電氣化鐵路基本知識電氣化鐵路的優(yōu)點(diǎn)
電氣化鐵路基本知識電氣化鐵路的優(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的內(nèi)容,希望大家喜歡!
電氣化鐵路基本知識
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性認(rèn)識不足,曾多次發(fā)生人員傷亡事故。對于接觸網(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”,一旦發(fā)生觸電傷亡事故,人們才真正理解到“高壓危險”是千真萬確的,所以電氣化安全知識必須做到“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,瞬間會帶有高壓電。
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”。
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,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,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)立即對癥施行人工呼吸法或者心臟擠壓法或者兩種方法同時進(jìn)行搶救,并速請醫(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,應(yīng)如何消防滅火?
接觸網(wǎng)附近發(fā)生火災(zāi)時,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,接觸網(wǎng)必須停電。使用砂土滅火時,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,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,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)車以外部電能作動力,它不需要自帶動力裝置,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,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,而DF11型內(nèi)燃機(jī)車只有65.5公里/時。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,因為電力機(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大戶。因此,牽引動力類型的選擇對于合理使用能源具有重要意義。
電力牽引的動力是電能,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)決算報告,以每萬噸公里機(jī)務(wù)成本計算,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,對空氣無污染,另外噪音較小,特別在通過長大隧道時,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。
高架電纜有個好處,就是同時能當(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低的直流供電。機(jī)車或動車組的電動機(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、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直流電給電動機(jī)使用,通過調(diào)節(jié)變壓器來控制電動機(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),臺灣高速鐵路、臺灣鐵路管理局、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
因為有這么多的供電方式,有時候甚至一個國家內(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)向為另一種供電方式。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,它在從一個供電系統(tǒng)到另一個的時候就可以不用停留。
而日本國鐵在上世紀(jì)60年代初已有交直流對應(yīng)的列車機(jī)車、但當(dāng)時只能對應(yīng)其中50/60一個赫茲,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旅客會社采用。
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