电气化铁路基础知识

电气化铁路基础知识

电气化铁路基础知识1、不得破坏、攀越栅栏，在电气化铁路上行走

电力接触网设置在铁路线路上方，在接触网各导线及其相连接部件二米范围内，通常都有强大的电磁场，由于风、雨雪、其他外界条件的变化，都会危及行人安全，尤其行人带着物件(如雨伞、木棒等高长物件)及下大雨，水流成线，就会发生触电伤人。此外，电力机车速度快，声音小，行人不易察觉，容易造成行人伤亡事故。

2、不得损坏电气化铁路设施

在铁路边坡上砍柴、砍树等，不得用高空坠落滚动法代替搬运，以免砸坏电气化铁路设备(包括接触网、支柱、接地线等)，造成行车中断及发生火灾等事故。发现接触网断线及其部件损坏或在接触网上挂有线头、绳索等物，均不准与之接触，要立即通知附近的有关部门，在检修人员未到达以前，将该处加以防护，任何人员均应距已断导线接地处所10米以外;对接触网上搭挂绳索树枝等物，严禁触物自行排除，要立即报告有关部门处理。

3、严禁自行从接触网上接电，亦不能私拉民用电线横越铁路上空

电气化铁路的高压电是供给电力机车专用，任何人均不得私自接线作为民用电，民用电线一旦与高压电(导线)接通，容易发

生火灾及危及人身安全。

4、未经允许不得在电气化铁路附近施工

只要接近铁路施工，都要事先与铁路电力部门联系，经过允许同意，并在施工前按要求做好防护措施后方可正式开工。电化区段清除线路两侧危树等作业时，要与安全部门商定，采取有效防护措施;在接触网未停电接地时，禁止吊车的吊臂在接触网下伸臂转动;检查、维修与接触网接近的房屋、建筑及设备时，作业人员及所持工具与接触网带电部分必须保持在2米以上的距离。

5、不得过于靠近接触网灭火

距离接触网带电部分不足4米的物体发生火灾，接触网必须先停电，才能用水或一般灭火器浇灭燃烧物;对超过4米距离的燃烧物灭火，要特别注意使水流不向接触网方向喷射，并保持水流与带电部分的距离在2米以上。

使用沙土灭火时，若燃着物距离接触网带电部分2米以外，接触网可以不停电。

接触网或其它带电设备着火时，在切断电源前不得使用水或泡沫灭火器灭火。

6、不准登上机车车辆顶部

在电气化区段内，任何人不准登上机车车辆顶部或翻越车顶通过线路。在旅客站台、行人较多的电气化区段所有接触网支柱应悬挂或涂有“禁止攀登”、“有电危险”等警告牌。禁止在支柱上搭挂衣物、攀登支柱或在支柱旁休息。

7、不准高举工具通过接触网

手持木杆、梯子等工具通过接触网时，必须水平通过，不准

高举超过安全距离。押运、随车装卸等人员，在电气化铁路区段内，禁止搭乘机车的煤水车及坐在车顶或装载的货物上。机车司机、运转车长及连接员，除做好宣传工作之外，当列车驶进电气化区段前，还需注意货物装载状态，要设法排除超出限界的树枝、棒杆等，紧固飘动的篷布，关闭油罐车顶上盖等。

8、注意各种警告语

为提醒人们对高压带电体的注意，在电气化铁路沿线接触网支柱上应标示“高压危险，严禁攀登”的警告语，任何人员不得在接触网支柱等危险设施、设备和区域，以及能攀登到客车等车辆上部的梯子或支架旁停留休息和坐卧，不得破坏警示标志;在电气化铁路上使用的内燃机车通往车顶的梯子应标示“高压危险”的警告牌;在电力机车、牵引变压器的一侧(高压侧)应设置安全防护栅网。

9、遵守平交道口的安全规定

各种车辆和行人，通过电气化铁路平交道口时，必须遵守以下规定：

(1)汽车和兽力车通过电气化铁路平交道口时，货物的装载高度(从地面算起)不得超过4.5米和触动道口限界门的活动横板和吊链。装载高度超过4.5米的货物应绕行立交道口和进行倒装。

(2)在装载货物高度超过2米(从地面算起)的车辆通过电气化铁路平交道口时，严禁随车人员在货件上坐立。如需搭乘卸车人员时，应下车步行，待车辆驶过道口后，再上车乘坐。

