电气化铁道技术论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇电气化铁道技术论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

随着电力技术的快速发展和科学技术的迅速提高，使我国电气化铁路得到了迅速的发展。在进行电气化铁路运行过程中，通常需要将高次谐波电流注入电力系统中，会在一定程度上影响了电力系统的电压波形。在影响了电力运行系统时，会对电网安全和经济运行产生一定的危害，并且也需要制定科学合理的电能计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。

1 电气化铁路的影响以及负荷特点

（1）电气化铁路对电网波形的影响。在电气化铁路中注入高次谐波电流，会对电网波形产生一定的影响。电气化铁力对电网波形产生的影响，使得电网波形发生畸变的现象，而在电网电压电流的信号中，使信号也不再是周期正弦信号，没有具备一定的平稳性。在对其进行分析时，电气化铁路会对电力系统谐波产生一定的影响，通常出现污染的现象，由于多次谐波的组合。在组合的多次谐波中，主要是奇次谐波。

（2）电气化铁路符合的特点。在电力系统中，电气化铁路是其主要的不平衡负荷和谐波源负荷。在电气化铁路中，通常是采用单相电力牵引，作为电力机车。当出现不对称的电流时，会对电力系统中的对称运行条件造成一定的影响，使运行条件出现损坏的现象，导致电力系统的负序分量大幅度增加。其次电力机车主要是整流型负荷，它会产生多次的谐波，并且注入电网中。在交流侧方面，电力机车会产生全部的频次谐波，并包括基波。当产生负序分量和谐波时并注入电网，从而会对电力系统产生严重的影响。

在电气化铁路中，电气牵引网的特点主要包括：用电量大、通常分布在较广的铁道线，并覆盖在广泛的公用供电区等。电力机车有着较大的功率和速度，并且负载状况也会发生频繁的状况，电力机车不仅会产生大量的电力谐波，且具备着不断变化的特点，也会对公用电网产生波动的现象，从而对电力系统产生严重的影响。

总而言之，电气化铁路用电负荷的特点主要包括：较大的容量和负序电流、较高的谐波含量；并且三相和电压会出现严重的不平衡现象，并且电流波形畸变等。用电负荷在具备着这些特点后，通常会对公用电网运行产生严重的影响，对电网的安全性和可靠性都产生影响。电气化铁路用电负荷不仅会对电力系统的电能质量和安全运行都会产生严重的影响，也会对电气化铁路牵引站的可靠性供电产生影响。而在危害电气化铁路因素中，主要就是电力谐波。

2 电力谐波计量方案

目前在谐波电能计量方式中主要分为两种，其一是感应式电能表，其二是电子式电能表。首先是感应式电能表，在谐波电能计量方式中，由于感应式电能表在工作时，有着较小的工作频率范围。在工频范围是45Hz-65Hz之间，它的铁芯才会对基波功率和电能进行测量。当输入信号的频率在发生变化后，使电流、电压磁通也会发生变化，而且电压和电流的夹角也会发生变化，从而引起驱动、抑制和补偿等力矩发生变化，造成计量出现误差的现象。当输入信号的频率不断增高时，误差向负方向也会增大，而计量只能得到较少的电量。在感应式电能表工作频率范围小于高次谐波的频率，从而感应式电能表不能在谐波电流中使用。

在电子式电能表对谐波电流进行计量时，由于数字化技术的快速发展，在很大程度上推动了谐波电流计量技术的发展，主要包括谐波和基波有功电能计量芯片和谐波无功电能计量芯片。在谐波电流计量技术中已经实现了非正弦计量。电子式电能表频率需要较宽的范围，当计量原理出现差异性后，在计量谐波电流时也会出现差异性。在利用电子式电能表进行计量时，主要有三种方式。

首先是普通计量方法。采用普通的计量方法对谐波电流进行计算时，需要利用数字乘法器的原理进行计量。在无功计量时，需要利用基波移相90度的方法。在普通电子表计量方式中，谐波源用户通常产生的谐波功率，会与基波功率相反，然后在向电网馈送，在普通电子表计量方式中会产生有功功率，造成总有功率的减少，也降低了有功电能。

其次是基波计量方式。在基波计量方式中，总有功功率与基波有功功率相等，当将非线性负载的影响消除后，通常也没有将对电网有害的谐波进行计算。

最后就是各次谐波叠加的计量方式。各次谐波叠加计量方式中当基波的有功功率加上各次输出谐波有功功率后就等于总有功功率。不仅将供电网电压中所造成损耗的谐波排除后，也计算了对电网有害的谐波有功功率，具备着较高的科学性、合理性和准确性。

3 选择谐波电流计量方案

（1）普通全波电能表。普通全波电能表应用在较广的范围中，有着最长的运行时间。在普通全波电能表中的有功电能中，主要是进行输入的谐波电能计量，将输出的谐波电能排除，主要适合在电网关口、电厂关口和非谐波源用户等进行计量收费，他们的电磁环境负荷都较为纯净。

（2）基波电能表。基波电能表可以有效的防止非线性负载对电能计量产生的影响，并且基波电能表计量出来的结果，通常都是按照谐波源用户的谐波情况。在基波电能表计量方式中，将电能计量点上的负谐波电能进行排除，只是对用户消耗的有功电能进行计量，并没有计量有害的谐波电能，因此，应用基波电能表只能是在电气化铁路等方面，对用户进行计量和收费。

（3）谐波电能表。谐波电能表在计量数据时，会大于和等于普通全波表所计量的数据。当谐波越大时，计量数据就会出现越大的差值。谐波电能表与其他两种计量方式相比有着更好的科学性、准确性和合理性。使用谐波电能表可以将用给谐波源用户消耗的有功电能进行全面的记录，同时也可以准确的计量用户向电网传输的谐波电能。谐波电能表作为有效的科学依据，可以帮助电力公司向用户征收较多的电费，并且也可以向污染电网的用户征收惩罚性电费。采用谐波电能表可以能够有效的抑制谐波污染，使电能质量得到有效的提高，另外也可以作为净化用电环境的有效手段。但是采用谐波电能表，需要耗费大量的成本。

4 总结

在电气化铁路负荷计量方案中，要对电气化铁路用电负荷的特性进行全面的分析，从而制定有效的计量方案。在制定计量方案时，要对普通全波电能表、基波电能表和谐波电能表进行全面的分析，然后根据它们的特性，从而选择最佳的计量方案，以此保证电气化铁路的准确性。

参考文献：

[1]朱彬若.电气化铁路负荷特性分析和计量方案研究[J].第四届全国电磁计量大会文集，2007（05）.

篇（2）

论文摘要：介绍了西南交通大学建成的教学用模拟变电所实训基地的结构、功能、特点、实践项目。使用表明，该基地具有国内领先技术水平，完善的教学、培训和科研的综合功能。由于采用最新的远程监控技术，该变电所可作为目前铁路牵引变电所技术改造的参考。

0引言

西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业，其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。

分布于铁路沿线的牵引变电所，是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展，变电所综合自动化技术水平的不断提高，对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加，同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此，在教学环节中，应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。

1模拟变电所简介

我校模拟变电所分为两期建成:

I期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。

Ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下，一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所，图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所，且负载的大小和相位均可调节，其中S”模拟变电所采用了WBH-891型电铁主变微机保护装置、WKH-891型电铁馈线微机保护装置、DQWC-03牵引变电所二次设备测试系统。

模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与RTU (Remote Terminal Unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接，电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜，输人RTU的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令，通过以太网传输，实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。RTU是采用施耐德电气公司的PLC系列中模块式结构的Momentum，其编程软件Con-cept是一个基于Microsoft Windows环境的编程软件套件，具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件iFix支持工业标准，具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。

为了比较和研究，我系的教师正在进行一系列的科研开发，其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(DCS)实现变电所自动化管理，其结构图如图4。

2教学实践基地的开发

1)校内学生及现场工程技术人员，可对照变电所各种屏柜，提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力，通过开闭操作、设置故障等项目的训练，可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力，包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。

2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。

3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。

4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验，让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。

5)利用一般的浏览器访问各RTU中PLC的网页，实时了解该PLC的运行、通信等状态的实验。

6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、iFix软件的各种功能的使用，从而对远动系统有更深层的了解。

7)利用组态软件Concept对PLC进行配置，使学生熟练掌握利用Concept按照所用的PLC型号及设计要求对PLC进行配置;利用Concept对PLC遥控、遥信和遥测功能的编程，使学生熟练掌握Concept编程方法。

8)自动化组态软件iFix系统的安装，熟悉掌握iFix系统软件的运行环境及其安装过程。

9)通过在iFix系统新增6#模拟变电所的实验，使学生了解iFix系统的可组态性及可扩展性。

10)进行继电保护单体测试及数据管理。

11)进行继电保护盘上测试及数据管理。

12)微机保护装置的调试与特性实验。

3实践意义

模拟变电所实训基地自1998年投入使用后，至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员，经总结，其实践意义在于:

1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验，以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势，以模拟变电所为基地，配合学生专业课和专业基础课学习，开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中，能够按项目组织学生进行综合性实训，尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。

2)对于现场技术和施工人员，很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺，能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训，能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人，取得良好的效果。

3)目前西南地区铁路已完全实现电气化，全区拥有牵引变电所200多座，其中大都为上世纪70~80年代所建，技术水平落后。而我校模拟变电所实训基地的建成，对其技术改造具有借鉴的意义，在应用新技术、新设备和进行技术创新方面起到示范的作用。

篇（3）

0引言

西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业，其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。

分布于铁路沿线的牵引变电所，是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展，变电所综合自动化技术水平的不断提高，对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加，同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此，在教学环节中，应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。

1模拟变电所简介

我校模拟变电所分为两期建成:

I期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。

Ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下，一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所，图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所，且负载的大小和相位均可调节，其中S”模拟变电所采用了WBH-891型电铁主变微机保护装置、WKH-891型电铁馈线微机保护装置、DQWC-03牵引变电所二次设备测试系统。

模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与RTU (Remote Terminal Unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接，电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜，输人RTU的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令，通过以太网传输，实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。RTU是采用施耐德电气公司的PLC系列中模块式结构的Momentum，其编程软件Con-cept是一个基于Microsoft Windows环境的编程软件套件，具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件iFix支持工业标准，具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。

为了比较和研究，我系的教师正在进行一系列的科研开发，其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(DCS)实现变电所自动化管理，其结构图如图4。

2教学实践基地的开发

1)校内学生及现场工程技术人员，可对照变电所各种屏柜，提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力，通过开闭操作、设置故障等项目的训练，可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力，包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。

2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。

3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。

4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验，让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。

5)利用一般的浏览器访问各RTU中PLC的网页，实时了解该PLC的运行、通信等状态的实验。

6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、iFix软件的各种功能的使用，从而对远动系统有更深层的了解。

7)利用组态软件Concept对PLC进行配置，使学生熟练掌握利用Concept按照所用的PLC型号及设计要求对PLC进行配置;利用Concept对PLC遥控、遥信和遥测功能的编程，使学生熟练掌握Concept编程方法。

8)自动化组态软件iFix系统的安装，熟悉掌握iFix系统软件的运行环境及其安装过程。

9)通过在iFix系统新增6#模拟变电所的实验，使学生了解iFix系统的可组态性及可扩展性。

10)进行继电保护单体测试及数据管理。

11)进行继电保护盘上测试及数据管理。

12)微机保护装置的调试与特性实验。

3实践意义

模拟变电所实训基地自1998年投入使用后，至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员，经总结，其实践意义在于:

1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验，以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势，以模拟变电所为基地，配合学生专业课和专业基础课学习，开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中，能够按项目组织学生进行综合性实训，尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。

2)对于现场技术和施工人员，很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺，能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训，能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人，取得良好的效果。

篇（4）

Abstract: railway erection along the catenary as special power supply unit supplies power for the electric traction locomotives, its purpose is to change the piezoelectric output power through catenary contact wire for wire of electric locomotive operation. Catenary of the particularity of performance in three aspects: the outdoor equipment, no spare, electromechanical integration, these are the basic characteristics of catenary. In this paper, the technical standard of passenger dedicated railway catenary and simple discussion on the construction quality control and analysis.

