高铁接触网的管理和维修系统的研究

毕业设计（论文）中文摘要高铁接触网的管理和维修系统的研究摘要：在现如今高速发展的社会，高速成了成了许多地方的决定性因素，铁路亦是如此，高速铁路成了许多国家的制约因素，高速铁路作为现代社会的一种新的运输方式，中国的铁路是世界上发展最快，系统技术最全，集成能力最强，运营里程最高，在建规模最大的国家。在铁路运输过程中，高速铁路接触网在保障铁路运输安全过程中发挥到非常重要的作用。管理和维修作为铁路接触网中的一项重要技术,

对高速铁路的正常运行有着直接的影响作用。因铁路运输过程中将会面临各种各样的问题,

因此会增加铁路运输的安全风险。然而,增加高速铁路网的接触性能，以及使用相关的先进的高速铁路接触网的管理和维修技术,

能够有效增加高速铁路运输安全性。所以本文就高铁接触网的管理和维修系统展开论述。关键词：高速铁路接触网管理维修系统目录TOC\o"1-3"\h\u1引言： 42高速铁路 52.1高速铁路的分类 52.1.1“四纵四横”客运专线 52.1.2城际客运系统 52.1.3提速改造的已有线路 62.2铁路的运营模式 63高速铁路接触网 73.1高铁接触网的构成与分类 73.2接触网的运行管理 103.2.1接触网工区设备管辖范围和分界 103.3接触网的检修工具 103.4接触网工区日常设备维修管理 114接触网的故障应急预案和典型事故案例 134.1接触网的故障应急预案 14结论 15致谢 161引言：近些年来,随着我国社会经济的高速发展,我国的高速铁路系统也得到了进一步的改善与提高。在这个快速发展的过程中,既然想保证列车的安全高速的运营,首先就要保证铁路接触网系统运行的安全和稳定,以此来确保列车的安全运行。与信号、电力以及通信等一系列铁路设备相比,接触网设备不仅没有替换,同时其所处的环境也较为恶劣,而且大部分接触网设备都直接暴露于自然的环境中,经常受到大风、雷雨、寒雪等恶劣天气的影响,因此就会在一定程度上影响到接触网设备在自然运行过程中的可靠性与稳定性。2高速铁路高速铁路又简称为“高铁”，其定义为速度达到200到400km的客运铁路2.1高速铁路的分类现在来说，就国家规划的中长期铁路，我国高速铁路网就已经有了五种线路类型。四纵四横的客车货运的专线，发展起来了城市的客运水平，改善了其线路，成熟了其城市的道路发展，这个建设其中就包括城市新线的西部大开发，早在奥运会2008那年调整规划里就没有规定客运专线一定要到达高速目标值，而是这个要看当时的建设的实际情况来定的。

2.1.1“四纵四横”客运专线

我国的“四纵四横”客车货运专线是指各大比较重要的城市之间的长途高速铁路。我国规划中的中长期铁路到了2020年很可能会有长达16000公里的“四纵四横”客车货运专线。这条专线上的旅客列车的行驶速度会达到300公里以上的时速，就连客车货运混合行驶的专线时速都会高达200到250公里，在上述中客车货运混合行驶的专线主要是建设在那些没有铁路的区域，在平行的货运铁路的长期建设中，这条客运专线的速度可以提高到300公里。2.1.2城际客运系统其系统是指各大城市之间，特别是人口和商业特别密集的地方（如环渤海、珠三角、长三角等）距离相对较短的高铁线路建设。这种的高铁线路规模一般都要在500公里之内，但是它其中部分线路的速度还是能达到200到250公里。如青烟威荣城际铁路，有些线路的速度甚至能高达300公里以上。例如,京津城际铁路。

2.1.3提速改造的已有线路

一部分人口和商业圈特别密集的城市带的干线铁路，经过改造和提速后的已有线路。这些大部分是要通过城市中枢纽建设和提高其技术的改造能力，对现有铁路干线进行复线建设和电气化改造后的高速铁路。对现在老的铁路干线进行翻修、复建和对之前的一些老的电气化元件的改装后的高速铁路。我国到2007年，6000km以上的已有线路经过复线建设和提速改造，时速已经成为能达到200km以上的高速铁路，光时速在250km以上的改造线路的长度就已经有846km，这种改造的铁路均为客车货运混合铁路。早在2008年发布的《中长期铁路网规划》中调整计划,将增建二线的总长度达到19000km,已有线路的电气化改造25000km。

