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1、两个特点,电气化铁路及接触网技术主讲人 董昭德西南交通大学电气工程学院,讲座内容,1 电气化轨道交通概述2 接触网的结构与设备,联系电话：87600738电气馆3428,第1讲 电气化铁道交通概述,1.1 电气化轨道交通的起源与发展1.2 我国电气化铁路的起源与发展1.3 电气化铁路的基本组成1.4 接触网的类别与特点,1.1、电气化轨道交通的起源与发展,基本参数：线路：轨距1 m、全长300 m、椭圆形；电力机车：2.2 kW直流电机、总重945 kg；供电制式：外部DC150 V第三轨供电；编组：3节敞开式“客车车箱”，每节“车箱”可乘坐6人；最高时速：13 km。,世界上第一条电气化轨道
2、交通诞生于1879年德国柏林世博会,地铁大都市市内交通构思英国律师查尔斯.皮尔逊1843第1条地铁1863年英国轮敦6.5km1893年实现电气化；轻轨大都市市内交通出现1881年德国柏林世博会有轨电车第1条有轨电车1888年美国费吉尼亚洲里磁门德市磁浮交通城际间轨道运输构思德国赫尔曼.肯佩尔电磁浮原理磁悬浮原理：电磁悬浮（EMS）和电动悬浮（EDS）第1条商业运营线路中国上海30km虹桥机场至浦东电气化铁路城际间旅客高速运输长大干线货物运输1881柏林近效2.45kmDC180V供电三轨供电四轨回流1881法国巴黎国际电工展览会500m架空导线供电1893瑞典斯德哥尔摩以北效区11kmDC5
3、50V电气化铁路 1901 德国实现高压交流低频(AC15KV，16.7Hz)供电 1953 法国实现高压交流工频(AC25KV，50Hz)供电。,1.1、电气化轨道交通的起源与发展,统计至10年底43个国家和地区，330座城市拥有地下铁，线路总长超过8000km。,1.1、电气化轨道交通的起源与发展,世界几大著明地铁系统,伦敦地铁（1863）,12条线路，408km，日客流量250万，年运量8.15亿。巴黎地铁（1900）,19条线路，315km，日客流量330万，年运量12亿。纽约地铁（1904），27条线路，443.2km，日客流量420万，年运量15亿。东京地铁（1927），12条线路
4、，230.3km，日客流量690万，年运量25亿。莫斯科地铁（1935）,9条线路，243.6km，日客流量800万，年运量26亿。,世界电气化铁路的基本情况,铁路 1825年 英国电气化铁路 1879年 德国至今 132年目前 68个国家和地区拥有电气化铁路总里程：25.8566万km平均电化率：22.5%运量百分比：50%以上,发展高潮：第一次高潮：6070年代以苏联、日本、西欧各国等工业发达国家为代表第二次高潮：8090年代以中国、印度、南非、巴西等发展中国家为代表第三次高潮：现在，中国,1.1、电气化轨道交通的起源与发展,数据截止至2005年底,1.2 中国电气化铁路的起步与发展,19
5、49年在西南交通大学成立电气工程学院；1953年11月开始设计；1957年10月开始筹建；1958年6月开始动工；1961年8月15日开通；第一条电气化铁路：宝鸡凤州 93公里；截止至2010年年底，约3万公里，居世界第二；俄罗斯44526；德国：21102。,电气化铁道学科诞生两个院士,中国电气化铁路的发展阶段,第一阶段：19531961 起步阶段；第二阶段：19681980 恢复建设阶段；第三阶段：19812000 快速发展阶段；第四阶段：2001 2005 高速起步阶段；第五阶段：20062020 高速快速发展；,1.2 中国电气化铁路的起步与发展,中国电气化铁路的发展阶段(1)起步阶段
