电气化铁道论文范文

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第1篇

一、专业的职业面向和人才需求分析

（一）电气化铁道技术专业职业面向

电气化铁道技术专业培养掌握电气化铁道技术的基本理论和操作技能，能够胜任电气化铁路变电所、接触网的运行、检修和日常维护等岗位工作，适应电气化铁路发展需要的高素质技术技能型人才。通过现场调研、企业专家访谈和毕业生跟踪调查，本专业毕业生就业主要面向铁路局供电段，城际铁路、城市轨道交通企业，采用电气化铁道运输的工矿企业的供电部门，以及电气化铁路工程施工单位。主要就业岗位有接触网工、变配电值班员、变电所检修工、电力线路工。

（二）电气化铁道技术专业人才需求分析

根据《国家中长期铁路网规划》，到2020年全国铁路营业里程达12万公里，电气化铁路也由目前3万多公里增至6万多公里。据预算，未来8年全国铁路电气化铁道供电人才需求11万，年均1.38万。全国城市轨道交通企业未来3年电气化铁道供电人才缺口1.25万左右。从人才需求层次结构分析，研究生、本科生和高职大专生的需求比例大约为10%、30%和60%，因此高职大专生是铁路用人单位招聘的主要对象[1]。

二、基于岗位导向“三双、四模块、四阶段”人才培养模式构建

（一）“三双、四模块、四阶段”工学结合人才培养模式内涵

通过工作任务和岗位能力分析，电气化铁道技术专业所涉及的接触网检修、变配电值班、变电所检修、电力线路检修四工种对应的岗位任职要求各有不同，但必需掌握的基础知识相同。根据这四个岗位的任职要求，结合国家岗位职业资格标准，确定岗位导向“三双、四模块、四阶段”工学结合人才培养模式的内涵。

“三双”即为“双主体”“双导师”“双形式”。“双主体”，即校企“双主体”合作培养。以合作办学、合作育人、合作就业、合作发展为主线，创新校企合作办学体制、校企合作育人机制、校企合作双赢机制以及校企文化融合机制。与企业建立联合制定计划、联合组织教学、联合开发课程、联合聘请教师、联合评价质量等制度，充分发挥专业建设指导委员会的作用，确保企业全程参与专业建设。围绕学校和企业发展的共同点，建立实训基地共建共用、科技咨询与服务、竞赛培训与鉴定、顶岗实习实训、“订单式”“定岗定向式”人才培养等机制，促进校企深度融合，实现互利共赢。“双导师”，即校企“双教师”联合培养。建立校内教师与校外教师共同指导学生的“双导师”制度，采取“双教师”教学模式，成立“1+X+Y”课程组，由校内专职教师任课程负责人，多个校内专任教师和多个校外兼职教师组成课程组在顶岗实习、毕业设计、课程实训、3G实景课堂等方面开展教学活动。“双形式”，即采用理论教学与实践教学交替进行的教学组织形式。建立多岗轮换实践制度，在不同的合作单位或同一单位的不同岗位上完成专业综合实践，使学生对职业领域的多个岗位都具备一定的实践经验。

“四模块”，即课程体系由综合素质能力、职业基础能力、职业岗位能力和拓展能力模块构成。在课程体系的设计上，强化职业需求导向，突出学生综合素养和专业知识与能力培养，增加了以培养学生可持续发展为目标的专业拓展能力课程模块。

“四阶段”，即将三年的6个学期中的第3至第5个学期各分成2个小学期，这样总共有9个学期。其中第1～3学期为第一阶段，以文化基础知识和专业基础知识学习为主，同时安排学生到合作企业进行专业认识实习，开展专业基本技能项目训练;第4～7学期为第二阶段，以专业知识和专业单项技能、综合技能项目训练为主，并获取职业资格等级证书;第8学期为第三阶段，为拓展能力模块学习阶段;第9学期为第四阶段，为毕业设计和毕业顶岗实习阶段，通常为期半年。学校根据就业企业的分配安排学生对口进行顶岗实习，学生在顶岗实习期间结合企业真实课题完成毕业设计。

（二）基于工作过程系统化的“模块化、项目化”课程体系构建

按照工作过程系统化理念，由行业企业专家、专业建设专家、课程开发专家、教学改革专家和专业教师组成的专业建设和课程开发团队，从接触网检修与施工、电力线路检修、变电所检修、变配电值班等典型工作任务分析入手，制定四个岗位的知识结构、能力结构和素质结构，确定专业行动领域和学习领域课程，构建与专业培养目标相适应的“模块化、项目化”课程体系，如图1所示。课程体系包括综合素质课程、职业基础能力课程、岗位能力课程和拓展能力课程四个模块，岗位能力课程又分别由四个岗位的课程模块构成。课程结构采用项目式结构进行设计，每个项目就是一个完整的工作任务，课程内容融入国家职业资格标准和企业岗位标准，按照职业能力培养要求，突出项目式教学[2]。

（三）“教学做一体”的教学模式构建

基于工作过程系统化的“模块化、项目化”课程体系采用模块化结构，课程全部以项目式结构进行设计，比如《小型电子产品制作》是由直流稳压电源制作、小型防盗器制作、双声道音响制作、病房呼叫系统制作和电子脉搏计数器制作等5个项目构成。每个项目包括学时、学习情境描述、学习目标、学习内容、教学环境设备与材料、作品和考核评价、学习过程分析记录、学习感受与信息反馈等。为保障项目化课程教学，专业系部建设了一体化实训室11间和铁路供电综合实训站场1个，真正实现“做中教，做中学”;同时所有教室都能利用职教新干线，借助云平台实现“空间教学”。

三、“三双、四模块、四阶段”人才培养模式实施建议

（一）建立和完善适合人才培养模式的各种机制

借助铁路运输职业教育集团平台，主动与集团内企业共同制订计划、共同组织教学、共同开发课程、共同聘请教师、共同制订评价质量等，确保合作企业全程参与 专业建设，形成学校和企业两个教学主体。建立和完善实训基地共建共享机制、员工联合培训机制、专家和教师结对帮扶机制等，促进校企深度合作，实现互利双赢。

（二）构建基于岗位模块式课程体系

以岗位职业能力为依据，按照岗位及其工作任务，构建由综合素质课程、职业基础能力课程、岗位能力课程和拓展能力课程四个模块构成的课程体系[3]，岗位能力课程又分别由四个岗位的课程模块构成。采用项目化课程结构开发课程，使知识与技能有机融合，项目与任务紧密结合，实现“边做边教，边做边学”。

（三）建立全过程、多方位教学质量监控体系

教学质量监控具体要通过教学质量评估、教学过程监控和校内专业评估等措施实现[4]。由教务处牵头，系部具体负责教学质量评估，评价指标包括课程考核、专业技能抽查、职业资格证获取率、实习实训效果、企业满意度、毕业生发展等。建立“学院、处室、系部、教研室”四级随堂听课，“督导室、系主任、同行、企业、学生”五方面评教，“期初、期中、期末”三个常规检查，所有信息共享的教学全过程监控制度和奖[dylW.NEt专业提供写作毕业论文的服务，欢迎光临wwW. DYlw.NEt]惩制度。组建专业评估委员会，从专业人才培养地位描述、专业调查、专业建设概况、专业教学师资、专业课程体系、专业教学设备设施、专业重点项目等方面开展校内专业评估。

参考文献：

[1]刘国联，何燕，张敏海.高职电气化铁道技术专业人才需求调研与人才培养建议[J].考试周刊，2013（91）：152-153.

[2]汤光华，周哲民，匡芬芳，等.“工学交替、三层三贯穿”人才培养模式的探索与实践[J].成人教育，2013（9）：53-55.

[3]任津瑶，贾明昭，刘燕，等.高职医学影像技术专业“能力递进式”工学结合人才培养模式构建[J].职业技术教育，2009（32）：34-35.

[4]蔡敏华.高职旅游管理专业“分阶段螺旋式”工学结合人才培养模式探索[J].职业技术教育，2010（31）：9-11.

第2篇

【关键词】电气化铁路；负荷特性；计量方案

随着电力技术的快速发展和科学技术的迅速提高，使我国电气化铁路得到了迅速的发展。在进行电气化铁路运行过程中，通常需要将高次谐波电流注入电力系统中，会在一定程度上影响了电力系统的电压波形。在影响了电力运行系统时，会对电网安全和经济运行产生一定的危害，并且也需要制定科学合理的电能计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。

1 电气化铁路的影响以及负荷特点

（1）电气化铁路对电网波形的影响。在电气化铁路中注入高次谐波电流，会对电网波形产生一定的影响。电气化铁力对电网波形产生的影响，使得电网波形发生畸变的现象，而在电网电压电流的信号中，使信号也不再是周期正弦信号，没有具备一定的平稳性。在对其进行分析时，电气化铁路会对电力系统谐波产生一定的影响，通常出现污染的现象，由于多次谐波的组合。在组合的多次谐波中，主要是奇次谐波。

（2）电气化铁路符合的特点。在电力系统中，电气化铁路是其主要的不平衡负荷和谐波源负荷。在电气化铁路中，通常是采用单相电力牵引，作为电力机车。当出现不对称的电流时，会对电力系统中的对称运行条件造成一定的影响，使运行条件出现损坏的现象，导致电力系统的负序分量大幅度增加。其次电力机车主要是整流型负荷，它会产生多次的谐波，并且注入电网中。在交流侧方面，电力机车会产生全部的频次谐波，并包括基波。当产生负序分量和谐波时并注入电网，从而会对电力系统产生严重的影响。

在电气化铁路中，电气牵引网的特点主要包括：用电量大、通常分布在较广的铁道线，并覆盖在广泛的公用供电区等。电力机车有着较大的功率和速度，并且负载状况也会发生频繁的状况，电力机车不仅会产生大量的电力谐波，且具备着不断变化的特点，也会对公用电网产生波动的现象，从而对电力系统产生严重的影响。

总而言之，电气化铁路用电负荷的特点主要包括：较大的容量和负序电流、较高的谐波含量；并且三相和电压会出现严重的不平衡现象，并且电流波形畸变等。用电负荷在具备着这些特点后，通常会对公用电网运行产生严重的影响，对电网的安全性和可靠性都产生影响。电气化铁路用电负荷不仅会对电力系统的电能质量和安全运行都会产生严重的影响，也会对电气化铁路牵引站的可靠性供电产生影响。而在危害电气化铁路因素中，主要就是电力谐波。

2 电力谐波计量方案

目前在谐波电能计量方式中主要分为两种，其一是感应式电能表，其二是电子式电能表。首先是感应式电能表，在谐波电能计量方式中，由于感应式电能表在工作时，有着较小的工作频率范围。在工频范围是45Hz-65Hz之间，它的铁芯才会对基波功率和电能进行测量。当输入信号的频率在发生变化后，使电流、电压磁通也会发生变化，而且电压和电流的夹角也会发生变化，从而引起驱动、抑制和补偿等力矩发生变化，造成计量出现误差的现象。当输入信号的频率不断增高时，误差向负方向也会增大，而计量只能得到较少的电量。在感应式电能表工作频率范围小于高次谐波的频率，从而感应式电能表不能在谐波电流中使用。

在电子式电能表对谐波电流进行计量时，由于数字化技术的快速发展，在很大程度上推动了谐波电流计量技术的发展，主要包括谐波和基波有功电能计量芯片和谐波无功电能计量芯片。在谐波电流计量技术中已经实现了非正弦计量。电子式电能表频率需要较宽的范围，当计量原理出现差异性后，在计量谐波电流时也会出现差异性。在利用电子式电能表进行计量时，主要有三种方式。

首先是普通计量方法。采用普通的计量方法对谐波电流进行计算时，需要利用数字乘法器的原理进行计量。在无功计量时，需要利用基波移相90度的方法。在普通电子表计量方式中，谐波源用户通常产生的谐波功率，会与基波功率相反，然后在向电网馈送，在普通电子表计量方式中会产生有功功率，造成总有功率的减少，也降低了有功电能。

其次是基波计量方式。在基波计量方式中，总有功功率与基波有功功率相等，当将非线性负载的影响消除后，通常也没有将对电网有害的谐波进行计算。

最后就是各次谐波叠加的计量方式。各次谐波叠加计量方式中当基波的有功功率加上各次输出谐波有功功率后就等于总有功功率。不仅将供电网电压中所造成损耗的谐波排除后，也计算了对电网有害的谐波有功功率，具备着较高的科学性、合理性和准确性。

3 选择谐波电流计量方案

（1）普通全波电能表。普通全波电能表应用在较广的范围中，有着最长的运行时间。在普通全波电能表中的有功电能中，主要是进行输入的谐波电能计量，将输出的谐波电能排除，主要适合在电网关口、电厂关口和非谐波源用户等进行计量收费，他们的电磁环境负荷都较为纯净。

（2）基波电能表。基波电能表可以有效的防止非线性负载对电能计量产生的影响，并且基波电能表计量出来的结果，通常都是按照谐波源用户的谐波情况。在基波电能表计量方式中，将电能计量点上的负谐波电能进行排除，只是对用户消耗的有功电能进行计量，并没有计量有害的谐波电能，因此，应用基波电能表只能是在电气化铁路等方面，对用户进行计量和收费。

（3）谐波电能表。谐波电能表在计量数据时，会大于和等于普通全波表所计量的数据。当谐波越大时，计量数据就会出现越大的差值。谐波电能表与其他两种计量方式相比有着更好的科学性、准确性和合理性。使用谐波电能表可以将用给谐波源用户消耗的有功电能进行全面的记录，同时也可以准确的计量用户向电网传输的谐波电能。谐波电能表作为有效的科学依据，可以帮助电力公司向用户征收较多的电费，并且也可以向污染电网的用户征收惩罚性电费。采用谐波电能表可以能够有效的抑制谐波污染，使电能质量得到有效的提高，另外也可以作为净化用电环境的有效手段。但是采用谐波电能表，需要耗费大量的成本。

4 总结

在电气化铁路负荷计量方案中，要对电气化铁路用电负荷的特性进行全面的分析，从而制定有效的计量方案。在制定计量方案时，要对普通全波电能表、基波电能表和谐波电能表进行全面的分析，然后根据它们的特性，从而选择最佳的计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。

参考文献：

[1]朱彬若.电气化铁路负荷特性分析和计量方案研究[J].第四届全国电磁计量大会文集，2007（05）.

