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1. 煤炭企業電氣化鐵路管理及維護存在的問題

1.1電氣化鐵路接觸網應急搶修裝備配置不完善

我國鐵路在2007年實施第六次大面積提速之后,有線部分地段鐵路的最高運行速度達到了250km/h , 要求電氣化鐵路接觸網的運行質量、可靠性以及作業安全防護都要得到保證, 然而卻沒有相應提高接觸網應急搶修裝備配置的水平。落后的車梯和簡單的工具、機具仍在一些區段的接觸網工區使用，進行接觸網的檢修和搶修工作。第六次大面積提速區段線路采取了封閉措施, 但是仍然要依靠汽車和車梯等簡單的工具進行接觸網的搶修工作, 當接觸網故障時,不能使搶修人員、工具、機具快速到達搶修現場, 嚴重延誤了搶修時間。免費論文。

大同煤礦集團下的電氣化鐵路，采用了接觸網，接觸網的供電和接觸網的維護至關重要，電氣化鐵路接觸網應急搶修裝備配置不完善與電氣化鐵路快速發展的需要是不相適應的。免費論文。

1.2存在多種電能質量問題

1.2.1牽引負荷的波動性和沖擊性強

目前，煤炭企業電氣化鐵路的牽引負荷在時間和空間上的分布非常不均勻，具有很強的沖擊性和波動性，這使得電氣化鐵路電能質量綜合治理非常困難。牽引負荷與多種因素有關，比如線路情況、牽引重量、機車類型及操縱、機車速度、運行圖等。

我國電氣化鐵路牽引變電站的最大容量和高速客運專線牽引變電站遠期規劃容量分別達到80MVA和120MVA，而且由于電氣化鐵路建設時考慮到高達100%的過載容量，因此峰值負荷可以達到160-240MVA。這么大的集中負荷會在電網較薄弱的地區對該地區的供電系統造成巨大的沖擊，甚至導致電壓波動和閃變等問題的產生。

1.2.2三相嚴重不平衡

由于電力機車是單相負荷的，因此將其接入三相對稱的電網中將在牽引變壓器系統側產生負序電流。該負序電流幅值較大，它的大小取決于牽引變壓器的連接方式及牽引負荷。如果牽引變電站采用單相接線變壓器，其牽引負荷等于牽引負荷電流的0.144倍，牽引負荷在電力系統中引起的負序電流與正序電流是相等的；如果牽引變電站采用單相V/V接線變壓器，在兩個方向的牽引負荷相等的情況下，其牽引負荷在電力系統中引起的負序電流是正序電流的一半，在兩側牽引負荷不相等的情況下，兩側負荷電流之差的絕對值與負序電流成正比。

這樣嚴重的負序電流將在旋轉電機中產生負序磁場，造成負序同步轉矩在發電機中產生，并能夠導致附加震動，同時引起電動機中產生制動轉矩，影響出力。電力變壓器容量利用率會由于三相不對稱負荷而下降，同時變壓器能量損耗會增加，鐵芯磁路也會發熱。此外，負序電流也會對繼電保護和自動裝置的負序參量啟動原件造成一定的干擾，導致它們頻繁發生失誤。免費論文。

1.2.3功率因數較低

在電力機車的不同工況下，牽引網電壓的變化幅度大，進而引起牽引負荷電流相位角的變化幅度較大，從而導致平均功率因數偏低。在機車處于再生制動工況的情況下，機車電流就會反饋牽引網，引起電流相位角滯后120°到130°；同理，在機車處于其他工況的情況下，相位角和功率因數也會發生變化。

因此，大量的無功電流就會通過電力機車向電網注入，使得發電裝置的效率以及輸電設備的輸送能力降低，線損增加，導致牽引供電臂電壓的下降，威脅電氣化鐵路的煤炭運輸安全。

2.煤炭企業電氣化鐵路管理及維護的方法

2.1提高電氣化鐵路接觸網應急搶修裝備水平

2.1.1配置搶修列車

為了使大型故障的搶修更加及時有效, 在樞紐地區或大型區段站附近，應該設置搶修基地, 做好搶修車輛的配置，配置一些搶修列車。對接觸網搶修列車分組，每組都包括放線車、綜合作業車、平板車和軌道吊車。其中，在80km/h以上區段, 為了和較高速度接觸網運行質量的要求相適應，放線車必須具有恒張力放線功能。,為了和鄰線有貨物列車也能搶修其上部接觸網的需要相適應，綜合作業車必須具備全方位的作業功能。一般來說，搶修列車的搶修半徑為200km。為了保證在作業車無法及時到達故障現場的情況下,人員和機具能先行到達，應該在每個接觸網工區配置1臺平板車、1輛電力搶險工程車、2臺接觸網作業車。為了方便供電線等高空設備檢修和搶修，在鐵路樞紐接觸網工區，應有1臺帶高空作業吊籃的高空作業車。搶修時間直接受到軌道車輛運行速度的影響, 要配置好搶修列車，提高搶修時間。

2.1.2依靠計算機技術，配置好輔助搶修設備

為了和管內接觸網搶修通信需要相適應,接觸網工區所在地不僅要配置作業用防護電話，而且應該配置基地通信臺。搶修車輛應該配置車載通信臺。通過計算機網絡技術的使用, 推廣和應用牽引供電搶修輔助決策系統, 該系統集設備運行、技術資料、檢修、運行環境、搶修資源管理及故障定位、快速查找、搶修過程視頻監控、信息傳遞、搶修預案等功能于一體，方便故障搶修決策和故障原因分析處理,使得接觸網應急搶修裝備水平和煤炭企業電氣化鐵路管理維護水平不斷提高。

2.2采用動態補償方案

目前，兩類動態補償裝置靜止動態無功補償裝置（SVC）和靜止無功補償器（STATCOM）已在日本、法國、英國、澳大利亞等國的大量工程中得到實際應用。

SVC裝置的基本原理是利用晶閘管能夠實現電感的連續可調，它實現無功補償是通過無源器件儲能的方式，可以實現對波動性負荷進行快速、連續地補償，并可以利用無源濾波器濾除系統中的高次諧波。

STATCOM裝置是由大功率自關斷電力電子器件構成的，它實現動態補償的目標是通過將變流器經過電抗器并聯在電網上，并對其交流側輸出電壓的相位與幅值進行適當調節，或直接控制其交流側電流。相對于SVC，STATCOM具有許多優點，包括響應速度高、運行范圍大、工作效率高、諧波含量低、負荷適應性好、占地面積小等。STATCOM具有雙向無功補償及相間有功轉移的能力，因此，它對負序電流和無功電流的補償效果更顯著，更適合用于電氣化鐵路電能質量綜合治理領域。

實踐證明，基于STATCOM的牽引變電站綜合補償技術是解決電氣化鐵路電能質量問題的理想途徑。

3. 結束語

根據幾十年來我國電氣化鐵路的運行經驗, 結合大同煤礦集團下的電氣化鐵路的實際情況，要做好煤炭企業電氣化鐵路管理及維護工作，為煤炭企業電氣化鐵路的發展做出貢獻。

參考文獻：

[1]劉永紅. 鐵路電力牽引供電接觸網技術體系及主要技術標準的探討[J]. 鐵道機車車輛, 2009,(01) .