Key words: passenger dedicated line; Railway; Electrification; Catenary technology; The construction quality

中图分类号：TM922.5文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、客运专线铁路接触网的组成及要求

客运专线铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，也称为架空式接触网。

1、从结构形式看可分为以下几个部分。

（1） 接触悬挂：主要包括承力索，吊弦，接触线及连接它们的零件等。与电力机车受电弓直接接触的是接触线。其中以接触悬挂的种类最多。

（2） 支持装置：支持装置由腕臂，拉杆，定位装置等连接件组成，用来悬吊和支持接触悬挂，并将其负荷传递给支柱或者其它建筑物。根据接触网所在区间，车站和大型建筑物而有所不同。

（3） 支柱与基础：支柱与基础用以承受接触悬挂和支持装置的全部负荷，并把接触悬挂固定在规定的位置和高度上。支柱有金属支柱和钢筋混凝土支柱

2、牵引供电对接触网的要求

为了满足铁路接触网全天候不间断的向机车进行供电，保证弓网之间的良好匹配，提高接触网的性价比，接触网需要满足：①设备运行安全可靠，在恶劣气候条件下能保证向电力机车正常供电；②有足够的电气强度，保证在牵引高峰时正常地向电力机车提供电能；③有足够的机械强度，保证接触悬挂具有可靠的稳定性；④网上设备的空间位置不影响受电弓取流；⑤网上设备的质量应轻且分布均匀，保证接触网的弹性尽量一致；⑥有足够的防腐蚀性能各耐磨性能，使用寿命应尽可能长；七在保证接触悬挂稳定性的前提下，结构应尽量简化，有利于施工，维护及事故抢修；⑧在最高运行速度下，弓网离线率应在容许的范围内。

因此，这就需要要求铁路接触网不论在什么条件下，必须要保证良好的供电，使得机车能在线路上高速、安全的行驶运行。还要做到在符合上述要求的情况下，尽量做到节省投资、结构合理、维修简便等，同时还要便于新技术的应用。

3、《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》对接触网施工的要求

为了更好的指导客运专线铁路接触网工程的施工和验收，铁道部组织编制了《客运专线铁路电力牵引供电工程施工质量验收暂行标准》。为了指导施工单位达到标准的要求，同时编制了与验收标准配套的《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》，由铁道部经济规划研究院。其中《客运专线铁路电力牵引供电施工技术指南》对施工主体提出了如下要求：

（1）施工单位应采用机械化施工，积极推广施工新技术、新工艺、新设备、新材料。在施工过程中还需制定一系列相应的保护措施，以保证路基的完整性和稳定性。

（2）施工单位应应建立完善的质量保证体系，根据指南制定相应的施工组织设计，施工技术管理制度，施工操作细则，施工技术安全措施等。

客运专线铁路电气化接触网技术标准及施工方法

（3）施工中，施工单位应按本指南和有关工程质量管理办法，严格施工质量自查，采用先进的施工工艺和检测手段，进行严格的过程控制，客运专线铁路电力牵引供电工程每道工序的完成，都应采取相应的检测手段检测施工质量，并作好记录；完工后应对施工质量进行全面的综合检测，并应将检测结果纳入竣工文件。

（4）客运专线铁路电力牵引供电工程施工应根据铁路修建的总体施工组织计划，结合施工单位具体情况，做好以下工作：①必须遵守国家、铁道部规定的安全规程，制定切实可行的安全措施，确保施工安全。②必须遵守国家、铁道部规定的质量验收标准，建立完善的质量保证体系，制定切实可行的质量保证措施，确保工程质量。③应用信息化网络技术，推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备，提高施工管理水平和施工技术水平。④在保证工程施工质量的前提下，节约能源，降低材料消耗，提高工程施工的综合经济效益。⑤积极改善工程施工条件，降低作业人员的劳动强度，遵守国家有关劳动保护法规，确保作业人员身体健康。⑥所用于主体、附属工程的材料进场前应进行相关的试验与检验，各种工程材料必须符合国家、铁道部现行规范和验标的要求后才能进场。⑦接触网工程施工从进场建点到竣工验收，都应把保护环境、文明施工贯穿到施工中的没有个环节。

二、客运专线接触网施工的特点

由于客运专线接触网的施工管理与一般工程的施工管理之间存在着一定的差异，要求也不尽相同，主要特点如下。

1、接触网是在一定地域和范围内进行施工的项目，所以每一条线路及每一区段的施工都需要按具体的施工对象、施工环境和条件来确定施工方法，因此，铁路接触网施工针对性较强，对工程施工质量要求也比较高。

2、由于接触网施工完全是沿铁路线路进行施工，这就使得接触网施工的施工点增多、战线过长、施工人员分散的问题较突出，对施工的组织和质量控制影响较大。

3、接触网施工由于整体结构复杂，技术含量较高。因此对接触网施工的质量管理工作必须深入细致，防止出现“一步错，步步错”。

4、受气候和地质条件的限制因素较多，这些客观因素不但制约了施工作业的顺利展开，而且往往会打乱全局的施工程序，影响整个。

5、系统工程中各专业工程在施工中相互干扰的机会和机率相当高，如通信与电力及信号等工程的电缆沟同一路肩侧的布置等，在施工组织与协调过程中一但出现疏漏，也将影响工程的质量。

三、客运专线接触网施工中存在的问题

随着电气化铁路的不断的发展，我们在学习和引进国外新技术、新材料、新结构的同时，广大工程技术人员也自主研发了许多接触网新金具和新设备， 随着新技术、新材料、新工艺的不断更新，传统的施工方法和手段已不能满足要求，主要表现为施工队伍的技术素质和施工技术两大方面滞后。

1、接触网施工队伍

（1）施工人员的整体技术素质不高。在从事接触网工程施工的队伍中，只有极少数的技术人员和管理人员具有较高的专业技术素养，大部分施工人员则是由没有受到专业的施工技术培训、教育的普通工人或者是民工，其专业技能和技术水平相对较差，这就容易造成对施工流程、施工工艺等不能很好的了解，致使施工过程中出现各种问题，进而对接触网工程施工质量造成严重的影响。

（2）技术装备落后

我国国内的各施工单位的技术装备较发达国家，显得稍微落后一些。主要表现在施工设备功能不强、性能不高、新度系数偏低；设备综合性能较低，体积大，较为笨重；检测手段和检测设备的精度系数不高。

2、接触网施工标准和工艺存在问题

（1）施工技术及工艺滞后

从全国范围来看，目前我国除少数施工单位外，大多数施工单位的施工 工艺和施工技术还停留在上世纪九十年代初的水平，很难适应目前客运专线铁路接触网的施工要求。

（2）施工的技术标准不协调

接触网的施工与路基、轨道的施工技术标准不协调，接触网一般是以轨面标高作为施工基准点的，而轨道施工的允许偏差较大，导至接触网工程施工质量难以满足技术要求。

（3）技术规范和操作规范不够完善

我国目前还没有一部客运专线铁路电气化的施工标准，每一条线路的施工技术要求除参照国外相应线路制定外，没有更多的通用性和标准化。

我国目前也没有一套客运专线铁路接触网的施工操作规范，除个别施工单位具有较为系统的施工工艺手册外，大部分施工单位或施工队伍在施工时的随意性较大。

四、接触网施工质量控制措施

客运专线铁路电气化铁路与我国现有的160 km/h以下电气化铁路相比，不仅车速大大提高，而且其接触网受流系统、悬挂方式、布置原则也有所不同。接触悬挂是向电力机车供电的重要设备，也是保证250 km/h以上目标值的关键。为了保证运行时受流的质量，必须具有良好的受流稳定性、理想的弹性及弹性均匀性。因此接触线对轨面的高度、跨中预留弛度及导线坡度以及弓网动态参数等对接触悬挂的受流质量好坏至关重要，而这些必须通过精确的施工安装来保证。施工安装精度需满足设计要求的评价接触网质量的重要指标。即安装精度越高，受流质量越好，接触线和受电弓的使用寿命越长，且速度越高对施工的误差要求越高。因此，对接触网的施工误差控制是保证接触网施工质量的唯一途径。尽管目前国内接触网采用了国外发达国家的程序化、数据化施工和中铁电气化局集团有限公司开发的“四个一次到位”国家级工法。

但由于接触网施工工序和所用材料繁多、安装或加工工艺、机具及环境不尽相同，每个施工工序过程仍均伴有误差，如导高、侧面限界的误差、腕臂和吊弦的测量、计算、预配加工及安装的误差等。因此，产生的原因主要来自施工人员、采用的机具、所用的材料、施工方法和施工环境五个方面。要保证施工质量就必须对以下五个方面加以严格的控制。

1、人：指直接参与施工的人员，作为主要控制对象，要充分调动其积极性、发挥其主导作用。有经验表明，要保证施工质量，还必须根据客运专线铁路接触网施工特点，进行系统化的培训；

2、材：材料在生产过程中难免的会出现公差，因此在使用时需要考虑其影响；

3、机：机械控制主要包括施工机械设备、工具和检测器具等控制。因此在施工过程中要根据不同的施工工艺要求、选用合适的、先进的机械设备、机具等，并正确使用、管理以及保养，确定其处于最佳使用状态。例如用经纬仪取代传统的线坠、接触线多功能激光测量仪取代测量杆等等，不仅能使施工测量的精度大幅度提高，同时也可以将施工误差控制在设计和标准范围以内；