[2]景德炎.电气化铁路负荷特性分析及供电方案相关问题的建议[J].会议论文，2008（11）.

第3篇

关键词 高速铁路电力供电系统

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.

中图分类号：U224 文献标识码：A

一、电力牵引供电系统的概述

（一）电力牵引供电系统

电力牵引供电系统，是指电气化铁路中由牵引变电所和接触网组成的向电力机车供给牵引用电能的系统。牵引变电所将电力系统通过高压输电线送来的电能加以降压和变流后输送给接触网，以供给沿线路行驶的电力机车。有些国家电气化铁路有时由专用发电厂供电。

电力牵引供电系统按照向电力机车提供的电流性质分为直流制和交流制，交流制又分工频单相交流制和低频单相交流制。我国电气化铁路采用工频单相交流制电力牵引，直流制电力牵引仅用于城市轨道交通运输系统和工矿运输系统。各种电流制的电力牵引供电系统的设备有很大的差别。

工频交流单相电力牵引供电系统主要有牵引变电所和牵引网组成，牵引网实行单相供电，由馈电线、接触网、轨道电路及回流线等组成。为了使电能有效、可靠地供给电力机车、开闭所等。我国规定牵引网额定电压为25kv，额定平率为50Hz。牵引供电构成的回路是：牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨和大地——回流线——牵引变电所。

（二）电力牵引特点

1、电力牵引机车本身不带燃料，可使用二次能源，为非自给式牵引动力，并由大容量电力系统供电，连接全国电网，能源有保证。

2、机车或动车组总功率大，具有启动和加速快、过载能力强，运输能力大等特点，能满足各种现代交通运输队快速、大运输能力的需要。

3、不造成空气和环境（噪声）污染，改善劳动条件。

4、电力牵引的总效率高，节约能源。我过的铁路机车牵引经历了蒸汽机车、内燃机和电力机车的发展阶段。

5、安全性高。随着信息技术、微电子技术的广泛应用，电力机车可实现实时检测故障、自动驾驶、遥测及遥控，电力牵引系统易于实现全面自动化和信息化，从而大力提高劳动生产效率和经济效益。

6、有利于铁路沿线实现电气化，促进工农业发展。

二、接触网供电概述

（一）接触网供电

从牵引供电回路可知，接触网受到牵引供电系统的影响。接触网是在电器化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。

接触网主要由以下内容组成：①基础构件，如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础；②基础安装结构件，这项内容的作用主要是连接接触网导线和基础构件；③接触网导线，这部分作用就是传输电流给电力机车；④其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等。接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。

接触网的电压等级：工频但相交流制度:25KV。

接触网主要通过单边供电、双边供电、越区供电及并联供电四种方式。

（二）优化接触网

接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给店里机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态讲直接影响着电气化铁道的运输能力。为了减少接触网的弊端，我们主要通过；接触网的控制；供电方式的调整；防干扰设施来优化接触网。

1、接触网的控制

由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：①在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车的正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。②接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备的使用年限。③要求接触网对地绝缘好，安全可靠。④设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。⑤在事故的情况下，便于抢修和迅速恢复送电。⑥尽可能地降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。

2、供电方式的选择

供电方式直流制电气化铁路接触网普遍采用两边供电方式，在相邻的两个牵引变电所供电的接触网中间设置分区亭，将接触网连通。运行中的电力机车由两边的牵引变电所同时供电。这种供电方式可降低接触网中的电能损失，减小接触网的电压降，一个牵引变电所停电时，电力机车运行不致中断。交流制电气化铁路则常采用一边供电方式，接触网在分区亭处断开，分区亭只在一边牵引变电所停电时接通，由另一边牵引变电所越区供电。

3、防干扰设施的建立

防干扰设施为了减少接触网电流的电磁感应对沿线通信电路的干扰，在交流制电气化铁路邻近城镇的区段将接触网每2～4公里划成一个吸流分段，设置回流线和吸流变压器。这时，电力机车的电流沿回流线流回牵引变电所，从而沿轨道和大地流回的电流很少。回流线和接触网的电流近似相等，方向相反，这就大大减轻了电气化铁路对沿线通信电路的干扰。这种方式的缺点是吸流变压器串接在电路中，加大了接触网阻抗。日本新建设的工频单相交流制电气化铁路采用了自耦变压器方式，沿铁路每10公里左右设置一台自耦变压器。自耦变压器中性点接地，一端接接触网，另一端接回流线，称为正馈（电）线。正馈线和接触网电流大小相等，方向相反，同样起着减小对通信电路干扰的作用。另一方面，由于接触网和正馈线之间电压为二倍接触网电压，沿接触网电压降便大大减小。

三、牵引供电系统主要供电设备

（一）电气设备的概述：

一次设备分：开关电器、变换电气、保护电器、补偿电气、成套装置和组合电气。

（二）牵引变压器

电力变压器是变电所中最重要的一次设备，其主要功能是变换电压和传输电能，将一次侧的电能通过电磁能量转换的方式传输到第二侧，同时根据应用的需要将电压升高或降低，完成电能的输送和分配。

（三）变压器分类

1、按相数分：单相变压器和三相变压器。

2、按用途分：普通用途分升压变压器和降压变压器：其他用途分电炉变压器、电焊

3、变压器、整流变压器、掉压变压器和实验变压器等。

4、按铁芯结构分：心式变压器和壳式变压器。

5、按绕组数目分：自耦变压器、双绕租变压器、三绕组变压器和多绕变压器。

6、按绕组材质分：铝绕组变压器和铜绕组变压器。

7、按冷却介质和冷却方式分：油浸式变压器和干式变压器。

四、总结

本文通过对电力牵引供电系统的了解认识，更好的理解了接触网对我国高铁的应用。有效的协调了牵引供电系统可能对临近线路接触网的影响。减少接触网的弊端，实现我国高铁未来的高速的发展。

参考文献

第4篇

[关键词]高等职业教育 应用型本科 人才培养模式

[作者简介]宋奇吼（1972- ），男，江西萍乡人，南京铁道职业技术学院铁道供电系主任，副教授，硕士，研究方向为高等职业教育。（江苏 南京 210031）李学武（1972- ），男，河南焦作人，郑州铁路职业技术学院电气工程系副主任，副教授，硕士，研究方向为高等职业教育。（河南 郑州 450052）

[课题项目]本文系交通职业教育教学指导委员会2011年全国交通职业教育科研立项项目“电气化铁道技术专业人才培养方案和课程标准的研究与实践”的研究成果之一。（项目编号：2011B31，项目主持人：宋奇吼）

[中图分类号]G717 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）12-0026-03

为贯彻落实《关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）、《教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见》（教职成[2011]12号），以及教育部召开的“现代职业教育体系建设国家专项规划编制座谈会”精神，依据江苏省教育厅《关于组织申报2012年江苏省现代职业教育体系建设试点项目的通知》（苏教高[2012]5号），按照 “提升高职学校服务产业发展能力，探索高端技能型人才系统培养模式”的要求，苏州大学与南京铁道职业技术学院两校选择“电气工程与自动化（电气化铁道技术）”专业作为试点改革项目，采取“3+2”分段培养模式联合进行应用型本科层次高端技能人才培养的探讨与实践。

苏州大学与南京铁道职业技术学院基于两校战略合作的基础，充分利用行业优势、高职院校实训资源优势、应用型本科的学科优势，取长补短，实施人才培养全程合作，为贯通高职教育与应用型本科人才培养进行了有效探索。为适应江苏经济转型与升级，满足社会对本科层次应用型高端技能人才的需求，两校拟探索培养专业基础扎实、专业技能突出、综合素质优良、满足地方经济发展需要的本科层次应用型高端技能人才，以期为推动地方区域经济的发展发挥更大的作用。

一、高职本科分段培养的社会行业背景

1.轨道交通供电产业急需本科层次的应用型高端技能人才。我国正在从“制造业大国”向“创造大国”转变，迫切需要大量高层次应用型人才。我国高职教育虽然在发展规模、内涵建设和教学质量等方面有较大的提升，但在创新型人才培养方面存在不足，与社会和经济发展对高端技能人才的需求仍有较大的差距。进入21世纪以来，我国城市轨道交通事业进入历史最快发展时期，江苏省各城市地铁建设如火如荼，南京地铁更是跃居国内城市地铁行业前列。江苏省地处长三角，城市轨道交通发达，城市轨道交通产业已成为江苏省十大支柱产业之一。随着青奥会的临近，南京地铁建设也进入了高峰期。与此同时，中国铁路行业步入了黄金发展期，路网建设全面铺开，时速350千米动车组等世界一流的高速铁路技术装备大量使用，我国高铁技术水平和建设规模均处于国际领先水平。长三角地区从2006年7月京沪线电气化改造开通以来，先后建成开通了京沪高铁、沪宁城际、合宁城际、京沪线等重要电气化干线，电气化营业里程为892.3千米。电力牵引具有非常明显的技术经济综合优势，牵引动力电气化已成为铁路技术改革的方向，是实现铁路现代化的重要步骤。

随着轨道交通行业的快速发展，轨道交通供电技术也同步发展，大量新设备、新工艺、新方法广泛使用，高端技术装备水平与现有人员较低素质之间的矛盾尤为突出，现场企业急需基础厚实、技能精湛的高端技能人才。目前在全国范围尤其是长三角地区，轨道交通供电产业的应用型高端技能人才不管在数量还是质量上均处于奇缺状态，人才招聘的普遍做法是相互高薪挖人，人才匮乏已经影响到轨道交通企业的正常安全运行。高职与普通本科分段培养项目能够很好地满足目前企业对应用型高端技能人才的迫切需求。

2.高职与本科分段培养的特点。第一，具有本科层次培养的特点。强调学科体系的完整，提倡宽口径、厚基础的培养目标，其优势是学生的自学能力和岗位迁移能力较强；缺点是学生的专业技能尤其是动手能力存在一定的欠缺。本科层次的学生毕业后一般从事管理工作，实际动手能力很难得到有效培养。

第二，具有专科层次培养的特点。以工作岗位所需的知识能力来构建课程体系，课程设置针对性较强，着重于学生职业能力的培养，其优势是学生的实际动手能力较强，能够实现毕业即可上岗的培养目标；缺点是学生知识面较窄，理论知识较为薄弱，岗位迁移能力弱。

第三，高职与本科分段培养的特点。高职与本科分段培养本科层次应用型高端技能人才，根据培养目标统筹制定对口专业理论知识与技能训练课程衔接贯通的教学体系，针对轨道交通供电系统的特点，采用“3+2”人才培养模式，培养学生具备扎实的理论知识，满足岗位所要求的分析能力和实践动手能力。在“3+2”培养模式中，专科阶段重在培养学生检修维护方面的知识和能力，本科阶段重在培养学生在设计、工程技术管理方面的知识和能力，由此构成本专科分段培养中，理论与技能衔接贯通的人才培养体系。专科阶段的三年学习，侧重培养学生的实践动手能力，前两年半时间主要通过校内学习使学生系统掌握轨道交通供电系统的原理、结构和检修维护方面的知识；后半年时间安排学生在轨道交通运营企业进行顶岗实习，并结合实际完成毕业论文，进一步提高学生的实践动手能力和工作适应能力，结合现场实际发现自身存在的不足。本科阶段两年的学习，以理论提升为重点，培养学生的分析、设计和管理能力，掌握文献检索、资料查询的基本方法，通过一年半的学习使学生具备一定的科学研究、技术开发的能力，最后半年安排学生的毕业实习、毕业设计。此阶段要求学生在完成顶岗实习和专科段毕业论文的基础上，进一步提高本专业技术领域的分析设计能力和较强的工程意识，具备一定的实际工作能力和决策能力，能够在轨道交通供电运营、勘测设计、施工、咨询、监理等企业从事技术与管理工作。

