電氣化鐵路基礎(chǔ)知識(shí)
電氣化鐵路基礎(chǔ)知識(shí)
為了防止觸電傷亡事故發(fā)生，確保安全生產(chǎn)和職工群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，請(qǐng)嚴(yán)格遵守國(guó)家鐵路安全法規(guī)和電氣化鐵路安全規(guī)定。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于電氣化鐵路基礎(chǔ)知識(shí)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
電氣化鐵路基礎(chǔ)知識(shí)
1、不得破壞、攀越柵欄，在電氣化鐵路上行走
電力接觸網(wǎng)設(shè)置在鐵路線路上方，在接觸網(wǎng)各導(dǎo)線及其相連接部件二米范圍內(nèi)，通常都有強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，由于風(fēng)、雨雪、其他外界條件的變化，都會(huì)危及行人安全，尤其行人帶著物件(如雨傘、木棒等高長(zhǎng)物件)及下大雨，水流成線，就會(huì)發(fā)生觸電傷人。此外，電力機(jī)車(chē)速度快，聲音小，行人不易察覺(jué)，容易造成行人傷亡事故。
2、不得損壞電氣化鐵路設(shè)施
在鐵路邊坡上砍柴、砍樹(shù)等，不得用高空墜落滾動(dòng)法代替搬運(yùn)，以免砸壞電氣化鐵路設(shè)備(包括接觸網(wǎng)、支柱、接地線等)，造成行車(chē)中斷及發(fā)生火災(zāi)等事故。發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)斷線及其部件損壞或在接觸網(wǎng)上掛有線頭、繩索等物，均不準(zhǔn)與之接觸，要立即通知附近的有關(guān)部門(mén)，在檢修人員未到達(dá)以前，將該處加以防護(hù)，任何人員均應(yīng)距已斷導(dǎo)線接地處所10米以外;對(duì)接觸網(wǎng)上搭掛繩索樹(shù)枝等物，嚴(yán)禁觸物自行排除，要立即報(bào)告有關(guān)部門(mén)處理。
3、嚴(yán)禁自行從接觸網(wǎng)上接電，亦不能私拉民用電線橫越鐵路上空
電氣化鐵路的高壓電是供給電力機(jī)車(chē)專(zhuān)用，任何人均不得私自接線作為民用電，民用電線一旦與高壓電(導(dǎo)線)接通，容易發(fā)生火災(zāi)及危及人身安全。
4、未經(jīng)允許不得在電氣化鐵路附近施工
只要接近鐵路施工，都要事先與鐵路電力部門(mén)聯(lián)系，經(jīng)過(guò)允許同意，并在施工前按要求做好防護(hù)措施后方可正式開(kāi)工。電化區(qū)段清除線路兩側(cè)危樹(shù)等作業(yè)時(shí)，要與安全部門(mén)商定，采取有效防護(hù)措施;在接觸網(wǎng)未停電接地時(shí)，禁止吊車(chē)的吊臂在接觸網(wǎng)下伸臂轉(zhuǎn)動(dòng);檢查、維修與接觸網(wǎng)接近的房屋、建筑及設(shè)備時(shí)，作業(yè)人員及所持工具與接觸網(wǎng)帶電部分必須保持在2米以上的距離。
5、不得過(guò)于靠近接觸網(wǎng)滅火
距離接觸網(wǎng)帶電部分不足4米的物體發(fā)生火災(zāi)，接觸網(wǎng)必須先停電，才能用水或一般滅火器澆滅燃燒物;對(duì)超過(guò)4米距離的燃燒物滅火，要特別注意使水流不向接觸網(wǎng)方向噴射，并保持水流與帶電部分的距離在2米以上。
使用沙土滅火時(shí)，若燃著物距離接觸網(wǎng)帶電部分2米以外，接觸網(wǎng)可以不停電。
接觸網(wǎng)或其它帶電設(shè)備著火時(shí)，在切斷電源前不得使用水或泡沫滅火器滅火。
6、不準(zhǔn)登上機(jī)車(chē)車(chē)輛頂部
在電氣化區(qū)段內(nèi)，任何人不準(zhǔn)登上機(jī)車(chē)車(chē)輛頂部或翻越車(chē)頂通過(guò)線路。在旅客站臺(tái)、行人較多的電氣化區(qū)段所有接觸網(wǎng)支柱應(yīng)懸掛或涂有“禁止攀登”、“有電危險(xiǎn)”等警告牌。禁止在支柱上搭掛衣物、攀登支柱或在支柱旁休息。
7、不準(zhǔn)高舉工具通過(guò)接觸網(wǎng)