4、施工工艺：需要根据工程实际，制定相应的施工方法，既有利于保证工程施工质量，也能加快施工进度，进而提高经济效益；

5、施工环境：指的是工程技术环境、环境因素对工程施工质量的影响。如吊弦、定位便宜均应根据施工当时的环境温度来进行施工控制。环境温度测不准，将直接影响施工质量。由此，在施工时应根据工程特点以及具体条件，对影响质量的环境因素，采取有针对性的措施并加以控制。

客运专线铁路电气化工程属于结构庞大、工艺技术复杂、需要多工种连续性施工生产的建筑安装工程。为了使工程施工达到连续性和均衡性，实现高效、低耗、优质的目的，就必须根据工程的特点，按照科学、合理的施工程序，择优选取先进的施工生产组织形式和施工作业方法，均衡施工进度，确保计划目标的实现。

参考文献

[1]王作祥.客运专线铁路接触网悬挂施工技术与质量控制[J].铁道工程学报.2007(S1)

篇（5）

中图分类号：TM92文献标识码： A

1.前言

随着我国大规模铁路建设的发展，众多的新建或改建的铁路客站采用“上进下出”的旅客进出站方式，越来越多的旅客天桥建设需要跨越电气化铁路进行施工，如采用天桥原位拼装的常规施工方法，需要要点在施工影响范围内上跨铁路设置防护棚架，拼装完成后再进行要点拆除防护棚架，期间需要多次进行停电及封锁运营线路，对于营业线尤其是繁忙干线铁路运输秩序及运营安全影响极大，尤其在拼装过程中高空坠落物及电焊焊渣等对营业线运营安全隐患非常大。本文以津秦客运专线秦皇岛站改旅客天桥工程施工为例，论述采取何种施工技术能够避免上述问题的产生。

2.工程概况

2.1 论文标题

新建津秦铁路客运专线引入秦皇岛火车站，引起新建秦皇岛站1-15.4m进站天桥工程，旅客天桥上部结构为15.8×6.55m（净宽×净高）钢桁梁，下部结构为钢管柱通过预埋螺栓与多桩承台连接组成。全桥由北天桥（跨越大秦车场）和南天桥（跨越高速场及普速场）组成, 全桥长为195.12m。

其中北天桥自北向南依次跨越津山外绕上下行线、23道、大秦空重车线、柳江地方铁路及秦东上下联线，全长为57.57m。天桥钢管柱直径0.8米，壁厚25mm，钢管柱内灌注C40微膨胀混凝土，钢管柱基础分别位于23道北侧、大秦重车线北侧和新建京哈下行线南侧。第一跨上跨23道、津山外绕上下行线共计20.5米重量62.4t，采用1台300吨和1台350吨汽车吊配合吊装。第二跨上跨既有大秦空重车线且跨度过大，分段施工，施工期间设置临时墩，跨越大秦线部分长度16.1m，重量50t，采用1台300吨和1台350吨汽车吊双机抬梁吊装。

3.施工方案

3.1 施工准备

根据新建天桥位置，联系铁路局相关工务、电务、供电、通信、车务等设备单位，共同对施工影响范围内的接触网杆、承力索、硬横梁、正馈线、回流线等地上铁路设备及通信、信号电缆等地下铁路设备进行现场勘察。明确铁路设备位置及防护或改移方案。根据现场调查确定的改移和防护方案，向铁路管理部门申报施工计划申请，在铁路天窗点内实施天桥范围内的铁路正馈线降低、正馈线和承力索设置绝缘护套施工。同时结合技术人员现场测量既有铁路设备位置、天桥结构、既有线影响范围、吊车作业回转半径范围确认天桥分节长度、临时墩位置、计算确认吊车站位，为下一步施工创造条件。

3.2临时墩施工

3.2.1临时墩柱梁联接形式

根据天桥主梁分节情况需要在第二跨第一节架设主梁前设置设置2个临时墩，临时墩采用直径0.8米钢管柱，壁厚16mm，立柱基础选择钢筋混凝土扩大基础。

施工过程中为了减少天窗封闭点时间临时墩与主梁采用螺栓联接。为了不损害箱形主梁的主体结构分别在临时墩顶和对应的框架梁下底焊两块1.2m*1m*10mm的钢板并在钢板左右两侧打螺栓孔。

临时墩具置设置考虑距离既有线的安全距离和错开主梁下弦杆的位置，方便主梁与临时墩的螺栓连接。梁柱联接位置，下弦杆箱梁内需要设置加劲板（间距0.2米，设置不少于4块，按照柱中心布置）。

3.2.2临时墩检算

立柱的刚度计算

r=0.35*（78.4+80）/2=27.72cm

λ=1800/27.72=64.9＜[λ]=150

临界应力检算

φ=0.63，A=19895mm2，[σ]=170MPa

[N]=0.63×19895×170=2130kN

N=624/2=312kN

3.2.3钢管柱基础及灌砂施工

钢管柱内灌注细砂，并注水密实。柱脚预埋螺栓（8个M36 材质Q345）见下图。钢管柱顶端焊接钢板与主梁焊接的钢板通过螺栓连接，底部通过预埋螺栓与钢管柱的法兰盘连接。同时利用14mm槽钢在钢管柱高度方向，每个4米柱两侧各焊接一道横撑（横撑间设置交叉水平斜撑、两柱间设置竖向交叉斜撑）增强两个钢管柱的稳定性。

3.2.4临时墩拆除施工

天桥施工完毕后将临时墩拆除，在拆除前先将临时墩与天桥分离连接钢板切割断，用钢丝绳将临时墩顶部捆绑在天桥上，然后用气割将临时墩钢管从中间位置切断10cm，然后用10吨手动葫芦将下部临时墩吊起放倒，上部同样用10吨手动葫芦将上部临时墩钢管缓慢落在地面上，整个拆除过程完成。

3.3吊车站位处地基处理施工

确定吊车站位后，选取吊装时最不利工况：汽车吊的其中一个支腿悬空，另三个支腿组成一个平面的情况，进行受力分析，根据铁路相关部门要求，按照1.4倍安全系数选取合适吨位吊车。由于跨越铁路营业线一般跨度较大，故预拼段段旅客天桥自重较大吊装通常采用300吨以上大吨位吊车，吊车站位范围需对地基承载力要求较高需要特殊处理。根据吊车最不利受力工况检算支腿受力结果，对相应吊车支腿站位进行地基处理，换填碎石土分层碾压密实，经承载力试验检测要满足吊车支腿受力检算值要求对地基承载力要求。同时支腿位置平铺一层木枕（不少于10根，长度均为2.3米），上铺吊车1.5m*1.5m铁垫板，确保吊车吊装作业安全。

3.4点前试吊

吊车必须提前一天到场，在不影响铁路设备范围进行试吊作业，试吊直接利用现场预拼好的主梁，然后进行主梁移位，移至要点时吊装要求位置。在吊装之前首先要检算旅客天桥主梁结构吊点布置位置及确定吊点结构形式并检算满足吊装作业安全系数要求。

在主梁上设置4个吊耳，吊耳采用Q345的钢板进行制作，吊耳焊接到主梁上。检算吊耳受力，每个吊耳受力180KN，吊耳采用Q345的钢板允许抗剪强度为170N/mm2,吊耳截面积如图检算为：

吊耳面积：A=180KN/170N/mm2=1060mm2＜70mm×25mm=1750，按照吊耳形状图设置有不少于1.65倍的安全系数，即取吊环钢板厚度25mm，内圆100mm穿钢丝绳， 板宽不少于70mm。

在试吊过程按照规范要求，制定检查表格逐条检查各部情况：包括主梁挠度、吊车运转、钢丝绳、吊耳受力、吊车站位处基底等的受力情况并进行详细测量观察做好记录，确认各部位使用状况满足吊装规范要求，方可确认具备进行要点吊装条件。

3.5点内吊装

3.5.1 吊车现场作业工况

跨越营业线段旅客天桥重50吨，采用1台300吨汽车吊和1台350吨汽车吊配合吊装作业。350t汽车吊，加配重107t，作业半径20.5m，出臂41m，钢丝绳与垂直线的夹角为40°，允许起吊重量为39吨，安全系数为1.56，满足吊装要求。300t汽车吊，加配重87.5t，作业半径17m，出臂35.7m，钢丝绳与垂直线的夹角为40°，允许起吊重量为39吨，安全系数为1.56，满足吊装要求。

图5吊耳细部图

3.5.2架设旅客天桥主梁施工

根据现场情况，钢桁梁在吊车作业半径内完成整体拼装，然后对营业线要点，利用350t汽车吊和300t汽车吊配合进行吊装。通过计算吊点设在距梁端部3.3m位置，钢丝绳采用直径52mm，卡环采用25T级。吊装前在墩柱上、梁底标示好梁轴线方便准确对位，确保两台吊车的间距及位置，保证钢结构主梁可以在两台吊车主臂间通过。

3.6点外合拢施工

将旅客天桥合理分节后将主梁合拢位置置于铁路营业线外侧，采用常规方式搭设满通红脚手架即可完成旅客天桥钢梁合拢。

4材料设备

表1机具设备表

5质量控制措施

（1）在吊耳制作加工与焊接过程中严格把关，设置专人盯控、对于焊缝逐条进行检测确保焊接质量满足规范要求。

（2）做好吊车支腿位置地基换填施工质量控制，利用20t振动碾进行分层碾压，并对碾压土层进行承载力检测，直至满足承载力要求。

（3）试吊期间专人测量主梁变形情况，检查吊点检算结果是否满足旅客天桥挠度要求，如不满足立即停止试吊，根据现场实测数据调整吊点位置，确保旅客天桥安装质量满足规范要求。

（4）旅客天桥主梁钢结构采用二氧化碳保护焊，焊缝等级一级，构件焊接完毕后均采用声波检测，确保每条焊缝质量符合规范要求。

6 安全措施

（1）汽车吊进场后，在吊装作业前，按照施工作业半径和起吊重量进行试吊作业，防止在吊装过程中出现意外。

（2）为防止吊装钢丝绳吊装过程中出现断丝现象，专人对钢丝绳进行检查，并准备1套备用钢丝绳。

（3）吊车作业时，细小物体的掉落，如铁块，焊条，木头块等等。方案：保证人员的远离。当吊车要吊装梁体时，工作人员立即清理施工现场人员远离。

（4）吊车作业时防止掉落大块物体，一旦砸断接触网立即通知供电段及有关部门进行抢修。桥下作业范围内，接触网绝缘套管贯通，防止触电。若砸到其他物品，注意抢修。对桥下电务（信号，通信）设备进行加盖木箱及木板防护罩处理。

