電氣化鐵路基本知識(shí)電氣化鐵路的優(yōu)點(diǎn)
電氣化鐵路基本知識(shí)電氣化鐵路的優(yōu)點(diǎn)
電氣化鐵路主要指電力機(jī)車牽引的鐵路。那么你對(duì)電氣化鐵路了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于電氣化鐵路基本知識(shí)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
電氣化鐵路基本知識(shí)
一、什么是電氣化鐵路
電氣化鐵路主要指電力機(jī)車牽引的鐵路。由于電力機(jī)車本身不帶能源裝置，他所需要的動(dòng)力能源靠外部供給。它比蒸汽、內(nèi)燃機(jī)車牽引的鐵路增加了一套牽引供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)主要由變電所、接觸網(wǎng)和繼電保護(hù)裝置組成。
二、電氣化安全知識(shí)學(xué)習(xí)宣傳的必要性
電氣化鐵路送電開通使用初期，由于部分沿線附近居民對(duì)架空式接觸及其相連的部件帶有25KV高壓電嚴(yán)重威脅人身安全的危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)不足，曾多次發(fā)生人員傷亡事故。對(duì)于接觸網(wǎng)及其相連接的部分上是否有電，人們難以直接判斷，一些人誤認(rèn)為“高壓并不危險(xiǎn)”，一旦發(fā)生觸電傷亡事故，人們才真正理解到“高壓危險(xiǎn)”是千真萬確的，所以電氣化安全知識(shí)必須做到“家喻戶曉，人人皆知”。
三、電氣化鐵路那些設(shè)備部件上帶有25kV的高壓電?對(duì)人身安全有何要求?
在電氣化鐵路上，下列設(shè)備部件上帶有25kV的高壓電：
(1)接觸網(wǎng)及其相連接的部件(包括導(dǎo)線、承力索);
(2)電力機(jī)車主變壓器的一側(cè);
(3)接觸網(wǎng)支柱及其金屬結(jié)構(gòu)上，當(dāng)接觸網(wǎng)的絕緣損壞，且未裝接地線或地線損壞時(shí)，瞬間會(huì)帶有高壓電。
為保證人身安全，除供電專業(yè)人員可按規(guī)定的程序和措施，使用各種絕緣梯車，對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行直接、間接帶點(diǎn)作業(yè)外，其他人員及其攜帶的非絕緣物件，在任何情況下，不但不能直接碰觸帶電體，而且還必須與其保持2m安全距離。
四、電氣化鐵路主要安全標(biāo)志
為防止過往人員、車輛發(fā)生觸電傷亡事故，確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，鐵路部規(guī)定在電氣化鐵路有關(guān)設(shè)備上涂寫或懸掛清楚的標(biāo)志，以提醒過往人員不準(zhǔn)接觸靠近。主要由以下標(biāo)志;“有電禁止攀登”、高壓危險(xiǎn)”。
五、在電氣化鐵路區(qū)段發(fā)生人身觸電故障后，應(yīng)采取哪些急救措施?
使用電者迅速脫離電源，就是要把觸電者接觸的那一部分帶電設(shè)備脫離。在脫離電源中，救護(hù)人員即要救人，也要注意自我保護(hù)。
如果接觸電者距離現(xiàn)場隔離開關(guān)較近時(shí)，應(yīng)立即拉開隔離開關(guān)，切斷電源。
如果觸電者距離現(xiàn)場隔離開關(guān)較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)采用拋線短路法，即用一根金屬導(dǎo)線，將導(dǎo)線一端牢固接到鋼軌上。另一拋掛在接觸網(wǎng)上迫使?fàn)恳冸娝_關(guān)短路跳閘，拋線地點(diǎn)應(yīng)距觸電者考牽引變電所一側(cè)10米以上，并注意防止短路電流傷人。
六、人員發(fā)生觸電后采取什么急救措施?
一是病人神志清醒，但有乏力、頭昏、心慌、出冷汗、惡心、嘔吐等此類癥狀的，應(yīng)使病人就地安靜休息，癥狀嚴(yán)重的，小心護(hù)送醫(yī)院檢查治療;二是病人呼吸，心跳尚存，但神志昏迷，應(yīng)將病人仰臥，保持周圍空氣流通，注意保暖，做好人工呼吸和心臟擠壓的準(zhǔn)備工作，并立即通知醫(yī)療部門或用擔(dān)架送病人去醫(yī)院搶救;三是如果病人處于“假死”狀態(tài)，應(yīng)立即對(duì)癥施行人工呼吸法或者心臟擠壓法或者兩種方法同時(shí)進(jìn)行搶救，并速請(qǐng)醫(yī)生的到來，在送往醫(yī)院的途中，也不能停止急救工作。
七、接觸網(wǎng)附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)如何消防滅火?