手持木桿、梯子等工具通過(guò)接觸網(wǎng)時(shí)，必須水平通過(guò)，不準(zhǔn)高舉超過(guò)安全距離。押運(yùn)、隨車(chē)裝卸等人員，在電氣化鐵路區(qū)段內(nèi)，禁止搭乘機(jī)車(chē)的煤水車(chē)及坐在車(chē)頂或裝載的貨物上。機(jī)車(chē)司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)長(zhǎng)及連接員，除做好宣傳工作之外，當(dāng)列車(chē)駛進(jìn)電氣化區(qū)段前，還需注意貨物裝載狀態(tài)，要設(shè)法排除超出限界的樹(shù)枝、棒桿等，緊固飄動(dòng)的篷布，關(guān)閉油罐車(chē)頂上蓋等。
8、注意各種警告語(yǔ)
為提醒人們對(duì)高壓帶電體的注意，在電氣化鐵路沿線接觸網(wǎng)支柱上應(yīng)標(biāo)示“高壓危險(xiǎn)，嚴(yán)禁攀登”的警告語(yǔ)，任何人員不得在接觸網(wǎng)支柱等危險(xiǎn)設(shè)施、設(shè)備和區(qū)域，以及能攀登到客車(chē)等車(chē)輛上部的梯子或支架旁停留休息和坐臥，不得破壞警示標(biāo)志;在電氣化鐵路上使用的內(nèi)燃機(jī)車(chē)通往車(chē)頂?shù)奶葑討?yīng)標(biāo)示“高壓危險(xiǎn)”的警告牌;在電力機(jī)車(chē)、牽引變壓器的一側(cè)(高壓側(cè))應(yīng)設(shè)置安全防護(hù)柵網(wǎng)。
9、遵守平交道口的安全規(guī)定
各種車(chē)輛和行人，通過(guò)電氣化鐵路平交道口時(shí)，必須遵守以下規(guī)定：
(1)汽車(chē)和獸力車(chē)通過(guò)電氣化鐵路平交道口時(shí)，貨物的裝載高度(從地面算起)不得超過(guò)4.5米和觸動(dòng)道口限界門(mén)的活動(dòng)橫板和吊鏈。裝載高度超過(guò)4.5米的貨物應(yīng)繞行立交道口和進(jìn)行倒裝。
(2)在裝載貨物高度超過(guò)2米(從地面算起)的車(chē)輛通過(guò)電氣化鐵路平交道口時(shí)，嚴(yán)禁隨車(chē)人員在貨件上坐立。如需搭乘卸車(chē)人員時(shí)，應(yīng)下車(chē)步行，待車(chē)輛駛過(guò)道口后，再上車(chē)乘坐。
(3)當(dāng)行人持有木棒、竹竿、彩旗和皮鞭等高長(zhǎng)物件通過(guò)道口時(shí)，不準(zhǔn)高舉揮動(dòng)，須使上述物件保持水平狀態(tài)通過(guò)道口，以免高長(zhǎng)物件碰觸帶電體，致使高壓電傷人。
在道口限界門(mén)右側(cè)桿上，供電段設(shè)有上述規(guī)定內(nèi)容的標(biāo)示牌，要求機(jī)動(dòng)車(chē)輛司機(jī)和行人嚴(yán)格遵守。
10、嚴(yán)禁穿捅安全柵網(wǎng)
在接觸網(wǎng)支柱及接觸網(wǎng)帶電部分5米范圍內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)上均需裝設(shè)接地線。天橋及跨線橋靠近跨越接觸網(wǎng)的地方，必須設(shè)置安全柵網(wǎng)，因天橋、跨線橋等跨越接觸網(wǎng)的地方，距離帶電部分較近，容易發(fā)生觸電事故，為了確保人身安全，設(shè)置安全柵網(wǎng)以屏蔽感應(yīng)電流。為此，行人通過(guò)這種天橋或跨線橋時(shí)，嚴(yán)禁用竹竿、棍棒、鐵線等非絕緣物件穿捅安全柵網(wǎng)。因?yàn)橹苯踊蜷g接與接觸網(wǎng)帶電部分接觸都十分危險(xiǎn)。特別要教育電氣化鐵路附近的兒童，不要在上面玩耍，也不要長(zhǎng)時(shí)間逗留。雷雨天氣在電氣化區(qū)段內(nèi)行走，要遠(yuǎn)離線路為宜。
11、嚴(yán)禁爬乘貨車(chē)
鐵路運(yùn)輸部門(mén)三令五申，嚴(yán)禁爬乘貨車(chē)，主要是為了防止人員墜車(chē)事故，在電氣化鐵路上爬乘貨車(chē)時(shí)，還容易發(fā)生人身觸電傷亡事故。因此，在發(fā)現(xiàn)有人爬乘貨車(chē)時(shí)要嚴(yán)加制止。特別是從非電氣化鐵路開(kāi)來(lái)的貨車(chē)，在進(jìn)入電氣化鐵路前，接發(fā)列車(chē)人員應(yīng)認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)有人乘坐在敞平車(chē)裝載的貨物或棚車(chē)車(chē)頂上時(shí)，應(yīng)令其下車(chē)，勸其乘坐客車(chē)或安排在安全處所，以防列車(chē)進(jìn)入電氣化鐵路區(qū)段后爬乘人員觸電。
如列車(chē)已進(jìn)入電氣化鐵路區(qū)段，且停于帶電的接觸網(wǎng)下面時(shí)，應(yīng)好言相勸，叫他們千萬(wàn)不要站立，提醒他們上面有高壓電，要俯臥式慢慢“爬”下車(chē)。必要時(shí)應(yīng)操縱隔離開(kāi)關(guān)，使接觸網(wǎng)停電后再使其下車(chē)。在接觸網(wǎng)帶電條件下，千萬(wàn)不能大聲斥責(zé)、嚇唬，以免他們害怕站起來(lái)逃跑時(shí)觸電。
