高速铁路运营管理论文(马珂).doc

浅论客运专线接触网隔日单向矩型天窗维修方式马 珂北京铁路局北京供电段摘 要：客运专线采用隔日单向矩型天窗维修方式能保证夜间“夕发朝至”列车不间断运行。本文结合既有电气化铁路接触网V型停电作业实践经验，分析在客运专线“一线维修、一线运行”条件下，接触网检修作业需注意的问题，及其解决方案。关键词：客运专线；维修；天窗；接触网。1.引言客运专线综合维修主要是对线路、供电、信号等固定设备进行日常维护和检修，是解决列车运行与设备维修施工之间矛盾的重要技术措施，是影响线路通过能力的重要因素，与列车运行、调度指挥和行车安全等方面紧密相关。我国客运专线采用多种速度列车共线运行的运输组织模式，其中跨线列车受到邻接干线运行图的制约和晚点列车的影响，如果不能避开天窗时间在相应的客运专线上运行，就必须考虑行车组织和线路、接触网、信号维修的协调问题。客运专线就接触网维修基本内容与既有电气化铁路相似，只是维修作业标准上有所区别。由于维修技术的提高和维修设备的改进，接触网维修应采取大型维修机械进行，并考虑实际运营的需要，天窗时间建议采用90180min，且与工务维修天窗重合设置。我国客运专线的本线列车一般没有夜间行车需求。跨线列车为保证在始发、终到和途中主要停站到发时刻的合理性，只能在一定的时间范围内上下客运专线，而且客运专线的行车密度非常大，同时受到邻接干线运行图的制约，这样在客运专线上运行距离越长的跨线列车，占用的夜间行车时间也越长，不可避免地在0：006：00产生一定的运输需求。未来的客运市场，“夕发朝至”旅客列车仍受乘客青睐，必然有一定的夜间运输需求。因此，长途跨线旅客列车和“夕发朝至”旅客列车的夜间行车需求是不可避免的。2. 客专天窗设置的基本形式及特点2. 1 “两线同时维修”天窗形式特点分析(1)“垂直矩型”天窗。“垂直矩型”天窗可提供较长的连续作业时间，甚至利用天窗外空费时间可以适当延长维修施工作业时间，充分发挥维修机组的作业效率。两线重合开设“垂直矩型”天窗，对需两线同时封锁维修的设备提供了良好的条件，维修作业不会受到相邻线路行车的干扰。正是由于双线同时封锁， 不仅在天窗时间内无法行车，而且形成了天窗前后的两个空费的三角区，这对能力的损失相当大。不但严重影响了“夕发朝至” 旅客列车和跨线列车在该区段的运行组织，同时也影响到区段始、终站日间发车时段。尽管可以通过组织短途列车利用两侧的空费三角区运行而降低对能力的扣除，“垂直矩型”天窗的能力损失仍是所有天窗中最大的，但在维修施工方面创造了较其他天窗形式都好的条件。(2)“分段矩型”天窗。“分段矩型”天窗分段倾斜的程度需按照跨线列车运行线斜率、线路长度和天窗时间来综合确定。“分段矩型”天窗可为维修作业提供与“垂直矩型”天窗相同的良好条件，而且可在较小程度上满足长途跨线列车夜间运行的需要。它具有很大的灵活性和适应性，可根据实际的行车需要，在全线、甚至整个客运专线网上，选择合适的时间、倾斜方向、倾斜角度，以分段、组合、连续等多种方式进行开设。“垂直矩型”天窗只是它的一种极端形式。但是，“分段矩型”天窗只能照顾顺倾斜方向列车的开行，并且大大恶化了另一方向列车的行车条件。另外，它不宜在全线连续开设，否则将会占用o：006：00以外的时间段。通过分析可以看出，由于“分段矩型”天窗具有比“垂直矩型”天窗更强的灵活性，在适应夜间运输需求方面具有更大的优势。2. 