淺析高速鐵路電氣化改造及管理中關鍵性問題

楊金鵬 付子強

摘要：為進一步提升我國高速鐵路運行速度和穩定性，我國相關部門在針對我國高速鐵路的運行原理與特點展開了電氣改造，以期能夠通過改造提升鐵路整體運行效率，但在改造后出現的取流、供電不穩等問題極易導致鐵路列車在運行過程中出現各類問題，對其整體電氣系統造成嚴重損害。基于此，本文針對高速鐵路在電氣改造后與管理過程中的主要關鍵問題及解決措施展開了思考與探討。

關鍵詞：高速鐵路；電氣化改造；管理措施

一、因高鐵取流產生的關鍵性問題

1.出現取流的主要成因及表現

我國高速鐵路自建成以來所建設的電氣化鐵路都是以單鏈接懸掛接觸網來實現牽引制動的，在使用過程中由于其受流性能限制，最多只能允許電力機車在接觸線下以130km/h左右的速度運行。隨著速度的提高，受電弓和接觸網發生較大的振動，致使受電弓常因振動而離線，瞬間中斷受流，產生電弧火花。在這種情況下，由于電弧的熱量，將使接觸線和受電弓滑板產生異常磨耗，輕則縮短壽命，重則燒斷接觸線或燒損受電弓滑板，造成弓網事故，嚴重威脅列車運行安全；同時瞬間受流中斷將產生過電壓，有可能燒壞電力機車主絕緣回路；受流忽斷忽續產生的電磁還將對通信線路產生干擾。

2.針對受流性能的改造方法

（1）優化設計內容

可結合我國告訴通路在運行過程中的具體情況和受流性能進行全面分析，并合理、適當地對其設計內容進行改造，例如可針對高速鐵路增加懸掛結構，并通過計算等方式利用懸掛結構提升鐵路運行速度，可使用具有一定彈性的懸掛結構例如鏈形懸掛、雙鏈形懸掛等，以此提升懸掛結構與告訴鐵路之間的彈性。

（2）結合其他先進案例提升其設計可行性

雖然我國高速鐵路電氣化水平已經達到國際水平，但與部分發達國家內的同等鐵路相比在電氣化制造與優化階段還有所差距，因此想要改變其電氣化系統的受流性能，可及時對其他發達國家中所采用方法進行結合與分析，找出可行與不可行的部分，例如可對日本國鐵的新干線進行技術分析，該鐵路電氣化在優化與使用時充分利用懸掛結構的張力作用降低鐵路在運行中的振動頻率，極大地降低了電弓與接觸網部件之間的摩擦與接觸概率，因此我國想要借鑒這一成功案例，則需要做好以下幾點：

第一，在使用墜陀為鐵路提供張力補償不變的前提下可適當加強對墜陀的監管力度，利用監控等方式對墜陀在鐵路運行期間的狀態等進行全面監管，保證墜陀的質量滿足鐵路電氣系統運行標準，同時對其張力補償進行準確捕捉和記錄，提高懸掛結構的穩定性。

第二，定期對接觸型懸掛結構的張力強度進行檢測，保證懸掛張力的誤差必須在10%以內，同時及時對正線中的接觸型接觸張力進行全面檢測，如發現張力出現增大情況時則必須結合實際情況對其進行分析和處理，例如偏移過大、支撐旋轉受限以及補償齒輪運行不夠靈活等，加強對懸掛結構的檢測與管理。

第三，使用檢測設備對補償裝置進行定期、來回檢查，如發現墜陀受損則必須及時對其受損現象、成因、表現形式等進行分析與評估，并及時對其進行更換，保證整體懸掛結構的穩定性，維護鐵路電氣化改造水平。