[2]湯文斌,劉和云,李會杰,郭華. 模擬大氣環境下電氣化鐵路接觸網覆冰實驗研究[J]. 華東電力, 2009,(02)

[3]班瑞平,張寶奇. 提高電氣化鐵路接觸網應急搶修水平的思考和建議[J]. 鐵道機車車輛, 2009,(01) .

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一、牽引變電所饋線故障問題的有關分析

1.1饋線故障的簡要介紹

接觸網出現故障是在電氣化鐵路牽引變電所中最常遇到的問題之一，也是發生頻率最高、范圍最廣的一種故障。隨著電氣化鐵路的發展，特別是高速客運專線的建設運行對電能的需求與質量的要求越來越高，饋線故障就亟待解決，對饋線繼電保護的功能就需要越加完善、準確，不然就會影響牽引變電所供電系統的正常運轉。

對于饋線故障的處理技術經過了三個不同的階段，分別是：人工式饋線處理階段、分布式饋線處理階段以及集中式饋線處理故障階段。研究人員對這三種不同階段的處理方式進行了大量的試驗后指出分布式饋線處理方式是最基本的解決饋線故障問題的方法。

1.2饋線故障的原因分析

饋線故障是歸屬于接觸網故障又稱短路故障中的一種典型的故障類型，其發生的頻率高，范圍廣泛。在2013年3月9日13：16左右，京廣高鐵定州東站的牽引變電所211#、212#的饋線發生跳閘現象，經過相關人員的整體故障排查后進行了手動合閘操作，結果合閘失敗。隨即在13：29分，相關人員從開展供電調度工作，將定州東站的牽引變電所的F線撤下，給予T線供電成功。接著在3月10日凌晨左右，相關人員對天窗內的基礎設備進行檢修時發現，在保定東至定州東站的跨中處F線與PW線有灼傷的痕跡。對此，有關人員召集所有設計工程師開會對此問題進行研討，經過細致的現場排查與檢修工作以及在查閱了借鑒了國內外著名的有關著作后，這起饋線灼燒事故的主要故障原因是受當時強風天氣的影響，F線與PW線發生放電現象，這次放電主要的原因是在F線與PW線對向下錨柱處，其之間的動態安全距離小于規定的300mm。

仔細分析以上的京廣高鐵的牽引變電所饋線發生故障的典型案例后，我們大致可以得出易引起饋線發生故障現象的原因主要有以下兩種因素：

1.2.1客觀原因

由于接觸網長期暴露于空氣中，受到空氣中的陽光、大氣、微粒子等漂浮雜質的影響，其穩定性不強的絕緣層就會產生故障現象，間接就會導致接觸網饋線產生短路故障，進一步會對接觸網的饋線部分產生一定的安全損害。雖然這種故障問題的發生率極高，但是由于其本身對整體供電系統所構成的安全危害性較少，因此，只要相關人員積極采取處理措施，就可以避免此類問題的發生。

1.2.2主觀原因

這里所指的主觀原因大致可以概括為牽引變電所本身的性能不完善、設計人員設計的不合理以及科學供電技術的不完善這三個方面。在電氣化鐵路中牽引變電所是一種把區域電力系統送來的電能通過牽引變壓器將220kV的電壓降至27.5kV，再輸送到鐵路上的接觸網，為電力機車提供電力來源的電力設施，其本身由于科學技術的不完善，以及在鐵路干線的分布與設置布局上面沒有做到結合實際地質情況等特點，使得牽引變電所的設置與布局不夠合理等從而導致變電所里的饋線產生不同的故障問題。

二、牽引變電所饋線保護功能的深入研究

現如今，只有積極的采取合理的方式去完善牽引變電所供電系統中的饋線保護裝置，使其能正常地在實際應用中發揮其應有的性能，這樣才能促進我國的電氣化鐵路的高效運行與快速發展。下面就主要分析在日常操作中應用最廣泛，解決饋線故障問題的兩種可行方法，并對饋線保護提出了完善策略。

2.1距離保護措施的原理及應用分析

為了能夠檢測出被測試線路的電壓與線路電流的比例大小，從而更好的去解決饋線故障，我們就要采取這種叫距離保護的方式。距離保護措施是由啟動元件、方向元件，阻抗元件、時間元件與出口元件這四個部分組成。在距離保護措施中還有一個元件也很重要，它就是阻抗繼電器，其通常都是單相式的，其可以在繼電器內只加入一個電壓u與一個電流i，而在這繼電器中電壓u與電流i的比值就叫做繼電器的測量阻抗值Zm。通常的測量阻抗可表示為：。一般的阻抗繼電器可以分為以下三類：

（1）圓特性阻抗繼電器

在其中最常見的就是全阻抗繼電器，它是一個以坐標原點為圓心，以阻抗值的絕對值為半徑的一個圓形，在圓內區域為保護區，圓外為非保護區。在保護區內工作的表達式為。只要測量阻抗機器在保護區內，那么繼電器就在工作狀態，從而達到保護饋線的作用。

（2）方向阻抗繼電器

在方向阻抗繼電器中的圓形構建就不同于圓特性的阻抗繼電器，其是以一個阻抗值的絕對值為直徑并且通過坐標原點的圓，同理圓內保護，且保護的動作具有一定的方向性。其特點在于對于加入到阻抗繼電器中的電壓與電流會產生相應的變化，致使其的動作阻抗就會不同。

（3）偏移特性阻抗繼電器

此種類型的阻抗繼電器是介于上述兩種阻抗繼電器性能之間的一種，其的動作特性發生了向右偏移了一個量的改變。其的特性圓的組成方式也會有所不同。

分析完不同類型的阻抗繼電器后，通過圖1距離保護措施的原理示意圖，我們可以設阻抗繼電器的使用電壓為Uop=Um-ImZset，這里的Zset是指在饋線中要保護的區域的阻抗值。由此得知，在饋線的保護區域內出現短路的故障，電壓小于0，如果在饋線的保護區域外出現短路的故障，那么電壓就會大于0.當整體電壓值大于測量阻抗值時，這就表明此時變電所處于保護饋線的狀態。

圖1 距離保護措施的原理示意圖

在分析距離保護時限的特性時，我們可以借鑒參考三段式保護電流的時限設定。距離保護的時限配合是饋線進行防護工作的首要選擇措施：

例如在新豐鎮鐵路牽引變電所，其采用了國內目前最先進的綜合自動化設備，其中設有18條不同區域不同方向的饋線傳輸電能，在有一次使用過程中由于受到了外界環境的影響，絕緣層發生了故障，導致其供電系統整個癱瘓，在經過專業人員的仔細排查與分析后，采取增加電流的方法使得測量阻抗值逐步增大，起到了對饋線的保護作用。由于其反應的電壓與電流值較直觀，明顯，又便于測量，測量結果又較為精確，因此，人們多采取這種距離保護措施去解決饋線故障的問題。