接觸網(wǎng)附近發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)立即向列車調(diào)度員、電力調(diào)度員或接觸網(wǎng)工區(qū)值班人員報(bào)告，組織有關(guān)人員滅火，再根據(jù)再根據(jù)火災(zāi)地點(diǎn)、火災(zāi)地點(diǎn)，火勢(shì)和消防滅火的需要，確定接觸網(wǎng)是否停電。
用水或一般滅火器澆滅距離接觸網(wǎng)帶有部分不足4M的燃著物體時(shí)，接觸網(wǎng)必須停電。使用砂土滅火時(shí)，距離接觸網(wǎng)帶電部分2M以外者，接觸網(wǎng)可以不停電。
用水澆滅距離接觸網(wǎng)4M以外的燃著物時(shí)，接觸網(wǎng)可以不停電。但是，水管不準(zhǔn)朝接觸網(wǎng)方向噴射，水流與接觸網(wǎng)帶電部分應(yīng)保持2M安全距離。為此，消防人員最好站在同一側(cè)，向網(wǎng)相反方向噴水滅火。站在消防車上滅火時(shí)，要注意人體、消防器材與接觸網(wǎng)帶電部分保持2M安全距離。
電氣化鐵路的優(yōu)點(diǎn)
電氣化鐵路是一種現(xiàn)代化的鐵路運(yùn)輸工具，和使用的內(nèi)燃、蒸汽機(jī)車牽引的鐵路相比，具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性。
能大幅度提高運(yùn)輸能力
由于電力機(jī)車以外部電能作動(dòng)力，它不需要自帶動(dòng)力裝置，可降低機(jī)車自重，這樣，在每根軸的荷重相同的條件下，其軸功率較大，目前國內(nèi)的電力機(jī)車最大為7200千瓦，內(nèi)燃機(jī)車為500千瓦，在相同的牽引重量時(shí)，其速度較高。而在相同速度下，其牽引力較大?？瓦\(yùn)用的SS8型電力機(jī)車持續(xù)速度為100公里/時(shí)，而DF11型內(nèi)燃機(jī)車只有65.5公里/時(shí)。從貨運(yùn)機(jī)車的功率來比較，SS4型電力機(jī)車為6400千瓦，DF10型內(nèi)燃機(jī)車為3245千瓦，而前進(jìn)型蒸汽機(jī)車僅為2200千瓦。由上述數(shù)字可以看出，因?yàn)殡娏C(jī)車的功率大，所以它的牽引力大和持續(xù)速度較高，從而大大提高了運(yùn)輸能力。
節(jié)約能源，降低運(yùn)輸成本
鐵路運(yùn)輸是國家能源消耗的一個(gè)大戶。因此，牽引動(dòng)力類型的選擇對(duì)于合理使用能源具有重要意義。
電力牽引的動(dòng)力是電能，從我國能源生產(chǎn)的發(fā)展來看，“八五”期間發(fā)電量增長32%，原煤增長13%，原油增長5.1%;1995年電力牽引用電量僅占全國發(fā)電量的0.64%;再以宏觀的能源結(jié)構(gòu)看，原油儲(chǔ)量遠(yuǎn)少于煤炭、水力，而一些無法直接使用電能的水上、陸地和空中運(yùn)輸工具及移動(dòng)機(jī)械卻需要大量的液體燃料，因此，電力牽引是最合理的牽引動(dòng)力。電力牽引每萬噸公里的能耗比其它牽引約低1/3，根據(jù)1990年全路運(yùn)輸業(yè)務(wù)決算報(bào)告，以每萬噸公里機(jī)務(wù)成本計(jì)算，電力機(jī)車為100%，則內(nèi)燃機(jī)車為136.9%，蒸汽機(jī)車為135.1%。
有利于保護(hù)環(huán)境，并能增加安全可靠程度
電力機(jī)車無廢氣、煙塵，對(duì)空氣無污染，另外噪音較小，特別在通過長大隧道時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)更為顯著，這不僅改善了司機(jī)的工作條件和旅客的舒適度，而且對(duì)鐵路沿線城市、郊區(qū)的污染也減到最小程度。電力機(jī)車裝有大功率的電氣制動(dòng)裝置，可用于長大下坡的速度調(diào)整，從而可以大大提高列車運(yùn)行的安全度。
電氣化鐵路的供電方式
軌道供電
采用軌道供電的電氣化鐵路通常鋪設(shè)有額外的供電軌道，用來連接電網(wǎng)和機(jī)車，為機(jī)車提供電力供應(yīng)，亦被稱為第三軌供電，這條軌道被稱為第三軌。
高架電纜
高架電纜連接在電氣化鐵路的供電電網(wǎng)上，分為柔性和剛性兩類，電力機(jī)車或動(dòng)車組通過架式集電弓連接接觸網(wǎng)，從其中取電。
架空電纜和高架電纜是香港和臺(tái)灣的說法，在中國大陸通常被稱為接觸網(wǎng)供電。在中國大陸，架空電纜和高架電纜一般是指高壓輸電線路。