2.2铁路的运营模式随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，我国铁路中的高速铁路建设全面启动。高速铁路的建设也面临着严峻的挑战。不仅要要把资金问题解决了，同时也要攻克现如今技术短板所带来的难题，高速铁路管理模式的优化是未来高速铁路建设和运营的关键。

高速铁路运营的两种管理模式：

由于历史原因，我国铁路系统多年来高度重视计划经济体制，与公司治理体制密切相关，不能随着我国社会主义市场经济体制的逐步建立而适应，它与轨道交通市场化改革的趋势相冲突，对未来高速铁路的管理和运营起着不可替代的积极作用。为了未来的需要，提出了两种运营管理方式

(1)“网运分离”是指在高速列车运营管理过程中，客货运输与市场竞争分离，建设自然垄断的铁路基础设施，目前，路网企业主要负责铁路基础设施建设，高度自治的路网企业与客运企业相互负责，客运企业主要负责交通管理铁路市场开发主要负责客运行业的票务管理等技术管理，而铁路网公司主要负责铁路基础设施的建设和保护，包括铁路养护、通信设备养护、电气化元件养护，铁路网公司、铁路客运公司和地区铁路局将建立新经济，地区铁路客运公司，这里是铁路局售票处，铁路局支付服务费

但是，高速铁路“网运分离”的运营管理不利于发展的方面，主要体现在企业融资的可能性、企业融资渠道的独立性、企业融资的难度等方面。建设项目资金，客运企业、路网、铁路企业关系复杂协调难度大