3.现有基础和特色。采取高职与本科分段培养本科层次的应用型高端技能人才，能有效整合江苏的教学资源，充分发挥高职教育与应用型本科教育各自的优势，培养高层次的职业技术人才，有利于职业教育的科学、健康发展，具有很强的现实意义。苏州大学与南京铁道职业技术学院采取“3+2”分段模式，培养本科层次的应用型“电气工程与自动化（电气化铁道技术）”高端技能人才，既符合地方经济发展的需求，又具有较强的可操作性。

二、高职本科分段培养目标

针对轨道交通供电系统的特点，充分利用基于工作过程的项目化课程改革成果，依托既有的深度校企合作办学模式，根据培养目标统筹制定对口专业理论知识与技能训练课程衔接贯通的教学体系，探索“3+2”本专科分段培养的高端技能人才培养模式，建成在国内具有示范效应的高职本科专业，提高学生的就业竞争力。

三、高职本科分段培养措施

1.构建本专科贯通的课程体系。本专业课程体系设置充分利用了行业优势、高职院校实训资源优势、应用型本科学的科优势培养的特点，将高职教育与应用型本科人才培养衔接起来。以“厚基础、重实践”为课程体系的建设思路，设置针对轨道交通供电企业的岗位群分析，根据企业现场的岗位群实际工作过程归纳出岗位典型工作任务，提炼学习情境，设置专业学习课程，借助本科院校完整的学科体系和深厚的师资力量，合理安排课程体系。

第一，基础课程和专业基础课程的设置。为避免教学资源的重叠和浪费，对于专科阶段和本科阶段均需开设的基础课程和专业基础课程，可在专科阶段开设并达到本科阶段的培养深度，本科阶段不再重复开设相应课程。

第二，专业课程的设置。在设置课程时，系统设计专业课程与教学内容，注重研究课程的内在联系，形成条块清晰而相互融合的课程体系结构。涉及本专业的专业课程可分为四类：电子技术课程、计算机应用技术课程、设备检修维护课程、设计管理课程，其中，设备检修维护课程和设计管理课程是专科阶段的核心课程，能够很好地体现高职与本科阶段贯通的办学思路，使学生掌握轨道交通供电系统的原理和结构，着重培养学生的维护、检修等实践动手能力；本科阶段通过设计管理课程的学习，培养学生的分析、设计和管理能力，使其具备实际工作能力和管理能力。

第三，实践课程的设置。针对轨道交通供电系统的特点，为了满足轨道交通行业供电技术管理岗位所要求的分析能力和实践动手能力，能够解决行业特有的技术多样性、具体性和综合性问题，重点突出了高职和本科阶段贯通的实践能力和综合素养的培养。

专科阶段三年的学习，要侧重培养学生的实践动手能力，以轨道交通供电行业岗位群所需的知识能力来构建课程体系，坚持“做中学”“做中教”，基于工作过程的项目化教学，依托深度校企合作等行之有效的人才培养模式来提高学生的实际动手能力。应通过校内学习，使学生系统地掌握轨道交通供电系统的原理、结构和检修维护方面的知识；安排学生在轨道交通运营企业进行生产实习，使学生了解轨道交通运营企业的文化，熟悉轨道交通运营企业的管理特点，并结合实际完成毕业论文，进一步提高自身的实践动手能力和分析能力以及工作适应能力。专科阶段的毕业论文以应用性为导向，选题类型以报告型观察型和实验型为主，以解决企业生产环节存在的小型课题，培养学生在实践中运用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。

本科阶段两年的学习，前一年半以理论提升为重点，培养学生的科研能力，分析、设计和管理能力，掌握文献检索、资料查询的基本方法，通过设计课程的学习使学生具备一定的勘察设计、项目咨询管理的能力。最后半年安排专业生产实习、毕业设计。专业生产实习阶段要求学生在完成专科阶段生产实习和本科理论课程学习的基础上，进一步提高本专业技术领域系统的分析能力、管理能力和工程意识，使学生经过一定的工程实践训练，具有一定的实际工作能力和决策能力，能够胜任轨道交通供电运营、勘测设计、施工、咨询、监理等企业的技术与管理工作。本科阶段的毕业设计以学术性为导向，选题类型以理论型、综合型和评述型为主，结合本专业生产、科技的前沿和急需解决的新问题，注重理论应用创新、实验方法创新和手段创新、技术应用创新等，以培养锻炼学生的综合能力、自学能力、探索和钻研能力。

2.构建本专科贯通的专业实践条件。根据专业研究规划，整合现有资源，依托现有专业实践条件，不断加大实践条件的投入，改善专业实践条件。

3.提升服务社会能力。结合本专业特点，依托现有的深度校企合作，在社会需求导向基础上，开展应用性的科研并加快产业化进程，力争在3～5年形成一批具有行业影响力的应用层面的产业化研究成果。

四、高职与本科分段培养的特色

1.依托深度校企合作，以综合能力培养为主线，实施工学结合的人才培养模式。针对轨道交通供电系统的特点，依托华东地区轨道交通供电企业，实现混编师资团队、实训资源和校企文化三大资源有效共享，校企双方共同设计人才培养方案、实施人才培养和质量评价，采用从理论到实践再上升到理论最后再实践的螺旋式培养模式，使学生具备扎实的理论知识以及较强的实践动手能力。在专科阶段，侧重培养学生的实践动手能力，理论学习服务于能力培养，围绕“入学初期，走入铁路，感知职业；入学中期，深入铁路，熟悉工作；毕业前期，融入铁路，胜任岗位”三次实习，与专业课程一起构建职业素养与职业能力培养的递进平台。学生通过生产实习和毕业设计，带着问题进入本科阶段的学习，着重提高理论知识结构，培养分析、设计和管理的能力，在掌握文献检索、资料查询的基本方法后，通过课程设计、毕业实习、毕业设计，具备设计、开发和决策能力，达到高端技能人才的培养目标。

2.针对岗位的主要工作项目，进行基于工作过程的项目化教学模式改革。在高职教学中，本专业基于工作过程的项目化教学模式改革已取得成功经验，在此基础上，通过归纳提炼面向专业的就业岗位群的典型工作任务，形成专业学习课程，构建本专业课程体系，满足轨道交通供电行业对高端技能人才的需求。在专业主干课程教学实施中，以过程评价和企业第三方评价作为课程的主要评价依据。

3.实施高职本科双证书制度。在牵引供电安全与规则、变电所一次设备检修与维护、变电所二次设备检修与维护、电力线路、电工技术实习、综合实训等课程中，融入电工进网作业许可证（高压）内容，达到应知应会，帮助学生在毕业前获得电工进网作业许可证（高压）证书。

五、结语

当前，随着我国的社会进步和经济转型，高等职业教育的层次结构迫切需要上移，以适应区域产业转型升级和发展的需要。在现有的高职院校中进行部分本科职业教育的试点工作，探索高职本科分段培养本科层次高端技能型人才培养模式，实现高职与应用型本科人才培养的贯通衔接，对于培养高端技能型人才、拓展我国高职教育层次和完善职业教育体系，具有重要意义。

[参考文献]

[1]李斯杰.示范性建设后高职院校建设发展策略的思考[J].中国高教研究，20l0（11）.

[2]鲁武霞，李晓明.高职专科与应用型本科衔接：内涵特性及内蕴价值[J].教育发展研究，2011（19）.

[3]潘懋元.应用型本科教育特点与建设重点的探讨[J].广东白云学院学报，2010（4）.

第5篇

关键字 牵引变电所高次谐波 功率因数有级调压高压动态无功补偿 谐波抑制APF

1、引言

陇海线天兰线和谐（交直交）大功率系列机车的运行，虽然显著的改善了牵引供电系统的电能质量（机车本身功率因数的提高，系统网压和谐波），但与传统的电力机车（交直）相比最显著的特征是谐波特性不同，对原有电气化铁路牵引供电系统在无功补偿及谐波抑制方面产生了新的影响。

1.1存在问题举例

(1) 2010年11月份以后天兰线天水变电所静态电容补偿断路器多次因过电压、谐波过电流而频繁跳闸。三阳川变电所、甘谷变电所静态电容补偿断路器也因过电压、谐波过电流而跳闸的次数有所增加。

（2）2010年11月份以后天兰线天水变电所、三阳川变电所、甘谷变电所等所由于母线电压的瞬间升高造成27.5KV所内自用变二次输出电压的瞬间波动致使所内直流系统监控装置模块、充电机模块多次烧损。

（3）2011年6月份后鉴于和谐大功率系列机车自身无功补偿系统功率因数提高，三阳川变电所退出A相、B相电容补偿、甘谷变电所退出A相电容补偿，但致使静态补偿装置滤波功能失去作用。

（4）为保证牵引变电所交直流系统的正常运行，2011年6月份后，天兰线多座变电所退出了27.5KV自用变，投入了10KV自用变，但造成电力经营成本核算的困难，当电力10KV贯通线在检修和出现故障时，所以只能投入27.5KV自用变。

1.2母线电压波动及交直流设备烧损的原因分析：

(1)和谐系列（交直交）大功率牵引机车的主回路的两个特点对牵引供电系统影响较大， 一是高次谐波含量多（17-51次），低次谐波含量少。二是采用再生制动方式。机车谐波源的幅值是随着位置和时间变化的，并与机车运行状态有较大的关系。原有韶山系列（交直）电铁系统中，谐波的含量主要以3、5、7次谐波为主，原有静态补偿装置的滤波装置能有效地抑制3、5、7次谐波，尤其是3、5次谐波，但对高次谐波的抑制作用不明显。当接触网阻抗参数同机车匹配造成谐波电流放大时，放大了谐波电流引起电压畸变，畸变的电压进一步致使机车谐波电流增大，系统谐振过电压几率增大，当形成谐振过电压时，造成牵引变电所母线电压异常波动。

（2）和谐系列（交直交）大功率牵引机车自身无功补偿装置以使牵引供电系统功率因数大幅度提升，但固定补偿装置的补偿容量在补偿过程中是不会发生变化的，极易因无功负荷小于补偿容量而造成过补状态，会造成无功累加电量增大，严重时会引起功率因数的大幅度跌落，造成牵引变电所母线电压的异常波动。

（3）目前天兰线各变电所使用的交直流充电机的充电模块对谐波电压的抑制功能较差，整流模块工作时自身也会产生较大的电流畸变，这个畸变的电流流经电网时也会产生新的谐波电压，同时和牵引网中高次谐波电压直接叠加在交流屏交流元件上，形成过电压状态。

2、有级调压式高压动态无功补偿系统

如果补偿装置能够根据供电臂牵引负荷变化动态提供系统所需的无功补偿容量，就会避免过补现象的发生。

2.1 调压式高压动态无功补偿系统的工作原理

动态补偿是根据感性无功变化，及时调节补偿电容器发出的无功容量。改变无功总量有两种方法：一是改变投入的等效电容量，另一个是改变电容两端的电压。传统补偿方式采用的是改变投入的等效电容量的方法，调压式高压动态无功补偿系统采用的是第二种方法。

（1）

因(Xc-Xl)为固定阻抗，所以补偿容量Qc与U2为平方关系，如果我们调节电容器两端的工作电压，就可以调节电容器发出的无功总量，实现动态无功补偿。

补偿系统采用特殊设计的深度调压变压器，实现大范围动态调压。调压装置在高压无功补偿自动控制装置的控制下根据系统感性无功的变化，动态调节电容器两端的电压，通过特种调压变压器实现动态无功的馈送。由计算机构成的高压无功补偿自动控制装置，通过实时采集电网的电压、电流、功率因数，分析负荷的变化趋势、系统无功功率、系统谐波含量、电压波动情况等，利用模糊控制技术调节有载分接开关，实现动态优化补偿，并达到无功补偿容量随系统负荷无功容量的变化自动跟踪的目的。

2.2 调压式高压动态无功补偿系统总体结构

本系统主要由五部分组成：深度调压无功补偿变压器、真空有载调压开关、补偿电容器组、保护系统、测控系统。

2.1系统示意图

2.3 调压式高压动态无功补偿系统系统优点

有级调压式高压动态无功补偿装置，属高压电力系统无功补偿设备，主要特征是设有特种自耦调压变压器与有载调压分接开关配合，受控于高压无功补偿自动控制装置，根据被补偿系统感性无功功率的变化动态调节补偿电容器的工作电压实现动态无功补偿。它具有可靠性高、动态调节范围宽、容量大、系统附加损耗小、对电容没有冲击且能延长电容使用寿命、补偿电容量的调节不改变谐波吸收比等优点。

2011年1月份，天兰线天水变电所对原有静态补偿系统进行了更换改造，采用调压式高压动态无功补偿系统，自2011年2月-11月，无功补偿稳定，功率因数均值达0.97以上，有效改善了供电质量。但是，其对高次谐波抑制方面效果不明显。

3、调压式高压动态无功补偿装置在谐波抑制存在的问题

虽然调压式高压动态无功补偿装置有着诸多的优点，对滤波补偿系统滤波的影响，可忽略不计，但在设计理念上主要是进行无功功率的补偿，兼顾了3、5次谐波的滤波功能，它与传统的静态补偿装置相比只是仅仅增加了特种单项有载调压变压器，克服了欠补偿和过补偿的问题， 但对牵引供电系统高次谐波抑制方面效果不强。

