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电气化铁道隔离开关操作培训 第一节电气化铁道概述一 电气化铁道发展概况二 电气化铁道的组成三 电气化铁路的供电方式四 电力机车第二节接触网一 接触网的组成二 接触网的供电分段三 分段绝缘器第三节隔离开关一 隔离开关的主要性能与分类二 隔离开关主要结构三 隔离开关的操作第四节电气安全规则第五节专用线 整备厂 电动隔离开关操作程序 第一节电气化铁道概述一 电气化铁道发展概况世界上第一条电气化铁路和第一台电力机车是1879年5月31日德国西门子和哈尔斯克公司研制和建造的 我国1958年研制成功了第一台电力机车 SS1型 1961年8月第一条电气化铁路 宝鸡至凤州段94公里电气化铁道建成开通 由于电力机车功率大 速度高 比内燃 蒸汽拉得多 行得快 能大大提高运输能力 可以满足国民经济高速度发展对铁路运输日益增长的要求 所以我国这二十多年来电气化铁路发展十分迅猛 1962年 1970年近于停止 平均每年以增加1670公里以上的速度实现电气化铁路 截止2006年9月13日 中国电气化铁路总里程已突破2 4万多公里 中国电气化率已达到27 承担全路43 的货运量 到2020年 我国铁路营业里程将达到10万公里 其中客运专线将达到1 2万公里 电气化铁道为5万公里 目前全世界大约有170 000公里电气化铁路 我国铁路根据多年的运营实践 结合本国具体情况和吸取外国先进经验 确定了铁路牵引动力的发展方向为 电力 内燃并举 以电力为主的方针 二 电气化铁道的组成采用电力牵引的铁道称为电气化铁道 电气化铁路是由供电系统 牵引变电所 接触网 电力机车 钢轨回流组成的 牵引变电所 接触网 电力机车称为电气化铁路的三大元件 电气化铁道以电力牵引作为牵引动力 电力机车是本身不带能源的动力设备 必须有外部供电 专门给电力机车供电的供电装置称牵引供电装置 见图1 1 图1 1 1 电力系统是一个包括发电 输电 变配电 用户的完整工作系统 2 牵引变电所的作用是将高压输电线送来的110千伏三相交流电变成25千伏单相交流电送到邻近的区间和所在车站战场线路的接触网上 以供给电力机车牵引用电 3 供电回路 牵引变电所变出的25千伏的单相交流电 用馈电线接至接触网 不间断地向电力机车供电 电流通过电力机车变压器回到钢轨 回流线和大地回流牵引变电所 形成一个闭合回路 三 电气化铁路的供电方式1 牵引变电所电源侧为外部供电 其方式有四种 即环行供电 两边供电 单边供电 辐射供电 2 牵引变电所向接触网供电有 单边供电 双边供电和越区供电 3 接触网方面有直接供电方式 从对通信干扰和防护方面有 直供 直供加回流 BT供电方式 吸回装置 AT供电方式 自耦变压器 CT供电方式 同轴电缆 陇海线用的是直供加BT方式 AT方式在京秦线上采用 郑武线也设计采用AT和直供加回流两种主要方式 CT供电方式我国未采用 四 电力机车我国电气化铁道上运行的有国产韶山机车和进口机车 以韶山1型 SS1 为主 近年来投入运行的还有韶山3型 韶山4型 韶山8型 韶山9型 和谐3 和谐4等机车 陇海线进口电力机车为日本6K型 机车由机械部分和电气设备部分组分 机械部分主要包括机车车体与走行部分 电气部分由牵引电动机 辅助电动机 变压器 硅半导体整流器组 开关电器和受电弓等组成 受电弓为电力机车的受流装置 受电弓升起时 与接触网接触 经机车主断路器将电压加到变压器原边线圈 把高压降低后 再经硅半导体整流器组 整流为直流电 供给牵引电动机 牵引电动机受电转动 通过传动齿轮驱动轮时 产生牵引力 使机车前进或后退 