(3)当行人持有木棒、竹竿、彩旗和皮鞭等高长物件通过道口时，不准高举挥动，须使上述物件保持水平状态通过道口，以免

高长物件碰触带电体，致使高压电伤人。

在道口限界门右侧杆上，供电段设有上述规定内容的标示牌，要求机动车辆司机和行人严格遵守。

10、严禁穿捅安全栅网

在接触网支柱及接触网带电部分5米范围内的金属结构上均需装设接地线。天桥及跨线桥靠近跨越接触网的地方，必须设置安全栅网，因天桥、跨线桥等跨越接触网的地方，距离带电部分较近，容易发生触电事故，为了确保人身安全，设置安全栅网以屏蔽感应电流。为此，行人通过这种天桥或跨线桥时，严禁用竹竿、棍棒、铁线等非绝缘物件穿捅安全栅网。因为直接或间接与接触网带电部分接触都十分危险。特别要教育电气化铁路附近的儿童，不要在上面玩耍，也不要长时间逗留。雷雨天气在电气化区段内行走，要远离线路为宜。

11、严禁爬乘货车

铁路运输部门三令五申，严禁爬乘货车，主要是为了防止人员坠车事故，在电气化铁路上爬乘货车时，还容易发生人身触电伤亡事故。因此，在发现有人爬乘货车时要严加制止。特别是从非电气化铁路开来的货车，在进入电气化铁路前，接发列车人员应认真检查，发现有人乘坐在敞平车装载的货物或棚车车顶上时，应令其下车，劝其乘坐客车或安排在安全处所，以防列车进入电气化铁路区段后爬乘人员触电。

如列车已进入电气化铁路区段，且停于带电的接触网下面时，应好言相劝，叫他们千万不要站立，提醒他们上面有高压电，要俯卧式慢慢“爬”下车。必要时应操纵隔离开关，使接触网停电

后再使其下车。在接触网带电条件下，千万不能大声斥责、吓唬，以免他们害怕站起来逃跑时触电。

12、防止接触网触电和做好急救工作

在电气化区段禁止用软管冲刷车辆上部，保持水流与接触网带电部分有2米以上距离，防止触电事故发生。

发现有人员触电时使触电者迅速脱离电源，发现者迅速把就近电源开关切断，或用绝缘物将触电者与带电体分开。在对触电者实行人工呼吸过程中要注意快慢，节奏要均匀，一般以每分钟14-16次为宜。当触电者能自己呼吸时，应停止人工呼吸。各类油罐车在电气化区段发生泄漏时，严禁无关人员上去处理。

电气化铁路的优点电气化铁路是一种现代化的铁路运输工具，和使用的内燃、蒸汽机车牵引的铁路相比，具有技术经济上的优越性。

能大幅度提高运输能力

由于电力机车以外部电能作动力，它不需要自带动力装置，可降低机车自重，这样，在每根轴的荷重相同的条件下，其轴功率较大，目前国内的电力机车最大为7200千瓦，内燃机车为500千瓦，在相同的牵引重量时，其速度较高。而在相同速度下，其牵引力较大。客运用的ss8型电力机车持续速度为100公里/时，而df11型内燃机车只有65.5公里/时。从货运机车的功率来比较，ss4型电力机车为6400千瓦，df10型内燃机车为3245千瓦，而前进型蒸汽机车仅为2200千瓦。由上述数字可以看出，因为电力机车的功率大，所以它的牵引力大和持续速度较高，从而大大提高了运输能力。

节约能源，降低运输成本

铁路运输是国家能源消耗的一个大户。因此，牵引动力类型的选择对于合理使用能源具有重要意义。

电力牵引的动力是电能，从我国能源生产的发展来看，“八五”期间发电量增长32%，原煤增长13%，原油增长5.1%;1995年电力牵引用电量仅占全国发电量的0.64%;再以宏观的能源结构看，原油储量远少于煤炭、水力，而一些无法直接使用电能的水上、陆地和空中运输工具及移动机械却需要大量的液体燃料，因此，电力牵引是最合理的牵引动力。电力牵引每万吨公里的能耗比其它牵引约低1/3，根据1990年全路运输业务决算报告，以每万吨公里机务成本计算，电力机车为100%，则内燃机车为136.9%，蒸汽机车为135.1%。

有利于保护环境，并能增加安全可靠程度

电力机车无废气、烟尘，对空气无污染，另外噪音较小，特别在通过长大隧道时，其优点更为显著，这不仅改善了司机的工作条件和旅客的舒适度，而且对铁路沿线城市、郊区的污染也减到最小程度。电力机车装有大功率的电气制动装置，可用于长大下坡的速度调整，从而可以大大提高列车运行的安全度。