（5）起重机在带电线路附近工作时，应与其保持安全距离，在最大回转范围内，允许与输电线路的最近距离，雨雾天气时安全距离应加大至5米以上。

（6）在吊装前要对施工现场进行安全防护，设置防护栏，防止行人或过往机动车辆进入。

（7）在安装完毕后，防止感应电放电发生事故，桥上金属结构进行临时接地，防止出现触电事故。

（8）高空作业人员应配带工具袋，工具应放在工具袋中不得放在钢梁或易失落的地方，所有手动工具(如手锤、扳手、撬棍等)应穿上绳子套在安全带或手腕上，防止失落伤及他人。

（9）吊装时应架设风速仪，风力超过6级或雷雨时应禁止吊装，夜间不进行吊装作业，构件不得悬空过夜，特殊情况时应报主管领导批准，并采取可靠的安全防范措施。

（10）跨既有线钢桁梁梁施工，在既有线上方进行作业，主梁要点吊装完成后，进行后期施工前要设置防落物网，防止落物影响既有线行车安全。

7结束语

该上跨电气化铁路进行旅客天桥施工技术采用了设置临时墩、点外预制场分节拼装跨铁路节段减少吊装重量、封锁点内一次整体吊装减少铁路要点次数、两台吊车双机抬梁协同吊装的方法进行施工，最大程度降低了对铁路营业线运输的影响，同时保证了旅客天桥安装质量，吊装前旅客天桥即形成封闭确保旅客天桥后续装修施工不再需要进行要点施工，有效节约了工期，为津秦客专秦皇岛站改控制性工程津山外绕线开通创造了条件受到了相关铁路局、建设单位等的一致好评。本施工技术对于今后涉及邻近或跨越电气化铁路进行吊装施工工程会有很好的借鉴意义。

参考文献

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中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0077-02

太中银代建太原西南环铁路跨太长高速公路特大桥，位于北六堡至北格区间，与太中银铁路并行等高。太中银双线位于中间，下行线、上行线外侧分别相邻于西南环右线、左线。由于太中银电气化铁路已于2011年开通运营，而西南环左线181孔桥梁未能架设。为优质高效安全完成架梁任务，保证西南环线的工期，经建设、运营、施工、监理单位共同研究确定如下方案；将西南环右线用做太中银下行线，太中银下行线用做太中银上行线过渡行车（如下图1所示），为西南环左线架梁提供可靠条件。太中银铁路担当山西到宁夏的客货运输任务，线路运输繁忙，线路运行速度快，高达160 km/h，有效的施工天窗点短，而且接触网过渡工程施工结束前必须恢复既有接触网的正常行车状态以保证既有太中银铁路正常运营，因此在接触网过渡工程施工前，必须根据土建过渡施工方案和现场实际情况制订详细可行的接触网过渡施工方案，报送监理及业主单位，通过专家组审核论证后方可进行施工，同时确保运营单位后续的接管与维护。

1 接触网过渡方案基本原则和步骤

永临结合、节约投资、分束管理、方便施工、质量可靠、确保运营施工安全是制定过渡方案的基本原则。

1.1 熟悉图纸和现场

管理、技术人员在拿到设计图纸后，要实地踏勘现场，熟悉了解施工范围，既有接触网状态，地下管线分布情况。重点关注电分相位置和供电线上网杆号。设备产权归属，并尽快和相关设备管理单位签订安全协议。

1.2 做好与土建单位的沟通配合

土建过渡施工方案是制定接触网过渡方案的前提，要尽快获取土建单位的改造方案，同时做好现场交接桩工作，现场确认影响线路预铺架和线路拔接时既有接触网支柱。提前拆除，为土建施工创造条件。

1.3 主动联系铁路运输部门，签订施工配合协议

了解掌握施工区间天窗点时长及时段，为编制过渡方案提供依据。并根据运输部门要求提前报送封锁施工计划。

2 接触网过渡方案常用的几种方法

在站场和区间接触网改扩建施工中，由于专业的特殊性，接触网工程通常要为土建施工让路或创造条件，同时又不能影响铁路正常运输生产。过渡工程的成因主要是按图纸新建的接触网因各种原因无法架设或者应拆除的既有网又因行车需要无法拆除。通常情况下，我们将过渡方案归为四类即：软横跨过渡法；小锚锻过渡法；利用既有支柱或新立支柱倒锚过渡法；做临时接头延长线索等过渡施工方法。这些方法在一项工程中常常单独或结合使用。由于在线路拔接天窗施工时，接触网天窗比较短，而拔接当天工务、电务等施工人员众多，相互干扰大，因此总的原则是：尽量减少拔接封天窗内接触网工作量。

2.1 软横跨过渡法

因为既有支柱或新设支柱影响线路道岔预铺架或者线路拔接时影响线路的整体拔移，均需采用软横跨的方式进行施工，该方案是先进行临时软横跨的施工与安装，之后将所需移动接触网倒换至临时软横跨上悬挂定位，同时拆除既有接触网支柱。为土建施工提供场地。天窗点内拔接转线时，拔移调整软横跨上接触网，确保开通。过渡工程结束后，再按照设计图纸，在新立支柱上安装悬挂装置，将接触悬挂倒至新立支柱悬挂支撑上。之后进行倒锚施工拆除临时软横跨，完成施工内容。

2.2 增设小锚锻过渡法

当新建接触网无法架设或者新建接触网和既有网搭接配合土建线路拔移开通时。采用增加300米左右的小锚锻过渡施工，临时开通。这种方法简单易行，待土建任务结束，现场条件具备后再架设新接触网，拆除小锚锻完成施工。

2.3 利旧或新设支柱倒锚法

因接触网正线锚锻长度通常在1500 m以上，站线锚锻也在800 m至1000 m左右。当在道岔周边或咽喉区既有支柱影响土建施工时，在改变悬挂方式和定位方式后，利用旧支柱或新设支柱进行倒锚。在利旧时要核算支柱容量。倒锚完工后拆除影响土建施工的既有支柱。

2.4 延长线索过渡法

按设计要求应该拆除的接触网因行车需要（部分区段还在行车使用），或为土建提供场地需先行拆除一部分旧支柱，采用临时接头延长线索做临时下锚过渡。

3 制定接触网过渡方案

接触网过渡方案与该工程工期要求，现场条件、本专业所上的机械、劳动力安排，材料准备情况，天窗点时间长短及所批复天窗时段，土建工程过渡施工方案等因素息息相关。我们根据设计图纸、现场调查资料、土建过渡施工方案以及本专业拟上场人材机等要素，并依据分束管理，节约投资原则，以北六堡方向拔接区为例制定如下施工过渡方案，限于篇幅限制，其他的在这里就不一一叙述。

3.1 供电线上网位置的设置改变

接触网网上电压为27.5KV高压强电，铁路股道、相与相之间用电分相、电分段和绝缘子等绝缘材料隔离。铁路封闭给点时，有V停（单边停电）、垂停（即上下行同时停电）之分，因此了解供电线上网和电分相位置，确认停电范围，部署防护范围，接地点等就显得尤为重要。根据现场实际我们确定拔接后供电方式如图2所示（既有太中银上行电分相中心里程K972+150，下行电分相中心里程K972+550，西南环右线电分相里程与太中银下行相同）。太中银下行线路拨移至西南环右线后，利用西南环右线电分相；太中银上行线路拨移至下行后，利用既有下行电分相。过渡过程中保证上下行分别供电）。

3.2 接触网过渡方案

接触网过渡方案如下图3所示：

利用软横跨过渡方法 将拨接区130#至140#硬横梁吊柱改为固定绳形式悬挂接触网，线路拨接地段单独设置接触网锚段，以锚段关节形式与既有太中银接触网进行连接。

拨接完成后，两处拨移地段间太中银上行接触网（两个拨接点之间）断电并做临时接地极，为架梁创造条件。桥上既有14处上行非支影响铺架，采用降低补偿张力，将非支抬高至7.3 m进行处理并加装分段绝缘。过渡结束后调整接触网至既有状态。

3.2.1 太中银下行拔接准备

完成124#拉线基础灌制、制做拉线。将130#至140#的硬横梁吊柱改为软横跨固定绳接触悬挂，并设置好线路间绝缘。将太中银下行进站锚段关节开口，交叉方向进行倒接。

3.2.2 太中银下行拔接天窗

将下行进站关节中Ⅶ3锚段接触网拔移至下行过渡便线位置，使其处于工作状态。将下行进站关节中区间2锚段接触线抬高，使其处于非工作状态。同时细调接触网达到开通条件。

3.2.3 太中银上行拔接准备

利用延长线索过渡法将区间2锚段接长并倒锚至124#（此前已经核算容量满足要求），同时将该锚段的进站部分拔移至上行过渡线的位置，要调整该锚段使其处于非工作状态。此时该锚段已经脱离太中银太原方向下行供电臂，并与上行供电臂做可靠电气连接。

3.2.4 太中银上行拔接天窗

拆除区间1锚段，同时调整区间2锚段和Ⅶ3锚段形成过渡锚段关节。注意要使区间2锚段接触线处于抬高位置。调整拔接区段接触网使其达到开通送电条件。

北格方向的拔接与此类似，不再详细叙述。在北格和北六堡上下行拔接完成后，桥上原太中银上行接触网已经完全断电，两端设置永久接地线。满足桥梁架设条件。

4 结语

在铁路接触网改建施工中，或多或少都会有过渡工程的存在。本文简单总结了制定接触网过渡工程基本原则和步骤，概要性介绍了常用的四种过渡方法及其应用。同时利用上述的方法制定了太中银行车转线接触网过渡工程的实施方案。在工程实践中，接触网过渡工程的方法还有很多，具体方案的制定要考虑的因素也很复杂，但工程技术人员只要遵循上述步骤和方法，本着永临结合、节约投资、分束管理、方便施工、质量可靠、确保安全的基本原则，结合现场的实际情况，参照类似工程的经验，就可以制定出科学合理的过渡方案。接触网过渡工程方案论文现在已经很多，但作者希望本篇论文能为同行从业者提供一些借鉴和补充！

参考文献

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从目前我国的高速铁路的开通情况来看，一部分的线路雷击事故还是较为频繁的，雷害导致的跳闸也是其中的一个重要因素。随着我国铁道运营里程的快速发展，重载以及高速铁路的迅猛发展，从而减少因接触网发生雷击故障而造成的事故发生，它具有重要的理论意义与工程应用价值。我们可以利用电气化的几何模型来分析回流线对于接触网雷击的屏蔽效果，并通过仿真软件分析雷击回流线的时候接触网上所感应的电压。并深入研究高速铁路 AT 供电的方式以及接触网避雷线的保护情况，从而推导出高架桥单线与复线铁路的避雷线设计高度。