见图例1 2 图例1 2说明 1 接触网2 硅半导体整流器组3 受电弓4 变压器5 转向架6 车轮7 钢轨 韶山7E电力机车 韶山3电力机车 电力机车受电弓 第二节接触网接触网是电气化铁道中主要供电设备之一 它的用途是将牵引变电所输出的电能通过接触网 供给沿线运行的电力机车 接触网的组成接触网由接触悬挂 支持装置 定位装置 支柱与基础四部分组成 1 接触悬挂是指直接向电力机车供电的架空电线组 它包括接触导线 吊弦 承力索等 列车运行时 电力机车顶部的受电弓和接触导线直接接触 在滑动接触的过程中取得电流 2 支持装置用来悬挂全部接触网悬挂设备并将它的重量传给支持 包括腕臂拉杆和绝缘子 3 定位装置把接触导线固定在线路中的一定位置以保证接触导线与受电弓的相对位置 使受电弓在导线上滑行取流时 导线不致超出受电弓的范围 又能保证受电弓磨耗均匀 支持与基础用来承受接触悬挂和支持装置的全部重量 并将接触导线固定在规定的高度 支柱有硬横梁 钢柱和钢筋混凝土柱之分 图例1 1 1说明 提速区段区间标准正定位 提速区段区间反定位 提速区段区间转换柱 提速区段区间转换柱 提速区段绝缘转换柱 站场标准单定位 锚柱与双馈线分别立杆 二 接触网的供电分段接触网的供电分段根据性质分为相分段和电分段两种 1 相分段 牵引变电所供给接触网不同供电臂的电源是不相同的 这是为了减少单相牵引负荷对三相电力系统的不平衡影响 在这些不同相的接触网连接处安装分相绝缘器 这就是相分段 若一个变电所有故障时 通过分区亭可使相邻的两个变电所实现越区供电 相分段有分相绝缘块和采用带中性段的空气间隙的锚段关节形式 锚段关节形式有七跨 九跨等 分相绝缘块标志如图2 12 4 单位 毫米 2 电分段 根据其设置又分为纵向电分段和横向电分段两种方式 纵向电分段是在同一馈电臂中从电路上分为几段 如区间和车站之间 设置纵向电分段可达到灵活供电 把发生故障的供电分段两头隔离开关打开 运用不同供电方式 可不影响其他供电分段的送电和机车运行 便于故障的停电检修和缩小事故范围 横向电分段 在电分段处装设隔离开关 以便当隔离开关闭合 电分段的两边接触线都带电 开关打开时独立的区段中则没有电 设置横向电分段有利于装卸线 机车整备线 上水线 专用线等的停电作业 见图1 3 图例1 3说明1 牵引变电所2 分相绝缘器3 装卸线4 纵向电分段5 专用线6 横向电分段7 隔离开关 3 接触网电分段的目的将站场同区间的接触网在电路上分开 以备站场或区间发生事故时 从电路上将两者分开减小事故范围 其次是在较大的车站上 使站场接触网和区间接触网分段供电 既增加车站用电的可靠性 又可以分段停电 便于接触网检修和故障处理 第三 对货物装卸作业线和电力机车整备线进行分段 以便根据工作需要灵活地送电或断电 接触网横向电分段安装形式见图例6 图例6说明1 带接地刀闸的隔离开关2 电联结3 悬式绝缘串4 分段绝缘器5 悬挂点6 吊弦7 接触网导线8 承力索 三 分段绝缘器分段绝缘器又称区分绝缘器 主要用于以下场所 1 货物线及有装卸作业的路线 2 机车整装线 车库线 上水线 3 专用线 4 同一站场不同车场 复线区段上 下行 之间的横向电分段 我段管内安装的分段绝缘器有两种 1 国产C 1200高铝陶瓷分段绝缘器 见图2 12 1 C 1200分段绝缘器的绝缘元件是用玻璃钢棒为芯体 套装高铝陶瓷管组成 表面涂有半导体硅油或硅脂 以提高防止污闪的性能 此分段绝缘器不适用于高速行车 2 英国 滑道式菱形分段绝缘器 见图2 12 2 英国滑道式菱形分段绝缘器 因为导流板与绝缘元件同时和受电弓滑板接触 故称滑道式 绝缘元件是采用所谓 