2 “一线维修一线运行”时的天窗形式特点分析“V型”、“单线隔日型”和“双向分隔式矩型”天窗是我国客运专线在有碴轨道采用“一线维修、一线运行”条件下主要可行的天窗类型。(1)“V型”天窗。在设置“V型”天窗非维修线路组织列车按单线追踪运行时，线路通过能力较大，但需要增设反向区间行车闭塞设备，车站到发线数量也有所增加，相应增加了额外投资。不组织追踪运行时，双方向列车在各时间段内分布较均衡，便于动车组的均衡利用和乘务人员的有效乘务，但是线路通过能力较小，列车旅行速度相对较低。因此，在列车开行数量相对较少、线路能力富裕的情况下，以不组织追踪运行为宜，反之则应组织列车追踪运行。另外，“V型”天窗对与天窗倾斜方向相同的列车影响较小，对相反方向的列车影响较大。若全线连续开设“V型”天窗，必然有相当区段的天窗开设在日问， 影响到日间列车的正常开行。(2)“单向隔日矩型”天窗。在设置“单向隔日矩型” 天窗非维修线路也同样具有组织和不组织追踪运行两种方式，优缺点和适用条件与“V型”天窗相同。但“单向隔日矩型”天窗对上下行双向的影响相同，不会影响日间的正常行车，因此能力损失较“V型”天窗小得多。(3)“双向分隔式矩型”天窗。在客运专线上下行线路同时设置“双向分隔式矩型”天窗，上下行均给出1h安排“夕发朝至”旅客列车运行，其余时间用于维修作业。为满足连续天窗时间4h的要求，部分区段天窗时间将要有所增加，可能会占用早高峰时间，并且部分中途上下线的跨线列车合理运行的时间带不一定和1 h行车带吻合，不能很好地满足部分夜间跨线列车的运行需求。通过三种天窗的设置方式对客运专线综合维修的适应性、行车方式、设备需求、能力利用和旅行速度等方面进行的综合比较分析(见表1)可以得出，在“一线维修、一线运行”的条件下，“单向隔日矩型”天窗是较好的方式。表1 三种天窗的特点比较表天窗形式V型天窗(组织反向行车)单向隔日矩形天窗双向分隔式矩形天窗行车方式单线双向或追踪运行双向追踪运行线路设备要求追踪运行需具备方向行车条件无特殊要求列车开行时段在影响范围内分布较均衡时间要求比较集中线路维修频率每天维修一次隔天维修一次每天维修一次维修作业时间4h部分区段不足3h两线同时维修需特殊处理无特殊要求天窗前后时段可用于行车只能用于增加维修时间旅行速度双向运行较低，追踪运行较高相对较高天窗影响范围最大较小最小天窗内通过能力最大次之最小全天能力损失最大最小次之3. 接触网单向隔日矩型天窗检修面临的问题“一线行车、一线维修”的组织方式在接触网方而对人体安全造成影响主要来自上下行接触网间的电磁感应电压和邻线行驶的列车所产生的气流(即列车风)两方面。对于高速客运专线线间距按5m设计时，当邻列车运行速度在施工慢行速度16Okm/h以下时，对网上作业的接触网工产生的风压约为0.12KPa，能保证正常人站立稳定。同时由于接触网工高空作业时系有安全带，在车顶平台作业时有围栏保护，所以列车风压不是影响接触网“一线行车、一线维修”作业安全的关键方面，本文主要分析感应电压的影响及防护措施。3. 1 感应电的产生1）感应电产生的原因接触网线路产生感应电的原因主要有：一是当一侧接触网线路停电而另一侧线路不停电时，停电接触网线路处在邻近不停电接触网(或者10kV线路)交变的电磁场当中，根据电磁感应原理得知，在其内部就要产生交变的感应电势；二是接触网线路与大地之间相当于一个大的电容也是感应电产生的一个重要因素；三是邻线接触网牵引电流在本线上的旁路分支电流引起的对电地压。2）影响感应电压大小的因素决定感应电压大小的因素主要有：通过邻线接触网线路的电流、与停电设备平行的其他带电线路电流的大小、与带电设备的距离、气候条件等。