6、：19531961,中国第一条电气化铁路宝凤电气化铁路,技术参数：线路：2个马蹄形；1个“8”字形；3层重叠；全长91km；高差：817m；最长隧道：2360m；线路坡度：30%0,供电制式：1954年，DC3000V；1957年，工频单相 AC25kV；为我国电气化铁路的发展打下了良好的技术基础。,中国电气化铁路发展阶段(2)恢复发展阶段：19681980,由于历史原因，修建完宝凤线后，我国电气化铁路进入停滞阶段，到 1968年12月以宝成线的广元马角坝区段电气化开始动工为标志，我国电气化铁路建设进入恢复发展和建设阶段。,主建线路：宝成(1968)，阳安(1973)，襄渝(1975)，石太(
7、1978)，宝天(1979)，成资(1980)。总里程：1679.6km，电化率：3.28%，运量2.6%。,特点：1 分段进行：先建广马，马绵；后建广凤，最后绵成；我国第一条干线铁路宝成铁路(676km)全线贯通；2 地形复杂地区采用电力牵引(60中期)；3 内电并举，以电为主(1977)；4 机电投资占总投资的比例为26%左右，接触网仅占电化主体工程投资的15%，标准低，弓网故障多；5 对弓网关系认识不足。,中国电气化铁路发展阶段(2)恢复发展阶段：19681980,中国电气化铁路发展阶段(3)快速发展阶段 19812000,特点：1 引进外资和技术；2 建设速度加快，由平均每年500km
8、增至1000km;3 注重相关技术攻关；4 涉足准高速和高速领域；5 自主开发力度不够，无指导性综合发展规划。,新建设里程：“六.五”期间：2507.6km；“七.五”期间：2664.5km;“八.五”期间：3012.2km;“九.五”期间：5549.52km;初步涉及高速铁路，建成广深准高速电气化铁路。,中国电气化铁路发展阶段(4)高速起步阶段 20012005,1995年,起步 铁科环线试验;1998年,运营 广深线 准高速1602003年,完全自主知识产权,秦沈客专,试验 3252006年,胶济线,运营250 双层集装线客运专线2008年,京津,西门子主持,试验 374,运营350200
9、9年底,2010年初,武广/郑西客专,3502010年9月28日 沪杭线 416.6 3502011年2月23日 沪杭试验段 486.1km/h 中国五年时间走过发达国家40年的发展路程,成为世界高铁第一大国,2012实现四纵四横,达到16000公里,95%省会城市,50万以上的大城市与高铁有关,比世界所有国家的高铁总和还多!,(5)中国高铁的规划,五纵六横八连线,四纵四横,一 中国高铁的发展概况,(5)中国高铁的规划,近中期(20102040)：五纵六横八连线将全国主要省市区连接起来，形成国家网络大框架。长远期(20402070):八纵 到2070(最迟2100年)实现东部加密,西部成网,网
10、络全国主要城市和旅游景点，使西部地区主要城市可通达任何沿海省区。国内客运主要依靠高速铁路和高速公路。,一 中国高铁的发展概况,1五纵：哈沪线：设14个停车站。京沪线：设12个停车站。京港线：设17个停车站。集(宁)昆(明)线：设20个车站。西(安)湛(江)线：设17个车站。,六横沈(阳)兰(州)线：设20个站。青(岛)银(川)线：设14个站。盐(城)西(宁)线：设17个站。沪蓉线，设15个站。该线向东南可经粟阳-湖州-杭州-绍兴-宁波；向东可沿江北经扬州、泰州至南通。沪昆线：设24个车站。沪南(宁)线：设23个车站。,八连线：津唐线：天津-唐山。开河线：开封东-菏泽-东平-济南西-滨州-东营北
11、-河口。宁南线：南京-扬州-泰州-南通。宁宁线：南京-粟阳-湖州-杭州-绍兴-宁波。金温线：金华-丽水-温州。汉福线：武汉-黄石西-武穴（江南）-九江（县）-德安-南昌南-抚州-邵武-南平-福州。南厦线：南平-三明-大田-厦门（同安）。衡南线：衡阳-祁东-永州-全州-桂林-柳州-来宾-宾阳-南宁.,一 中国高铁的发展概况,远期八纵新哈沪线：哈尔滨-长春-沈阳-大连-烟台-青岛-连云港（海州）-上海,向东北延伸至抚远中俄边界，仍称哈沪线。京沪线：北京-天津-沧州-德州-济南西-济宁-徐州-蚌埠-南京-无锡-上海-浦东机场。大京港线：由京港线向北延伸而成：北京-首都机场-承德-赤峰-通辽-白城-齐