一、国内外高速铁路接触网防雷的现状

随着我国高速铁路的快速发展，应考虑牵引高铁线路的结构等级与所经过的地区的雷电灾害频率，所经过的土壤所含电阻率与地形地貌等自然条件的情况，共同来设计牵引系统所进行的防雷设计。欧洲率先就拥有高速铁路的国家之一，它对雷击的接触网造成了牵引性的供电系统灾害有着丰富的实践经验，设计的标准是一年时间之内 100千米牵引网将会遭受雷击的次数来做为评定的标准，只是采用牵引变电的配带综合性自动重合闸与避雷器来限制雷电电压过高，避雷器不能够减少因雷电的侵入而减少损害接触网的次数，只能够对接触网的过电压起到有效的保护作用。无论是对于欧洲的气候条件还是经济等方面的因素考虑高铁的接触网进行有效的避雷也是十分重要的。

二、国内接触网防雷接地设计的概况

我国铁道接触网的防雷设计主要是依据《高速铁路设计规范》、《铁路电力牵引供电设计规范》与《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》来进行规定的。根据雷电日的数量来分为4个等级管理区域：年平均雷电日在20d及以下地区为少雷区，年平均雷电日在20d以上、40d及以下地区为多雷区，年平均雷电日在40d以上、60d及以下地区为高雷区，年平均雷电日在60d以上地区为强雷区。《高速铁路设计规范》中规定重污染或是重雷区以及高路基、隧道口等重要的地段接触网应该增设氧化锌避雷器。接触网中的防雷设备主要是指接触网上所安装的避雷器，为了减少对综合接地系统上其它电气设备的影响。

三、高速铁路接触网防雷的措施

（一）接触网安装形式

现有高速铁路一般是采用AT供电方式，AF线与PW线安装位置，此时的PW线安装位置在AF线下方。采用电气应为：几何模型与先导发展模型的应计算该安装形式下的接触网线路来直接减少落雷的闪络概率，将它调试为自然雷中的90%为负极性。雷击闪络的次数和线路的暴露宽度 D（ I）以及地闪密度是息息相关的。再乘以地闪密度即可以求出线路的年雷击闪络次数。PW线位置提高后还可对AF线与T线产生屏蔽，AF 线与T线直接落雷的次数将会大大的降低，但PW线落雷的雷电流幅值较高的时侯还是会造成AF线与 T线绝缘子的反击闪络，另外AF线与T线绝缘子仍存在雷电感应闪络的可能。

（二）合成绝缘子的采用

雷电所造成的接触网重合闸失败，将会导致供电的停止，其最根本的原因就是绝缘子受到了工频续流电弧烧蚀后的炸裂、破损，线路绝缘不能自行进行恢复，重合闸就会失败。如上所述，为了防止绝缘子的烧蚀损坏，一定要防止线路闪络与工频电弧建立。目前，我国输配电线路中所采用的绝缘子有瓷绝缘子、玻璃绝缘子与合成硅橡胶绝缘子，线路所具备的重合闸条件，而非瓷绝缘子烧蚀后的伞群已是完全脱落的。合成绝缘子在工频电化烧蚀之后，硅橡胶材料的成分将会发生变化，材料中遇热的易分解成分完全挥发，合成的绝缘子对提高线路 重合闸成功概率有一定的优势，并不能够完全解决线路的防雷问题，建议作为其它主要防护手段的辅助手段规避。

（三）接触网防雷接地

《建筑物防雷设计规范》中规定：对于国家级的会堂、大型展览与博览建筑物、国家级档案馆的重要给水水泵是特别重要的建筑物，应该划为第二类的防雷建筑物。对第二类的防雷建筑物的外部防雷装置应接地设置，相应同时设定方闪电感应、内部防雷、电气与电子系统等接地共用装置建设，雷击时都会成为雷电流的引下线路。当采用综合性的接地系统时，综合性接地系统的接地电阻不能够大于1欧姆，在综合性接地施工的过程中要及时施工完成，还应实测接地的电阻，如果达不到建网的要求，应该采取可靠有效的降阻措施。

四、结论

鉴于高铁的雷电防护问题它从原理上是无论采用何种措施，都只能够减少雷电所引起的故障概率或是跳闸概率，AF线悬挂的采用合成绝缘子，应认真做好接触网的防雷接地措施。我国目前的规范都只有相关的措施要求，但是没有接触网系统的耐雷水平与跳闸率或是故障率等具体的规避标准，防雷设计的深度不容易把握。总而言之，建议完善我国高铁的接触网系统的耐雷水平、跳闸率或是故障率等具体指标，应积极设定科学合理的规避方针，铁路综合性接地系统便是极好的雷电引下接地装置，应该充分利用。

参考文献

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[3] 梁曦东，陈昌渔，周远翔.高电压工程[M].清华大学出版社，2005.

[4] 刘靖.牵引网雷击跳闸研究[D]：[硕士学位论文].北京：北京交通大学， 2009.

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学校名称：东南大学

专业名称：电气工程及其自动化

专业简介

东南大学电气工程系的前身为国立东南大学电机工程系，创建于1923年，至今已有80多年办学历史。1995年起，电气工程系以电气工程及其自动化专业类招收本科生，不再细分专业，实行宽口径培养。1999年，根据教育部颁布的新专业目录，电气工程系制订了全新的本科教学计划，全面实行电气工程及其自动化宽口径的培养方案。

专业优势与特色

完善的符合中国国情的宽口径专业教学计划

1999年以来，东南大学电气工程系对国内外著名大学电气工程专业的教学计划和培养方案进行了广泛调研，根据中国国情和东南大学的传统和特色，对培养方案进行了两次修订。在不断完善通识教育的基础上，注重个性化培养的大电气工程专业培养方案，不断转变观念，树立符合时代要求的教育思想，培养的人才既要有“知识”又要有“能力”，更要有使知识和能力充分发挥的“素质”；从终身教育观念出发，努力加强和拓宽学科和专业基础，做到基础扎实、知识面宽、适应性强；在加强素质教育的同时，积极鼓励学生的个性发展。重基础，重实践，重能力。

结构合理、高水平的师资队伍

电气工程专业现已建立起了由学术带头人、主要学术骨干组成的年龄结构、学历结构、学缘结构和职称结构较为合理的梯队，中青年教师已成为教学科研的主力军，队伍比较稳定。为了提高教学水平和教学质量，采取了青年教师岗前培养制度、试讲制度、参加校首次开课教师培训和青年教师授课竞赛制度等一系列有效的措施，促进了年青教师的尽快成长。还采取了一些行之有效的措施，如：主干课程必须由高级职称教师领衔授课；晋升高级职称要满足对本科生主讲课程门数和教学工作量的要求，教学效果评价和考核达到优良；教学研究成果和论文与科研同等对待；严格执行教师手册中的条例和规定等；积极动员并鼓励青年教师在职攻读博士学位，并努力创造条件将年青教师送到海外深造，有效地提高了学历层次，改善了学缘结构，调动了积极性；充分发挥老教师的传、帮、带作用，提倡名师、名教授上讲台。通过上述措施，使东南大学电气工程专业具有了一支结构合理的、高水平的师资队伍。

起点高、素质高的学生队伍

电气工程专业在东南大学是录取分数最高的专业之一，专业的生源很好，新生起点高、素质高。另外，东南大学对新生采取了有效的激励机制。包括招生时高分学生的高额奖学金制度；培养过程中滚动式奖学金制度；毕业时优秀学生选择职业的竞争机制；第一年后可以换专业的制度；教学计划中规定可扩大选课自由、自主选择课程组；教学内容、方法以及考试方法中调动学生积极性的措施；课程设计、生产实习、毕业设计优秀成绩由学生自报、大组答辩确定；实行因材施教，优秀生导师制及筛选制度；免试研究生报名、考核、面试制度，并在选拔过程中加大获得省市竞赛奖、、创新成果等所占的权重，等等。这些激励机制，使得许多优秀新生对东南大学电气工程专业很向往，更加保证了优质生源。

重视实践能力，特别是创新能力的培养

东南大学在电工电子教学实验方面实力很强，其电工电子教学实验改革在全国享有盛誉，有很大的影响。东南大学电气工程专业在学生的教学实践环节也充分发挥了这一优势。这为培养学生的实践能力，特别是培养学生的创新能力提供了十分有利的条件。

科学规范的教学质量保障体系

东南大学全校及电气工程系都有一套相当完善的教学管理制度，大学生手册和教师手册中的各项制度、规定齐全。行政领导班子注重教学工作的基础性地位，分工明确，协调配合。教务线和学生管理线协调配合，抓好学风建设，严格执行校规校纪，确保正常教学秩序。注重教学文件建设，各类文件齐备。充分发挥教研室、教学委员会、学位委员会、学术委员会的作用，各司其职。充分利用计算机和网络等先进技术，提高教学管理水平和质量。

学校名称：上海交通大学

专业名称：电气工程与自动化

专业简介

上海交通大学电子信息与电气工程学院下设电气工程系、自动化系、计算机科学与工程系、电子工程系、信息检测技术及仪器系以及电工电子实验中心。目前，电气工程系有电气工程与自动化本科专业1个；有电力系统及其自动化、电机与电器、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术二级学科5个，其中，电力系统及其自动化为上海市重点学科；电气工程一级学科具有博士学位授予权，并建有博士后流动站；有电力工程新技术教育部重点实验室。2004年，在教育部一级学科排名中，上海交通大学电气工程学科综合排名第五。

专业优势与特色

“宽口径、厚基础、重实践”的电气工程创新人才培养体系

随着经济和科学技术的发展，社会对工程技术人才需求的格局发生了很大变化，一些工程技术问题的解决往往需要多学科多专业知识的交叉及综合，也更需要多样化、适应性强的人才。创新行为来源于不同的知识结构，创新性人才的培养已成为世界一流大学人才培养的共同目标。

基于上述理念，上海交通大学在1998年开始在对电气工程专业整合、实施宽口径电气工程与自动化专业人才培养的实践基础上，以及1999年至2001年举办的电气信息工程（EIE）试点班教学实践基础上，又于2003年开始对本科生实施按院招生按类培养模式。参照国际著名大学同类本科教学体系，构建了包含厚实的公共基础课程模块、宽口径的大电类学科基础课程模块、以电气工程一级学科为核心的专业主干课程和专业方向前沿与特色课程模块，以及贯穿始终的创新实践教学模块在内的人才培养体系。相应的课程设置反映了电气工程与自动化专业的立体化模块知识结构：理论基础模块知识、电工电子技术模块知识、计算机与信息处理模块知识、电力系统模块知识、电气设备与控制系统模块知识，体现了本专业以强电为主，强弱电结合、软件与硬件结合，抽象（电磁场）与形象（机电装置）结合，器件、设备与系统三位一体的模块知识结构特点。创新实践教学模块将实验教学、集中实践教学环节与课外的科技竞赛、大学生科研训练项目等有机结合起来。形成了包含实践-技能层、基础-提高层、综合-创新层和科技-研究层的多层次立体化实践教学体系，多方位提高学生的创新意识和实践能力。