2.2自適應距離保護措施應用分析

在對自適應距離的保護措施進行試驗時我們采用的是綜合諧波含量，利用新的數學定義式對測量阻抗值進行了細致的計算，由于供電系統的電力機車中含有豐富的奇次諧波能量，所以測量出的諧波阻抗值如果功率大于整定值，那么就表示自動收縮繼電器的功能處于邊界狀態，如果測量出的阻抗值大于整定值，在遇到饋線發生短路問題時，一定量的諧波能量也會在短路的線路中存在，這時將短路線路的綜合諧波含量定位一個參數，將測量出的阻抗值與這個定值參數進行比較分析，當阻抗值小于這個綜合諧波含量值時就表明此刻保護裝置應減少或停止對于邊界的收縮。由于自適應距離保護措施設計到不同領域的專業知識以及其需要利用不同的數學與物理公式進行試驗與計算，在一般的實際操作中，專業人員還是更青睞于使用距離保護措施來提高牽引變電站饋線的防御性能。

當檢測到的二次諧波含量超過整定值時，會閉鎖距離保護：

其中：KYL為二次諧波含量整定值。

?動作特性實現

當檢測到的綜合諧波含量超過整定值時，會對距離保護抑制：

其中： =（I2+I3+I5）/I1;

I1、I2、I3、I5―分別為基波、二次、三次、五次諧波分量;

Kh─諧波抑制加權系數;

Rh、Xh―分別為考慮諧波抑制后的電阻和電抗。

在饋線裝置中應用自適應距離保護措施時要注意對于平臺要使用適合的工作速率，盡量避免使其達到限制速度，在保護裝置上要采用1.2k/s的采樣速度。通過對于sin與cos的濾波器的幅頻圖表的分析得知，sin的保護裝置對于高速率的頻率相比于cos的保護裝置的抑制能力更好，而cos的保護裝置對于直流電源的抑制作用要更好，各有各的優點。但是根據各方面綜合來看，在電氣化鐵路的牽引變電所中對于饋線裝置的保護選擇cos保護裝置是最好的，主要是因為cos保護裝置抑制的直流電源對測距的影響較大，這就可以減少饋線在使用中所受的損害。而高頻分量的成分少，對饋線的損害也就減少。

2.3 饋線保護的后續措施完善

在對饋線進行以距離保護為主導方式的保護工作后，還需要通過其他的方式來做好對饋線保護功能以及系統的完善。這里的完善后續措施主要有：配置線路電流增量保護、電流速斷保護以及饋線過負荷保護等。其中最常見的也是最易操作的就是電流速斷的方式，在圖2的人工式饋線故障處理圖中，我們可以看到在變電站M的后部位置有速斷裝置，在變電站的電能經過這速斷裝置的處理后就會通過線路的電流方向傳輸電能，這樣也是在對牽引變電所的饋線起到了保護作用。

圖2 人工式饋線故障處理技術示意圖

三、結語

在經過長期的應用后，距離保護措施在解決饋線故障方面可行性最好。因此，作者建議相關人員積極采取距離保護等措施去解決饋線故障的問題，并積極采取電流增量、電流速斷、饋線過負荷保護等后續措施去完善饋線保護措施，這樣才能更好的解決饋線故障問題，進一步推進我國的牽引變電所供電系統能夠更好的為不同區域的不同用戶服務。

參考文獻：

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0引言

西南交通大學有部分直接服務于鐵路現代化建設的專業，其中“鐵道電氣化”專業作為教育部、鐵道部的重點特色專業而一直受到重視。

分布于鐵路沿線的牽引變電所，是電氣化鐵道供電的樞紐。隨著我國電氣化鐵路和城市軌道交通的發展，變電所綜合自動化技術水平的不斷提高，對從事牽引變電所設計、運行、管理等方面的專業技術人才的需求數量增加，同時對其掌握知識的廣度和深度特別是具有較強的實踐動手能力方面提出了更高的要求。因此，在教學環節中，應加強學生理論和實踐相結合的能力的培養。在教育部“示范性教學實踐基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校區建成一座集教學、實習、培訓和科研為一體的模擬變電所實訓基地。

1模擬變電所簡介

我校模擬變電所分為兩期建成:

I期是與實際變電所相同的開關控制屏柜和繼電保護屏柜、中央控制盤、交直流電源盤、以及自行設計的模擬負載電量和故障盤。如圖1所示。

Ⅱ期是模擬一段地方電力網或電氣化鐵路的環境下，一個調度中心使用遠動監控系統控制的五個變電所，圖2是這五個模擬變電所的一次接線圖。該項目綜合了地方與鐵路、不同主變、不同接線類型的各種變電所，且負載的大小和相位均可調節，其中S”模擬變電所采用了WBH-891型電鐵主變微機保護裝置、WKH-891型電鐵饋線微機保護裝置、DQWC-03牽引變電所二次設備測試系統。

模擬變電所中被監控設備的位置狀態信號、保護動作信號、預告信號、事故信號等遙信信號通過電纜與RTU (Remote Terminal Unit遠方終端)的開關量輸人/輸出模塊相連接，電流、電壓等遙測信號將通過信號變送器柜，輸人RTU的模擬量輸人模塊;控制中心下發的遙控命令，通過以太網傳輸，實現遙信、遙測、遙控的功能。遠動監控系統結構圖如圖3所示。RTU是采用施耐德電氣公司的PLC系列中模塊式結構的Momentum，其編程軟件Con-cept是一個基于Microsoft Windows環境的編程軟件套件，具有很強的設計性、可擴展性;主站組態軟件iFix支持工業標準，具有開放性、可組態性、兼容性及可開發性。

為了比較和研究，我系的教師正在進行一系列的科研開發，其目標是在模擬變電所二次系統中采用測控、保護一體化的分布式控制系統(DCS)實現變電所自動化管理，其結構圖如圖4。

2教學實踐基地的開發

1)校內學生及現場工程技術人員，可對照變電所各種屏柜，提高閱讀二次系統接線圖、安裝施工圖的能力，通過開閉操作、設置故障等項目的訓練，可以培養他們對現場運行中出現的故障的分析和處理能力，包括一次設備的故障范圍的判斷、二次系統的故障判斷、查找和處理。

2)變電所基本電器及二次接線方面實訓項目n個。如斷路器結構、原理;斷路器參數的測量與調整;變電所二次接線、電纜的數字編號法以及“相對標志法”的識別;二次接線盤后安裝圖及實際安裝技術;變壓器控制、保護盤結構、接線、檢測、調試及整套保護聯動實驗(包括整定計算);在以上各盤設置不同故障(可達幾百種)練習查找及消除故障的方法等。

3)運動系統遙測、遙信信號源接線的校正及采集的遙測量的精度實驗。

4)利用便攜式計算機對遙控設備進行合、分實驗，讓學生了解遠動系統是如何驅動被控設備動作。

5)利用一般的瀏覽器訪問各RTU中PLC的網頁，實時了解該PLC的運行、通信等狀態的實驗。

6)上位機各種功能的校核實驗。通過該實驗讓學生了解調度員的工作職責、工作內容、iFix軟件的各種功能的使用，從而對遠動系統有更深層的了解。

7)利用組態軟件Concept對PLC進行配置，使學生熟練掌握利用Concept按照所用的PLC型號及設計要求對PLC進行配置;利用Concept對PLC遙控、遙信和遙測功能的編程，使學生熟練掌握Concept編程方法。