(2)“网运合一”是指由独立运营商管理的基础设施建设、铁路客货运输网络维护和综合运输网络公司，二是负责高速铁路的基础设施建设和运营管理，包括轨道交通管理和机车车辆管理、客运管理和第三方物流发展，负责高铁集团与地区铁路局的业务合作，也就是说，为了节约资金，高铁可以充分利用不同地区的铁路设施和铁路客运站的传统售票网络，但需要向其缴纳一定的服务费。需要指出的是，随着我国经济的快速发展，考虑到综合治理的需要，高速铁路的“网运合一”运营模式的一对一公司治理模式的融合已经成为独立的经济实体，不同的高速铁路企业降低了不同部门之间的交易成本，但由于缺乏网络化和集成化，建设项目需要更多的资金，不利于市场竞争、审批、成本分析、控制3高速铁路接触网接触网是电气化铁道中，在电气化铁路上方沿钢轨形成的“之”字形的高压输电线路。接触网是铁路电气化工程的主要结构形式，是铁路机车电气传输的一种特殊形式，其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。3.1高铁接触网的构成与分类构成：在高铁线路上的接触网，它采用的是在线路上架空悬挂的供电装置，其供电装置的主要空间结构是由四个部分组成的：名称功能支柱与基础这个装置是用来接触网的承重设备，而且是能起到固定其在设定高度的支持装置包括腕臂、拉杆和绝缘子，其作用是把接触悬挂的全部设备吊挂起来，起到一个传导作用，并把它的重量传给支柱定位装置包括定位器、定位管、支持器，是起到固定和定位作用的，简单来讲就是把接触线固定在定位器上，作用是受电弓在接触线上滑行取电流的时候，使其受电弓在导线上不超荷运载而发生事故，并使其受电弓磨损不会不均匀接触悬挂包括接触网导线(接触线)、吊弦、承力索和坠砣补偿器等。其中接触线与电力机车顶部的受电弓直接接触。电力机车顶端的受电弓与接触网是直接悬挂上去并直接接触的，因此，其特点必须是弹性较小，运行时弛度变化不大，确保能在什么情况下都能给予电力机车电力。附加悬挂包括供电线回流线、正馈线、保护线等。其中供电线向接触网输送电能，回流线起回流作用，在AT供电中正馈线、保护线起提高网压、回流和减小对信号干扰的作用。分类:接触网的分类主要是根据接触线在接触网上的悬挂来分的，通过它的悬挂方式可以简单的分为两大类一是简单接触悬挂二是链形接触悬挂1接触网的悬挂是通过一根或两根的接触线平行的连接在支撑装置上的一种相对简单的悬挂分类，这种悬挂的好处就是接触线能直接连在支撑装置上的，根本不需要承力索来连接，然后又可以通过接触线在支撑装置上能否得到补偿来分类，一种是带补偿的一种是没有补偿的(1)带补偿接触悬挂这种悬挂是其连接的接触线安装有简单的自动张力补偿装置，当外界温度有变化时，接触线通过自动补偿装置使其驰度和张力的变化都不大（2）未补偿简单接触悬挂这种悬挂意义上来说和上面的带补偿接触悬挂大同小异，只是接触线的硬锚是通过一个绝缘体来安装到支柱装置上的，当外界温度有变化时，架在空中的线路会因为没有补偿装置而产生热胀冷缩的形体变化，其本身的物理强度和应力也有所降低链形接触悬挂链形接触悬挂是比上面的简单接触悬挂要精密和高级的，这种悬挂是通过接触线在承力索上有个向上的力，用的是上诉没有的钩头鞍子和悬吊滑轮悬挂来把接触线给它挂到承力索的上方的。1.按线索的固定方式分类。根据其线索，链线的固定方式可分为以下三种：（1）未补偿简单链形悬挂。这种悬索是一种无补偿的悬索，两端都是直接固定在锚的两端的接触线。你可以看到，如果温度变化，它的张力是不能自动调整。当承力索和接触线的温度变化时，张力和驰度的变化都很大。（2）半补偿简单链形悬挂这种悬挂系统中也是没有自动补偿装置的，接触线和承力索上均没有自动补偿装置，起重索依然是硬锚，因为没有张力自动补偿装置，当其温度有变化时，承力索的张力会随着温度而变化，但是它的补偿装置又不是全没有，接触网的接触线上是有张力自动补偿装置，接触线的位置会因为温度的变化而随着导线的方向一起变化，一般温度变化超过10时，硬锚的方向和其位置一定要对应和一致的，越靠近锚的位置，它的位移变化就越大

(3)全补偿简单链形悬挂

这种悬挂就比上面的要高级许多，接触网上的接触线和承力索都装有张力自动补偿装置，当其外界温度有变化时，系统电压升高报警，自动把接触网的张力和弛度调整到和原来没什么变化。这上面描述的比较普遍和简单的链形悬挂有大致上三种，上述的区别也就是接触网上的接触线和承力索有没有安装张力自动补偿装置，还有一种不常见的链形悬挂其特点是在接触网的悬挂点上安装弹性吊弦，其名称叫做弹性链形悬挂，这种悬挂因为在现实中用的地方不多，所以我就不过多介绍，简单了解就可以了。

2.按接触线和承力索布置的相对位置分类

上诉悬挂方式还有另一种分类方式，就是看它的接触网上的接触线和承力索在其悬挂上安装的位置，又可分成以下三种，

(1)直链形悬挂

这种悬挂方式的名字定义，是因为接触网上的接触线和承力索之间在一个平面上，而且是垂直安装在其平面上的，这种区段还分为直线和曲线区段，在直线上为了受电弓在工作中磨损均匀，接触网上的电气化原件要成“之”字形排列，在曲线上，支柱的定位装置处的接触网上的接触线必须拉到曲线区域的外侧，承力索还要一直在接触线的正上方

(2)半斜链形悬挂

在这种名叫半斜链形悬挂中，跟接触网上的接触线的水平方向的投影相比，悬挂装置相对有较小的位移，直线区域内的接触线被安装在了地上，而且接触网的电缆必须保证放置在电线的中心位置上面，还得把误差控制在100mm以内，但是在比较特殊的隧道和曲线上，接触网的接触线必须要用直线链系在其正上方，在这个区域的内侧和外侧的误差也要控制在100mm以下

