电气化铁路基础知识

1电气化铁路基础知识奎屯工务段王兆亮2各位好：在讲电气化与工务作业安全关系之前先给大家介绍一下电气化铁路的组成部分及弓网关系，使工务在作业安全中能够更好地掌握它们之间互相会产生什么影响，同时了解一下用电常识，从而在作业过程中避免可能发生的一些事故，保证运输安全生产和人身安全。3第一讲、简述：电气化铁路组成第二讲、电气化与工务人身安全第三讲电气化与工务作业养护维修的新特点第四讲工务部门在事故救援时应注意的安全事项第五讲事故案例内容简介4第一讲简述电力机车牵引变电所接触网电气化铁路的组成5电力机车的组成接触网硅半导体整流器受电弓变压器钢轨牵引电动机转向架6牵引变电所钢轨接触网电力机车馈电线输电线直接供电方式受电弓7电压及弓网关系单弓运行时:接触网电压为25KV(系接触网对钢轨的电压)导线最大抬升量：120mm;弓网间最大接触压力:200N;弓网间最小接触压力:40N;接触压力的标准偏差：≤24N8第二讲电气化与工务人身安全（一）安全距离问题：1、作业距离⑴任何人及其所携带物品必须与接触网保持2米以上的安全距离。⑵在离接触网2——4米范围内作业时，必须有人监护。⑶距接触网5米范围内的金属物体必须装设接地线。92、距接触网2米以内作业须办理停电手续⑴.施工领导人要向电力调度员提出接触网停电申请书，申请书中应明确指出施工地点、施工所需时间，施工开始时间及作业特点。对于有计划的作业，申请书应于施工前两天提出。10⑵.只有在接到电力调度员许可停电施工的命令，并有接触网工区指定的接触网工安设临时接地线之后，方可开始施工。施工时接触网工必须在场监护，在有关电气安全方面，施工领导人必须听从接触网工的指导。2、距接触网2米以内作业须办理停电手续112、距接触网2米以内作业须办理停电手续⑶.施工结束，接触网工要确认所有工作人员都已在安全地点之后，方可拆除临时接地线，并通知电力调度员施工已完了。在拆除临时接地线之后严禁再进行施工。123、什么叫触电？常见的触电有哪几种？什么叫触电？就是电流通过人体叫触电。人体通过电流时，会产生各种不同的伤害，轻则手脚麻木、发热、皮肤被烧伤、外部组织受到局部损害；重则全身肌肉痉挛，呼吸困难，心脏麻痹，直至死亡，这是最严重的触电事故。13常见的触电情况主要有以下几种：⑴人体碰触带电的导体；⑵人体碰触绝缘损坏的电气设备；⑶人站在接地电流通过的地面上；⑷人体与高压带电体之间不足规定的最小安全距离，形成带电体对人体放电；⑸误操作时强烈电弧波及人体。144、什么叫电击？什么叫电伤？电击是指电流通过人体时，人体内部组织受到破坏。表现：超过10mA时，肌肉抽筋、角质层被破坏、人体电阻下降；增到50mA时，全身肌肉痉挛、呼吸困难、心脏麻痹以至死亡。电伤是指电流通过人体时，人体外部组织受到局部损害。表现：烧伤、电烙印和皮肤金属化等。155、触电安全急救1、什么是对地电压？什么是跨步电压？带电体与大地之间的电位差称对地电压。当电气设备发生接地故障时，接地电流自接地点向四周大地扩散，使大地各点的电位不同，且离接地点越远电位越低，至20米以外可视为零电位。16此时，人站在接地短路回路上，两脚间就受到地面上不同点之间的电位差，称为跨步电压，尤其工务人员或巡道工在作业中由于工作集中很容易步入，当作业人员在10米范围内时带电体对人体就存在放电危险了，在2米之内带电体就会对人体放电。⑴跨步电压示意图172、如何急救脱离跨步电压的危险区呢？⑵脱离办法（1）两腿并齐跳跃式出来1.接触导线；2.接触导线落地处；3.电流波及面；4.跨步电压图1-1跨步电压示意图186、发现有人触电时应该怎么办？使触电者迅速脱离电源：⑴较近，切断隔离开关电源；⑵较远，救护者需穿绝缘鞋，带绝缘手套，使用绝缘棒，使触电者脱离电源；⑶抛线短路法。金属导线——钢轨，电源开关跳闸。注意：救护者不可直接徒手接触触电者；切断电源时不要摔伤触电者。197、如何急救触电者？