根据电磁感应原理可知，通过邻线接触网电流越大，在停电线路上的感应电压越大。两线间距离越小，平行距离越长，产生的感应电压越大（见表2，其中V0=25kV）。潮湿的空气如雨、雪、雾天，因电磁介质能力增强，加在停电线路上的感应电压也会增大。当出现大风天气时，线索的摆动，也会使停电线索在带电设备的电磁场中做切割磁力线运动增强，导致感应电压增大。表2二线平行间距（m）0.351234710203050100500电压（V）1/2V01/3V01/4V01/5V01/6V01/10V018606503101203013. 2 感应电伤人的情况分析1） 形成断口的作业接触网检修作业巾，如果地线封锁范用内有断开点存在，操作人员容易发生的触电事故有两种情况：一是人体将断开点连接后，形成的感应电流将从人体穿过，造成触电事故，触电形式见图la；二是操作人员与一端地线构成了一个闭合同路，形成的感应电流通过人体，发生触电事故，触电形式见图lb。检修隔离开关、电分段、分相、更换设备引线 更换主导电网路纵向电连接时，若没有装设短封线，往往会发生上述两种情况的人身触电事故。(a) (b)图12） 两地线设置间距过大当作业范嗣内设置的两组地线间距过大时(超过有关规定的1000m)，存两地线问产生的感应电压就有可能超过人体的承受能力，当操作人员在此作业时，就可能发生触电事故。这种情况往往发生存发票人在签发工作票时，未按规定设置地线或作业现场随意变更地线位置。3） 作业人员超出地线范围作业当作业人员超出地线保护范围作业时，作业人员未在地封线所包围范围内，通过人体形成回路，承受的感应电压擞易超出人体的承受范同，导致人身触电事故。这种情况发生的原因往往是领导者盲目指挥，作业人员盲目执行。4） 中性区设备未与停电设备采取等电位措施“V”型天窗作业时，关节分相中不带电的中性区设备自身要产生感应电压，而且相对于已停电接触网线路上的感应电压也存在电位差。检修作业前如果不采取短接措施，作业人员的身体一旦接触到中性区设备或充当了停电供电臂设备与中性区设备的连接体时，均可能发生触电事故。这种情况往往发生在分相关节处的检修，更换绝缘锚段关节处，起等电位作用的电连接作业。3. 3 防止感应电伤人的措施制定完善的技术防护措施是防止感应电造成人身触电事故的根本保证。1）对管内接触网设备做详细调查，明确可以进行“一线维修、一线运行”的区段，对易发生接触线开口、地线保护不全的地点，作业时需特别注意。天气条件不良时，严禁进行“V”型天窗作业。2) 对停电区段进行可靠接地。大量实测数据表明，对停电接触网线路两端进行接地，是防止感应电伤人的最有效措施。地线应严格按设计地点设置，不得随意变更，并定期检测接地电阻变化。验电接地人员在验电时，如果发现验电结果较平时有异常时，要及时向工作领导者反映，在未搞清楚原前，严禁进行接地作业。3) 加挂移动地线。采用梯车作业时，加挂1组随年地线，采用作业年作业时，在作业车平台两端加挂随年地线，以确保作业人员所承受的感应电压时刻在安全范围内。4. 结语客运专线采用隔日单向矩型天窗维修方式能保证夜间“夕发朝至”列车不间断运行，提高线路利用率，在我国铁路运力资源仍显紧张的条件下，此种天窗方式很有可能被应用到武广、郑西及京沪等中长距离客运专线上。无渣轨道大量应用后，制约客专维修天窗时限的将是供电部门而非工务部门。“一线维修、一线运行”的接触网检修方式存在一定风险。我国在既有提速线