电气化铁路的供电方式轨道供电

采用轨道供电的电气化铁路通常铺设有额外的供电轨道，用来连接电网和机车，为机车提供电力供应，亦被称为第三轨供电，这条轨道被称为第三轨。

高架电缆

高架电缆连接在电气化铁路的供电电网上，分为柔性和刚性

两类，电力机车或动车组通过架式集电弓连接接触网，从其中取电。

架空电缆和高架电缆是香港和台湾的说法，在中国大陆通常被称为接触网供电。在中国大陆，架空电缆和高架电缆一般是指高压输电线路。

两种导线类型，最终都通过列车正常的运行轨道接地形成回路。也有少数铁路使用第四轨(例如伦敦地铁)作为电流回路。

高架电缆有个好处，就是同时能当高压输电道，如日本京急线。

直流

早期的电气化铁路采用电压相对低的直流供电。机车或动车组的电动机直接连接在电网主线上，通过并联或串联在电动机上的电阻和继电器来进行控制。

通常有轨电车和地铁的电压是600伏和750伏，铁路使用1500伏和3000伏。过去车辆使用旋转变流器来将交流电转换为直流电。一般使用半导体整流器完成这个工作。

采用直流供电的系统比较简单，但是它需要较粗的导线，车站之间距离也较短，并且直流线路有显著的电阻损失。

荷兰、日本、澳大利亚、印尼、马来西亚的一些地区、法国的少数地区使用1500v的直流电，其中，荷兰实际使用的电压大约有1600v到1700v。

比利时、意大利、波兰、捷克北部、斯洛伐克、前南斯拉夫、前苏联使用3000v直流电。

低频交流电

一些欧洲国家使用低频交流电来给电力机车供电。德国、奥地利、瑞士、挪威和瑞典使用15千伏16.67赫兹(电网频率50hz 的三分之一)的交流电。美国使用11千伏或12.5千伏25赫兹的交流电。机车的电机通过可调变压器来控制。

工频交流电

匈牙利曾经在二十世纪三十年代在电气化铁路上使用50赫兹的交流电。然而直到五十年代以后才被广泛使用。

一些电气化机车使用变压器和整流器来提供低压脉动直流电给电动机使用，通过调节变压器来控制电动机速度。另一些则使用可控硅或场效应管来产生突变交流或变频交流电来供应给机车的交流电机。

这样的供电形式比较经济，但是也存在缺点：外部电力系统的相位负荷不等，而且还会产生显著的电磁干扰。

中国、法国、英国、芬兰、丹麦、前苏联、前南斯拉夫、西班牙(标准轨高铁路段)、日本(东北、上越、北海道新干线及北陆新干线轻井泽以东)、使用单相25千伏50赫兹电力供应，台湾高速铁路、台湾铁路管理局、韩国、日本(东海道、山阳、九州新干线及北陆新干线轻井泽以西)使用单相25千伏60赫兹电力供应，而美国通常使用单相12.5千伏和25千伏60赫兹的交流电。另外日本东北、北海道地区使用20千伏50赫兹交流电，北陆地区、九州地区使用20千伏60赫兹交流电。

多种系统供电

因为有这么多的供电方式，有时候甚至一个国家内采用不同的方式(如日本关东以南是60hz，但东北及北陆以北是50hz)，所

以列车经常必须从一种供电方式转向为另一种供电方式。其中一种方法是在换乘站更换机车，当然，这样很不方便。

另一种方法是使用支持多种供电系统的机车。在欧洲，通常是支持四种供电系统(直流1.5千伏、直流3千伏、交流15千伏16.67赫兹、交流25千伏50赫兹)的机车，这样，它在从一个供电系统到另一个的时候就可以不用停留。

而日本国铁在上世纪60年代初已有交直流对应的列车机车、但当时只能对应其中50/60一个赫兹，俗称“单交直流型”。直至60年代尾才成功研发可在全日本电化区间的行走用的多种供电系统(直流1.5千伏、交流25千伏50/60赫兹)，俗称“双交直流型”，并开始引进当时量产中的列车机车系列上，但在1987年由jr分社经营后，由于预期旅客电车不需再作全国性的调动或行走，加上双交直流型电车成本较高，故除了至国铁末年仍量产中的415系1500番台及之后的jr东日本的e653系及是双交直流型电车外，单交直流型的旅客电车从新被各jr旅客会社采用。