8)自動化組態軟件iFix系統的安裝，熟悉掌握iFix系統軟件的運行環境及其安裝過程。

9)通過在iFix系統新增6#模擬變電所的實驗，使學生了解iFix系統的可組態性及可擴展性。

10)進行繼電保護單體測試及數據管理。

11)進行繼電保護盤上測試及數據管理。

12)微機保護裝置的調試與特性實驗。

3實踐意義

模擬變電所實訓基地自1998年投入使用后，至今已連續培訓了五屆畢業生和一批現場工程技術人員，經總結，其實踐意義在于:

1)為學生提供專業技能訓練的條件與場所。能完成供變電工程、繼電保護、變電所二次接線、微機監控技術等幾乎全部專業課程的大量綜合性實驗，以及電氣設備的實際操作技能、檢修調試技術、查找故障及排除方法的實際訓練。而且充分利用學校具有的學科優勢，以模擬變電所為基地，配合學生專業課和專業基礎課學習，開發如電工理論、電氣裝備、自動化、計算機應用、網絡與通訊等領域的多個應用性、研究性實驗;同時由于人員和設備的集中，能夠按項目組織學生進行綜合性實訓，盡可能使學生參與以教師為主導的科研活動。

2)對于現場技術和施工人員，很重要的一點就是要能閱讀二次回路圖紙、熟練地掌握接線、配線工藝，能查找和處理運行故障和設計缺陷。通過實地培訓，能大大的提高他們的讀圖、判斷、查找、處理故障的能力。該基地于2000年為樂山電力股份有限公司培訓和考核職工283人，取得良好的效果。

3)目前西南地區鐵路已完全實現電氣化，全區擁有牽引變電所200多座，其中大都為上世紀70~80年代所建，技術水平落后。而我校模擬變電所實訓基地的建成，對其技術改造具有借鑒的意義，在應用新技術、新設備和進行技術創新方面起到示范的作用。

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根據鐵路中長期發展規劃：“十一五”期間建成7000公里高速客運專線，到2020年左右，我國將建成線路長度約1.2萬km的高速鐵路，而“十一五”期間建成7000公里高速客運專線。按未來15年高速鐵路將建設2萬公里計算，將有約一萬公里高速鐵路區段處在多雷區、雷電活動特殊強烈地區，而截至目前，雷電事件，已給鐵路客運系統造成多起安全故障[1]。

以“723”甬溫線事故為例，2011年7月23日19時30分左右，雷擊溫州南站沿線鐵路牽引供電接觸網或附近大地，通過大地的阻性耦合或空間感性耦合在信號電纜上產生浪涌電壓，在多次雷擊浪涌電壓和直流電流共同作用下，LKD2-T1型列控中心設備采集驅動單元采集電路電源回路中的保險管熔斷[2]。同時，雷擊也造成軌道電路與列控中心信號傳輸的CAN總線阻抗下降，導致5829AG軌道電路與列控中心之間出現通信故障，雷擊是造成此次事故的首要原因。

根據事故所在區域雷擊數據進行的統計分析[2]，7月23日19時27分至19時34分，溫州南站至永嘉站、溫州南站至甌海站鐵路沿線走廊內的雷電活動異常強烈，雷擊地閃次數超過340次，每次雷擊包含多次回擊過程，幅值超過100千安的雷擊共出現11次。

在高速鐵路發達的歐洲中部地區每100公里接觸網在1年時間內才可能遭受1次雷擊[3]。基于這樣的雷擊概率數據，德國采用的方法是在雷電較多的地段安裝避雷器，而在其它雷電較少的區段，一般不考慮安裝避雷器等防雷裝置。而與德國相比，日本的地理環境、氣象環境完全不同，因此對電氣化接觸網的保護措施也截然不同。日本根據雷擊頻度及線路重要程度，將防雷等級劃分為A、B、C三級區域。A級區域雷害嚴重且線路重要，全線接觸網都架設避雷線，同時在牽引變電所出口、接觸網隔離開關、電纜接頭連接處、架空避雷線接地線終端等重要部位設置避雷器；B級區域雷害較重且線路重要，對部分特別地段的接觸網架設避雷線，同時在與A級區域相同的重要位置安裝避雷器；對于C級區域，一般只在一些重要位置安置避雷器[3]。

對于雷電的形成來分析，我國很多地區（比如西南地區、東南沿海地區）有類似于日本的地理和氣象環境，但鐵路接觸網的防雷保護卻沒有吸取日本高鐵的經驗，反而機械地學習了德國經驗，所以在高速鐵路剛發展的幾年內，不可避免的由于雷電影響而造成多起事故，給人們的生產、生活帶來了深刻的負面影響。

因此電氣化鐵路接觸網的防雷避雷形勢十分嚴峻，避雷器作為電力系統中常規的避雷防雷裝置，將會在鐵路接觸網系統中得到普遍的應用，而其狀態性能的好壞也將直接關系到整個牽引系統防雷工作的成敗，因此對電氣化接觸網避雷器性能狀態監測的研究勢在必行！

避雷器性能優劣檢測原理與監測方法仍然沿用電力系統中的常用的研究方法。但鐵路牽引系統與電力系統相比具有負荷移動、方式多變等特點，加之接觸網與電網不同的拓撲結構，導致對接觸網用避雷器進行狀態性能檢測的時候面臨諧波電流復雜、頻繁操作過電壓等諸多新的問題。

1 鐵路接觸網特性分析

本課題所針對的避雷器運行的背景環境是牽引供電系統，它是指三相電力系統接受電能向單相交流電氣化鐵道行駛的列車輸送電能的電氣網絡，主要構成部分如圖1所示。牽引變電所控制及變換電能，轉換接觸網與電力系統之間的電壓，接觸網則負責向列車供給電能，我國干線電氣化鐵道的供電制式是工頻單相交流制，接觸網的額定電壓是25kv[4]。

圖1 牽引供電系統結構圖

負荷的特殊性決定了接觸網的特征不同于一般三相輸配電網絡，主要原因有以下幾點：

1、 電力機車是大功率單相負荷。

2、 電力機車是移動性負荷，由于電氣化鐵道線路的條件多變，機車在行進過程中阻力也不斷的變化，頻繁地在起動、加速、惰行、制動等工況之間轉換，機車負荷的劇烈波動容易造成接觸網電壓異常波動，容易帶來操作過電壓影響。

3、 電力機車是非線性負荷，我國大量采用的交直流型電力機車，主電路一般都為相控整流電路，網側電流含有較大諧波成分，且含所有奇數次諧波，包括3次及3的倍數次[4]。

本文主要針對接觸網用避雷器的工作條件及背景環境，其他的有關牽引供電系統及接觸網的內容不作為研究的對象，而能夠給避雷器性能狀態帶來危害的諧波電流和電壓波動也是本文分析的重點之一。

1.1 接觸網諧波特性分析

在避雷器性能檢測過程中，阻性電流值因其能夠很好的反映避雷器的狀態性能常用來判斷避雷器性能優劣的重要依據。但是在諧波污染嚴重的情況下，阻性電流中就含有較大分量的諧波含量[5]，嚴重的影響了性能分析的精確性[6]。而在電氣化鐵路系統中，電力機車多采用PWM控制電路，容易給接觸網帶來嚴重的諧波污染[7]，諧波在接觸網傳播的過程中，當接觸網參數與機車匹配時會發生諧振和嚴重的諧波放大[8]。根據CRH2動車組的模型仿真分析[9]，當機車在運行工況之間切換時，對應的輸出功率會發生變化，由于基波與各諧波電流的變化不同步，導致不同輸出功率下諧波電流含量的變化較大。由諧振引起的電壓畸變，會進一步使機車諧波電流增大，形成了一個類似于正反饋的相互激勵過程，導致接觸網形成諧振過電壓，燒損避雷器等設備 [10]。

