會對電能質(zhì)量提出更高的要求,電能質(zhì)量已逐漸成為全社會共同關(guān)注的問題,有關(guān)電能質(zhì)量的問題已經(jīng)成為電工領(lǐng)域的前沿性課題,有必要對其相關(guān)指標(biāo)與改善措施作討論和分析。
電能質(zhì)量指標(biāo)是電能質(zhì)量各個方面的具體描述,不同的指標(biāo)有不同的定義,參考IEC標(biāo)準(zhǔn)、從電磁現(xiàn)象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現(xiàn)象分類如下:
(1)低頻傳導(dǎo)現(xiàn)象:諧波、間諧波、電壓波動、電壓與電流不平衡,電壓暫降與短時斷電,電網(wǎng)頻率變化,低頻感應(yīng)電壓,交流網(wǎng)絡(luò)中的直流;(2)低頻輻射現(xiàn)象:磁場、電場;(3)高頻傳導(dǎo)現(xiàn)象:感應(yīng)連續(xù)波電壓與電流,單向瞬態(tài)、振蕩瞬態(tài);(4)高頻輻射現(xiàn)象:磁場、電場、電磁場(連續(xù)波、瞬態(tài));(5)靜電放電現(xiàn)象。
對于以上電力系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象,穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可以利用幅值、頻率、頻譜、調(diào)制、缺口深度和面積來描述,非穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象可利用上升率、幅值、相位移、持續(xù)時間、頻譜、頻率、發(fā)生率、能量強(qiáng)度等描述。
保障電能質(zhì)量既是電力企業(yè)的責(zé)任,供電企業(yè)應(yīng)保證供給用戶的供電質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn);同時也是用戶(擁有干擾性負(fù)荷)應(yīng)盡的義務(wù),即用戶用電不得危害供電;安全用電;對各種電能質(zhì)量問題應(yīng)采取有效的措施加以抑制。
電能質(zhì)量指標(biāo)國內(nèi)外大多取95%概率值作為衡量依據(jù),并需指明監(jiān)測點(diǎn),這些指標(biāo)特點(diǎn)也對用電設(shè)備性能提出了相應(yīng)的要求。即電氣設(shè)備不僅應(yīng)能在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)正常運(yùn)行,而且應(yīng)具備承受短時超標(biāo)運(yùn)行的能力。
二、電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
綜合新頒布的電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)達(dá)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),中低壓電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分5大類13個指標(biāo)。
(1)頻率偏差:包括在互聯(lián)電網(wǎng)和孤立電網(wǎng)中的兩種;
(2)電壓幅值:慢速電壓變化(即電壓偏差);快速電壓變化(電壓波動和閃變);電壓暫降(是由于系統(tǒng)故障或干擾造成用戶電壓短時間(10ms~lmin)內(nèi)下降到90%的額定值以下,然后又恢復(fù)到正常水平,會使用戶的次品率增大或生產(chǎn)停頓);短時斷電(又稱電壓中斷,是由于系統(tǒng)故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失(3min,電壓中斷使用戶生產(chǎn)停頓,甚至混亂);長時斷電;暫時工頻過電壓;瞬態(tài)過電壓;
(3)電壓不平衡;
(4)電壓波形:諧波電壓;間諧波電壓;(由較大的波動或沖擊性非線性負(fù)荷引起,如大功率的交一交變頻,間諧波的頻率不是工頻的整數(shù)倍,但其危害等同于整數(shù)次諧波)。
(5)信號電壓(在電力傳輸線上的高頻信號,用于通信和控制)
三、電能質(zhì)量污染的治理
1、治理的基礎(chǔ)性工作
首先要掌握供電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài),對電能質(zhì)量開展實(shí)時監(jiān)測,以掌握其動態(tài);第二是分析診斷其變化,即在詳細(xì)分析電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,利用仿真軟件對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的固有諧振特性進(jìn)行計(jì)算與分析,排除虛假的諧波干擾;第三是開展系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)和改造,變電站的設(shè)計(jì)和投運(yùn)以及新的電力用戶投運(yùn)之前都要進(jìn)行諧波源負(fù)荷及電能質(zhì)量要求等方面的技術(shù)咨詢,線路網(wǎng)絡(luò)改造和建設(shè)也要結(jié)合運(yùn)行負(fù)荷的特點(diǎn)和措施,以降低線損,降低設(shè)備損失事故,最后才是開展濾波裝置或無功補(bǔ)償裝置的研制、調(diào)試和現(xiàn)場測試,以了解治理后的效果,并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