4、高次谐波的抑制措施

4.1对高次谐波引起网压异常波动的治理措施，一方面是降低机车本身的高次谐波电流值，即在机车上加装RC高通滤波器等方法。二是在牵引供电系统变电所增加滤波装置。

图4.1 电气化铁道谐波、无功治理方案

4.2 有源电力滤波器在牵引供电系统的应用

采用有源电力滤波器（Active Power Filter,简称APF）是牵引供电系统谐波抑制的一个重要发展的趋势。APF是一种新型谐波和无功补偿装置，在补偿无功的同时有源滤波器能对谐波进行有效治理。其基本原理是：通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波的目的。按照与补偿对象的连接方式，APF可分为串联型和并联型。串联型APF不能进行无功补偿，且绝缘困难，维修不变，因此，它的实用性受到限制。

大容量的有源滤波器造价高、功耗大，在实际应用中受到限制。为了获得较好的滤波特性且降低造价，人们提出了有源与无源混合滤波器方案。在混合滤波系统中，对于负载侧的谐波电流源，有源滤波器被控制为一个等效谐波阻抗，它使无源和有源滤波器总的串联谐波阻抗对各次谐波都为零，从而使所有的负载谐波电流全部流入无源滤波器支路，达到提高无源滤波器滤波效果的目的，此时有源滤波器的输出补偿电压为所有负载谐波电流流过无源滤波器时产生的电压。这样充分发挥LC无源滤波器和APF各自的优势，尽量减小APF的容量，解决了绝缘和最佳投资的问题。

5、 结束语

随着既有线电力机车的不断更新，牵引变电所现有补偿装置在高次谐波抑制方面效果差的缺点的显现，对牵引供电设备运行安全造成了严重影响。所以，如何更好的实现铁牵引变电所无功补偿，谐波治理，更好的实现环保运输节约能源消耗是当今需要考虑的关键问题。

参考文献

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[6] 曹东白、丁树奎、杨建国：高速铁路牵引供电系统设计要点及国际合作，1995。

第6篇

关键词：客运专线；铁路；电气化；接触网技术；施工质量

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

中图分类号：TM922.5文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、客运专线铁路接触网的组成及要求

客运专线铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，也称为架空式接触网。

1、从结构形式看可分为以下几个部分。

（1） 接触悬挂：主要包括承力索，吊弦，接触线及连接它们的零件等。与电力机车受电弓直接接触的是接触线。其中以接触悬挂的种类最多。

（2） 支持装置：支持装置由腕臂，拉杆，定位装置等连接件组成，用来悬吊和支持接触悬挂，并将其负荷传递给支柱或者其它建筑物。根据接触网所在区间，车站和大型建筑物而有所不同。

（3） 支柱与基础：支柱与基础用以承受接触悬挂和支持装置的全部负荷，并把接触悬挂固定在规定的位置和高度上。支柱有金属支柱和钢筋混凝土支柱

2、牵引供电对接触网的要求

为了满足铁路接触网全天候不间断的向机车进行供电，保证弓网之间的良好匹配，提高接触网的性价比，接触网需要满足：①设备运行安全可靠，在恶劣气候条件下能保证向电力机车正常供电；②有足够的电气强度，保证在牵引高峰时正常地向电力机车提供电能；③有足够的机械强度，保证接触悬挂具有可靠的稳定性；④网上设备的空间位置不影响受电弓取流；⑤网上设备的质量应轻且分布均匀，保证接触网的弹性尽量一致；⑥有足够的防腐蚀性能各耐磨性能，使用寿命应尽可能长；七在保证接触悬挂稳定性的前提下，结构应尽量简化，有利于施工，维护及事故抢修；⑧在最高运行速度下，弓网离线率应在容许的范围内。

因此，这就需要要求铁路接触网不论在什么条件下，必须要保证良好的供电，使得机车能在线路上高速、安全的行驶运行。还要做到在符合上述要求的情况下，尽量做到节省投资、结构合理、维修简便等，同时还要便于新技术的应用。

3、《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》对接触网施工的要求

为了更好的指导客运专线铁路接触网工程的施工和验收，铁道部组织编制了《客运专线铁路电力牵引供电工程施工质量验收暂行标准》。为了指导施工单位达到标准的要求，同时编制了与验收标准配套的《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》，由铁道部经济规划研究院。其中《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》对施工主体提出了如下要求：

（1）施工单位应采用机械化施工，积极推广施工新技术、新工艺、新设备、新材料。在施工过程中还需制定一系列相应的保护措施，以保证路基的完整性和稳定性。

（2）施工单位应应建立完善的质量保证体系，根据指南制定相应的施工组织设计，施工技术管理制度，施工操作细则，施工技术安全措施等。

客运专线铁路电气化接触网技术标准及施工方法

（3）施工中，施工单位应按本指南和有关工程质量管理办法，严格施工质量自查，采用先进的施工工艺和检测手段，进行严格的过程控制，客运专线铁路电力牵引供电工程每道工序的完成，都应采取相应的检测手段检测施工质量，并作好记录；完工后应对施工质量进行全面的综合检测，并应将检测结果纳入竣工文件。

（4）客运专线铁路电力牵引供电工程施工应根据铁路修建的总体施工组织计划，结合施工单位具体情况，做好以下工作：①必须遵守国家、铁道部规定的安全规程，制定切实可行的安全措施，确保施工安全。②必须遵守国家、铁道部规定的质量验收标准，建立完善的质量保证体系，制定切实可行的质量保证措施，确保工程质量。③应用信息化网络技术，推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备，提高施工管理水平和施工技术水平。④在保证工程施工质量的前提下，节约能源，降低材料消耗，提高工程施工的综合经济效益。⑤积极改善工程施工条件，降低作业人员的劳动强度，遵守国家有关劳动保护法规，确保作业人员身体健康。⑥所用于主体、附属工程的材料进场前应进行相关的试验与检验，各种工程材料必须符合国家、铁道部现行规范和验标的要求后才能进场。⑦接触网工程施工从进场建点到竣工验收，都应把保护环境、文明施工贯穿到施工中的没有个环节。

二、客运专线接触网施工的特点

由于客运专线接触网的施工管理与一般工程的施工管理之间存在着一定的差异，要求也不尽相同，主要特点如下。

1、接触网是在一定地域和范围内进行施工的项目，所以每一条线路及每一区段的施工都需要按具体的施工对象、施工环境和条件来确定施工方法，因此，铁路接触网施工针对性较强，对工程施工质量要求也比较高。

2、由于接触网施工完全是沿铁路线路进行施工，这就使得接触网施工的施工点增多、战线过长、施工人员分散的问题较突出，对施工的组织和质量控制影响较大。

3、接触网施工由于整体结构复杂，技术含量较高。因此对接触网施工的质量管理工作必须深入细致，防止出现“一步错，步步错”。

4、受气候和地质条件的限制因素较多，这些客观因素不但制约了施工作业的顺利展开，而且往往会打乱全局的施工程序，影响整个。

5、系统工程中各专业工程在施工中相互干扰的机会和机率相当高，如通信与电力及信号等工程的电缆沟同一路肩侧的布置等，在施工组织与协调过程中一但出现疏漏，也将影响工程的质量。

三、客运专线接触网施工中存在的问题

随着电气化铁路的不断的发展，我们在学习和引进国外新技术、新材料、新结构的同时，广大工程技术人员也自主研发了许多接触网新金具和新设备， 随着新技术、新材料、新工艺的不断更新，传统的施工方法和手段已不能满足要求，主要表现为施工队伍的技术素质和施工技术两大方面滞后。

1、接触网施工队伍

（1）施工人员的整体技术素质不高。在从事接触网工程施工的队伍中，只有极少数的技术人员和管理人员具有较高的专业技术素养，大部分施工人员则是由没有受到专业的施工技术培训、教育的普通工人或者是民工，其专业技能和技术水平相对较差，这就容易造成对施工流程、施工工艺等不能很好的了解，致使施工过程中出现各种问题，进而对接触网工程施工质量造成严重的影响。

（2）技术装备落后

我国国内的各施工单位的技术装备较发达国家，显得稍微落后一些。主要表现在施工设备功能不强、性能不高、新度系数偏低；设备综合性能较低，体积大，较为笨重；检测手段和检测设备的精度系数不高。

2、接触网施工标准和工艺存在问题

（1）施工技术及工艺滞后

从全国范围来看，目前我国除少数施工单位外，大多数施工单位的施工 工艺和施工技术还停留在上世纪九十年代初的水平，很难适应目前客运专线铁路接触网的施工要求。

（2）施工的技术标准不协调

接触网的施工与路基、轨道的施工技术标准不协调，接触网一般是以轨面标高作为施工基准点的，而轨道施工的允许偏差较大，导至接触网工程施工质量难以满足技术要求。

（3）技术规范和操作规范不够完善

我国目前还没有一部客运专线铁路电气化的施工标准，每一条线路的施工技术要求除参照国外相应线路制定外，没有更多的通用性和标准化。

我国目前也没有一套客运专线铁路接触网的施工操作规范，除个别施工单位具有较为系统的施工工艺手册外，大部分施工单位或施工队伍在施工时的随意性较大。

四、接触网施工质量控制措施

客运专线铁路电气化铁路与我国现有的160 km/h以下电气化铁路相比，不仅车速大大提高，而且其接触网受流系统、悬挂方式、布置原则也有所不同。接触悬挂是向电力机车供电的重要设备，也是保证250 km/h以上目标值的关键。为了保证运行时受流的质量，必须具有良好的受流稳定性、理想的弹性及弹性均匀性。因此接触线对轨面的高度、跨中预留弛度及导线坡度以及弓网动态参数等对接触悬挂的受流质量好坏至关重要，而这些必须通过精确的施工安装来保证。施工安装精度需满足设计要求的评价接触网质量的重要指标。即安装精度越高，受流质量越好，接触线和受电弓的使用寿命越长，且速度越高对施工的误差要求越高。因此，对接触网的施工误差控制是保证接触网施工质量的唯一途径。尽管目前国内接触网采用了国外发达国家的程序化、数据化施工和中铁电气化局集团有限公司开发的“四个一次到位”国家级工法。

但由于接触网施工工序和所用材料繁多、安装或加工工艺、机具及环境不尽相同，每个施工工序过程仍均伴有误差，如导高、侧面限界的误差、腕臂和吊弦的测量、计算、预配加工及安装的误差等。因此，产生的原因主要来自施工人员、采用的机具、所用的材料、施工方法和施工环境五个方面。要保证施工质量就必须对以下五个方面加以严格的控制。

1、人：指直接参与施工的人员，作为主要控制对象，要充分调动其积极性、发挥其主导作用。有经验表明，要保证施工质量，还必须根据客运专线铁路接触网施工特点，进行系统化的培训；

2、材：材料在生产过程中难免的会出现公差，因此在使用时需要考虑其影响；

3、机：机械控制主要包括施工机械设备、工具和检测器具等控制。因此在施工过程中要根据不同的施工工艺要求、选用合适的、先进的机械设备、机具等，并正确使用、管理以及保养，确定其处于最佳使用状态。例如用经纬仪取代传统的线坠、接触线多功能激光测量仪取代测量杆等等，不仅能使施工测量的精度大幅度提高，同时也可以将施工误差控制在设计和标准范围以内；

4、施工工艺：需要根据工程实际，制定相应的施工方法，既有利于保证工程施工质量，也能加快施工进度，进而提高经济效益；

5、施工环境：指的是工程技术环境、环境因素对工程施工质量的影响。如吊弦、定位便宜均应根据施工当时的环境温度来进行施工控制。环境温度测不准，将直接影响施工质量。由此，在施工时应根据工程特点以及具体条件，对影响质量的环境因素，采取有针对性的措施并加以控制。

客运专线铁路电气化工程属于结构庞大、工艺技术复杂、需要多工种连续性施工生产的建筑安装工程。为了使工程施工达到连续性和均衡性，实现高效、低耗、优质的目的，就必须根据工程的特点，按照科学、合理的施工程序，择优选取先进的施工生产组织形式和施工作业方法，均衡施工进度，确保计划目标的实现。

参考文献

[1]王作祥.客运专线铁路接触网悬挂施工技术与质量控制[J].铁道工程学报.2007(S1)

[2]薛吉岗.铁路工程建设技术法规与技术标准体制探讨[J].铁道标准设计.2001(02)

第7篇

[关键词] 化工污秽 绝缘子 污闪 防范对策

电气化铁路接触网绝缘子表面积污， 在恶劣天气下引起污秽闪络，造成大面积、长时间停电故障，是频发性事故之一。陇海线邵岗集站、新月线焦作―柏山区间接触网2007年8月至2009年1月发生4次大面积连续污闪跳闸，多次发生零散跳闸，长时间中断供电，对运输干扰很大。断路器反复受冲击导致寿命下降，多处接触网绝缘子闪络击穿，严重影响牵引供电设备安全。