因此，在避雷器性能監測分析的過程中，諧波含量的檢測對避雷器工作狀態的分析具有重要的作用[11]。基于場強法的諧波檢測方法在筆者的論文[12]中已經具體闡述實現并已成功運用到本系統中。

1.2接觸網電壓波動分析

電氣化鐵路牽引負荷表現為移動且運行工況切換頻繁的特點，是一種十分典型的日波動負荷，符合短時沖擊的特點。接觸網的電壓波動與線路條件、機車類型、運行工況、機車速度、牽引重量等因素有關，且這些影響因素具有隨機的特點。根據數據統計，接觸網電壓波動范圍最大可達30%，同時電壓峰值最高達到460V，波峰系數達到1.92，電壓峰值的大范圍變化對設備的安全構成了較大的隱患[13]，這其中也包含避雷器。因此在對避雷器性能在線監測的過程中，頻繁的操作過電壓將是一個值得深究的問題。

為此，在本系統中額外添加了避雷器運行過電壓監測功能，設定運行過電壓的閾值，并記錄下運行過電壓的時間和次數，有助于對避雷器性能狀態和故障原因的研究分析。

2 氧化鋅避雷器在線監測系統的結構設計

氧化鋅避雷器在線監測系統主要由傳感器、監測點裝置、數據采集節點及上位機數據管理平臺組成，其結構設計如圖2所示，分別利用感應式電壓傳感器和電流互感器采集避雷器運行的電壓信號和電流信號，每只避雷器有其固定的監測點裝置，采集處理監測到的狀態數據；一只數據采集節點可以處理多個監測點裝置的監測數據，利用RS485實現多個數據采集節點與上位機之間的數據通信。

主控PC向下位機數據采集節點發出索要數據的控制指令后，節點根據接收的指令要求再向監測點裝置索要當前的監測數據，監測點裝置在收到指令后就按要求將監測數據回傳給數據采集節點，節點確定收到監測數據之后，再將這些數據有次序的回傳給主控PC，上下位機之間采用ModBus通信協議，并通過CRC校驗，以保證數據傳輸的準確性。

圖2 避雷器在線監測系統的結構設計

2.1 監測點電路結構設計

避雷器性能在線監測點主要完成避雷器運行電壓及泄漏電流的采集、計算及其信號處理和組網通信等功能。整體結構由電流采集模塊、電壓采集模塊、90E36信號處理模塊，單片機控制模塊、電源模塊、RS485通信模塊、雷擊計數模塊及LCD顯示模塊組成，其結構設計框圖如圖3所示。

圖 3 監測點電路結構設計框圖

2.2 RS485串行組網通信結構設計

在數據通信、計算機網絡應用中，RS485是一種常用的串口通信標準，它是在RS232標準基礎上發展起來的一種平衡傳輸標準，能夠克服RS232通信距離短，速度低等缺點，其最高傳輸速率達到10Mbit/s，最遠傳輸距離可達1200m；具備多點、雙向通信功能，即可允許同一條總線上連接多達32個數據節點，而且節點驅動能力強、沖突保護特性好。由于RS485標準對接口要求的特殊性，用戶亦可建立自己需要的通信協議。因此，本系統采用RS485標準組網通信，如圖4所示，其中N≤32。

圖4 RS485組網通信框圖

3 結 論

在高速鐵路剛發展的幾年內，就因雷電影響造成多起列車停車晚點事故，給人們的生產、生活帶來了深刻的負面影響，鐵路系統的防雷避雷研究已經成為一個研究的熱點課題。傳統的避雷器的故障監測研究只針對于電力系統的應用背景，鐵路牽引系統具有負荷移動、運行方式多變而造成的諧波電流復雜、頻繁操作過電壓等特點，而諧波電流和操作過電壓都會嚴重的影響著避雷器性能狀態。因此針對接觸網系統的特殊性，本文提出了氧化鋅避雷器性能在線監測的實現方法，并設計了在線監測點的硬件裝置、數據采集節點及主控PC數據管理平臺。經測試，本監測系統具備對避雷器阻性泄漏電流和相位差值進行精確檢測，數據傳輸流暢，同時具有實時數據圖形化顯示，歷史數據查詢等功能。系統運行試驗驗證了理論分析和設計的正確性，為其它電氣設備實時監測研究提供了重要的理論基礎和實際的指導意義。

參考文獻

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[2]國務院“7?23”甬溫線特別重大鐵路交通事故調查組.“7?23”甬溫線特別重大鐵路交通事故調查報告[R]. 2011，12，25.

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[4]吳命利.牽引供電系統電氣參數與數學模型研究[D].北京：北京交通大學，2006.

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[6]Tan Pee-Chin， Poh Chiang， Holmes D.G. Optimal impedance termination of 25-kV electrified railway systems for improved power quality[J]. IEEE Transactions on Power Delivery，2005，20（2）： 1703-1710.

[7]Lei Guo， Qunzhan Li， Yinglei Xu. Study on harmonic resonance of Traction Line in Electrified High-speed traction System[C]. Sustainable Power Generation and Supply.2009，1-4.

[8]方雷.高速鐵路牽引供電系統數學建模及仿真[D].成都：西南交通大學，2010.

篇5

以上精辟判斷，出自負責該課題組的寧夏電力科學研究院系統分析室主任黃永寧。

現年48歲的黃永寧，在人生的26年里與“電力系統分析”結下不解之緣。多年來，他以嚴謹的科學態度和爭創一流的職業精神，刻苦鉆研、勇于拼搏，填補了寧夏電網系統分析和仿真計算、電能質量數字化分析、相量測試等電網智能分析領域的空白。

功夫不負有心人。2011年9月，黃永寧被榮聘為寧夏電力公司首席技術專家，成為勇立電力科研 “潮頭”的領軍人。

“寧夏電網必須有自己的電力系統分析軟件系統！”

1981年，18歲的黃永寧考入西安交通大學。懷揣奉獻電力科學事業的夢想，電機系發電專業成了他開啟人生理想的鑰匙。

“在大學校園，我常常凝望圖書館門口錢學森先生的高大塑像。在那里，我種下了此生與電力研究相守的‘種子’。每當遇到困難，科學巨匠的奮發精神總激勵我前行。他們對祖國、對事業的熱忱，不僅在專業學習方面給予我充足養分，更凈化了我的靈魂。”黃永寧深情地說。

1985年，邁出大學校門的黃永寧，作為“支邊”知識分子回到家鄉，進入寧夏電力試驗研究所（寧夏電力公司電力科學研究院前身）高壓室工作。第二年他又調入剛成立的系統室，主要從事電網電力系統短路、潮流、穩定三大計算系統分析工作。