从2003级开始，学生进校后的前两年在统一的大平台上进行基础课程学习及能力训练，经过一年半时间的学习后，学生根据个人专业志向并按一定要求选择专业，继续后面的专业课程学习。

高水平的师资队伍

电气工程与自动化专业长期坚持引进和培养并举建设教师队伍的原则，坚持教授必须承担本科生的教书育人工作。在本专业教学中采用校院系三级统一调配师资，打破院系界限、学科教研室界限，实现师资队伍的优化组合，由教学经验较为丰富、学术造诣较深的教授或副教授领衔组成课程组。近五年来，电气工程系绝大部分教授均为本科生上课，一些资深教授和博导通过指导毕业设计、指导课外PRP研究项目等形式参与本科生人才培养工作。

全方位教学管理、质量监控与服务体系

上海交通大学拥有一套完整的本科教学管理体系，该体系对教学全过程实行规范化管理，涉及本科专业设置、培养计划制订、课程建设、招生录取、教学管理条例、学生学籍管理及学生工作管理、教师工作规范条例、教师聘任条例、任课教师职责、教务员工作条例、监考职责以及教学事故认定和处理办法等等。在本科教学质量监控体系中，对教学全过程实行严格、规范的定期监控管理。

深入开展教学改革，促进人才培养质量的提高

学院除执行全校公共基础大平台课程体系外，还构建了由14门学科基础课程及4门独立设课的实验课程组成的大电类（电气信息类）基础课程教学大平台，这些课程的学习为学生今后的发展奠定了坚实的基础。电气工程与自动化专业通过课程优化整合形成了9门专业核心课程，即《电机学》、《电气工程基础》（一）（二）、《电力电子技术基础》、《数字信号处理》、《电机控制技术》、《电力系统继电保护》、《电气与电子测量技术》、《电力系统自动化》。结合电气工程一级学科专业培养特色，除了设置一级学科方向公共课程外，还灵活设置了多个二级学科专业前沿和特色以及跨学科选修课模块，并提供多种课程设计以及电气设备实验和系统综合实验等。

从2001级学生开始，学校实行学分制管理模式，提供学生更大的自主学习选择空间。在电气工程与自动化专业教学培养计划（如2005级）中，强调宽口径模块化专业培养模式，淡化了专业方向，对学生选不同的专业特色课程以及课程设计没有强制性规定，学生可以结合本人特长和兴趣，自行设计知识模块构成。在多项集中实践教学环节中，更加注重培养学生的创新能力和社会实践能力。

在电气工程与自动化专业的教学计划中，确立了《信号与系统》、《数字信号处理》、《通信原理概论》等课程为双语教学课程。此外，《基本电路理论》、《机电能量转换》、《自动控制原理》、《电力电子技术基础》等课程为部分学生选修的双语教学课程。双语教学采用英文教材、英文作业、英文试卷。

为了突出学生实践能力和创新能力培养，除部分课内实验分布于理论课程的整个教学过程外，该专业还将重要的基础课程实验、实践环节以及课程设计等独立设课，有专门的教学计划和任课教师，进行单独考核、单独计算学分和成绩。第8学期的整个一学期集中开展毕业设计工作。通过实验教学及创新实践环节，培养了学生设计和进行实验以及对实验数据进行分析、整理的能力；发现、定义和解决实际工程问题的能力；应用必要的技术和现代化工具的能力；团队合作与领导能力；书面和口头表达能力；科学思维能力；创新研究能力。

上海交通大学通过“211工程”、“985工程”投入大量资金建成了6个国家级重点实验室，以及一批国家部委、上海市、国家863重点（开放）实验室和国家工程研究中心，建成了具有国内先进水平的国家级教学示范中心——大学物理实验教学示范中心、国家工科基础课程教学基地——电工电子教学基地等。电气工程系建有电力工程新技术教育部重点实验室、上海市高压电器检测中心。通过校企联合，电气工程系还建成了上海交通大学——德州仪器TI联合实验室、上海交通大学-施耐德电气联合实验室、上海交通大学——嘉兴联胜联合实验室。此外还有电工电子实验中心、电力系统动模实验室、高电压实验室、电机实验室、电力电子与电力传动实验室等专业基础和专业实验室。重点实验室、联合实验室和专业实验室的建设为加强学生的实践能力培养奠定了重要物质基础。

在不断完善校内实践基地的同时，积极通过“产学研”结合建立长期稳定的校外实习基地。让学生直接参与供电公司、变电所等的管理，了解和接触生产实际，学到了校内课堂上无法学到的东西。目前，电气工程与自动化专业已建立了石洞口电厂、新安江水电站、上海电 机厂、闵行电厂、吴泾电厂、施耐德（中国）有限公司、思源电气有限公司、上海市电力公司、上海外高桥电厂等多个校外教学实践基地，这些实习基地的建设为电气工程与自动化专业学生的实习提供了有利的条件。

学校名称：重庆大学

专业名称：电气工程与自动化

专业简介

重庆大学电气工程专业1936年成立，1952年进行了专业调整，1955年增设电机与电器专业，改革开放后又增设了高电压与绝缘技术、电气技术、电磁测量等专业。1998年按照电气工程及其自动化专业招收和培养学生，2001年改为电气工程与自动化专业，现有电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、建筑电气与智能化等5个专业方向。该专业是重庆大学电气工程学院唯一的本科专业。

目前，重庆大学电气工程学院拥有国家工科电工电子基础课程教学基地、国家电工电子实验教学示范中心，电气工程一级学科为国家重点学科，拥有电气工程一级学科博士学位授权及博士后流动站，建有“输配电装备及系统安全与新技术”国家重点实验室及3个省（市）级重点实验室，拥有“高压输变电设备安全运行科学与新技术”教育部创新团队。专业现有专任教师109人，本科生1889人，全日制硕士研究生470人，博士研究生153人。

专业优势与特色

专业目标明确，课程体系设置既有先进性又切合实际。密切结合国家和地方重大教改项目，不断探索和实践专业人才培养模式、教学内容体系改革及专业建设，其成果获得国家教学成果一等奖1项、二等奖2项。

学科优势明显，师资水平高。依托国家重点学科、国家重点实验室、国家教学基地、国家实验教学示范中心，初步形成了教学、科研、学科建设三位一体、人才交融、协调发展的格局，提供了高水平本科人才培养的支撑条件。

注重产学研结合，培养高质量专业人才。毕业生供不应求，社会需求现状和预期好，为国民经济建设做出了积极贡献，深受用人单位欢迎。

学校名称：西安交通大学

专业名称：电气工程与自动化

专业简介

西安交通大学电气专业起源于1908年，是国内最早创立的电机专业，1917年从专科改为本科，1998年以前设有电机电器及其控制、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化、工业自动化等4个专业，1998年根据教育部颁布的引导性专业目录名称，将上述专业合并为电气工程与自动化专业，设有6个专业方向。

目前，该本科专业所在学院拥有电机与电器、高电压与绝缘技术、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、电工理论与新技术5个二级学科，2007年电气工程一级学科被评为首批国家重点学科，拥有电力设备电气绝缘国家重点实验室。在教育部2006年以及此前的第一次一级学科排名中，西安交通大学电气工程学科均综合排名第二。该专业现有专职教师109人，本科生1432人（包括本硕连读生178人），工学硕士研究生669人，博士研究生164人。

专业优势与特色

长期以来，该专业秉承西安交通大学“起点高，基础厚，要求严，重实践”的办学传统，形成了以下优势与特色：

专业建设与教学改革水平目前处于国内领先地位，充分发挥了示范辐射作用。从1996年开始，该专业先后主持了4项国家级教改项目，围绕电气信息类专业人才培养方案、教学内容和课程体系改革、电气工程类教改成果整合、专业规范制定等方面开展研究，获得2项国家级教学成果二等奖，所取得的教学成果被全国许多所大学应用。拥有1名全国教学名师和2名省级教学名师。

拥有电气工程（一级学科）国家重点学科和电力设备电气绝缘国家重点实验室，学科优势明显，提供了高水平本科人才培养的支撑条件。

拥有国家工科电工电子基础课程教学基地、国家电工电子实验教学示范中心。通过“基地”与“中心”的建设，促进了实验教学体系的改革和优化，科学构建了三层次的实验教学体系，开出了一批新实验，增加了设计性和综合性实验的比例，在实验中注重培养学生的工程意识和创新精神。电气工程与自动化专业的学生在科技创新活动和全国性的科技竞赛活动中，取得了一批优秀成绩， 教材建设和课程建设成果突出。该专业编写出版了《电路》等5部“十五”国家级规划教材和2部“十一五”国家级规划教材。所编写的教材被许多高校采用，在全国具有广泛影响；拥有电力电子技术、电路、工程电磁场、电工电子技术等4门国家级精品课程。

学校名称：华北电力大学

专业名称：电气工程及其自动化

专业简介

1958年建校时，原北京电力学院就设置了电气工程专业，其首先设置的4个专业中就包括了电力系统自动化和继电保护与自动远动技术两个专业（从哈尔滨工业大学搬迁而来）。随着教学改革的不断深入，专业名称几经改变。1998年，华北电力大学按照教育部新的专业目录中的“电气工程及其自动化”专业招收和培养学生，下设电力系统及其自动化、继电保护与自动远动技术、高电压技术、城市供用电、电力电子技术、电力市场、电气技术7个专业方向。

电气与电子工程学院拥有1个国家级重点学科，5个省部级重点学科和电气工程博士后流动站，具有一级学科博士和硕士学位授予权。拥有2门国家级精品课程和多门省部级精品课程。学院现有教师338名，其中，中国工程院院士1名、国家杰出青年基金获得者1名，长江学者讲座教授1名，国家百千万人才2名。学院有博士生导师22名，教授75名，副教授106名。教师师德良好，教学和科研水平较高，结构合理。