调查发现，邵岗集、焦作至柏山区间分别靠近瑞霖复合肥厂（以下简称瑞霖厂）、多氟多化工股份责任有限公司（以下简称多氟多公司），导致上述跳闸均由两厂排放的污秽造成。

1 化工污秽区段状况及跳闸特点

1.1 污秽源距铁路过近

《GB/T 16434-1996高压架空线路和发、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》规定：离化学污源和炉烟污秽300m以内为大气特别严重污染地区，是污秽等级最高的Ⅳ级。经测量，瑞霖厂排污烟囱距铁路78m，多氟多公司排污源距铁路36m。均为大气特别严重污染地区，应采取最严格的治污措施。

1.2 所排污秽具有腐蚀性

瑞霖厂主要排放物为SO2和含Cd、As、Hg、F废气，多氟多公司主要排放物为含氟废气，均为有毒有害物质，严重影响环境。污闪接触网金属构件腐蚀严重（见图1），周边植被异常枯萎。

图1 污闪接触网金属构件腐蚀情况

1.3 污染物排放筒高度较低

瑞霖厂排污烟囱高15m，多氟多公司采用无烟囱排放污染物。

1.4 污闪绝缘子表面脏污不明显

污闪绝缘子表面积灰不多，附着物多为白色颗粒，脏污现象不明显，巡视不易发现。

1.5 频繁跳闸持续时间长

邵岗集站接触网2007年8月24日连续跳闸10次，中断供电58分钟，9月27日跳闸9次，中断供电38分钟。焦作至柏山间接触网2008年2月24日连续跳闸9次，2009年1月31日跳闸4次。每次大面积跳闸均伴随雨雾天气，少则数小时，多则十几个小时。

1.6 绝缘子污闪范围大

距污染源约300m范围内，接触网绝缘子均发现闪络烧伤。300m～500m范围内绝缘子也有污秽吸附，但污秽积累速度减慢，由于清扫及时，未发生污闪故障。

1.7 跳闸均发生在雨雪雾等恶劣天气

2 绝缘子污闪分析

2.1 污闪形成机理

一般而言，干燥状态下绝缘子表面沉积的污秽物电阻很大，在雾、露、毛毛雨或者环境湿度较高的时候，污秽物中含有的可溶盐成份溶解，产生正负离子，可在电场力作用下定向运动，相当于在绝缘设备表面形成了一层导电膜，产生较大的泄漏电流。

由于绝缘子表面材质的不同、形状结构的变化、表面污层分布不均匀、污层润湿程度不同等因素的影响，泄漏电流在设备表面上的分布不均匀。在电流密度比较大的地方，热效应显著，污秽物中含有的水分被蒸发，在绝缘设备表面形成干燥带。由于干燥带中的污秽物绝缘电阻值很高，压降很高。当干燥带某处的场强值超过起晕场强时，就会发生不稳定的沿面局部放电现象，呈间歇脉冲状态。当放电火花熄灭时，由于此时已形成明显的干燥带，泄漏电流燥带的高电阻限制到很小的值，泄漏电流的烘干作用几乎终止，大气的潮湿会使干燥带重新湿润，从而在场强较高处又产生新的放电火花。

由于绝缘子的泄漏距离较小，如果绝缘子脏污比较严重、表面充分受潮，就会出现较强烈的局部放电现象，泄漏电流脉冲幅值较大，可达数十或数百毫安。这种间歇脉冲状放电现象的发生和发展也是随机的、不稳定的，在一定的条件下，局部电弧会逐渐沿面伸展并最终完成闪络，即污闪。

2.2 影响污闪因素

2.2.1 脏污与湿润

电压、气候、污秽是绝缘子污闪的三个要素，脏污、湿润是构成污闪的两项基本条件，二者缺一不可。绝缘子的泄漏电流最大值随等值盐密的增加成线性关系，随相对湿度的增加成非线性关系。

2.2.2 天气影响

中到大雨时水滴较大，降速较快，对污染绝缘子有冲洗作用，净化积污明显，不易发生污闪故障。而在雾天，浓度越大，泄漏电流值越大，更易发生污闪事故。

3 防范对策

对于一般的高积灰、高盐密污秽，防污闪技术措施主要有：提高绝缘水平（调爬及采用防污型绝缘子）、使用防污闪涂料、加强清扫。对于化工污秽，没有现成经验，我们先后尝试了多种方法。

3.1 绝缘整治

3.1.1 加强绝缘清扫，污闪可大大减少

在雨雾等湿润天气前清扫绝缘可有效避免污闪，但受天气预报准确率、检修天窗控制严格等影响，很难及时清扫绝缘子，故采取大大缩短清扫周期的方法。将检规规定的6～12个月清扫周期改为干燥季节每月清扫，雨雾季每半月清扫后，多氟多公司附近接触网污闪故障大大减少。

3.1.2 更换合成绝缘子，污闪周期可以延长

硅橡胶合成绝缘子有优异的憎水性和憎水迁移特性，同时由于等效直径小，泄露电流也就小于瓷及玻璃绝缘子，故具有相对较强的耐污闪能力。但当硅橡胶表面污层过厚，憎水性难以迁移至污层表面，在长时间的潮湿条件下，憎水性呈现逐渐减弱甚至暂时消失，导致绝缘子性能大大降低。多氟多公司附近接触网更换合成绝缘子后，在不清扫的情况下，污闪发生的周期从半个月延长至三个月左右。

3.1.3 更换大爬距绝缘子，防污闪能力略有提升

瑞霖厂附近接触网按重污区设计，原采用爬距1400mm绝缘子，后更换为爬距1600mm绝缘子，实践证明防污闪效果不理想。

3.1.4 加装绝缘子防尘罩，防污闪作用不大

为减少降落吸附在绝缘子上的污秽，在多氟多公司附近接触网棒式绝缘子有电侧第一与第二瓷裙间安装大半径防污罩，防污闪效果不理想。

3.1.5 涂刷长效憎水涂层，在化工污秽区不适用

RTV涂料优异的耐污闪性能是设备爬距不能满足要求时所采用的一种补救措施，主要用于变电站电瓷设备上。在多氟多公司附近接触网绝缘子上涂刷RTV涂料，其后4个月为无雨期未发生污闪，但在首场小雨时再次污闪。其原因是化工污秽具有较强腐蚀性，RTV涂料易受到破坏。

3.2 污染源治理

3.2.1 瑞霖排污设备改造后效果显著

据瑞霖厂提供的由环保部门出具的污染物排放检测报告，满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297－1996）二级排放标准。考虑到其排气筒距线路很近且高度过低，我们要求其加高烟囱，利用高空气流扩散快的特点，污染物向更高、更广的范围扩散，稀释排放废气，减轻局部地区大气污染。厂方将烟囱加高到55m，两年来，未发生污闪故障，效果显著。

3.2.2 多氟多排污依旧，污闪仍在

多氟多公司拒不承担治污责任，排污依旧，也未采用高烟囱稀释法。在按半月为周期清扫绝缘子的情况下，污闪故障仍有发生。

4 结束语

目前，电气化铁道进入快速发展期，沿线化工污秽导致接触网绝缘子污闪故障必然大量发生，这种电气化铁路的特有故障将大大降低牵引供电的可靠性，严重影响运输安全。缩短污秽区绝缘子清扫周期，有明显防污闪效果，但频繁作业投入很大；其它加强绝缘的方法效果欠佳；污染源治理作为防污闪治本之策，应坚决要求执行。

建议铁路主管部门联合环保部门，加强对电气化铁道沿线化工污秽源的控制。禁止在铁路近距离内（建议距500m以上）新建化肥厂、化工厂、钢铁厂、铝厂等可能导致污闪的化工污秽源，对既有导致接触网污闪的化工污秽源强制进行治污改造。

参考文献：

[1] 任志超，吴广宁，周利军，雷栋，闵英杰，罗杨.大秦线大同地区接触网外绝缘污闪因素调查与污秽测试的研究[J].机车电传动，2010, (5): 47-50.

第8篇

本论文介绍了刚性接触悬挂的基本特点，说明刚性接触网悬挂具有简单的结构和支撑，同样可以节省隧道的建设费用；提出了在确定刚性接触悬挂锚段长度及跨距长度时应考虑的因素，并对各种因素进行了较为详细的分析；比较了不同速度，不同吊点间距下接触网刚性悬挂的振动特性。

[关键词]接触网；刚性悬挂；振动特性

中图分类号：U225.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0067-01

1 架空刚性接触网简介

1.1 刚性悬挂的基本组成

架空刚性悬挂由支持体、绝缘子、汇流排和与受电弓接触的接触面或接触线组成。不同的工程、不同的设计者所采用的支持体、绝缘子、汇流排和接触线不同。

典型断面主要有两种：日本的“T”型架空刚性悬挂（双线、单线）；法国、瑞士等国家采用的“？”型架空刚性悬挂。

1.2 刚性悬挂的基本特点

架空刚性接触悬挂一般采用具有相应刚度的导电轨或具有相应刚度的汇流排与接触线组成。刚性接触悬挂由“？”型汇流排、接触线、绝缘子以及悬挂定位装置等组成，与柔性接触悬挂有较大差异和明显特点：

1.汇流排是刚度较大的断面成“？”型铝质导电体，通过定位悬挂装置，悬挂于轨道的上方。接触线被安放在汇流排的夹线槽中，接触线被汇流排自然夹紧，接触悬挂两端不设张力补偿装置，汇流排和接触线的轴向没有补偿张力。从而避免了钻弓、烧融、磨耗不均匀、高温软化、线材缺陷以及弓网故障等各种原因造成的断线事故。因此刚性悬挂的故障一般是点故障，范围很小。

2.由于是刚性悬挂，悬挂本身不存在负荷集中点和硬点，所以悬挂与受电弓接触时，悬挂的抬升量很小，弓网之间的接触压力变化量很小，弓网间接触良好，不存在离线拉弧现象，接触线的磨耗均匀。

3.架空刚性接触悬挂锚段和跨距较小，跨距与速度关系密切，其“Z”字值没有明显的拐点。“？”型汇流排一般长度为10 m或12 m，锚段架设长度一般不超过250 m，整个悬挂布置成正弦曲线，即2个锚段构成一个完整周期的正弦波。其“Z”字值没有明显的转折点，其拉出值呈周期变化，最大拉出值一般不超过220 mm。

4.锚段关节、线岔结构简单，容易实现电分段功能。架空刚性接触悬挂的锚段关节采用两段接触悬挂侧向相互平行且错开，平行段的长度为4m，端部向上弯曲70 mm左右，两悬挂的水平距离根据需要而定，一般非绝缘关节为200 mm，绝缘关节为250 mm，采用无交叉线岔结构，正线接触悬挂不中断，单独一根侧线与正线接触悬挂侧向错开，其水平间距一般为200 mm，侧线悬挂端部向上弯曲70 mm 左右，架空刚性接触悬挂的电分段有两种结构：绝缘锚段关节式与分段绝缘器式。柔性悬挂的侧线或渡线只能采用分段绝缘器来实现电分段。而架空刚性悬挂可采用绝缘锚段关节代替分段绝缘器来实现电分段，这样不仅节省投资，而且还减少了维修的工作量。

5.安装精度要求高，架空刚性接触悬挂的接触线高度误差为5 mm，锚段关节和线岔处两悬挂的高差为0～1 mm，且两悬挂的中心线要与受电弓的中心重合。在曲线地段，为了保证接触线不出现偏磨现象，汇流排横断面的中心线要与轨面垂直。这几个参数与轨道参数关系密切，轨道的超高略加改变或起拨道床时，对接触线的高度及接触线的偏磨都将产生影响，尤其对锚段关节和线岔处两接触线的高差影响大，如不及时跟随调整，可能发生打弓拉弧现象，严重时还会使接触线和受电弓受到损伤。

6.架空刚性接触悬挂相对于柔性接触悬挂而言，结构高度小，可以不考虑受流时导线的抬升、接触线的振动以及链形悬挂结构高度占用的空间，因而所用净空至少相差100～150 mm。另外，架空刚性接触悬挂在锚段关节和线岔处，尤其是复式道岔处，无需设置下锚补偿装置，安装简单，不需要隧道额外增加空间，所以架空刚性接触悬挂能够很好地满足低净空隧道要求，更适用于地铁。

7.维护检修、事故处理简单。架空刚性接触悬挂结构简单，零部件较少，各零部件的连接牢靠，事故几率低，无论是日常维护检修，还是事故抢修、接触线更换，架空刚性接触悬挂的工作量比柔性接触悬挂要少

1.3 本文的主要研究内容及研究方法

随着城市轨道交通日新月异的发展，城市轨道交通领域不断采用新的技术和新的产品，刚性接触悬挂本身有很多优点，所以它是城市轨道交通领域的一个发展方向。本论文“刚性悬挂基本参数及振动特性分析”正是适应我国城市轨道交通中采用接触网刚性悬挂逐步推广而提出的一个课题，希望能为我国城市轨道交通的发展提供技术支持。

本论文的研究内容及研究方法如下：

首先论述了城市轨道交通领域中接触网刚性悬挂的技术并对比了柔性悬挂技术，刚性接触悬挂的应用前景是十分广阔的，不单是城市轨道交通领域中应用，而且在大铁路中的一些低净空的隧道也被采用。从而给出了本课题研究的背景以及研究的必要性。

2 影响刚性悬挂锚段长度的因素分析

2.1 确定锚段长度应考虑的因素

锚段是指将接触线分成一定长度的机械分段。柔性悬挂锚段需要张力补偿，刚性悬挂锚段没有张力补偿。同一锚段内，刚性悬挂由数段刚性梁对接而成，其锚段长度同柔性悬挂相比有所区别。

锚段长度主要决定于以下几个因素：

1.环境温度变化对锚段长度的影响

刚性梁具有热胀冷缩的特性。设计、施工时，必须在锚段两边终端悬挂点预留一定的伸出长度（称为终端悬挂点伸出段） .