20世紀80年代中期，信息技術已經開始運用于電力系統各個領域，包括電網調度自動化、電力負荷控制、計算機輔助設計、計算機仿真系統等。然而，寧夏電網由于條件所限，海量的計算工作仍需依賴大量的人力計算。當時，電子計算能夠進行電力系統三大計算的設備，離寧夏最近的是西安某科研機構所投運的VAX小型機，高昂的運算費用，往返的時間等巨大的成本使年輕的黃永寧感到“窩火”。他許下承諾：“寧夏電網必須有自己的電力系統分析軟件系統！”

1986年年底，黃永寧背起行囊，赴清華大學深造。“那年春節我未能與家人團聚，但那次學習之旅使我真正邁進了智能電力系統計算的門檻，更加堅定了我致力‘電力系統分析’并一生都愿意為之付出的信念。”黃永寧說。

學習期間，他參與了編寫程序及使用說明書，使寧夏電網成功引進了清華大學微機版《電力系統三大計算軟件包》，填補了寧夏電力系統計算工作的空白。

“繁瑣的計算推演，計算機可在下班時間運算。第二天上班時計算機顯示出自己想要的結果，甭提多高興了！”黃永寧的微笑里依然洋溢著昔日的興奮。

那時，他是寧夏電力界最先接觸電腦的“弄潮兒”。他的同事們也從浩瀚的數據計算海洋中解脫出來。當年的黃永寧雖然年輕，但是在大伙的心目中已成為知名的“電力人物”了。

如今，寧夏電科院所使用的電力系統計算分析工具，與當年相比不可同日而語。剛剛建成的“寧夏電力公司電網仿真實驗室”是國內目前最為先進的全數字動態仿真系統之一。借助這一平臺，黃永寧及其團隊將開創寧夏電網電力系統仿真分析工作的全新局面。

“我們要像‘保健醫生’一樣，讓電網運行‘規矩有型’”

又一個喜訊在寧夏電力系統交口相傳――黃永寧主持完成的《節能型電網限流裝置的研制與應用》科研項目，獲寧夏回族自治區科學技術進步獎一等獎，寧夏電力公司科學技術進步獎一等獎，該裝置的實用新型和外觀設計兩項專利獲國家專利局授權。

迄今為止，國內外研究應用的超導故障限流器、串聯諧振限流器及固態限流器等，采用電力電子器件的限流裝置，雖然動作快速但容量有限，價格昂貴，應用量很少，大部分處于試驗樣機階段。黃永寧及團隊研制的節能型電網限流裝置取得了新的突破。在石嘴山供電局投運的35KV戶外電網限流裝置，每年可節省運行損耗高達390萬千瓦時，直接節電經濟效益達195萬元。

目前，黃永寧及其團隊正在推進《戶外高壓可重復節能電網限流裝置研制》科研項目。為克服瓶頸，他創造性地提出了“戶外高壓可重復節能限流裝置”的構想。該裝置以較低的成本和極大的節能降耗效果，實現在高壓、超高壓電網限制短路電流的功能。“這是一項世界領先技術”，黃永寧估算，該限流裝置若運用于全國電網，將產生百億元的經濟效益。

“‘短路與諧波’是威脅電網安全的幽靈，必須像醫生做手術一樣精確診治。”黃永寧做出剪刀的手勢。自從事電能質量分析與測試以來，諧波成為了黃永寧及其團隊直面的一大難題。黃永寧說，這一課題做了20多年，我們要像“保健醫生”，手拿“手術刀”，讓電網運行“規矩有型”。

黃永寧說，諧波是影響電網電能質量的“罪魁禍首”，對電網的污染就像化工廠向清澈的湖泊排污一樣。在理想干凈的供電系統中，在只含線性元件的簡單電路里，流過的電流與施加的電壓成正比，流過的電流是正弦波。在實際的供電系統中，由于有非線性負荷，如整流負載、電力機車、軋鋼機、電弧爐等存在，當電流流過與所加電壓不呈線性關系的負荷時，就形成非正弦電流，造成電網污染。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發生故障或燒毀。

“作為從事電網系統分析研究電能質量技術監督的一名工作人員，必須結合當地經濟社會發展現狀，為當地電力建設和用戶使用優良電能，掃清一切技術故障。”黃永寧針對高耗能負荷，提出的無功補償兼帶濾波的措施被高耗能廠家廣泛應用，使得電網電能質量得到顯著改善。

1994年，第一條電氣化鐵路寶中鐵路寧夏段開建，寧夏電網面臨前所未有的全新課題。黃永寧開始研究電氣化鐵路對寧夏電網的影響。當時，他和團隊率先在全國使用CHP電力系統諧波分析程序，進行寶中電氣化鐵道諧波及負序分量計算工作，計算報告《寶中電氣化鐵道寧夏段諧波分量計算報告》獲寧夏電力公司優秀科技論文一等獎。

研究雖有進展，但如何將鐵路機車運行過程模擬出來？機車運行過程中會產生多少諧波？帶電多長時間？對供電電網有什么影響？一系列嶄新的課題面前，黃永寧選擇了重回母校“充電“，同時也為了圓夢。

黃永寧說，四年大學生活對自己而言是一場如癡如醉的夢，現在這個夢依然未醒。這一次尋夢之旅其實并不浪漫，面對電氣化鐵路對寧夏電網影響的整體分析評估，諸多技術難關需要攻克。最終，在導師的指導下，他以該項目為論文選題，如愿拿到了一直心儀的“工程碩士”。

“電網安全只有起點，沒有終點”

見到黃永寧時，他正在電網仿真實驗室指導同事做線路參數測試，模擬實驗電網交直流混合仿真計算分析。偶爾會有爭論，但他親和的語氣讓實驗室氣氛融洽。其實，更多時候是他過硬的理論知識令同事們“折服”。

“與同事們探討問題是一種快樂，爭論會產生靈感，使得分析和實驗能夠走上捷徑。”黃永寧笑呵呵地說。

在實驗室里與他“交鋒”的系統分析專責田蓓，與黃永寧共事7年，是他一手帶起來的技術骨干。

2004年，寧夏電力試驗研究所與銀川電校合并為寧夏電力科技教育工程院。工程院成立后，系統室也進行了重組，只剩黃永寧一人。田蓓等新調入的7位電校老師，具備豐富的理論知識，但實踐能力尚需提高。黃永寧的工作便由原來只管專業轉變為專業、教培“兩翼齊飛”。

田蓓和同事們回憶起當時的情景，感慨萬千：“作為一名只教過電力基礎課程的年輕職工，轉為從事電力系統分析計算，心里完全沒底。黃永寧耐心細致的言傳身教，讓我們很快找到了感覺。”

5年后，黃永寧的團隊不僅承擔起繁重的教學任務，電網分析專業更是突飛猛進，現已能夠承擔電網分析、試驗方面的各項基礎工作和國網公司科研項目，成績斐然：

完成750kV、±500kV及大機組群接入寧夏電網的前期研究項目――短路電流、過電壓計算及其限制措施研究兩個子項目，獲國網公司科技進步三等獎、寧夏電力公司科技進步特等獎；

