芻議高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)及接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)

杜赫

摘 要：牽引供電系統(tǒng)與接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)是高速鐵路列車運(yùn)行中的重要保證，直接影響列車運(yùn)行的安全性，加強(qiáng)各地區(qū)之間的交通聯(lián)系，促使我國(guó)運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展。本文從牽引供電系統(tǒng)與接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)概述入手，深入進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況明確其存在的故障，提出合理的解決策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：高速鐵路;牽引供電系統(tǒng);接觸網(wǎng)供電

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）13-0175-02

0 引言

隨著時(shí)代不斷發(fā)展，我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)逐漸興起，帶動(dòng)行業(yè)經(jīng)濟(jì)迅猛提升，以滿足時(shí)代發(fā)展的需求。電氣化類車的出現(xiàn)，促使列車運(yùn)輸?shù)恼w性能得到優(yōu)化，降低運(yùn)輸成本與能源，并保證其安全性，降低故障的發(fā)生幾率，為人們提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1 高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)與接觸網(wǎng)系統(tǒng)概述

1.1 牽引供電系統(tǒng)

高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)主要是指列車提供電能消耗的系統(tǒng)，主要由兩部分組成，一部分是牽引網(wǎng)，另一部分是牽引變電，通過(guò)二者的相互配合，為列車提供充足的電能。牽引電力系統(tǒng)自身具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以靈活利用自身的能力將某一區(qū)域產(chǎn)生的電能進(jìn)行運(yùn)輸，將其運(yùn)輸至其他區(qū)域，以滿足自身的需求，提供充足的電能。接觸網(wǎng)對(duì)牽引供電系統(tǒng)產(chǎn)生的影響較大，屬于牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響其穩(wěn)定性，在運(yùn)行過(guò)程中[1]，需要工作人員加強(qiáng)重視力度，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)有的牽引系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中主要分為交流電與直流電兩種，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，主要是以交流電壓為主，可以提供較高的電壓，保證其滿足牽引供電系統(tǒng)的電流需求，具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。直流電在應(yīng)用過(guò)程中受自身的因素限制，存在供電效率低情況，其標(biāo)稱電壓難以滿足當(dāng)前的需求，供電效率整體較小，影響其系統(tǒng)運(yùn)行。針對(duì)現(xiàn)階段的高速鐵路運(yùn)輸來(lái)說(shuō)，對(duì)于列車的行駛速度要求提升，其速度的加快促使其牽引電壓較高，只有保證其牽引電壓符合要求，才能促使列車行駛安全，靈活利用牽引供電系統(tǒng)，促使其實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，滿足各部分線路的需求，實(shí)現(xiàn)列車的穩(wěn)定安全[2]。電力牽引具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以降低燃料能源的消耗，提升系統(tǒng)自身的承載力，降低對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，并靈活應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，融合信息化技術(shù)，如實(shí)現(xiàn)高速列車的遠(yuǎn)程監(jiān)控，合理進(jìn)行信息化故障檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)整體的信息化發(fā)展，提升工作效率，帶動(dòng)我國(guó)運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展[3]。

1.2 接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)

接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)是現(xiàn)階段牽引供電的重要組成部分，直接影響牽引供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以滿足當(dāng)前的需求，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。接觸網(wǎng)系統(tǒng)靈活利用當(dāng)前的收集線進(jìn)行電能的控制與傳輸，由支撐結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)運(yùn)行，充分發(fā)揮出自身的優(yōu)勢(shì)，并通過(guò)接觸元件與電力元件組成基本電網(wǎng)部分，通過(guò)特有的導(dǎo)線進(jìn)行傳輸，并利用輔助設(shè)備進(jìn)行完善，提升整體的性能。接觸網(wǎng)供電方式較多，如現(xiàn)階段較為常見的單邊供電方式，通過(guò)牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行電能供應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行。雙邊電源也是當(dāng)前較為常見的供電方式，可以同時(shí)從兩個(gè)供電系統(tǒng)進(jìn)行電能獲取，并靈活利用其優(yōu)勢(shì)促使其整體性能提升，減少輸出功率的損失。但該種形式在運(yùn)行過(guò)程中，一旦發(fā)生故障其維護(hù)的難度較大，整體上較為復(fù)雜，需要工作人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以提升整體性能。與此同時(shí)，靈活應(yīng)用接觸網(wǎng)系統(tǒng)可以擴(kuò)大其供電范圍，實(shí)現(xiàn)大面積的供電，但其對(duì)電源設(shè)備的要求較高，如果其電源難以承受其電流壓力，將降低其整體運(yùn)行質(zhì)量。甚至造成安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，需要合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足當(dāng)前的需求[4]。