（3）斜链形悬挂

在斜链形悬挂上，承力索的水平投影和接触线路的配置有比较大的位移，设吊弦安装后，垂直方向有比较大的倾斜，在直线区间接触线和承力索“之”字形排列，但是两个之字是交叉安装的，在曲线区间承力索安装在铁道线路的中心有比较大的水平偏差，吊弦的安装倾斜度大，因此，柱子位置的连接网需要特殊固定3.2接触网的运行管理电气化铁路建成后，应建立相应的管理部门，负责所有电气设备的维护和管理。对接触网设备供电区域进行管理，落实供电车间、供电段和接触网工区三级管理机制。其中，主要供电企业负责电网的宏观管理，制定大中型建设计划，物资采购和维修，组织成本保证和人员安排，具体制定供电现场的管理措施，而供水设备的组织是的，负责实施中小型保守计划和保守成本。接触网工具负责接触网设备的日常维护、维修、管理和抢修。

3.2.1接触网工区设备管辖范围和分界

根据我国铁路管理的现状，接触网的运营管理分为普通高速铁路和高速铁路两部分。分工主要分为供电区段分界、铁路不同区段设备管理、接触网园区管辖和分界。供电段单位负责不同单位的分工和设备管理，设计供电段以及段与段的咨询和设备管理。相关站段协商签订分工协议后，按协议进行设备管理。接触网工区的分界应根据供电端设备和线路的特点，经部门批准并按有关规定进行设计，供电终端应按上述分界编制、发布和实施分界文件以及学术界的相关规定。接触网工区是供电段设备管理的最基层组织，管理事务较多。要想搞好班组的日常管理工作，就需要对接触网工区的班组管理工作有个清楚的认识。3.3接触网的检修工具一.接触网作业中最常用的工具是夹持工具本实用新型的优点是保持导线的受力，在放线过程中保持导线的固定位置，方便地将导线与施力工具连接，保证导线不会损坏或影响电线的电气和机械性能。电气铁路线，特殊线路拖拉机，特殊线路电压。主要用于电线安装布线的铁路设计工具这种新型应用的特征是：制造轻质、可靠和安全的合金钢而不损害电线，特别是安全防撞设计，不使电线起作用。。规格：2t、3t、4t等多种规格。施力工具：作业过程中可以通过调节紧线器的连接的长度，给作业对象施加压力，卸力并能够在任何力的时候停留闭所受力状态（1）手扳葫芦作用:紧线用的。特点:长得像一个葫芦一样，由重量轻硬度大的合金铸成的、轻巧方便，牢固耐用;反面正面都能用，松线紧线都可以,手柄可以转动一圈，可以不松张力来调节弧垂。（2）链条葫芦作用:用于固定和弄紧装置的。特点：由重量轻强度大的合金铸成的、牢固耐用，适合高空作业高强度的合金钢链条有一条适合在高空作业的高强度的合金链条，轻巧方便;还有专门的防止倒转的轮子，保证了其安全性，没有焊接的一次性挂钩，强度高、坚固耐用。（3）钢丝绳套作用：固定施力工具是一种由固定受力使用的工具，该工具可根据设备的实际情况快速使用。切割工具：用于在操作中切割电线。不同的切割工具用于切割不同材料和直径的电线。严格要求切割时，应使用专用切割工具，如接触线与电车线的对接处，应使用专用切割钳，二、测量工具的使用测量工具主要用于测量接触网的几何变量，早期的测试工具主要用于测量路线的依据和水平线的原理和水平线的边缘和直线，测杆用于测量直线高度和垂直位置。水平线以位置为准，激光测量装置主要用于对网络参数的检测，利用激光和微电脑技术对不同的几何体进行有效的固定测量。