二、鐵路區域供電能力環節的關鍵性問題

1.提速區出現供電問題的主要因素

高速鐵路存在一定提速區域，通過在該區段內提升高鐵運行速度一方面可減小其運行周期，同時能夠通過提速方式為其他列車的通過提供安全時間，保證我國鐵路運行暢通性和安全性。此外，在高速列車進行運行時因提升速度需要的動力較大，對其機車動力組及電氣裝置的性能要求也較高，而在運行期間一旦出現供電問題，則極易導致列車在提速段未能提升至標準速度，極易出現安全問題，對我國高速鐵路的運行穩定性和安全性產生嚴重影響。

2.保證并提升其提速供電水平的主要途徑

在傳統方法中，絕大多數單位多會選擇通過增加供電線路、使用雙電連接法、利用雙引線提升隔離開關性能等方式對其供電功能進行保護，而在現有技術的支持下除了以上解決及管理途徑之外，在針對鐵路提速區段供電系統進行運行及管理時還應當做到以下幾點：

第一，對電線連接處的測溫試片的粘貼牢固性進行管理與檢測。測溫試片是針對電氣結構中導電性能穩定性進行測試主要材料和方法，通過利用測溫試片能夠對導電過程中產生的溫度進行測量，如發生溫度超過或低于標準都有可能出現導電性能問題，因此必須確保測溫試片粘貼的穩固性，可及時利用該試片對導電過程中的病害線夾進行確定，保證導電連接穩定性。

第二，對所有車梯進行定期巡檢。高速公路在電氣改造后使用雙電連接裝置，同時增加橫向電聯以確保能夠利用改造后的電氣系統提升高速鐵路運行的迅速性和穩定性，但在改造后也導致整體電連接線夾的數量增多，且在列車運行過程中極易出現停電天窗使用效率差的情況，因此不僅增加了維修人員在維修時的難度，雖然在檢查和維修過程中能夠借助測溫試片檢測出已經出現故障的線路，但卻無法及時對線夾進行維護和預防，因此必須及時根據情況和線夾數量增加一定電阻測量表，及時對其電阻檢測，一旦發現異常可及時做出處理措施，保證線夾使用性能的同時提高檢修及管理效率，同時降低維修成本，保證整體高速鐵路列車運行的穩定性。

三、提升高速鐵路提速區基礎網檢測效率的有效方法

我國在針對高速鐵路進行電氣改造時主要使用運行速度為200km/h動車組實用性接觸網，但在實際使用過程中不僅需要對其改造后的效果加以重視，同時也必須加強對其接觸網的整體質量和運行性能加以管理和檢測，保證動車組在接觸網的使用下穩定、安全行駛，因此想要提升其接觸網的檢測效率，則必須做做到以下幾點：

第一，為了保證鐵路運行維護成本符合管理標準，維護單位可以月為基礎單位，通過按照每月檢測的方式對接觸網正線中的導線高度、拉出值、定位坡度、位于線岔處的支與非支的抬高高度等在受到電弓影響后產生的參數等進行檢測與收集，保證完成監測工作，及時發現隱患，提升對接觸網的維護。

第二，借助GW系列弓網狀動態監測系統和設備對接觸網進行檢測。該監測裝置具有較強智能性、高效性，通過借助該裝置能夠隨時隨地針對列車進行定位與識別，并對其整體運行速度等進行檢測，同時該裝置具有極高靈敏性和有效性，能夠及時對列車在運行過程中其接觸網可能存在的安全隱患進行捕捉并傳輸至接收終端，由接收人員對信號、數據等進行分析，及時對其中可能存在的故障問題全面分析并解決，同時能夠做到動態管理，對接觸網的運行全周期進行全面監管，實現全面提升接觸網使用性能和安全性能的作用，維護高速鐵路整體運行高效性和穩定性。

四、結語

此次通過針對提速區段接觸網改造施工及運營管理中應重點解決的關鍵性問題進行了分析，并提出相應的措施，能夠提高提速區段200km/h運行條件下接觸網運營管理的水平，為解決高速列車運行中接觸網存在的缺陷問題提供了一定的處理方法和基礎。

參考文獻

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[2]蘇銀德.高速電氣化鐵路電氣化工程施工探討[J].中國新技術新產品，2012（8）.

（作者單位：中車唐山機車車輛有限公司）