2 高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)與接觸網(wǎng)系統(tǒng)故障分析

針對(duì)現(xiàn)階段的牽引供電系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，受其自身的性質(zhì)因素影響，影響的因素較多，容易形成牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行故障，造成不良的影響，造成安全事故。例如，系統(tǒng)運(yùn)行上存在的牽引供電系統(tǒng)大部分原因均是因自身系統(tǒng)導(dǎo)致，同時(shí)還包括部分接觸網(wǎng)系統(tǒng)導(dǎo)致[5]。以接觸網(wǎng)系統(tǒng)故障為例，現(xiàn)階段的故障主要有永久性故障與饋線故障兩種，其產(chǎn)生的原因不同，饋線故障是因?yàn)榻^緣子損傷，由環(huán)境因素或者外界因素造成絕緣性降低或者失靈，導(dǎo)致接觸網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障，該故障當(dāng)前較為常見，并且維修方式較為簡(jiǎn)單，需要投入的成本較小。當(dāng)前的永久性故障產(chǎn)生的后果較為嚴(yán)重，其主要的原因在于相關(guān)的原件發(fā)生故障，如線路接地故障、斷路器故障等，直接對(duì)行車產(chǎn)生影響。該類故障影響較大，不僅需要投入大量的人力物力資源進(jìn)行維修，還需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，以保證故障得到恢復(fù)。實(shí)際上，永久性故障通常情況下發(fā)生在大面積電路中，其設(shè)備容易發(fā)生故障，需要工作人員進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以滿足當(dāng)前的需求[6]。

3 高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)與接觸網(wǎng)系統(tǒng)故障解決策略

3.1 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)完善保護(hù)裝置

現(xiàn)階段，在高速公路中設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)完善的保護(hù)裝置，充分發(fā)揮出裝置的優(yōu)勢(shì)，從整體上進(jìn)行完善，以降低接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)幾出現(xiàn)故障，消除負(fù)面產(chǎn)生的影響。例如，靈活應(yīng)用裝置優(yōu)勢(shì)進(jìn)行距離保護(hù)，從根源上消除電流不穩(wěn)定情況，減少其對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的損害。例如，通過(guò)保護(hù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)了電流不穩(wěn)定時(shí)自動(dòng)斷開裝置，保護(hù)線路安全[7]。通過(guò)切斷線路電流實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，并對(duì)裝置進(jìn)行合理的保護(hù)，促使供電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不受外界因素產(chǎn)生的影響，實(shí)現(xiàn)牽引電路的穩(wěn)定供電。例如，以實(shí)際案例為例，當(dāng)前的接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)自身存在的瞬時(shí)故障，對(duì)整體線路產(chǎn)生的影響較大，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)自動(dòng)合閘裝置，并安裝接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)瞬時(shí)裝置，工作人員只需要將該閘拉起即可。與此同時(shí)，設(shè)置合理的快速自動(dòng)合閘可以促使裝置有效進(jìn)行完善，降低瞬時(shí)性故障產(chǎn)生的影響，消除該類因素對(duì)高速列車運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)面故障，靈活利用自身的性能進(jìn)行檢測(cè)，從整體上進(jìn)行優(yōu)化，第一時(shí)間明確故障存在的位置，分析其故障是否可以通過(guò)現(xiàn)階段的合閘進(jìn)行解決，如果可以通過(guò)合閘促使?fàn)恳╇娤到y(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，如果難以解決問(wèn)題則需要其通過(guò)當(dāng)前的其他方式進(jìn)行解決，以保證各個(gè)系統(tǒng)不受影響。針對(duì)現(xiàn)有的合閘裝置來(lái)說(shuō)，在應(yīng)用過(guò)程中，還應(yīng)保證其自身具有良好的延遲合閘裝置，靈活利用其自身的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行創(chuàng)新，針對(duì)現(xiàn)有的故障進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，尤其是針對(duì)部分特殊故障來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行多次檢測(cè)，以發(fā)揮出裝置的功能。因此，在現(xiàn)階段的高速鐵路牽引供電系統(tǒng)與接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)中，工作人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況分析供電系統(tǒng)的實(shí)際特點(diǎn)，從整體上進(jìn)行分析，建立完善的保護(hù)裝置，滿足當(dāng)前高速鐵路發(fā)展的需求[8]。