3.4接触网工区日常设备维修管理

接触网设备是电气化铁路的重要组成部分，与行车运营有着直接的关系。因此，电气化铁路建成后，为保证接触网的维护，在列车运行图上开通接触网，维护“天窗”，铁路运输能力随着不断提高，急需电务等站台对设备维修，把“天窗”综合运用到每一个站段上，形成“综合天窗”。根据现行定义，“综合天窗”不设置列车运行线，也不调整列车运行图上的列车运行线。这是施工和维护工作的预留时间。它是根据目的划分的。施工天窗及检修天窗、接触网工具在“综合天窗”点进行停电作业，有计划地进行接触网的检修工作。对接触网设备进行安全检查和维修，接触网工具必须严格按照规范操作流程，做好接触网设备的维护工作，必须遵守国家安全管理法的维护制度。一般情况下，高铁天窗原则上不应少于240min;普速铁路施工天窗不应少于180

min;普速铁路维修天窗双线不应少于120min,单线天窗不应少于90min.维修天窗在时间安排上与施工天窗重叠套用。

（1）接触网检修计划的编制和执行

供电段根据接触网的维护周期、季节性气候特点和公众假期，制定接触网设备年度检修(监测)计划，供电车间根据供电阶段制定的年度检修(监测)计划对接触网进行检查。制定并细分维修计划，每月传达接触网的维修计划向接触网工区，每天安排维修项目和工作量。

（2）接触网“天窗”停电申请

接触网施工区负责向供电管理部门提供次日停电检查计划。接触网工区值班人员每天17:00前向铁路局报告次日推进“天窗”停电安排和进度，进而落实“天窗”的停运时间和内容。供电计划包括工作场所检修项目的停电范围和轨道作业车辆的使用，包括安全措施等相关事项。

如因突发性降雨等原因，无法使用“天窗”进行维护和维修时，接触网工区值班人员应提前通知行车调度和供电调度，对电气化区段无固定“天窗”的接触网设备的维护和检修是，应按照上级的相关规定。天窗计划的提报和执行情况，必须及时记录在值班日志中，而且得做到维修内容和工作量应与接触网设备的检修台帐一致。

（3）接触网检修工作票分类及使用

接触网的检修作业根据性质不同可以分为停电作业、间接带电作业和远离作业三种。又根据作业性质不同，分别采用不同种类的接触网工作票。

作业类型说明工作票类型停电作业在接触网停电设备上进行的作业接触网第一种工作票(绿色)间接带电作业借助绝缘工具间接在接触网带电设备上进行的作业接触网第二种工作票(红色)远离作业在距离接触网带电部分1

m以外的附近设备上进行的作业，即距离带电部分1m及其以外的高空作业、较复杂的地面作业(如安装或更换火花间隙和地线、补偿装置、开挖和爆破支柱基坑、未接触带电设备的测量等)以及设备巡视等接触网第三种工作票(黑色)

（4）签发接触网工作票

接触网维护维修工作票是接触网实施作业的书面依据。内容清晰、准确，必须填写的内容不得涂改或用铅笔填写。接触网的维护的工作票由发票负责人在工作前一天填写，一式两份，一份由发票负责人保管，一份由工作领导人保管，工作领导人员同时只能接收一张工作票，只有一个领导可以收到当时的工作票。

V型天窗接触网检修工作票右上角应有“上行”或“下行”的印章。在较复杂的站场和同一立柱上进行电力线和配电线区段的操作时，发票人应附页绘制操作区域的草图。通电部分应划红线，在有效期内未执行的工作票必须按要求在工作票右上角加盖“作废”印章。当遇到事故抢修和人身危险或设备安全危险时，作业时可以不开工作票，但必须有供电调度命令，第三种工作票不需要供电调度批准的调度命令。但需要有行车调度签认的“运统-46”。三种工作票的有效期不超过三个工作日，第二种工作票的有效期不超过两个工作日。工作结束后，工作领导人将提交工作票和相应的命令票交给工区，每次按月装订成册然后要统一保管。所有工作票必须保存12个月以上。4接触网的故障应急预案和典型事故案例案例：在2011年7月10日18时10分左右，G151次这条属于京沪高铁的列车在去往上海的路上发生了故障，使得整条列车停运了快两个小时，对后面同条铁道上的其他列车都造成了不同程度的延误，后续工作人员初步调查，此次发生的故障是因为突发的雷雨天气导致的接触网故障，以致于起线路停运。分析：这次