R B G F 玻璃纤维覆盖树脂 绝缘棒 是一种高强度引拔棒 具有较高的机械强度和绝缘强度 比较耐磨 列车通过速度可达160KM h C 1200分段绝缘器的绝缘元件是用玻璃钢棒为芯体 套装高铝陶瓷管组成 表面涂有半导体硅油或硅脂 以提高防止污闪的性能 此分段绝缘器不适用于高速行车 第三节隔离开关一 隔离开关的主要性能与分类1 性能 隔离开关是一种没有熄弧装置的开关电器 它不能带负荷分合电路 更不能切断短路电流 2 作用 隔离电源 使需要检修的电源设备与带电部分形成明显的断开点 以保证作业安全 可以与油开关相配合来改变运行接线方式 切合小电流电路 3 分类 隔离开关按其结构可分三柱式 双柱式和V形结构三种 按其用途又分带接地闸刀和不带接地闸刀两种 按操作方式可分为电动式 手动式和气动式三种 我们所使用的是 双柱式带接地闸刀 手动操作的隔离开关 二 隔离开关主要结构1 绝缘结构部分隔离开关的绝缘主要有两种 一是对地绝缘 二是断口绝缘 对地绝缘一般是由支柱绝缘子和操作绝缘子构成 通常采用实心棒形瓷质绝缘子 断口绝缘是具有确切可见的间隙 断口绝缘必须稳定可靠 通常以空气为绝缘介质 绝缘水平较对地绝缘高10 15 以保证断口处不发生闪络或击穿 2 导电系统部分 1 触头 离隔关开的触头是裸露于空气中表面易氧化和脏污 这就要影响触头接触的可靠性 故隔离开关的触头要有足够的压力和自清扫能力 2 接线座 常见有板型和管型两种 3 接地刀闸 隔离开关的接地刀闸的作用是为了保证人身安全所设的 当开关分闸后 将回路可能存在的残余电荷或杂散电流通过接地刀闸可靠接地 3 目前陇海线采用的高压隔离开关型号举例如下 GW4 35DGW4 35GW4 25 600TGW4 25 650TDGW4 35 1250GW4 27 5TD 630型号中字母及数字的意义 G 表示隔离开关 W 表示户外式 4 为设计序号 35或25 为额定电压35KV或25KV 600或630 为额定电流 即600或630安培 T 表示铁路专用 D 表示带接地刀闸 4 GW4 25 630TD型隔离开关 见图2 13 1 a 分闸状态 带接地 合闸状态 带接地 5 技术参数及工作性能 1 额定电压25KV 最大工作电压29KV 绝缘子工频污耐压30KV 干闪电压143KV 湿闪电压116KV 2 额定电流630A 动稳定电流50KA峰值2秒热稳定电流20KA 3 分闸过程中任何瞬间主闸刀及接地闸刀两串联断口的距离之和不小于460毫米 4 在运行电压下能切断不小于0 3安的空载电容电流而不发生对地闪络 5 绝缘子采用爬距 泄露距离 1200毫米的耐污型支柱绝缘子 6 耐污性能 附盐密度0 25 0 35毫克 厘米 以下 三 手动隔离开关的操作 一 操作程序 1 隔离开关倒闸作业时 必须有两人在场 一人操作 一人监护 操作人员由车站助理值班员 作业员 站务员 装卸员或机车司机等担任 监护人员由值班员 助理值班员 担任 2 隔离开关操作前 监护人员或操作人员必须穿戴好规定的绝缘靴和绝缘手套并且戴好安全帽 3 监护人员和操作人员应共同确认开关号 开关所处状态 开位和合位 及传动装置正常 接地线良好 方准按程序操作 4 操作要准确迅速 一次开闭到底 中途不得停留和发生冲突 操作过程中人体各部不得与支柱及其构件接触 5 隔离开关操作开合到位后 传动机构必须锁住 钥匙存放固定地点 专人保管并有标签 注明开关号码 一台开关一把锁 其钥匙不得相互通用 二 安全规定1 严禁带负荷进行隔离开关倒闸作业 电力机车进出货线或机车整备线的程序为 隔离开关处于闭合状态 电力机车进入货线后必须停车降下受电弓 