篇6

隨著我國現代鐵路信號技術的發展,鐵路信號設備大量采用電子元器件,以計算機聯鎖系統和區間無絕緣移頻自動閉塞系統為代表的現代鐵路信號系統在現場逐漸普及。但是從抗干擾的角度,上述系統更易受到來自于牽引供電系統的干擾。因此,鐵路信號系統的抗干擾研究越來越引起重視。本論文主要分析牽引供電系統干擾信號的產生原因及干擾信號侵入信號系統的途徑,并通過對干擾信號的分析,找到降低或抑制干擾信號的解決辦法,并從現場設計及具體施工安裝和使用維護的角度,提出相應的工程和技術措施,減少和避免牽引供電系統干擾對信號設備產生的危害,以確保鐵路信號系統設備的正常運行,并為設備的現場維護及相關規范標準的制定提供一點參考。

一、高速電氣化鐵路牽引網供電方式及電磁干擾

(一)供電方式

我國電氣化鐵路采用工頻交流制供電,接觸網額定工作電壓為25kV,電力牽引供電主要有AT(自藕變壓器)、BT(吸流變壓器)、直供和同軸電力電纜四種供電方式,不作贅述,簡圖如下:

(二)電磁干擾

所謂電磁干擾EMI(Electromagnetic Interference)是指任何能使設備或系統性能降級的電磁現象。主要有傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾是指通過導電介質把一個電網絡上的信號耦合(干擾)到另一個電網絡。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號耦合(干擾)到另一個電網絡。任何電磁干擾的發生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道)。通常認為電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導傳輸方式;另一種是輻射傳輸方式。因此從擾的敏感器來看,干擾藕合可分為傳導藕合和輻射耦合兩大類。而牽引供電系統各種供電方式的特點,決定了牽引供電系統產生干擾信號的種類,主要有傳導性干擾信號、電磁輻射性藕合干擾信號兩種。具體為:一是當牽引電流通過時,對周圍信號系統的電子、電氣設備產生電磁輻射;二是不平衡牽引電流沿軌道傳導到信號設備,或牽引電流對直接驅動的機車電動機產生電磁噪聲,并傳導干擾信號到電源和機車上的機車信號電子設備上;三是牽引電流對相鄰的信號電纜線路產生感應藕合,感應出干擾電壓或電流。

二、電力牽引系統對信號系統的干擾

信號系統各個子系統基本上都是通過電纜線路把室內室外設備聯系起來,室內室外設備間有一定的邏輯聯鎖關系,室內設備通過采集室外設備的狀態,通過聯鎖計算,結合操作人員指令,產生驅動命令,通過驅動電路來對室外設備進行控制,從而確保行車安全和效率。信號系統設備的上述特點決定了干擾信號也只能通過以下途徑進入到信號系統:(1)干擾信號通過鋼軌、信號電纜、接地設備、設備外殼、設備電源等部位進入到信號系統,對信號系統的正常運行產生干擾;(2)牽引電流產生的干擾信號以空中幅射的方式,即以電磁波方式向空中幅射,對信號系統的電子設備產生干擾;(3)干擾源通過感應的方式禍合到電纜等信號設備中去。

由于幾種牽引供電方式中牽引電流都不同程度地要以鋼軌(大地)為回路,而我國現有的鐵路信號系統中無論區間自動閉塞系統還是站內聯鎖系統,都是以軌道電路來檢查列車占用情況并作為信息的傳輸通道。所以牽引電流回流與軌道電路共用的同一載體――鋼軌是使信號系統受到干擾的一個最主要原因。同時,牽引電流的高電壓和電力機車運行時產生的含有豐富諧波的大電流會對周圍電磁環境產生嚴重的電磁干擾(EMI)。

三、信號系統抑制干擾信號的施工工藝

要降低或減輕牽引供電系統對信號系統的干擾,應該從牽引供電系統本身入手,在設備選型、設計計算、工程措施的方面入手,減少干擾信號的輸出。本部分重點探討信號系統抑制干擾信號的施工工藝和工程措施。

(一)設備選型

1.在供電方式的選擇上盡量采用BT、AT或同軸電力電纜供電方式,使牽引電流主要經回流線、正饋線或外導體流回牽引變電所,提高供電回路的對稱性,降低接觸網感應電流的影響。

2.在牽引變電所中安裝并聯電容補償裝置,以降低諧波干擾。這樣一方面可以起到濾波作用,另一方面可以改善功率因數。

3.選擇合理的機車類型或在機車上采取措施。在機車上安裝并聯補償電容和濾波裝置,在電力機車變壓器二次側安裝3次和5次獨立支路,在改善功率因數的同時可以濾去3次和5次諧波。

(二)牽引供電系統減少干擾信號的工程措施

1.在采用直供方式供電時架設架空回流線。利用接觸網線與架空回流線間的互感作用,提高供電回路的對稱性,使大部分回流電流經由架空回流線流回牽引變電所。

2.設有軌道電路的區段,吸上線、保護線、接地線及線路間的橫向等電位連接線嚴禁與直接與鋼軌相連,應連接至扼流變壓器中心端子;當采用無絕緣軌道電路時,吸上線、保護線、接地線及線路間的橫向等電位連接線只能通過空心線圈中點連接。

(三)施工工藝

在施工工藝要求方面,嚴格按設計及工藝標準施工是工程質量達標的先決條件,在現場施工和維護中,采用如下措施,能有效的減少干擾的影響:

1.室內屏蔽電纜、數據線等線纜的屏蔽網采用懸浮方案。不與綜合地線相連,通過法拉第電籠與線纜屏蔽網的雙重屏蔽,有效防止感應及輻射的干擾;使聯鎖微機邏輯地懸浮,防止因為地電位升的影響造成計算機邏輯錯誤。

2.加強鋼軌連接線及箱合引接線和各種類型的電纜施工工藝,從而減輕干擾。施工細節問題都要嚴格要求,打軌道眼的距離長短、軌道眼眼徑的誤差、螺絲的松緊、墊片不墊、屏蔽網剝出的長短等看似很小的問題,都會影響到信號設備的正常工作狀態。

3.為確保牽引電流縱向不平衡系數不得大于5%。凡通過交流牽引電流的鋼軌,其軌端接續線應采用焊接式的多股銅線,其截面積不應小于50mm2。條件不具備時,應采用一根銅焊接線和一根塞釘式接續線并聯運用,不得采用兩根塞釘式接續線并聯運用代替一塞一焊。

4.計算機聯鎖系統內部各微機之間的通信全部通過光纜進行連接,提高系統的抗干擾性及防雷性能,保證系統有高的運行穩定性。

5.在工作中要盡量保證鋼軌接續線完好,緊固扼流箱中點連接線(連接板)以及扼流箱連接端子,使其接觸良好。工務軌端魚尾板螺栓緊固,供電接觸網桿塔火花間隙良好,地線不能直接與鋼軌相連,以便盡量減少軌道電路的橫向不平衡,降低牽引電流不平衡對軌道電路的干擾。

6.在相敏軌道電路的接收端串聯電阻,增加25Hz信號發送功率,使室外變壓器端子達到送受電端電壓標準,且確保一送多受區段各受電端電壓調整平衡,極叉正確,并保證室內軌道繼電器端電壓不超標,防止因為干擾造成繼電器的錯誤吸起或落下。

7.貫通地線嚴禁以電纜鋼帶連接或代替(這種情況經常發生在支線電纜接地時,施工人員怕麻煩直接用電纜護套連接貫通地線),避免貫通地線接地不良地點高電流通過鋼帶。另外用電纜護套代替地線時,當機車啟動時接觸網發生斷線、短路或絕緣破損時會有很高的電流通過護套入地,對電纜造成損壞或腐蝕。有時直擊雷擊中鋼帶時也會造成電纜燒毀。