(1)急救措施一般可按以下四种情况分别处理：①伤员未失去知觉时，应安放在空气流通、温暖处安静休息，同时请医生或送往医院治疗。②伤员虽已失去知觉，但呼吸及脉膊均未停止时，应安放在平坦通风处所，解开衣扣裤带使其呼吸不受阻碍，同时毛巾摩擦全身，使之发热，并迅速请医生。20③伤员失去知觉，而且呼吸困难时，应立即就地使用人工呼吸法进行急救，并迅速派人请医生，切不可注射强心剂或向触电者身上泼冷水。④触电者呼吸及心跳均已停止时，多数都是假死，只要抢救及时，方法得当，一般都能救活。救护人员要坚持先救后搬的原则，立即就地进行连续的人工呼吸或心脏挤压，直至救活或经医生确诊死亡为止。218、触电者身上着火时，抢救中要注意什么？抢救者尤其要注意以下3点：⑴不得强行脱去触电者身上的衣物，以免造成皮肤大面积剥离；⑵不得用水或灭火工具灭火，防止烧伤部位感染；⑶不得用棉被等捂盖灭火，防止深度灼伤。正确的方法是：用剪刀小心剪去触电者燃着的衣物，并及时涂上治疗灼伤药物，再施行触电抢救。229、触电者失去知觉或假死时，人工抢救时的要点是什么？⑴迅速解除妨碍触电者呼吸的一切障碍，如拉出舌头，解开领口及衣裤带等；⑵尽快实施抢救，并通知医生前来；⑶始终采取一种方法抢救，不可中途变换；⑷抢救人员的动作要有节奏，压力要适当，要有耐心坚持不断。23具体做法，首先，迅速解开触电者衣扣等，使触电者仰卧，头部尽量后仰，鼻孔朝天，这样舌根就不会阻塞气流。若其牙关紧闭，应设法用小木头或金属片从嘴角伸入牙缝慢慢撬开，拉出舌头，摘下活动的假牙。然后，救护人员在触电者头部旁边，一手捏紧鼻孔，不使漏气，另一手拉其下颌，使其张嘴。救护人员作深呼吸后，紧贴其嘴大口吹气约二秒钟，若撬不开嘴，可紧捂嘴、紧贴鼻孔吹气。24吹气时要注意观察胸部膨胀情况，已略有起伏为宜。吹完气后，应立即离开触电者的嘴(鼻)，并放开捏鼻(嘴)的手，让其自动呼气三秒钟。这时应注意胸部复原情况，看呼吸道是否梗阻。按以上步骤连续不断进行，每5秒钟一次，直至其恢复自然呼吸。图1-2口对口吹气法示意图25第三讲电气化与工务作业养护维修的特点⒈起道〈安规〉第2.3.4条规定：“进行起道作业，起道高度单股一次不得超过30mm，且隧道、桁架桥内不超过限界尺寸线。”为此，由供电会同工务部门在隧道的边墙上或接触网支柱上（靠线路一侧）画一红色横线，即限界尺寸线。工务和供电每年应对照红色横线协同实测一次，协商解决差误问题。接触网导线与起道量的关系：如图（单位：mm）262728由图中几何关系可根据三角形相似的原理推出关系式：a/s=d/Hd=(H/s)·a=[(5700～6500)/1500]·a=(3.8～4.3)a从上述推导过程可以看出，单股起道量对受电弓偏移的影响是3.8～4.3倍，一般我们认为在4倍左右，也就是说：起道30mm，则受电弓就会偏移120mm。29电力机车对钢轨水平力作用较大，线路方向（曲线圆顺度）易于变化，拨道作业是常有的。且线路缺碴、道床翻浆、轨枕失效、线路桥隧施工等的影响，都使线路方向难以保持，因此要拨道纠正。如图所示。⒉拨道3031由于接触网导线各悬挂点对受电弓中心都已有一个偏移距离，为了不产生脱弓和保证建筑限界尺寸的要求，在架设接触网的线路上进行拨道，每次拨道量为线路中心位移一次不得超过±30mm；一侧拨道量年度累计不得超过120mm，并不得侵入限界。32在小半径曲线或夹直线过短的线路上，由于电力机车的水平推力过大，容易造成曲线上股钢轨小反，轨距扩大，产生不正常的磨耗，有的曲线轨距杆出现折断。轨距的过大或变化率超过规定，就必须进行改道。⒊改道33⑴在轨道电路上改道，撬棍必须套上绝缘套管。⑵道尺和改道器必须绝缘。⑶新安装的绝缘轨距杆，应预先请电务工区检测其绝缘程度是否符合要求，线路上的绝缘轨距杆也应工电分工进行解体测试。电气化在铁路上改道作业应遵守以下规定：34在遇有防爬器、信号过道车连接线和接地线的枕木盒内不要安装轨距杆，尽量错开一孔。