12、防止接觸網(wǎng)觸電和做好急救工作
在電氣化區(qū)段禁止用軟管沖刷車(chē)輛上部，保持水流與接觸網(wǎng)帶電部分有2米以上距離，防止觸電事故發(fā)生。
發(fā)現(xiàn)有人員觸電時(shí)使觸電者迅速脫離電源，發(fā)現(xiàn)者迅速把就近電源開(kāi)關(guān)切斷，或用絕緣物將觸電者與帶電體分開(kāi)。在對(duì)觸電者實(shí)行人工呼吸過(guò)程中要注意快慢，節(jié)奏要均勻，一般以每分鐘14-16次為宜。當(dāng)觸電者能自己呼吸時(shí)，應(yīng)停止人工呼吸。各類(lèi)油罐車(chē)在電氣化區(qū)段發(fā)生泄漏時(shí)，嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員上去處理。
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(chē)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(chē)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(chē)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(guó)內(nèi)的電力機(jī)車(chē)最大為7200千瓦，內(nèi)燃機(jī)車(chē)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(chē)持續(xù)速度為100公里/時(shí)，而DF11型內(nèi)燃機(jī)車(chē)只有65.5公里/時(shí)。從貨運(yùn)機(jī)車(chē)的功率來(lái)比較，SS4型電力機(jī)車(chē)為6400千瓦，DF10型內(nèi)燃機(jī)車(chē)為3245千瓦，而前進(jìn)型蒸汽機(jī)車(chē)僅為2200千瓦。由上述數(shù)字可以看出，因?yàn)殡娏C(jī)車(chē)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(guó)家能源消耗的一個(gè)大戶(hù)。因此，牽引動(dòng)力類(lèi)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(guó)能源生產(chǎn)的發(fā)展來(lái)看，“八五”期間發(fā)電量增長(zhǎng)32%，原煤增長(zhǎng)13%，原油增長(zhǎng)5.1%;1995年電力牽引用電量?jī)H占全國(guó)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(wú)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(wàn)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(wàn)噸公里機(jī)務(wù)成本計(jì)算，電力機(jī)車(chē)為100%，則內(nèi)燃機(jī)車(chē)為136.9%，蒸汽機(jī)車(chē)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(chē)無(wú)廢氣、煙塵，對(duì)空氣無(wú)污染，另外噪音較小，特別在通過(guò)長(zhǎng)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(chē)裝有大功率的電氣制動(dòng)裝置，可用于長(zhǎng)大下坡的速度調(diào)整，從而可以大大提高列車(chē)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(lái)連接電網(wǎng)和機(jī)車(chē)，為機(jī)車(chē)提供電力供應(yīng)，亦被稱(chēng)為第三軌供電，這條軌道被稱(chēng)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?xún)深?lèi)，電力機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)組通過(guò)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(shuō)法，在中國(guó)大陸通常被稱(chēng)為接觸網(wǎng)供電。