办理相关手续才能拉开隔离开关 隔离开关拉开后要正确挂接接地线 电力机车升弓确认无电后 方可进行装卸 整备等作业 装卸 整备等作业完成后要先确认车顶所有人员 机具 设备全部撤离 受电弓降下 接地线已经撤除后 方可合上隔离开关 机车再升弓离开货线或机车整备线 2 当雷电来临和雷电时间 可见闪电或可闻雷声 禁止操作隔离开关 3 当发现隔离开关及其传动装置状态不良时 值班员应立即要求电力调度派人检修 如危及人身 行车安全时 修好之前不得进行操作 并严禁擅自攀登支柱自行修理 4 取得隔离开关操作合格证的人员 方能有权操作隔离开关 开锁取出接地线 挂接地线 三 对绝缘防护用品的规定1 绝缘靴和绝缘手套存放于阴凉 干燥处 不落灰尘的容器内 使用前后用干布擦净 2 每次使用前 应进行简略的漏气试验 如发现有裂损等异状 要及时要求电力调度派人检查处理 3 绝缘靴和绝缘手套等绝缘防护用具 每6个月由各站 段送供电段检查和试验一次 四 隔离开关的安装形式隔离开关的安装形式有两种 一是安装在支柱的顶部 H3 8 H4 8支柱 见图2 13 1 图2 13 1混凝土腕臂柱隔离开关柱顶安装图1 隔离开关 2 操作机构 3 传动杆 4 开关托架 5 操作机构支架 6 设备线夹 7 电连接线 8 电连接线 9 电连接线夹 10 供电线夹 四 隔离开关的安装形式隔离开关的安装形式有两种 二是安装在钢柱或大钢筋混凝土支柱的腰部 见图2 13 2 第四节电气安全规则 一 电气铁路区段各单位必须组织所属有关职工认真学习本安全规则 并按规定对有关职工每年进行一次考试 二 电气化铁路区段各车站指定的装卸货物线 给水线和电力机车整备线的接触网上均设有分段绝缘器和隔离开关 隔离开关平时要经常处于合闸状态 三 在电气化铁道上接触网的各导线及其相连部件通常均带高压电 因此 禁止直接或间接地与上述设备接触 当接触网的绝缘不良时 在其支柱 支撑结构及其金属结构上 在回流线与钢轨的连接点上 都可能出现高压电 平常也应避免与之接触 四 为保证人身安全 除专业人员按规定作业外 任何人员所携带的物件与接触网设备的带电部分保持两米以上的距离 发现接触网断线及其物件损坏或在接触网上挂有线头 绳索等 均不准与之接触 要立即通知附近接触网工区或电力调度派人处理 在接触网检修人员到达以前 将该处加以防护 任何人员均应距已导线接地点十米以外 五 在带电的接触网下 不准在敞车 平车 罐车等车辆 棚车 保温车 家畜车内除外 上进行装卸作业 不准进行用竹杆等物测量货物的装载高度等靠近接触网的作业 六 装卸作业时 必须在指定的线路上安全区域内停电进行 作业结束 值班员确认所有人员已离开危险区域 方准合上隔离开关送电 在上述装卸线的分段绝缘器内侧二米处理设安全作业标志 在标志外方或指定带有接触网的线路上严禁登上车顶作业 七 当区间或站内 包括机车整备线 装卸线 接触网停电接地时 不得向该区间或站内接发电力机车及其牵引的列车 司机如发现不符合此项规定时 要立即停车和降下受电弓 电力机车进入接触网停电的线路有两种危险 一是由于接触网设备检修末恢复正常状态而可能刮坏机车受电弓 二是将高压电带进无电区 危及正在检修作业人员的安全 因此 车站值班人员在接发列车中应检查接触网是否有电 以及是否有人检修作业 并应防止列车进入分相绝缘器等无电区 八 在带电的接触网线路中进行调车时 禁止登上敞棚车 在区间和中间站禁止登上敞车和棚车 行走或使用手制动 敞车 单板车上使用手制动时 不准踏在手制动机踏板台的车帮上或货物上 九 在接触网没有停电并接地的情况下 禁止到蒸汽机车的锅炉上 司机棚上和煤水车上 以及到内燃机车 电力机车和车辆的车顶上进行任何作业 