专业优势与特色

该专业具有如下优势与特色：面向电力行业，有明确的培养目标；师资队伍结构合理，重视青年教师培养；依托电力行业，有完善的实验与工程实践条件；产学研结合紧密。

学校名称：西南交通大学

专业名称：电气工程及其自动化专业

专业简介

西南交通大学电气工程及其自动化专业始于1949年7月成立的“电气运输”专业。1962年，发展为“电气化铁道供电”和“电力机车”2个专业。1981年，“电气化铁道供电”专业更名为“铁道电气化”专业。1985年，“电力机车”专业更名为“电力牵引与传动控制”专业。1996年，按照培养厚基础、宽口径，知识、能力与综合素质协调发展的人才培养模式，按大类培养将“铁道电气化”和“电力牵引与传动控制”2个专业纳入“电气工程及其自动化”专业。目前，该专业设有“电力系统及其自动化”、“铁道电气化”、“电力牵引与传动控制”、“磁浮与城市轨道交通自动化”4个专业方向。

电气工程及其自动化专业为国家级特色专业建设点，拥有2门国家级精品课程、电气工程基础国家级实验教学示范中心、“轨道交通电气化与自动化”国家教学团队和1名国家教学名师。拥有国家重点学科“电力系统及其自动化”、国家重点（培育）学科“电力电子与电力传动”、四川省重点学科“电工理论与新技术”和铁道部重点学科“铁道牵引电气化与自动化”，拥有“电气工程”一级学科博士学位授予权和博士后科研流动站，建有“磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室”、“铁道电气化与自动化铁道部重点实验室”和“四川省轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心”，拥有“磁浮技术与磁浮列车”教育部创新团队。

目前该专业所在的电气工程学院拥有教师188人，本科生1336人，全日制硕士研究生670人，博士研究生81人。

专业优势与特色

以国民经济建设和社会需要为导向，主动适应轨道交通发展需要，面向轨道交通电气化与自动化，培养高素质人才。专业培养目标明确，规格要求合理，行业优势明显，师生认可程度高。

坚持教育教学改革和质量工程建设，构建了多层次个性化人才培养体系，在人才培养模式、课程建设、教材建设、教学团队建设等方面取得了优良的成果，形成了优质的教学资源。

“重基础，强实践，求创新”构筑和实践了全方位多层次实践教学新体系，采用“以软带硬、资源共享”的建设理念，坚持“产、学、研”结合，加强国际交流与合作，建成了以个性化实验和科研项目实践为主的个性化、创新实践平台，建立了专业人才工程实践能力和创新能力培养的长效机制。

专业生源质量好，毕业生就业率高。毕业生在我国铁路电气化、电传动机车和车辆的发展建设中作出了重要贡献，得到社会和用人单位的广泛认可。

学校名称：山东大学

专业名称：电气工程及其自动化

专业简介

山东大学电气工程及其自动化专业始建于1946年，是该校工学门类中历史较悠久的学科之一。1952年设立发电厂及电力系统专业，后改称电力系统及其自动化专业。1956年设立电机电器专业，后改称电机及其控制专业。1978年设立继电保护及自动远动技术专业。1980年设立电气技术专业。1998年，将电力系统及其自动化专业、电机及其控制专业、继电保护及自动远动技术专业和电气技术专业等4个专业合并成现在的电气工程及其自动化专业。

山东大学电气工程学科是“211”和“985”重点建设学科。2007年电力系统及其自动化二级学科成为国家重点培育学科。目前山东大学电气工程学院拥有省级重点学科2个，省级重点实验室1个，省级工程技术研究中心4个。

2006年电气工程及其自动化专业成为山东省特色专业，2007年电气工程及其自动化专业成为国家第一类特色建设专业。

电气工程学院现有博士研究生导师15人，硕士研究生导师42人，长江学者特聘教授1人，长江学者讲座教授1人，进入国家“百、千、万人才工程”一二层次的学者1人，教育部新世纪优秀人才2人，省级有突出贡献的中青年专家3人，山东大学教学名师3人。

师资队伍构成：教授23人，副教授39人，其他高级专业技术职务10人，其中具有博士学位的40人（占48.2%），分别毕业于清华大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、沈阳工业大学、山东大学等高校，其中三分之一教师有海外研修经历。

近年来该专业出版教材、专著和译著等40余部，完成国家、省部和企业科研项目100多项，获得国家级发明奖和科技进步奖5项，省部级科技奖励30多项。自该专业设立以来为国家培养了近万名工程技术人才，为国家电力事业的发展做出了重要贡献。

专业办学的主要特点

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1.引言

在一些国家，比如说以德国、美国为代表的发达国家在1960年前后中，就将计算机以及通信技术大量的应用在铁路生产管理中。并且随着因特网的快速发展，还会不断地将新的技术应用在铁路中，使之不断走向综合化、信息化，使铁路朝着管理自动化、智能化铁路方向发展。其中，以美国的太平洋联合集团、德国铁路公司为代表。它们正在快速发展综合调度、列车运行控制和各种业务系统，在欧美为用户提供了铁路运输，并在传统系统上开发了用户自我服务系统，实习了公司于用户的面对面的交流和联系，通过先进的电子商务系统 ，为用户提供方便并且快捷的优越服务[1-2]。

中国铁路系统企业信息化建设整体上还处于初级发展水平。信息化人均投资很低，信息化建设缺乏合理规划，尚未覆盖主要业务和管理流程，尤其是信息资源的开发利用还刚刚起步，难以做到优化企业内外资源配置[3-4]。但是大多数企业有着利用信息化提高企业竞争力的强烈愿望和决心，构成了建设企业信息化发展的动力。所以铁路系统结合自身业务的特点，分布分批的投入信息化建设，当前重点还是在与日常生产经营过程中，息息相关的路网管理、调度、供电保障等子系统，为保证铁路的信息兼容性和整体性，在规划建设各信息系统的时候，开展信息系统的规划和实施研究，具有重要意义。

2.系统实现

2.1 系统的开发技术

本系统web服务端采用php语言，浏览器端采用html、javascript、css、ajar、jquery等语言，保证了系统的开放性、兼容性和跨平台性。并采用mysql数据库[5]，由于mvc的低耦合性、高重用性和可适用性，以及php codeigniter框架灵巧、简化的特点，本系统依托于codeigniter框架采用mnc模式进行开发[5]。系统采用了三层体系架构，

·表现层：表现层采用了html、ajax、css、javascript等技术组成了具有良好用户体验的页面。表现层用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。用户只需安装浏览器和给定的网络地址就可以访问本系统，用户不用担心系统的升级维护的问题，减少了用户的开支。

·业务层：业务逻辑层处于数据层和表现层的中间，起到了承上启下的作用，它是系统架构中体现核心价值的部分。它的主要任务是业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统详细设计。

·数据层：数据层简单的说解释实现数据表的增加、删除、查询、修改的操作。数据层采用mysql关系数据库。起到了存储数据的作用，当有数据请求时该层可以将数据发回至表现层。

2.2 系统目标

·建立全路供电专业资源计划体系，集成、开发一套实用供电专业各层级运行管理的应用子系统。实现班组、车间和供电段、铁路局、铁道部以及其他相关单位的铁路供电综合管理信息平台。

·建立全路统一的供电专业生产指挥系统，实现生产管理网络化，方便供电专业各级管理者实时了解设备运行状态、人员状况、检测质量、作业过程监控、外部环境等信息，为快速准确下达生产计划、调度命令等提供信息化平台。

·系统建设要依据铁路信息化总体规划，统一网络结构、统一代码体系、统一系统平台，实现升级、维护、服务的统一管理。

3.接触网运行检修系统

接触网检修系统结合当前牵引供电专业管理业务流程实现检测检修管理的网络化、信息化[6]。可以大大提高工作效率，提高检测检修数据的共享性、实时性和规范性。接触网专业巡视、检测检修、运行管理全部纳入其中，最终实现“数据日常输入、 自动生成统计报表、系统智能分析”，全方位提高牵引供电专业管理水平，使牵引供电运行于检修实现网络化、

息化、标准化、无纸化，减轻信息收集分析的负担。

由于codeigniter对mvc的良好分离，可以在model层对整个核心数据库处理的方法进行封装，方便其他系统模块进行调研，controller层作为model层和view层之间的传递资源的中介，最终由view层把信息展示给用户。

接触网运行检修系统主要的功能模块：年度检修计划制定、月度检修计划制定、各类检测检修台账，分工单以及值班日志、工作票、一杆一表一图。

·年度检修计划制定

安全技术科，根据接触网设备制定（客专/普速）年度检修计划，检测检修计划包含检修项目、单位、年度检修设备数量、以及每个月该项目在当月的检修区间站场和检修数量等。检测检修设备的数量、检修周期、单位等均由设备履历系统提供。

·月度检修计划制定

接触网月度巡视工作时由工区按照规定中接触网巡视制度的要求去执行，系统将会自动制度计划：每十天一次昼间巡视，每季度一次夜间巡视，每月一次乘车巡视并且用不同的字体来描述（昼巡、夜巡、登乘）。查看计划时，可以看到各个网工区各月的巡视计划的列表，点击查看详情，还可以查看计划的具体情况。以最后一次巡视的时间为节点，往后推超出周期未巡视时要有提醒。

·各类检测检修台帐

工区根据安全技术科制定的年度检测检修计划，对接触网进行检测检修。针对检测项目填写相应的台帐。系统根据年度检修计划以及对应的台帐统计各类项目的完成情况。

分工单以及值班日志、工作票

工作票由施工一天前发送到工区进行作业、在值班日志中有系统直接反映工作票的详细信息。记事以及工作内容则由工区填写。

·一杆一表一图

根据检测检修台帐、以及杆号、公里标对照表用简图的形式反映整条线路的检修情况、简图上标注哪些位置的杆号进行过检修、关联检修台帐以及杆号照片。

每次变更设备时需由工区修改“杆号设备配置核心库”，并留下修改日志，同时在下一年度开放特定时间内提示人工修改设备履历。

4.结论

本文主要分析南昌供电段对电气化铁路接触网检修的现状以及趋势，在此基础上对系统进行了开发框架的选择，选取了一套便捷、易用的管理信息系统对接触网检修、运行提供了一个实时、透明的信息平台。

本论文主要完成了以下方面的工作：

1）通过和供电段各业务科室的沟通，了解了南昌供电段的主要业务的流程；

2）针对各科室的具体需求，对系统的开发框架进行了选择，并且对整个系统的方案进行了总体的设计；

3）分析了web应用的安全性问题，利用数据库的安全特性实现了系统的安全访问控制过程；

4）将系统部署在南昌供电段的中心机房并试运行。

参考文献：

[1]供电所管理信息系统建设的难点与对策[j].山西电力 2006.

[2]卢文艳. 铁路信息化建设与应用现状[j]. 电力信息化， 2007年第5卷.

[3]毛克胜. 牵引供电管理信息系统设计[d]： [硕士学位论文]. 西南交通大学， 2004.

[4]田少杰. 中国铁路信息化发展. 郑州铁路职业技术学院学报， 2008年3月.