在中國(guó)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(lèi)型，最終都通過(guò)列車(chē)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(chē)或動(dòng)車(chē)組的電動(dòng)機(jī)直接連接在電網(wǎng)主線上，通過(guò)并聯(lián)或串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)上的電阻和繼電器來(lái)進(jìn)行控制。
通常有軌電車(chē)和地鐵的電壓是600伏和750伏，鐵路使用1500伏和3000伏。過(guò)去車(chē)輛使用旋轉(zhuǎn)變流器來(lái)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(jiǎn)單，但是它需要較粗的導(dǎo)線，車(chē)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(lái)西亞的一些地區(qū)、法國(guó)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(guó)家使用低頻交流電來(lái)給電力機(jī)車(chē)供電。德國(guó)、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(guó)使用11千伏或12.5千伏25赫茲的交流電。機(jī)車(chē)的電機(jī)通過(guò)可調(diào)變壓器來(lái)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(chē)使用變壓器和整流器來(lái)提供低壓脈動(dòng)直流電給電動(dòng)機(jī)使用，通過(guò)調(diào)節(jié)變壓器來(lái)控制電動(dòng)機(jī)速度。另一些則使用可控硅或場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)產(chǎn)生突變交流或變頻交流電來(lái)供應(yīng)給機(jī)車(chē)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(guó)、法國(guó)、英國(guó)、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(guó)、日本(東海道、山陽(yáng)、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(guó)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(guó)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(chē)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(chē)，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(chē)。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(chē)，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(guó)鐵在上世紀(jì)60年代初已有交直流對(duì)應(yīng)的列車(chē)機(jī)車(chē)、但當(dāng)時(shí)只能對(duì)應(yīng)其中50/60一個(gè)赫茲，俗稱(chēng)“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(chēng)“雙交直流型”，并開(kāi)始引進(jìn)當(dāng)時(shí)量產(chǎn)中的列車(chē)機(jī)車(chē)系列上，但在1987年由JR分社經(jīng)營(yíng)后，由于預(yù)期旅客電車(chē)不需再作全國(guó)性的調(diào)動(dòng)或行走，加上雙交直流型電車(chē)成本較高，故除了至國(guó)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(chē)外，單交直流型的旅客電車(chē)從新被各JR旅客會(huì)社采用。
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