2.牵引负荷电流对锚段长度的影响

地铁、轻轨的牵引负荷是一个间断性的波动负荷。为了研究方便，常常应用仿真计算或平均运量法计算出通过汇流排及接触线横截面积的持续最大有效电流。因为汇流排及接触线有一定的阻抗，所以当有效电流通过汇流排及接触线时，就会产生能量损失。该电能损失使汇流排及接触线的温度不断升高，长度不断伸长，直至汇流排及接触线产生的电能损失与散入空气中的热能达到平衡并被带走时。

3.故障短路电流对锚段长度的影响

故障短路电流是一个瞬时电流，供电系统的继电保护使短路电流的持续时间一般都远小于1s，所以该短路电流不会使汇流排及接触线持续升温。

4.“S”取值对最小锚段长度的影响

由于刚性接触悬挂是有一定刚度的，它不能像柔性接触线那样随意弯曲，所以“S”值的取值大小与最小锚段长度的确定有着密切的关系。

5.膨胀接头可移动量对最大锚段长度的影响

由于膨胀接头的可移动量是有一定限度的，如果锚段长度太长的，那么锚段的热膨胀变化量就有可能超出膨胀接头的可移动量，所以膨胀接头的可移动量与最大锚段长度的确定有着密切的关系。

3 结论

刚性接触悬挂具有结构简洁，占用净空少，节省隧道建设费用的优点，在城市轨道交通中得到广泛应用。本轮文分析了影响刚性接触悬挂锚段长度及跨距长度的各种因素。并建立了刚性悬挂仿真模型，对刚性悬挂的振动特性进行了仿真分析。

综上所述，本文首先比较分析了刚性与柔性悬挂，分析了影响刚性接触悬挂锚段及跨距长度的各种因素。对刚性接触悬挂的横向振动建立了模型，考虑了不同荷载作用下的影响，并用数学软件MATLAB进行了仿真分析，得出了跨距长度与机车运行速度之间的关系。为刚性接触网的施工设计提供了一定的科学依据与技术支持。

参考文献

[1] 武清玺等.动力学基础.南京：河海大学出版社，2001；

[2] 谭冬华.架空刚性接触悬挂的特点及其维修. 电气化铁道 2003（3）；

[3] 中铁电气化局集团公司译.电气化铁道接触网.北京：中国电力出版社，2004；

[4] 董昭德.城市轨道交通接触网讲义，2005；

第9篇

关键词：高速铁路；接触网；防雷；措施

从目前我国的高速铁路的开通情况来看，一部分的线路雷击事故还是较为频繁的，雷害导致的跳闸也是其中的一个重要因素。随着我国铁道运营里程的快速发展，重载以及高速铁路的迅猛发展，从而减少因接触网发生雷击故障而造成的事故发生，它具有重要的理论意义与工程应用价值。我们可以利用电气化的几何模型来分析回流线对于接触网雷击的屏蔽效果，并通过仿真软件分析雷击回流线的时候接触网上所感应的电压。并深入研究高速铁路 AT 供电的方式以及接触网避雷线的保护情况，从而推导出高架桥单线与复线铁路的避雷线设计高度。

一、国内外高速铁路接触网防雷的现状

随着我国高速铁路的快速发展，应考虑牵引高铁线路的结构等级与所经过的地区的雷电灾害频率，所经过的土壤所含电阻率与地形地貌等自然条件的情况，共同来设计牵引系统所进行的防雷设计。欧洲率先就拥有高速铁路的国家之一，它对雷击的接触网造成了牵引性的供电系统灾害有着丰富的实践经验，设计的标准是一年时间之内 100千米牵引网将会遭受雷击的次数来做为评定的标准，只是采用牵引变电的配带综合性自动重合闸与避雷器来限制雷电电压过高，避雷器不能够减少因雷电的侵入而减少损害接触网的次数，只能够对接触网的过电压起到有效的保护作用。无论是对于欧洲的气候条件还是经济等方面的因素考虑高铁的接触网进行有效的避雷也是十分重要的。

二、国内接触网防雷接地设计的概况

我国铁道接触网的防雷设计主要是依据《高速铁路设计规范》、《铁路电力牵引供电设计规范》与《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》来进行规定的。根据雷电日的数量来分为4个等级管理区域：年平均雷电日在20d及以下地区为少雷区，年平均雷电日在20d以上、40d及以下地区为多雷区，年平均雷电日在40d以上、60d及以下地区为高雷区，年平均雷电日在60d以上地区为强雷区。《高速铁路设计规范》中规定重污染或是重雷区以及高路基、隧道口等重要的地段接触网应该增设氧化锌避雷器。接触网中的防雷设备主要是指接触网上所安装的避雷器，为了减少对综合接地系统上其它电气设备的影响。

三、高速铁路接触网防雷的措施

（一）接触网安装形式

现有高速铁路一般是采用AT供电方式，AF线与PW线安装位置，此时的PW线安装位置在AF线下方。采用电气应为：几何模型与先导发展模型的应计算该安装形式下的接触网线路来直接减少落雷的闪络概率，将它调试为自然雷中的90%为负极性。雷击闪络的次数和线路的暴露宽度 D（ I）以及地闪密度是息息相关的。再乘以地闪密度即可以求出线路的年雷击闪络次数。PW线位置提高后还可对AF线与T线产生屏蔽，AF 线与T线直接落雷的次数将会大大的降低，但PW线落雷的雷电流幅值较高的时侯还是会造成AF线与 T线绝缘子的反击闪络，另外AF线与T线绝缘子仍存在雷电感应闪络的可能。

（二）合成绝缘子的采用

雷电所造成的接触网重合闸失败，将会导致供电的停止，其最根本的原因就是绝缘子受到了工频续流电弧烧蚀后的炸裂、破损，线路绝缘不能自行进行恢复，重合闸就会失败。如上所述，为了防止绝缘子的烧蚀损坏，一定要防止线路闪络与工频电弧建立。目前，我国输配电线路中所采用的绝缘子有瓷绝缘子、玻璃绝缘子与合成硅橡胶绝缘子，线路所具备的重合闸条件，而非瓷绝缘子烧蚀后的伞群已是完全脱落的。合成绝缘子在工频电化烧蚀之后，硅橡胶材料的成分将会发生变化，材料中遇热的易分解成分完全挥发，合成的绝缘子对提高线路 重合闸成功概率有一定的优势，并不能够完全解决线路的防雷问题，建议作为其它主要防护手段的辅助手段规避。

（三）接触网防雷接地

《建筑物防雷设计规范》中规定：对于国家级的会堂、大型展览与博览建筑物、国家级档案馆的重要给水水泵是特别重要的建筑物，应该划为第二类的防雷建筑物。对第二类的防雷建筑物的外部防雷装置应接地设置，相应同时设定方闪电感应、内部防雷、电气与电子系统等接地共用装置建设，雷击时都会成为雷电流的引下线路。当采用综合性的接地系统时，综合性接地系统的接地电阻不能够大于1欧姆，在综合性接地施工的过程中要及时施工完成，还应实测接地的电阻，如果达不到建网的要求，应该采取可靠有效的降阻措施。

四、结论

鉴于高铁的雷电防护问题它从原理上是无论采用何种措施，都只能够减少雷电所引起的故障概率或是跳闸概率，AF线悬挂的采用合成绝缘子，应认真做好接触网的防雷接地措施。我国目前的规范都只有相关的措施要求，但是没有接触网系统的耐雷水平与跳闸率或是故障率等具体的规避标准，防雷设计的深度不容易把握。总而言之，建议完善我国高铁的接触网系统的耐雷水平、跳闸率或是故障率等具体指标，应积极设定科学合理的规避方针，铁路综合性接地系统便是极好的雷电引下接地装置，应该充分利用。

参考文献

[1] 冯金柱.世界电气化铁路概况[J].世界铁路，2003，（3） ：14-15.

[2] 于增.接触网防雷技术研究[J].铁道工程学报，2001，1：89-94.

[3] 梁曦东，陈昌渔，周远翔.高电压工程[M].清华大学出版社，2005.

[4] 刘靖.牵引网雷击跳闸研究[D]：[硕士学位论文].北京：北京交通大学， 2009.

[5] 范海江，罗健.铁路客运专线接触网防雷研究[J].铁道工学，2008，8（119）：1006-2106.

第10篇

论文摘要：随着科技的发展，无人所的实现指日可待，无人所开关位置信号的正确也越来越值得关注，下面就消除感应电对开关位置信号干扰的消除，提出自己的见解，希望能起到抛砖引玉的效果，对兄弟单位的运行提供一定的帮助。

京沪线卞庄分区所、沙河集分区所在运行中偶尔会发出3001、3002分相隔开分合信息，但是询问电调电调未对开关进行操作。现场调查分相开关信号电缆过长（约1.6公里），且在经过跨河桥时与电务及其他电缆在保护线槽内共同铺设。

1控制信号回路通断的辅助开关断开时，误发分合信号产生原因分析

1.1控制电缆直流回路负母线存在两点接地或负母线间绝缘不良，使信号回路正负电源不经辅助开关导通，发出分合信号。

1.2控制电缆中存在感应电，致使信号回路负母线带电，感应电势随时间变化至负半波，满足二极管的工作条件时二极管对三极管发出脉冲信号，使连接在三极管发射极上的信号灯亮发出分合信息。

1.3控制电缆中信号回路负母线在辅助开关后串入交流电，其电势随时间变化至负半波，满足二极管的工作条件时二极管对三极管发出脉冲信号，使连接在三极管发射极上的信号灯亮发出分合信息。

2误发分合信号原因查找

2.1针对湖南科明绝缘不良报警值低的现象，将报警值调高后仍未报绝缘不良，由此基本可以排除信号电缆绝缘不良引起。

2.2交流电串入原因排除，甩开分区所端控制、信号电缆，甩开贯通线供分相开关机构箱交流电源，将电缆对地放电后，测量信号电缆中仍有28V交流电，由此可以排除机构箱内交流电串入可能。

2.3将电缆对地充分放电后，测量电缆绝缘芯线对地及线间绝缘电阻均大于2MΩ,由此可以排除绝缘不良，及其他交流电源串入，引起误发分合信号。

2.4通过将以上三种原因排除后，可以断定信号电缆中串入的交流电为感应电。

3感应电势计算公式

B为磁感应强度；Φ为感应磁通；N为感应线圈的匝数（因为是平直导线取1）；A为导线靠磁场侧半球面积

R为控制电缆距导线的距离（近的取7.85m远的取11.1m，因为受路基条件限制，波动范围在0.3m左右，因为开关都在正线所以侧面限界值取3.1m）

为空气的磁导率，因为空气中磁感应强度和磁场强度基本相等，所以空气的磁导率取1根据上式将机车在区间运行时，上下行供电臂中通过的电流带入感应电计算公式，就可以得出机车通过时电缆中产生的感应电势。(当机车运行至分相处时，电缆中的感应电最大；距分相较远时，电流I1产生的磁场会抵消掉一部分，电缆中的感应电势相对较小)。

其他高压线路对控制电缆的感应电干扰同样按照上述内容，对复杂线路要综合进行考虑和计算。

3常用消除控制电缆中感应电对信号影响的办法

3.1在信号电缆负电回路串接电阻，通过电阻分压减弱施加在稳压二极管上的感应电压，消除感应电压对开关位置信号的干扰。

3.2在信号回路的正负电源间接一个电容，利用电容隔直通交的特性，使信号回路正负电源间感应电势相同，从而使加在稳压二极管两端的交流电势相同，使稳压二极管不会再因正负电源回路的感应电势不同，误发分合信号。

4两种方法比较

4.1方法一较简单，原理上只要找一个足够大的电阻（一般取经验值10KΩ）来分担回路中感应电势即可，但是因为反应开关变位时采用的设备不同而存在差异。目前采用的反应开关的位置信号的设备有光控开关、位置继电器等，无论是采用哪种设备都要考虑串接电阻与回路电阻的匹配即开关正常分合时，不能因串接电阻分压造成开关位置变位无法正常显示。当采用光控继电器时还要考虑到光控继电器内部连接在发光二极管回路的电阻，如果二极管对于工作电压要求较高时，串接电阻消除信号回路感应的方法就不可取了。

4.2方法二相对于方法一来说更为可靠也更便于实施。电容量计算及其允许通过电流的相关公式如下：

通过上式可以看出选择的电容容量和C及U有关，通过电容的电流和U及XC有关。通过以上逻辑关系可以得出如下结论：光控继电器正负信号线间并联的电容容量可以随意选则，只要其耐压大于感应电压即可使用。为防止信号回路正母线与机构箱内的交流电源由于某种原因短接致使电容击穿，正负母线短路产生故障，要求并接电容器的耐压略高于机构使用的交流电压或者直接根据电缆的耐压选择相同耐压等级的电容进行并接，从节约费用方面考虑一般选择容量为1uf的电容器。

5结束语

通过以上分析和处理方法的对比，建议今后处理类似问题无论从成本还是改造方面考虑，采用第二种方法，使所内和远动终端均能准确反应开关位置信号。

参考文献：

第11篇

关键词：铁路信号；模拟试验

Keywords： railway signal；simulation test

Abstract： Railway signal engineering simulation experiment has a series of advantages ，such as simple principle， easy implementation， reliable operation， and many other advantages. This paper on the basis of theoretical analysis of railway signal combined with the engineering practice to get correct data ， through calculation model and a series of engineering test.This paper effectively solves the problem of railway signal interlocking test， which can be widely used in railway signal conduction of engineering experiment.