2、SVC裝置
近些年來發(fā)展起來的SVC裝置是一種快速調(diào)節(jié)無功功率的裝置,已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負(fù)荷的補(bǔ)償,它可使所需無功功率作隨機(jī)調(diào)整,從而保持在非線性、沖擊性負(fù)荷連接點(diǎn)的系統(tǒng)電壓水平的恒定。
Qi=QD+QL-Qc(2)
式(2)中Qi、QD、QL、Qc分別為:系統(tǒng)公共連接點(diǎn)的無功功率、負(fù)荷所需的無功功率、可調(diào)(可控)電抗器吸收的無功功率、電容器補(bǔ)償裝置發(fā)出的無功功率,單位均為kvar。
當(dāng)負(fù)荷產(chǎn)生沖擊無功QD時,將引起
Qi=QD+QL+Qc(3)
其中Qc=0,欲保持QC不變,即Qi=0,則QD=-QL,即SVC裝置中感性無功功率隨沖擊負(fù)荷無功功率作隨機(jī)調(diào)整,此時電壓水平能保持恒定不變。
SVC由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯(lián)而成,主要有四種型式:
(1)可控硅閥控制空芯電抗器型(稱TCR型)SVC,它用可控硅閥控制線性電抗器實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)的無功功率調(diào)節(jié),它具有反應(yīng)時間快(5~20ms)、運(yùn)行可靠、無級補(bǔ)償、分相調(diào)節(jié),能平衡有功,適用范圍廣,價格便宜等優(yōu)點(diǎn)。TCR裝置還能實(shí)現(xiàn)分相控制,有較好的抑制不對稱負(fù)荷的能力,因而在電弧爐系統(tǒng)中采用最廣泛,但這種裝置采用了先進(jìn)的電子和光導(dǎo)纖維技術(shù),對維護(hù)人員要專門培訓(xùn)提高維護(hù)水平。
(2)可控硅閥控制高阻抗變壓器型(TCT型),優(yōu)點(diǎn)與TCR型差不多,但高阻抗變壓器制造復(fù)雜,諧波分量也略大一些。由于有油,要求一級防火,只宜布置在一層平面或戶外,容量在30Mvar以上時價格較貴,不能得到廣泛采用。
(3)可控硅開關(guān)控制電容器型(TSC):分相調(diào)節(jié)、直接補(bǔ)償、裝置本身不產(chǎn)生諧波,損耗小,但是它是有級調(diào)節(jié),綜合價格比較高。
(4)自飽和電抗器型(SSR型):維護(hù)較簡單,運(yùn)行可靠,過載能力強(qiáng),響應(yīng)速度快,降低閃變效果好,但其噪音大,原材料消耗大,補(bǔ)償不對稱電爐負(fù)荷自身產(chǎn)生較大諧波電流,無平衡有功負(fù)荷的能力。
3、無源濾波裝置
該裝置由電容器、電抗器,有時還包括電阻器等無源元件組成,以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路,以達(dá)到抑制高次諧波的作用;由于SVC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)擴(kuò)大到容性區(qū),所以濾波器與動態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián),這樣既滿足無功補(bǔ)償、改善功率因數(shù),又能消除高次諧波的影響。
4、有源濾波器
雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結(jié)構(gòu)簡單及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)階段廣泛用于配電網(wǎng)中,但由于濾波器特性受系統(tǒng)參數(shù)影響大,只能消除特定的幾次諧波,而對某些次諧波會產(chǎn)生放大作用,甚至諧振現(xiàn)象等因素,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,人們將濾波研究方向逐步轉(zhuǎn)向有源濾波器(ActivePowerFliter,縮寫為APF)。
APF即利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流,使電源的總諧波電流為零,達(dá)到實(shí)時補(bǔ)償諧波電流的目的。它與無源濾波器相比,有以下特點(diǎn):
a.不僅能補(bǔ)償各次諧波,還可抑制閃變,補(bǔ)償無功,有一機(jī)多能的特點(diǎn),在性價比上較為合理;
b.濾波特性不受系統(tǒng)阻抗等的影響,可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險;