道岔尖轨前一孔枕木盒内有支架电锁箱的角钢，也不要在此孔安装轨距杆。⑷在绝缘接头处改道，道钉必须“反打”，使钉帽头不接触绝缘夹板。绝缘接头螺栓松动应找信号工区配合进行拧紧工作。35加强绝缘接头处的捣固质量。绝缘夹板比普通夹板断面小，切存在不合理设计，容易造成钢轨低接头病害，因此，必须加强绝缘接头处的捣固质量。在捣固作业中，注意不要损坏塞钉线及连接线。在轨道电路曲线地段使用机械捣固时，捣固机的起落时间应互相错开一些，在安有两头绝缘的轨距杆的曲线捣固中，必须特别注意。⒋捣固及道床作业36在轨道电路地段，道床的绝缘电阻越大越好，在最不利的情况下，每公里的道床绝缘电阻不低于1Ω（由电务试验车测得），要求道床作业中使石碴与钢轨间保持有20～30mm的空隙，并保持道床清洁，排水好。37在电气化铁路区段上的两股钢轨是作为牵引电流的回路线，故禁止在同一地点拆断两股钢轨。在成段换轨必须同时拆除两股钢轨时，要对该供电区段实行线路封闭，不准列车运行。⒌更换钢轨或夹板38⑴在区间站内正线上，牵引电流的回路是在两股钢轨上通过，在单根抽换或单股成段更换钢轨时，应在被换钢轨两端左、右轨节间安上一条横向连接电线，连接线可用卡子夹在轨底上，换轨完毕即可拆除连接线。连接线用截面积不小于70mm2铜线。如图所示。⒌更换钢轨或夹板3940⑵更换绝缘接头处的钢轨，必须有电务配合，拆开绝缘接头，断开扼流变压器上连接线。换轨时，将被换钢轨相邻的轨条与相对的轨节间安上横向连接线，并应用导线将轨道扼流变压器中间点与被换轨相对的轨节连接起来，方可换轨。如图示意。⒌更换钢轨或夹板4142⑶在通往牵引变电所岔线上更换钢轨或夹板时，需拆断回流线，必须有牵引变电所的工作人员在场指导。在未设置可靠的分路电线之前，不得将回流线从钢轨上拆断（它是用扁钢或φ12的圆钢焊在接头处的钢轨外侧腹部的），拆断回流线的工作由牵引变电所的人员进行。⒌更换钢轨或夹板4344⑷更换有接地线的钢轨时，应尽量使用临时接地线，以代替接地线。规章规定：“临时接地线的截面积不得小于25mm2的铜当量截面。”拆除接地线的工作应由接触网工区或经过专门训练的人员进行。⒌更换钢轨或夹板45拆除个别尽头线路上接触网并联线连接在钢轨上的接地线时，必须先与接触网工区联系，先作处理而后换轨。⑸在轨道电路地段成段调整轨缝，应事先做好调查，并联系信号工区配合作业。⒌更换钢轨或夹板46电气化铁路上，轨道被用作第二导线，轨道回路的电阻是由轨道电阻和接头过渡电阻两部分组成。如果轨道回路电阻较大，就会增加轨道内的电压降，并造成杂散电流增加，因此在正常的轨道接头间要加设连接线。6、什么是扼流变压器47在自动闭塞区间（双线全是自动闭塞区段），绝缘接头的两端要装设扼流变压器，其线圈的端头分别接到两个钢轨上，为了牵引电流能绕过绝缘接头而流通，用一根导线将扼流变压器线圈中点连接起来。如图所示：6、什么是扼流变压器48牵引电流在钢轨中的流通图49⑴进入事故现场在接触网未停电和接好临时接地线以前，人员及所持工具、施工机具等，应与接触网保持2米以上安全距离。⑵若接触网断线，在供电人员未做好安全措施以前，应与断线地点保持10米以上的安全距离。第四讲工务部门在事故救援时应注意的安全事项50⑶拆卸带有回流线、吸上线、扼流变压器线圈的钢轨时，应在供电和电务人员配合下，加设短接线后再行拆除。⑷成段更换钢轨、整组更换道岔、拆开夹板调整或整正轨缝的作业，应提前设置好连接线后再进行。⑸处理危石、孤石、滑坡、清方时，应尽量防止砸断接触网支柱、导线和绝缘子。51⑹拨道、起道时，应有接触网工在场配合，以保证接触网拉出值，防止刮坏电力机车受电弓。线路中线到接触网支柱内缘的水平距离，应符合侧面限界的要求。52就是接触线直接与电力机车受电弓接触且发生滑动摩擦，为了保证受电弓和接触线永远接触、不脱线和保证受电弓磨耗均匀，要求接触线在线路上按技术要求固定位置，什么叫接触网拉出值呢？53即在定位点处保证接触线与电