中图分类号：X731 文献标识码： A

1.引言

我国铁路以提速为载体，以技术创新为依托，推动了铁路信号的技术改造与升级，广泛采用计算机技术，促进了铁路信号向数字化、网络化、集成化、智能化、综合化方向的发展。而铁路信号在铁路运输中起着相当于人“眼睛”的作用，对提高铁路运输效率、运输速度、保证行车安全都起着至关重要的作用。轨道电路、道岔、信号机是组成铁路信号的“三大块”，本论文将围绕着这三项内容，在设备安装完毕进入调试试验阶段展开讨论，建立模拟试验的模型，以解决模拟实验的有关难题，探讨出一条可行之路。

2.轨道电路模拟试验模型

轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体，两端加以绝缘，接上送电和受电设备构成的电路。当轨道电路内钢轨完整，且没有列车占用时，轨道继电器吸起，表示轨道电路空闲。轨道电路被列车占用时，它被列车轮对分路，轮对电阻远小于轨道继电器线圈电阻，流经轨道继电器的电流大大减小，轨道继电器落下，表示轨道电路占用。

根据轨道电路的原理，轨道电路模拟试验可分为室内部分和室外部分。在实际操作过程中，室外部分可以通过分线柜单独对室外电缆进行导通，也可以单独送电进行试验。对室内电路进行模拟试验，第一步是先模拟室外回室内的轨道电压，在分线柜侧对轨道电路进行送电，以检查轨道继电器是否能正常励磁。继电器试验完毕后，在室内分线柜上将所有轨道电路的回线（H）封连，引出一条电源线；将轨道电路的去线单独引出至模拟盘钮子开关的中接点，模拟盘所有钮子开关的前接点封连后引出一条电源线，两条电源线引至轨道电源变压器的二次侧。当扳动妞子开关时，轨道电路的通路就实现了闭合或者断开，实现了对室外轨道电路列车分路的模拟。

图1轨道电路模拟试验模型

3.道岔电路模拟试验模型

目前我国的道岔转折设备主要分为：直流电动转辙机（四线制或六线制）以及交流电动转辙机（S700K五线制）。道岔电路的动作原理是：通过定反操继电器来控制1DQJ和2QDJ吸起和落下状态，通过1DQJ和2QDJ吸起和落下来控制动作电流的流向，从而控制室外的电动转辙机转动，以达到转换道岔的目的。表示电路是通过1DQJ和2QDJ吸起和落下和室外电动转辙机内部节点的闭合位置来控制交流表示电源的流向，通过二极管整流后达到让室内表示继电器励磁的目的，从而反映道岔是在定位还是在反位位置。下面以直流道岔为例，探讨道岔模拟试验模型。

由动作电路原理可知：当道岔向反位动作时，电路中X2、X4通过直流电流；当道岔向定位动作时，电路中X1、X4通过直流电流，负载为室外电机中的定子线圈，通过的电流不大于3A，因此可以通过在X2、X4或者在X1、X4的分线盘位置加载的方式来达到模拟室外电机的目的，我们选用220V/200W的白炽灯泡作为负载。

由表示电路原理可知：当道岔在定位位置时，电路中X1、X3通过交流电流；当道岔在反位位置时，电路中X2、X3通过交流电流，负载为室内表示继电器线圈，是通过电机内部的整流二极管整流，室内的表示继电器励磁的。因此可以通过在分线柜位置的X1、X3和X2、X3上并联二极管就可以实现对表示电流的整流，达到模拟室外电机内部二极管的作用。

图2 道岔模拟试验模型

交流道岔的动作电路/表示电路原理跟直流道岔相近，只是动作线和表示线的配置与直流道岔不同，我们可以使用相同的方法来建立模拟试验模型。

4.信号机点灯电路的模拟模型

信号机点灯电路由室内电路和室外电路两部分组成，室内电路通过信号继电器（XJ）的节点来控制点灯。信号点灯电源XJZ220、XJF220经过熔断器（RD）、信号隔离变压器（GLB）还有灯丝继电器（DJ）将电源送至分线柜端子。然后经过室外分线盒送至室外点灯变压器，从而点亮信号灯光。根据实际电路的原理可以做出如下模型（以调车信号机点灯电路为例）：

根据点灯电路原理，将室内外点灯电路分开试验。试验室外点灯电路时，首先导通电路的通路，然后在分线柜点灯端子上单独送出220V点灯电源，以检查室外点灯电路的准确性。室内点灯电路的模拟试验模型当中通过在分线柜位置加入两只220V、60W的白炽灯泡，来模拟室外的信号机的点灯，从而检查室内点灯电路的正确性。

图3 信号模拟试验模型

第一个模型检查了点灯电路的正确性，但是在实际操作中，因为信号机数量较多，我们不可能在分线柜位置每架信号机都挂满灯泡，所以，我们通过建立以上这个模型来解决。在上述模型中我们将信号点灯220V电源加入信号变压器进行变压（变比20：1，可以用几个功率较大的普通轨道变压器实现），将高电压降至低电压（10V左右），然后将信号隔离变压器的一次侧跟二次侧进行封连（封线L、N），拔掉信号隔离变压器，将分线柜点灯线端子进行封连（封线J、K），这样就能保证灯丝监督继电器（DJ）励磁吸起了，从而模拟出来信号点灯电路的工作状态。

5.结论

我们在实际工程中通过几个车站对建立的模型进行了测试试验，在试验过程中我们也发现了一些问题，比如模拟道岔转辙机负载的白炽灯泡功率过小，一开始选用的60W，导致启动电路的1DDQJ不能保持较长时间励磁状态，致使2DDQJ不能转极，随后我们将白炽灯泡更换为220V/200W，这个问题得到了圆满的解决。另外信号机点灯用的白炽灯泡一开始使用的25W的，导致点灯回路电流过小，致使灯丝监督继电器（DJ）不能吸起，后来经过我们更换为40W的灯泡后，问题也得到了相应的解决。

经过一系列的测试试验，我们的模拟实验的方法由于具有简单、易操作、成本低、适用范围广泛、效果好等优点，在信号既有电化改造工程中得到了广泛的应用，比如：京沪电化济南枢纽、徐州枢纽工程，陇海电化徐连段等，得到了现场使用单位的好评。

参考文献

[1]安伟光等.车站信号工程施工.北京：中国铁道出版社，2010.

第12篇

关键词：铁路行车 安全

中图分类号：F53 文献标识码： A 文章编号：

1 铁路行车安全定义

铁路行车安全是指在运输过程中，维护铁路正常运行秩序、保证旅客和铁路员工生命财产安全、保障运输设备和货物的完整性的全部生产活动的集合体。

铁路行车工作是涉及多部门、多环节、多因素的综合性很强的工作。行车过程受到路内、路外以及各种环境条件的影响，所处情况十分复杂，任何一个环节出了问题都可能威胁行车工作的安全。

2. 影响铁路行车安全的因素

2.1 人员素质因素分析

人是安全的中心，而人的可靠性，首先取决于人的自身素质的高低。人的素质包括以下几个方面：

（1）生理素质 ：年龄、性别、记忆力、体力、耐力、血型、视力、视觉、听觉、动作反应时间、疲劳和饮酒等；

（2）心理素质 ：气质和性格、能力、情绪、需要和动机、态度、爱好、兴趣、意志等；

（3）业务素质：文化修养、业务水平、法律和安全知识、安全技能和处理各种非正常情况的作业能力等；

（4）思想素质：事业心、责任感、职业道德、劳动纪律、安全意识等；

（5）群体素质：群体目标、群体人际关系、群体凝聚力、群体信息沟通等。

2.2 设备质量因素分析

近年来，铁路运输能力越来越紧张，任务负荷越来越重。设备长期失修带病运转，潜伏着不安全因素。此外，目前还存在线路维修养护不好，车辆厂修或检修质量差，漏检漏修等现象。从对过去发生的事故分析中可以看出，各种运输设备的不安全因素主要表现在：

（1）线路：钢轨或鱼尾板折断，轨道几何尺寸（轨距、水平）超限，胀轨跑道，道岔病害，路基损毁等；

（2）车辆：断轴，制动梁或下拉杆脱落，制动装置失灵等；

（3）机车：制动系统故障，自动停车装置失灵，蒸汽机车摇连杆裂损、烧漏易熔塞，内燃机车柴油机、传动装置、电机、电器破损，电力机车主变压器绝缘被击穿，电器设备短路着火，电气化铁路供电系统故障等；

（4）信号及通信设备、机械部分故障，电气接点接触不良，信号灯熄灭，电线短路、断路、混线、虚接等。

2.3 环境影响因素分析

（1）自然环境

高温和高寒都会对行车安全造成影响。高温使人容易疲劳，高寒情况下人要多穿衣服使得行动迟缓。温和高寒同时会对人的心理造成影响。高温时人会变得烦躁，高寒时人会变得懒惰。嘈杂的噪声使人难以发现异常声响和报警信号；照明不够和大雾天气使人不易识别物体；有害气体和粉尘损害人的身体健康等。

（2）社会环境

家庭矛盾、人际关系、社会风气和岗位工作安排会对工作人员的心理造成影响。一些不法之徒也对行车安全构成危害。

3.保障铁路行车安全的建议

3.1 提高人员素质的建议

（1）在任用人员时，应该对其进行职工适应性测试，以便于为工作挑选最合适的人，减少潜在的不安全隐患。

（2）根据本单位的实际情况以及运输淡季、旺季的变化，及时调整不同工作岗位的人数，工作量大时，应该增加人员；反之，应该精简人员。

（3）对工作人员尤其是调度员等重要岗位的人员进行定期的考核，包括理论知识和实践能力的考核，提高工作人员的工作水平。

3.2 设备因素的改善办法

防止和排除人为错误的设备：如机车信号、自动停车装置、列车无线调度电话、车站办理进路的监督设备、列车运行速度的测录设备等。

对各种固定和移动设备的技术状态进行监测诊断的设备：如热轴探测和报警设备、电磁探伤设备、超限界报警装置、各种自然灾害的报警设备等。兼有扩能和安全作用的设备 如自动闭塞、电气集中、调度集中、列车自动控制设备等。

3.3环境因素的解决措施

（1）社会环境因素安全保障措施

铁路运输系统各次管理部门要落实铁路企业安全目标、安全责任制和奖罚激励制度；加大安全技术设备的投入，依靠科技加强安全监控及通过深入细致的思想工作，提高职工思想和业务素质；关心职工生活，解决后顾之忧；增强内部团结，建立融洽的人际关系；

（2）自然环境因素安全保障措施

铁路选线，应做好地质、水文和气象等勘察工作；做好自然灾害的预、确报工作及设备技术状态的监测诊断工作。

（3）作业环境因素安全保障措施

在改善作业环境过程中，应严格按照国家规定标准实施，有效防止人员疾病、中毒现象发生，避免过早疲劳和不舒适感、使作业人员在繁忙的工作中，仍能保持良好的心态和充沛的精力，把行车安全建立在良好的作业环境条件基础上。

参考文献：

[1] 施其洲．运输安全系统工程[M]．成都：西南交通大学出版社，2006．

[2] 陈佳玲，胡安洲等．铁路行车安全保障系统构成及其运作[M]．北京：中国铁道出版社，2006．

[3] TB1699—85，铁道部铁路车站行车作业人身安全标准[M].