3.2 積極進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)符合要求的電路

工作人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)明確當(dāng)前供電系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，從整體上進(jìn)行分析，思考其綜合能力，從整體進(jìn)行完善，以設(shè)計(jì)出符合當(dāng)前高速鐵路運(yùn)行的電路，并靈活利用其優(yōu)勢(shì)降低接觸電網(wǎng)供電系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障幾率，從整體上進(jìn)行完善，滿足新時(shí)期發(fā)展需求。在當(dāng)前的背景下，現(xiàn)有的接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)與牽引系統(tǒng)通常在野外地區(qū)，處于人煙稀少地點(diǎn)，因而受其自身的性質(zhì)因素影響，通常選擇最合理的露天方式進(jìn)行，以保證系認(rèn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。發(fā)揮出自身的肺功能。在進(jìn)行露天安裝過(guò)程中，其受自身因素影響經(jīng)常受外界環(huán)境限制，設(shè)計(jì)者應(yīng)充分進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際明確露天設(shè)計(jì)存在的要求，通過(guò)合理的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，提升其整體安全性。例如，針對(duì)當(dāng)前存在的天氣問(wèn)題，應(yīng)分析天氣情況，明確該區(qū)域較為常見的問(wèn)題，并設(shè)置合理的防護(hù)措施，降低外界環(huán)境產(chǎn)生的影響，發(fā)揮出保護(hù)裝置的作用，實(shí)現(xiàn)牽引電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。例如，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)保證現(xiàn)階段的系統(tǒng)相關(guān)元件盡可能的進(jìn)行拆卸，可以實(shí)現(xiàn)有效的替換，當(dāng)某一元件發(fā)生故障時(shí)，可以有效的進(jìn)行更換，降低故障維修的復(fù)雜性，簡(jiǎn)化維修流程，以滿足當(dāng)前發(fā)展的需求。工作人員盡可能選擇高質(zhì)量、耐腐蝕以及壽命長(zhǎng)久的元件，由于元件長(zhǎng)期暴漏在野外，經(jīng)受長(zhǎng)期的風(fēng)吹日曬，將導(dǎo)致元件的質(zhì)量受到損害，通過(guò)選擇質(zhì)量良好的元件可能促使其使用壽命延長(zhǎng)，消除元件故障帶來(lái)的負(fù)面影響，為我國(guó)的高速鐵路發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)積極進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)現(xiàn)有的線路進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化整體線路質(zhì)量，為以后的線路檢查與檢測(cè)提供便利，降低高速鐵路的運(yùn)行成本與故障幾率，滿足當(dāng)前發(fā)展的需求[9]。

3.3 建立高素質(zhì)人才隊(duì)伍合理進(jìn)行管理

針對(duì)現(xiàn)階段的高速鐵路來(lái)說(shuō)，發(fā)生運(yùn)行故障是必然情況，因此應(yīng)建立高素質(zhì)人才維修隊(duì)伍，充分發(fā)揮出人才優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)預(yù)防接觸網(wǎng)系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)故障的預(yù)防，以消除其產(chǎn)生的影響。實(shí)際上，電力工人是線路維修作業(yè)的主要工作人員，其工作任務(wù)是進(jìn)行合理的維修與管理，解決系統(tǒng)中存在的故障問(wèn)題，發(fā)揮出自身的作用，滿足當(dāng)前的需求。因此，應(yīng)根據(jù)當(dāng)前的需求建立高素質(zhì)隊(duì)伍，建立完善的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，促使工作人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的運(yùn)行故障，提前進(jìn)行合理的維修，以降低故障產(chǎn)生的影響。積極對(duì)現(xiàn)有的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，提升其自身的綜合能力，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，并提升其工作經(jīng)驗(yàn)，充分發(fā)揮出自身的綜合能力保證高速列車穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)較為復(fù)雜的系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)積極向相關(guān)管理員進(jìn)行報(bào)告，并針對(duì)其問(wèn)題進(jìn)行合理的分析，及時(shí)進(jìn)行處理，避免發(fā)生較大的安全事故。例如，在列車運(yùn)行過(guò)程中，高速列車自身可能存在故障，并對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生影響，需要工作人員充分發(fā)揮出自身的能力進(jìn)行檢測(cè)，分析發(fā)生故障的原因，并進(jìn)行合理的工作人員配置，提升系統(tǒng)的維修效率，滿足當(dāng)前的需求。相關(guān)部門還應(yīng)積極加強(qiáng)資金投入力度，進(jìn)一步對(duì)牽引供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提升整體技術(shù)水平，加強(qiáng)對(duì)高速列車發(fā)展的重視力度，以促使我國(guó)鐵路運(yùn)輸穩(wěn)定發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前的時(shí)代背景下，高速鐵路的發(fā)展逐漸凸顯出其重要性，對(duì)經(jīng)濟(jì)的繁榮具有積極的促進(jìn)意義，因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)高速鐵路的完善，從整體上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與研究，培養(yǎng)高素質(zhì)人才，針對(duì)供電系統(tǒng)自身的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行完善，降低故障的發(fā)生幾率，實(shí)現(xiàn)高速鐵路的穩(wěn)定運(yùn)行，促使我國(guó)社會(huì)和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 董文哲，郭晨曦，楊斯泐.高速鐵路智能牽引供電系統(tǒng)研究[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2018，27（11）：43-47+55.

[2] 楊顥，陳民武，解紹鋒.新型貫通相供電系統(tǒng)建模與運(yùn)行特性分析[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2018，15（08）：2131-2139.

[3] 郭彭昱，趙聞蕾.牽引供電系統(tǒng)建模及其對(duì)電網(wǎng)諧波的影響[J].大連交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，39（04）：107-112.

[4] 李昂.高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)及接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2017（13）：162-163.

[5] 趙巖.高速鐵路中的牽引供電系統(tǒng)及接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（17）：235.

[6] 王婷.淺談城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)配置[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（13）：194.

[7] 趙軍.牽引供電系統(tǒng)對(duì)鐵路信號(hào)的電磁干擾及優(yōu)化[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（13）：63-64.

[8] 詹廣振.既有牽引供電系統(tǒng)高頻諧振抑制措施研究[J].電氣化鐵道，2019，30（02）：12-16.

[9] 岳新華.城市軌道交通交流供電系統(tǒng)鋼軌電位動(dòng)態(tài)分布[J].電氣化鐵道，2019，30（02）：85-88.