兩種導(dǎo)線類型，最終都通過列車正常的運(yùn)行軌道接地形成回路。也有少數(shù)鐵路使用第四軌(例如倫敦地鐵)作為電流回路。
高架電纜有個(gè)好處，就是同時(shí)能當(dāng)高壓輸電道，如日本京急線。
直流
早期的電氣化鐵路采用電壓相對(duì)低的直流供電。機(jī)車或動(dòng)車組的電動(dòng)機(jī)直接連接在電網(wǎng)主線上，通過并聯(lián)或串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)上的電阻和繼電器來進(jìn)行控制。
通常有軌電車和地鐵的電壓是600伏和750伏，鐵路使用1500伏和3000伏。過去車輛使用旋轉(zhuǎn)變流器來將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。一般使用半導(dǎo)體整流器完成這個(gè)工作。
采用直流供電的系統(tǒng)比較簡單，但是它需要較粗的導(dǎo)線，車站之間距離也較短，并且直流線路有顯著的電阻損失。
荷蘭、日本、澳大利亞、印尼、馬來西亞的一些地區(qū)、法國的少數(shù)地區(qū)使用1500V的直流電，其中，荷蘭實(shí)際使用的電壓大 約有1600V到1700V。
比利時(shí)、意大利、波蘭、捷克北部、斯洛伐克、前南斯拉夫、前蘇聯(lián)使用3000V直流電。
低頻交流電
一些歐洲國家使用低頻交流電來給電力機(jī)車供電。德國、奧地利、瑞士、挪威和瑞典使用15千伏16.67赫茲(電網(wǎng)頻率50Hz的三分之一)的交流電。美國使用11千伏或12.5千伏25赫茲的交流電。機(jī)車的電機(jī)通過可調(diào)變壓器來控制。
工頻交流電
匈牙利曾經(jīng)在二十世紀(jì)三十年代在電氣化鐵路上使用50赫茲的交流電。然而直到五十年代以后才被廣泛使用。
一些電氣化機(jī)車使用變壓器和整流器來提供低壓脈動(dòng)直流電給電動(dòng)機(jī)使用，通過調(diào)節(jié)變壓器來控制電動(dòng)機(jī)速度。另一些則使用可控硅或場效應(yīng)管來產(chǎn)生突變交流或變頻交流電來供應(yīng)給機(jī)車的交流電機(jī)。
這樣的供電形式比較經(jīng)濟(jì)，但是也存在缺點(diǎn)：外部電力系統(tǒng)的相位負(fù)荷不等，而且還會(huì)產(chǎn)生顯著的電磁干擾。
中國、法國、英國、芬蘭、丹麥、前蘇聯(lián)、前南斯拉夫、西班牙(標(biāo)準(zhǔn)軌高鐵路段)、日本(東北、上越、北海道新干線及北陸新干線輕井澤以東)、使用單相25千伏50赫茲電力供應(yīng)，臺(tái)灣高速鐵路、臺(tái)灣鐵路管理局、韓國、日本(東海道、山陽、九州新干線及北陸新干線輕井澤以西)使用單相25千伏60赫茲電力供應(yīng)，而美國通常使用單相12.5千伏和25千伏60赫茲的交流電。另外日本東北、北海道地區(qū)使用20千伏50赫茲交流電，北陸地區(qū)、九州地區(qū)使用20千伏60赫茲交流電。
多種系統(tǒng)供電
因?yàn)橛羞@么多的供電方式，有時(shí)候甚至一個(gè)國家內(nèi)采用不同的方式(如日本關(guān)東以南是60Hz，但東北及北陸以北是50Hz)，所以列車經(jīng)常必須從一種供電方式轉(zhuǎn)向?yàn)榱硪环N供電方式。其中一種方法是在換乘站更換機(jī)車，當(dāng)然，這樣很不方便。
另一種方法是使用支持多種供電系統(tǒng)的機(jī)車。在歐洲，通常是支持四種供電系統(tǒng)(直流1.5千伏、直流3千伏、交流15千伏16.67赫茲、交流25千伏50赫茲)的機(jī)車，這樣，它在從一個(gè)供電系統(tǒng)到另一個(gè)的時(shí)候就可以不用停留。
而日本國鐵在上世紀(jì)60年代初已有交直流對(duì)應(yīng)的列車機(jī)車、但當(dāng)時(shí)只能對(duì)應(yīng)其中50/60一個(gè)赫茲，俗稱“單交直流型 ”。直至60年代尾才成功研發(fā)可在全日本電化區(qū)間的行走用的多種供電系統(tǒng)(直流1.5千伏、交流25千伏50/60赫茲)，俗稱“雙交直流型”，并開始引進(jìn)當(dāng)時(shí)量產(chǎn)中的列車機(jī)車系列上，但在1987年由JR分社經(jīng)營后，由于預(yù)期旅客電車不需再作全國性的調(diào)動(dòng)或行走，加上雙交直流型電車成本較高，故除了至國鐵末年仍量產(chǎn)中的415系1500番臺(tái)及之后的JR東日本的E653系及是雙交直流型電車外，單交直流型的旅客電車從新被各JR旅客會(huì)社采用。
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