第13篇

【关键词】铁路高职 生产企业 教学 案例库

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）06-0222-02

一、建设铁路实际教学案例库的背景条件及必要性

目前，铁路交通发展迅速。截止到2013年年底，全国铁路营业里程已超过10万公里，急需一批熟练掌握专业知识与技能，能解决操作难题，具备处理突发事件能力的高素质技术技能型专门人才。这就需要形成铁道交通运营管理专业企业生产实际教学资源库。

二、 铁路生产实际教学案例库建设的思路、目标

（一）案例库建设思路

（1）分类注重案例选取的典型性和相关性[1]。在案例库的建设中，始终围绕铁路交通专业拟讲授的核心课程和基本理论编制有代表性的典型案例，且所有案例均来自于已发生的我国铁路交通运营企业生产现场实际案例。（2）通过运输生产案例库的开拓，强调对铁路现有案例教学方法的创新，在总结当前运营案例教学法优劣的基础上，实现案例教学的实用性创新。（3）案例评价的市场化[2]。对于案例库，最重要的检验标准是市场是否需要。通过案例的启发性[3]教育，不断得到高职教学检验和铁路企业市场检验，从而使案例的质量和数量不断提高。（4）案例入库实现动态化。

（二）案例库建设的目标

建设铁路生产案例库的总体目标：可建立5个子案例库，分为：行车调度指挥、接发列车、调车安全、客运安全、货运安全等5个案例库子系统。

三、案例库建设的标准及维护

（一）建立案例库规范和标准

建立案例编写规范：遵循教育部《国家级精品资源共享课建设技术要求》，基本结构可概括为两部分，即铁路企业案例正文+使用说明。

（二）案例库网站建设与维护

功能设计方面：铁路生产教学案例库网站功能设计应遵循实用、便捷的原则，注重功能的可扩展性和可移植性；方便用户对案例进行查询和检索；给用户提供一个案例教学与研究的共享平台；有效地实现案例方面的沟通与合作。

维护和更新方面：设置专人负责案例库建设管理工作，相应制订案例库更新计划，及时补充案例库。

四、案例库设置的主要内容

为确保达到高职铁路交通运营专业实际教学案例库的标准和目标，筹建铁路交通运营核心课程专业生产案例库，可主要设置含5个子案例库：

（一）接发列车子案例库

接发列车作业，是铁路运输生产中最重要的工作环节之一。该子案例库以现行《技规》和《接发列车作业》标准为依据，以非正常情况下的接发列车为重点，结合分类安全事故案例，编辑接发列车子案例库，具有较强的实用性。

接发列车子案例库要点：电话中断时的接发列车案例；无空闲线路时的接发列车案例；设备故障时的接发列车案例；特种列车的接发列车案例；超长列车的接发列车案例；恶劣天气下的接发列车案例；危险货物的接发列车案例；施工条件下的行车组织案例；事故救援列车开行案例；行车事故处理案例。

（二）调车作业子案例库

调车作业是在铁路运输生产过程中的重要环节，该子案例库以列车在车站的到达、出发、通过以及在区间内运行、列车解体、编组、摘挂、转场等安全隐患较大作业为开发的重点。

调车作业子案例库要点：平面调车作业案例 驼峰调车作业案例； 推进调车作业案例；调车挤岔事故案例；调车冲突事故案例；调车脱线事故案例；调车人员安全上、下车案例；调车作业动、静观速；动、静观距案例； 调车作业人身安全防护案例；调车事故处理案例。

（三）行车调度指挥子案例库

行车调度指挥是铁路日常运输生产的中枢组织。该子案例库以列车运行严格实行单一指挥原则、统一指挥、实现列车安全正点运行为开发的重点。

行车调度指挥子案例库要点：调度集中系统安全应用案例；调度指挥信息管理系统安全使用案例；列车运行图编制案例；调度命令运用案例；红色许可证使用案例；施工调度安全组织案例；防台、防洪行车应急预案；电气化铁路安全调度指挥案例；高速铁路事故处理案例；行车事故应急预案。

（四）客运安全组织子案例库

客运安全组织是运输工作的重中之重。该子案例库以提高乘务人员的服务意识和非正常情况下应急处理问题的能力为重点，突出旅客列车安全行车组织、旅客运输事故处理及高速铁路旅客运输安全案例。

客运安全组织子案例库重点为：客运站安全管理案例；客运站人身安全防护案例；旅客上、下车安全案例；旅客行李安检案例；客票预售和站车服务系统安全案例；高速列车事故应急预案；乘务员岗位安全案例。

（五）货运安全组织子案例库

货运工作就是高质量、高效率地完成铁路月度货物运输计划及国家临时指定的重点运输任务。该子案例库以坚持计划运输、合理运输、直达运输和均衡运输为重点，突出货运安全案例，确保货运安全为目标。

货运安全工作组织案例库要点：货运交接安全程序案例；货物装载安全案例；危险货物运输案例；货运调度安全指挥案例；货运编组事故案例；货票分离事故案例。

总体要求：以上案例库所有约50个典型案例都来源于现场生产及各级行车人员密切配合、联劳协作的实践。案例要紧扣铁路交通运营各专业核心课程和关键点，简明扼要，重点突出，可操作性强。

五、建设案例库实施的步骤

具体的步骤程序如下：（图表1）

图表1 高职铁路运营专业实际教学案例库实施总体方案

六、成果及展望

（一）成果

直接成果：1）建立5个高职铁路运营专业生产企业实际教学子案例库，收集50个典型案例并最终形成完整的核心课程总案例信息化数据库；2）发表与铁路运营实际教学案例库建设相关的论文5篇；3）建立共享信息的轨道交通运营案例库教学门户网站1个。

间接成果：1）面向全国铁路高职院校交通运输专业学生、企业在岗职工、社会学习者的应用；2）为全国铁路交通运输教师教学服务；3）面向铁路企业单位培训与资源建设单位的应用。

（二）展望

铁路高职院校教学案例库建设与使用能够促进专业教师建立“统揽全局”、“点面结合”的教学理念，树立知识融合与知识集成、案例研讨与实践检验、系统科学与行为科学相结合的新型教学观，同时，对培养适应当前国家铁路多元化、多层次需求的应用型及技术型人才具有积极的深远的意义。

参考文献：

[1]陈东佐.建设法规概论（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008（4），35

[2]王宏丽.对建设法规课程案例教学改革的思考[J].辽宁教育行政学院学报，2009（2），62

[3]赵剑锋.案例教学内容与方法改革的探讨与实施[J].大连铁道学报，2009（6），29

第14篇

【关键词】电力系统；谐波；仿真分析

产生谐波的主要根源是电力电子设备，而它又是提高供电可靠性和传输正弦电压和电流给终端用户的非常有效的手段。因此，谐波成为一个长期而重要的研究方向，对电力系统工作者提出了新的挑战。

1 电力系统中的谐波源

1.1 谐波的定义

“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪奠定了良好的基础。傅利叶等提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945 J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有变流电力系统、工业、交流及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

供电系统谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅利叶级数分解，除了得到与电网基波频率相同的分量，还得到一系列大于电网基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1）称为谐波次数。电网中有时也存在非整数倍谐波称为非谐波（Non-harmonics）或分数谐波。谐波实际上是一种干扰量，使电网受到“污染”，而现在供电系统谐波污染日趋严重。

1.2 电力系统中主要的谐波源

所谓谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍。周期为T=2π/ω的非正弦电压u（ωt），在满足狄里赫利条件下，可分解为如下形式的傅里叶级数：

式中，频率为 （n=2，3…）的项即为谐波项，通常也称之为高次谐波。电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种非线性元件。即使电力系统中电源的电压为正弦波，但由于非线性元件的存在，从而电网中总有谐波电流或电压。产生谐波的元件很多，包括荧光灯和高压汞灯等气体放电灯、感应电动机、电焊机、变压器、电弧炉及晶闸管整流设备等，其中最为严重的是大型的晶闸管整流设备和大型电弧炉，它们产生的谐波电流特别突出。经统计表明，它们产生的谐波占总谐波量的近40%，是最大的谐波源。下面将对整流装置、电弧炉和电气化铁道的谐波进行简要的分析。

2 电力系统谐波仿真

系统仿真是根据被研究的真实系统的数学模型研究系统性能的一门学科，现在尤指利用计算机去研究数学模型行为的方法。计算机仿真的基本内容包括系统、模型、算法、计算机程序设计与仿真结果显示、分析与验证等环节。仿真是系统分析研究的重要手段，它可以验证理论和设想、模拟实际系统运行过程、分析系统特性随参量的变化规律、描述系统的状态与特性，可以具有实验相同的作用，同时可以避免实际操作的复杂性，完成无法实验系统或过程的仿真模拟等。因此，实现对永磁同步伺服系统的仿真具有实际意义。

2.1 仿真工具介绍

近20年以来，国际、国内出现了许多专门用于计算机数字仿真的仿真语言与工具，如CSMp，ACSL，SIMNON，MATLAB/SimulinLk，Matrix刀SystemBuild，CSMP一C等。

Matlab是以复数矩阵作为基本编程单元的一种高级程序设计语言，它提供了各种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。MATLAB是一个高度集成的软件系统，它集科学与工程计算、图形可视化、图像处理、多媒体处理于一身，并提供了实用的WindowS图形界面设计方法，使用户能设计出友好的图形界面。MATLAB语言在自动控制、航天工业、汽车工业、语音处理、信号分析、图像信号处理等各行业中都有极广泛的应用。Simulink是用于MATLAB下建立系统框图和仿真的环境，利用它的SinLk、Souree、Linear、Nonlinear、Conneetors、Extra选用现成模块或创建自己的模块，对于某些没有模型而又不便创建模型的环节或控制算法可以采用M文件（s函数）来实现系统部分功能。模型建立后，可以启动仿真。仿真过程中所感兴趣的量可以使用Scope示波器来加以观察。Simulink中可以使用的电力系统仿真模块集（powerSystemsBloekset）提供了七大类上百种电气元件模型，包括开关元件和电机模型等，可以用于电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等过程的仿真。它提供了一种类似电路建模的方式进行模型绘制，在仿真前将自动将其变化成状态方程描述的系统形式，然后才能在Simulink下进行仿真分析。

2.2 对无源滤波器进行仿真

在MATLAB/Simulink环境下，利用PSB模块库，在分析了无源滤波器的基础上，建立了仿真模型。本系统采用三相整流电路对电路系统注入谐波，分析比较仿真数据。

2.2.1 无源滤波模块

该无源滤波模块由三个单调谐滤波器和一个高通滤波器组成，主要针对整流器产生的特征谐波进行滤波，三个单调谐滤波器调谐在5、7、11特征谐波频率上。

2.2.2 三相整流桥模块

利用该模块模拟电力系统中的整流装置产生的谐波源，并对其进行滤波仿真。

2.2.3 10KV电力系统仿真模块

这个电力系统的仿真模块，可以准确的输出三相正弦电压，提供电力系统谐波的频域分析，从而更加明了的看出滤波的效果。

2.3仿真结果分析

从仿真结果可以看出，利用无源滤波器对电力系统中的谐波源（三相整流电路）进行滤波，电力系统中的谐波电流有明显下降，电流波形与正弦波仍相差较远；在电路系统中加装有源电力滤波器，滤波前电力系统中含有大量的谐波电流，滤波后电流波形近似为正弦波，频域分析中的谐波含量几乎为零。可以看出有源电力滤波器比起无源滤波器有更强的滤波效果。

3 结论

随着我国谐波治理工作的深入开展，谐波的发生，综合动态的谐波治理措施，电网的无功功率补偿问题，是当前电力系统面临的一大课题。要消除谐波污染，除在电力系统中大力发展高效的滤波措施外，在设计、制造和使用非线性负载时，也要采取有力的抑制谐波的措施，减小谐波侵入电网，从而真正减少由于谐波污染带来的巨大经济损失。

参考文献：

[1]陆扬.供电系统谐波的产生、危害及其防护对策[D] 华东电力，2003 （10）.

[2]王庆红.遵义电网谐波分析与监测[D].贵州大学，2006.

[3]王丽霞，张世中.谐波的危害及治理[J].工程与建设，2008（4）.

第15篇

    论文摘要:光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。

    1.光纤通信技术

    光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小;光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听;光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。

    光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射;(2)信号的合波;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。

    2. 光纤通信技术的特点

    (1) 频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

    (2) 损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。

    (3) 抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应,光纤传输系还特别适合于军事应用。

    (4)无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处,漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰,同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。

    除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点,其不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

    3. 光纤通信技术在有线电视网络中的应用

    20世纪90年代以来,我国光通信产业发展极其迅速,特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展,促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加,全网的管理和维护,设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用 SDH +光纤或ATM+光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统,链路传输系统或者组成各种形式的复合网络,可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播,采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字,通道设置成广播方式,同样的电视节目在各地都可以下载,也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目。

    有线电视网络在全国各地已基本形成,在有线电视网络现有的基础上,比较容易地实现宽带多媒体传输网络,因此在目前的情况下,不应完全废除现有的有线电视网,而用少量的投资来完善和改造它,满足人们的目前需要。很多地区的 CATV已经是光纤传输,到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV 大多是单向传输,上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网 PSTN 中语音通道或数据通道形成上行信号的传送,也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户,这样各用户间即可以打电话,也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送,组成了双向应用的Internet网。

    现在光通信网络的容量虽然已经很大, 但还有许多应用能力在闲置, 今后随着社会经济的不断发展, 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力, 推动通信网络的继续发展。因此, 光纤通信技术在应用需求的推动下, 一定不断会有新的发展。

    参考文献:

    [1]王磊,裴丽. 光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息,2006,(4)

    [2]何淑贞,王晓梅. 光通信技术的新飞跃[J]. 网络电信,2004,(2)