[5]王石. 杨英娜.精通php+mysql应用开发[m]. 北京： 人民邮电出版社，2007

篇（10）

中图分类号:U285文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)18-0124-03

铁路无线列车调度通信系统是铁路行车指挥系统的重要组成部分,在保障行车安全、提高运输效率方面发挥着重要作用,其通信质量的好坏直接关系到铁路的行车安全。无线列调通信中,由于地形影响,导致机车与车站问的无线信号衰减太大,使机车与车站间无法有效通信,这种区域称为盲区,或弱场区。在无线列调系统工程设计中,应根据实际情况科学合理地选用弱场区覆盖方案,保证良好的场强覆盖,以满足列车调度的高可靠性要求。

一、福厦铁路介绍

福厦铁路作为《中长期铁路网规划》的重点建设项目,是我国铁路“十五”规划“八纵八横”路网主骨架之一,也是我省第一条高速铁路。福厦铁路北起福州,经福清、莆田、泉州、晋江,到达厦门,全长273km。

福厦铁路是福建省第一条城际间快速客货运通道,具有速度快、高密度、大能力、安全、舒适、节省运费等优势,将有效改善沿线地区交通和投资环境,更加充分发挥区域优势、港口优势和开放优势,加快海峡西岸经济区建设。

二、铁路GSM-R系统

铁路GSM-R(GSM for Railway)系统是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统,针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点,为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。从集群通信的角度来看,GSM-R是一种数字式的集群系统,能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。GSM-R能满足列车运行速度为0～500km/h的无线通信要求,安全性好。GSM-R可作为信号及列控系统的良好传输平台,正在试验中的ETCS欧洲列车控制系统 (也称FZB)和另一种用于160km以下的低成本的列车控制系统 (FFB),都是将GSM-R作为传输平台。

GSM-R中文全称为铁路移动通信系统标准,是一种专门为铁路设计的专业无线数字通信系统,是中国首次从欧洲引进的移动通信铁路专用系统,它除了能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修通信等语音通信功能外,还能够满足列车运行速度每小时500km的无线通信要求。

GSM网络优化解决的主要问题有:信道拥塞率高、呼叫成功率低;越区切换失败率高,掉话严重;通话质量低、有串音;移动台占用话音信道后呼叫释放、出现振铃后无通话、移动台接通后单边通话;设备完好率较低;中继电路的配置与实际话务不相符、电路群的每线话务量差别较大等。

三、场强覆盖方式

一般地说,GSM-R网络的场强覆盖是在沿铁路轨道方向安装定向天线,形成沿路轨大椭圆形小区,但在话务量较大而速度要求较低的编组站内采用扇形小区覆盖,而在人口密度不高的低速路段和轨道交织处一般是无CTCS (ChineseTrain Control System)系统的农村地区采用全向小区覆盖。铁路带状的特点.决定了铁路场强覆盖采用线状覆盖方式。

场强覆盖往往和具体的地理位置分布相关,根据具体的地理环境和基站的实际情况可以进行许多方面调整。改善下行链路的信号覆盖,可以采用提高基站的发射功率、增加天线的挂高、调整天线的水平角或垂直角和安装直放站等措施。一般来说,上述各种方法需综合使用,才能达到满意的覆盖。当某些基站或小区信号强度提高时,还应综合考虑其他问题,尤其是相邻小区的同邻频干扰问题。若上行链路的接收信号不是很好,可以考虑在基站的天线塔上安放塔顶放大器或降低馈线和跳线的损耗,以增强天线的接收信号强度。

四、弱场补强方案

根据GSM-R应用环境的特点,一般地,对于山体阻挡及路堑等弱场强区,可采用增加光纤直放站的解决方案:对于隧道弱场强区,可采用增加光纤直放站、漏缆+天线的解决方案;对于特大桥隧,可采用光纤直放站及漏缆+天线的组合解决方案:对开阔地域,既可采用基站,也可采用无线直放站或光纤直放站的解决方案。目前,对弱场处理的方案较多,既可采用单独方案解决,也可采用组合方案解决。目前解决区间弱场区主要有以下方式:(1)布放中继器及架设漏泄电缆;(2)布放无线中继台设备;(3)布放光直放站设备;(4)感应通信方式“400M+400k”。

(一)布放中继器及架设漏泄电缆方式

场强覆盖系统采用异频双工、半双工方式解决铁路隧道内弱场覆盖的技术是目前最常用的解决方案之一。系统由洞口中继器、洞内中继器、漏泄电缆及其相应配件组成。当隧道长度超过漏泄电缆的最大限制长度时,必须在隧道内设置洞内中继器,以放大漏缆传输信号。因此,组网时根据隧道长度和所用漏泄电缆性能的不同,有中小型隧道和长大隧道两种方案:前者,在隧道口设置洞口中继器,隧道内壁挂漏泄电缆;后者,在隧道口设置洞口中继器,隧道内设置一个或多个洞内中继器,隧道内壁挂漏泄电缆。洞口中继器通过天线接收到来自车站台的信号后,传送到漏泄电缆,完成隧道内的场强覆盖。隧道内的移动台发射的信号波由漏缆和中继器通过天线发送给车站台。本方案场强覆盖效果好,易于控制,技术成熟。但漏泄电缆造价较高,维修困难,只能应用于收发异频的系统。

系统由I型中继器(洞口中继器)、Ⅱ型中继器(洞内中继器)、漏泄电缆及其配件组成。系统采用漏泄电缆外泄信号的方式实现弱场区的覆盖。I型中继器一般设置在离车站较近的地方,以保证车站电台的射频信号电平能够启动I型中继器进入工作状态;射频信号经I型中继器放大之后由漏泄电缆外泄,达到覆盖弱场区的目的;当弱场区长度超过漏泄电缆的最大长度时,必须设置Ⅱ型中继器,以放大漏泄电缆的传输信号。I型中继器通过天线与车站电台传递无线射频信号。当I型中继器接收到来自车站电台的下行信号时,将信号传送到漏泄电缆,经过信号外泄完成弱场区的场强覆盖;弱场区的移动电台发射的电波由漏泄电缆和中继器通过天线发送给车站电台。

由于弱场区地形的不同,中继器、漏缆可以有多种组合方式。(1)I型中继器(1台)+漏缆;(2)I型中继器(1台)+Ⅱ型中继器+漏缆;(3)I型中继器(多台)+Ⅱ型中继器+漏缆。

当弱场区地形比较多变时,比如经过一段山丘或隧道之后,有1km左右的开阔可视地段,接着又是隧道或者山丘,Ⅱ型中继器通过天线发出的射频信号覆盖开阔地段,同时,此射频信号开启下一个I型中继器。这种组合节省漏缆,降低了投资成本。工程中同一个半区间中继器的数量不易过多,最多不超过8个。

漏泄电缆过长,末端就会出现弱场;漏泄电缆过短,则会增加投资成本。所以,工程设计中应该权衡上下行信号的链路平衡,合理取定漏泄电缆的长度。

漏缆长度理论值计算公式为:

d=(Pt-L1-L2-Δ-ΔL-Vmin-M-S1)/S2(单位:km)

其中:

Pt――发射功率;

Ll――中继器馈线损耗;

L2――机车天线馈线损耗;

Δ――各种接头损耗,A=3dB;

ΔL――避雷器插入损耗,AL=0.3dB;

Vmin――机车最小可用电平(或中继器输入电平);

M――设计储备量,M=6.5dB;

S1――漏缆耦合损耗;

S2――漏缆传输损耗(单位:dB/km)。

(二)布放无线中继台设备方式

系统由一个或多个区间互控中继台配合适当的天线,通过4芯(或2芯)电缆通道与相应车站台构成链状网。区间互控中继台供电可通过4芯电缆中的2芯(或同一2芯电缆通道)由相应的车站台远供,也可由本地供电。每个车站台单方向最多可控制15个互控中继台,最长距离不超过20km。

互控中继台无线信道采用异频单/双工方式。当车站台发起呼叫机车台的下行呼叫时,通过4芯(或2芯)电缆通道将信号传输到其连接的所有区间互控中继台(从距车站台最近的互控中继台起编号为1～n)上,并一起发射呼叫信息;位于互控中继台覆盖范围内的机车台在所接收到的无线信号中选择最强的信号作为接收呼叫,并为应答车站台发起上行呼叫,设其中第1TI(1

(三)布放光直放站设备方式

系统由光直放站近端机(光近端机)、光直放站远端机(光远端机)、光纤和网管设备等组成。光近端机应设置在车站内距离车站电台较近的位置,通过射频耦合器与车站电台进行射频信号传递;通过光纤和光远端机连接;通过RS232、RS422或音频四线接口与网管设备连接。下行方向,车站电台发射的信号经耦合器进入光近端机进行电光转换,通过光纤传送至光远端机,光远端机把接收到的光信号转换为射频信号后通过天线发往移动台;上行方向,光远端机把移动台发射的无线射频信号转换为光信号,通过光纤传送至光近端机,光近端机对信号进行光电转换后,通过耦合器将射频信号馈入车站电台。直放站网管是为监测光纤直放站设备而开发的网管系统,能够提供光近端机、光远端机和模块等的故障报警,以及对直放站的相关参数进行设置。网管终端一般设置在无线检修所或者无线检修工区。

光直放站设备组网比较简单,其方式为:(1)一拖一方式,即一个光近端机连接一个光远端机;(2)一拖多方式,即一个光近端机连接多个光远端机。此时光近端机与光远端机之间可以星型连接,也可以共线连接。

(四)布放感应通信方式“400M+400k”

系统由“400M+400k”感应电台及过相装置构成。组网时设置车站台、机车台和手持台,并在接触网分相处设置过相装置。“400M+400k”感应电台是400MHz频段和400kHz频段合为一体的电台,两频段同时发射、同时接收,按二路话音输出方式工作。如果其中一路话音输出不能满足话音质量指标要求,将自动关闭。400kHz号的传输方式是利用波导感应原理,将400kHz信号感应到电力接触网导线上,利用接触网做波导线传输信号,它在区间内通信覆盖率达100%。在平原地区以及车站的多股道无电区,以400MH频段为主,利用两频段传输之间的互补,形成“400M+400k”的合体电台。

其优点是工程造价比漏缆方式低,适用于多路堑、多隧道的山区电气化铁路,但必须依靠电气化铁路的接触网设备才能进行传输,有一定的局限性。天线不易小型化,产品选择余地小。该方式一直没有大范围使用。

随着无线通信技术的不断发展,将会有更先进的技术用于解决无线列调的弱场区场强覆盖。但是,任何相关技术应用于实际工程时都有优劣之分,不管选择哪种方案解决弱场区问题,都应综合考虑线路地形、技术、经济等具体因素并进行比较,以选用适合工程的最佳解决方案。

参考文献

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