12、齐哈尔-嫩江-黑河。,一 中国高铁的发展概况,远期八纵济茂线：济南-菏泽-开封-郑州-平顶山-南阳-襄樊-荆州-武夷山-吉首-怀化-桂林-柳州-贵港-玉林-茂名。新集昆线：集宁-大同-太原南-韩城-西安-汉中-成都-西昌-昆明，向北延伸至二连浩特，向南经个旧到河口。徐三线：（徐州）-合肥-安庆-景德镇-鹰潭-赣州-河源-九龙-珠海-阳江-湛江-海口-三亚。太温线：太原-长治-焦作-郑州-周口东-阜阳-合肥-巢湖-铜陵-黄山-千岛湖-金华-温州。包湛线：西安-安康-万源-达州-华莹-重庆-遵义-贵阳-都匀-独山-南丹-河池西-马山北-南宁-钦州-北海-湛江。向北延伸:西安-铜川-黄陵-延安-靖边
13、-榆林-鄂尔多斯-包头.,一 中国高铁的发展概况,(1)电化总里程6万公里；电化率50%；电化复线率80%；承担总运量的80%；(2)京哈、京广、京沪、陆桥、沪汉蓉、沪昆全部实现电化；“八纵八横”中有12条实现电化；客运专线达1.2万公里；(3)主要长大干线运行速度在160km/h200km/h以上；主要繁忙干线的货车载重量均在5000t以上，大秦和塑黄线实现2万吨重载运输。(4)大大提高装备国产化率，技术自创能力，电化理论水平。,中国电气化铁路发展阶段(5)发展目标,中国各时期电气化铁路建设图,1电气化轨道交通的优点电气化轨道交通是以电能作为牵引动力的一种交通运输形式，它具有牵引功率大、能源
14、综合利用率高、劳动生产率高、不污染空气、便于实现自动化控制、能促进沿线地区电力工业发展的特点，已成为铁路运输现代化的标志。2电气化轨道交通的基本组成电气化轨道交通由电力牵引系统，工务线路系统，电务信号与通讯系统组成。电力牵引系统由牵引供电系统和电动机车及其机务系统组成。牵引供电系统由牵引变电所和牵引网两大部分。牵引变电所、牵引网、电动机车称作电气化轨道交通的三大元件。,1.3电气化铁路的基本组成,电力系统对电气化铁道的供电,1.3电气化铁路的基本组成,牵引供电系统的基本组成,三大元件：变电所、接触网、电力机车,1.3电气化铁道的基本组成,变电所,牵引变电所由牵引变压器、高压断路器等一次设备和用
15、于监控的二次设备组成，其主要作用是将电力系统送来的三相高压电变换为适合电力机车使用的电能，并降低电力牵引负荷对电力系统的不良影响。,1.3电气化铁道的基本组成,变电所的一次设备,一次设备是指高压侧的设备，主要用于电能的接收、转换、电路的分合以及过电压保护，主要有：用于将电压升高或降低的电力变压器，它是变电所的中心设备，如果主变压器产生故障，变电所就需投入备用变压器；用于接通和开断电路的高压开关设备，包括：断路器、隔离开关、熔断器、接触器等；用于限制故障电流和防御过电压的电抗器、避雷器等；用于传输电能的母线、电缆等载流导体。,1.3电气化铁道的基本组成,变电所二次设备,二次设备是用于监控、调度、
16、测量、保护一次设备的设备，主要有：用于迅速反应故障或不正常工作状态，作用于开关电器、切除故障，或作用于信号装置发出警报信号的继电保护装置；降低电路中的电压和电流，为测量仪表和继电保护装置提供相关信息的电压互感器和电流互感器；用于电力系统中保护设备和人员安全的接地装置；用于调整电压和无功补偿的电力电容器、静止补偿装置等。,1.3电气化铁道的基本组成,2牵引网,牵引网包括馈电线、接触网、钢轨、回流线、大地回路。馈电线是连接牵引变电所和接触网的电力供给线，多为铜绞线（TJ150）；钢轨在电气化铁路中有三大作用：列车导轨、牵引电流的电气回路、信号系统的信号回路；回流线是连接钢轨和牵引变电所的电连接线，主要为回流提供电气通路。接触网是牵引网的核心，是电气化铁道的主要供电设施，其功能是全天候不间断地向电力机车供电。,1.3电气化铁道的基本组成,电气化轨道交通所特有的、沿路轨架设的、为电力机车或电动车组提供电能的特殊供电线路，是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。,接触网,接触网的基本组成,支柱与基础；支持装置；定位装置；接触悬挂；供电辅助设施。,课间休息！,