十 蒸汽机车的火钩 火扒和铁锹均要安放在固定地点 不得放在煤炭上 在内燃 蒸汽机车可以攀登到车顶的梯子和通往走台板的前门等处 均应明显的涂有 接触网有电 禁止攀登 的警告标语 禁止使用软管润煤和测量存煤量 蒸汽机车上水时 必须在指定的线路上接触网停电并接地后进行 十一 电气化铁路上的各种车辆 当接触网停电并按地以前 禁止进行下列作业 1 攀登到车顶上或在车顶上进行任何作业 如检查车顶设备 上水等 2 开闭罐车和保温车的注口 盖 或在这些注口处进行任何工作 3 使用胶皮软管冲刷机车车辆上部 第四节专用线 整备厂 电动隔离开关操作程序1 电动隔离开关操作人员必须熟悉并掌握供电设备的隔离开关 分段绝缘器的原理和位置 及线路有无接触网等设备情况 对已停电检修或打开的电动隔离开关断电的线路 要在控制台有关按钮上挂无电表示牌 2 电动隔离开关设备示意图 L H L HONG 分闸表示灯合闸表示灯 分闸按钮合闸按钮 操作机构箱 钥匙孔盖 手摇把插入孔 钥匙孔压盖 电源开近动开加热开 图二隔离开关机构箱 分合闸语音提示连锁装置 3 设备位置及符号设备表示意义1 隔离开关控制柜设在室内 是隔离开关经常使用的主要的操作工具 柜上分别设有 分闸表示灯 绿色 分闸按钮 绿色 合闸表示灯 红色 合闸按钮 红色 钥匙开关 钥匙开关在插入对应钥匙后可以左右旋转九十度 下面分别设有表示灯开关位置标记开 绿色 关 红色 2 隔离开关机构箱设在隔离开关下部 箱内设有 分闸按钮 白色 合闸按钮 黑色 停止按钮 红色 电源开关 上面标有电压开 下面标有电源关 近动远方开关 开关上面标有近动 下面标有远方位置表示 加热开关 上部是加热开 下部是加热关 3 电动隔离开关操作控制柜性能良好时 控制柜隔离开关表示灯位置在闭合位置 合位红色表示灯亮 钥匙只有在操作时才使用 操作 操作完毕时要及时把钥匙放在规定位置 室外机构箱内电源开关要经常处于开位 只有当远方 近动操作都失效时 需要使用摇把操作 为防止误动或误操作 电源开关在关闭位置 远动开关要经常保持在远动位置 加热开关要经常打在关闭位置 只有在冬季机构结冰时 结冰影响机构正常动作 才使用加热装置 用热量来熔化覆冰 监护人要经常注意各种开关常态位置 4 电动隔离开关操作时 必须有两人在场 一人操作 一人监护 操作 监护人员分别由整备人员担任 上述人员由供电段组织培训 考试合格后由供电段发给隔离开关操作证才能担任操作或监护工作 5 防护备品的使用 电动隔离开关操作人员操作前 操作人员必须戴好安全帽 共同确认开关位置 操作人员使用远方和当地操作时 必须戴安全帽 当机构发生故障 需要当地手摇把操作时 必须穿绝缘靴 戴绝缘手套和安全帽 一人操作 一人监护 每次操作后要及时确认开关位置与操作位置是否相应 双方确认正确后方可操作结束 绝缘工具保管与试验每6个月送供电段进行绝缘耐压试验 试验合格后方可使用 6 操作程序电动隔离开关操作分为三种操作方法 1 远方操作 电动隔离开关操作以远方操作为主 当远方操作出现故障时 要及时通知供电段调度的同时 采用第二种操作方法 2 近动操作 近动操作是在机构箱操作 3 手动操作 当以上两种方法都出现故障时 方可采用第三种方法 使用摇把摇动隔离开关使其关闭或打开 1 远动操作 1 操作之前操作人员办理登记手续 由监护人和操作人员共同按规定取出钥匙 双方要先确认电动隔离开关当前位置 分位 合位 且控制盘开关位置指示灯与开关位置相对应 确认室外 室内 电动隔离开关位置 室内操作按钮指示灯 2 护人员与操作人员双方共同确认电动隔离开关位置 室内操作按钮指示灯与室外电动隔离开关操作位置完全对应 监护人员