8.在交流電氣化鐵路區段,信號設備外緣距接觸網帶電部分的距離小于5m的均應接地。

四、結語

今后,隨著我國高速、準高速、客運專線等線路在路網中的比例逐漸增加,各種高新技術設備不斷在鐵路現場應用,所以對電氣化干擾的研究要更加深入和重視,加大新型高速、準高速鐵路等電子信息和控制設備的抗干擾性能研究力度,以適應我國鐵路不斷發展的情況需要。

參考文獻

篇7

Key words: high-speed rail; catenary; no cross crossing design; maintenance;

中圖分類號：TM922.5文獻標識碼：A 文章編號：

1.前言

無交叉線岔可保證機車從正線高速通過，所以它的設計與運營維護是保證接觸網高速運行的重要條件。本論文以徐蘭客運專線鄭西線為例，探討三組無交叉線岔設計與維護過程的關鍵點：

徐蘭客運專線鄭西線是我國一條全線設計時速350Km/h的國產電氣化客運專線。為確保動車組從正線上高速通過道岔時,受電弓在任何情況下均不與側線的接觸線相接觸,動車組從側線進入正線或從正線進入側線時,受電弓能從側線與正線接觸線之間實現平穩過渡,不發生刮弓現象,在鄭西線的站場側線與正線相連的60kg/m鋼軌1/41號高速單開道岔(簡稱41號道岔)采用三支無交叉線岔。經鐵道部網檢車和綜合檢測車現場檢測,三支無交叉線岔符合高鐵設計要求。 研究三支無交叉線岔的運營維護，對掌握高鐵運行安全有著重要意義。

2.高速弓網受流對三支無交叉線岔的技術要求

2.1空間幾何參數

2.1.1線岔的導高

動車組通過三支無交叉線岔時，受電弓始終保持與線岔的兩支接觸，這就對線岔處的三支導線的導高提出一個新的要求，始終要保持兩支導線的平順性，這才能保證列車高速通過時弓網的正常取流。

2.1.2線岔的拉出值

在三支無交叉線岔處,因要考慮到受電弓的有效工作寬度和受電弓在線岔處的水平晃動量等因素,所以對三支無交叉線岔每一點處每一支的拉出值的大小都有一個新的要求,防止受電弓通過線岔時導致因拉出值的不合適引起鉆弓/打弓故障的發生

2.2 弓網動態接觸力

弓網動態接觸力一般按一個跨距為分析單位，分析參數有：最大值、最小值、平均值和標準偏差。各參數評判標準為：

最大值：Fmax=Fm+3ó（N）；

最小值：Fmin=20（N）；

平均值：Fm≤0.00097V2+70(N)；

標準偏差：ó≤0.3*Fm（N）

在雙弓最小間距為160m的運行條件下,修正后的弓網間平均接觸壓力應低于圖1的規定,最小接觸壓力應為正值,最大接觸壓力應低于300N,接觸力標準偏差應不大于0.3Fm。因此線岔處的接觸壓力也要滿足此條件。

圖1 平均接觸壓力與速度關系曲線圖

2.3抬升量

線岔懸掛點處接觸線的抬升應符合EN50119（2001）的規定。正常運行時，最大跨距懸掛點處接觸線計算和驗證的抬升量不大于100mm；懸掛點處定位器自由抬升的設計范圍至少應為計算抬升值的2倍。

綜上所述，高速弓網受流系統對線岔的技術要求特別高，不僅從接觸網的基本技術參數如導高拉出值等方面來評價弓網受流，還從接觸力、抬升量等方面對高速鐵路的線岔的技術提出了更高的要求。

3.鄭西高鐵受電弓與41號道岔結特征

3.1受電弓的基本技術參數

受電弓動態包絡線：直線段左右擺動量250mm、上下晃動量200mm；

受電弓弓頭寬度：1950mm；

受電弓工作寬度：1450mm；

受電弓工作范圍：4950-5500mm;

滑板的最小寬度：1030mm；

滑板數量：2個；

滑板材質：碳；

受電弓靜態接觸壓力：70±10N。

圖2 受電弓機構示意圖

3.2 41號道岔的結構特征

41號道岔用于中間站跨區間無縫線路的連接。 道岔采用43.090m長的60B40鋼軌制造，全長L=140.599m,前端長度a=56.319m,后端長度b =84.280m。為彈性可彎接軌，接軌接端為插接式。

4. 三支無交叉線岔的布置原理

三支無交叉線岔為2條正線間的渡線道岔采用錨段關節式線岔圖的接觸網布置圖。圖3中，渡線電分段采用了四跨絕緣錨段關節形式（3#關節），以避免分段絕緣器產生的硬點影響。1#關節和5#關節為四跨非絕緣錨段關節，2#關節和5#關節為五跨非絕緣錨段關節（相鄰2支懸掛各形成一個錨段關節）。圖中編號②接觸懸掛相對于另一正線而言為側線支接觸懸掛，編號③接觸懸掛相對于另一正線而言所起作用與編號①作用相同，從B柱到C柱的區域為正線和側線的轉換區域（五跨關節的轉換跨）。

圖3 三支無交叉線岔平面布置圖

當動車組在正線上運行時，受電弓不與編號③接觸線接觸，但在1#關節和2#關節處與編號②接觸線存在轉換過渡關系；當列車由正線駛入側線時，受電弓首先在1#關節處由編號①接觸線過渡到編號②接觸線，然后再2#關節處（B柱到C柱之間）由編號②接觸線過渡到編號③接觸線，經過C柱以后完全駛離道岔進入側線運行；當列車由側線駛入正線時，受電弓首先在2#關節處（C柱到B柱之間）由編號③接觸線過渡到編號②接觸線，經過A柱以后在1#關節處再由編號②接觸線過渡到編號①接觸線，進而完全轉入正線運行。

4.1三支無交叉線岔的始觸區。由于三支無交叉線岔的重點是“三點”和始觸區，它采用輔線、渡線及正線三線無交叉布置的方式，所以在始觸區600-1050mm的區域內接觸線不得安裝任何線夾,包括定位線夾、吊弦線夾、電連接線夾等，交叉吊弦安裝在550-600之間，但同時 “三點”的技術參數要滿足要求，動車受電弓才可以平穩的從正線過渡到側線，側線過渡到正線。

4.2三支無交叉線岔“三點”的確定。無交叉線岔有兩個關鍵定位點和一個等高點。平面布置時,應使側線接觸線和正線線路中心的距離大于兩接觸線間的距離。以鄭西線的1/41號高速單開道岔, UIC 608 Annex 4a受電弓為例,如圖3 弓頭總寬度1950mm，弓頭工作區為1450mm，受電弓最外端尺寸的半寬為725mm,水平擺動量為250mm(考慮350km/h速度),升高后的加寬為125mm。所以受電弓在側線側最外端可觸及到的尺寸限界為:725+250+125=1100(mm)。鄭西線三支無交叉線岔考慮到整個渡線及輔線的長度及道岔布置的對稱性,單邊采用兩根道岔定位柱和兩組硬橫梁定位,如圖4其中其中A點定位處正線拉出值50mm, 輔線居中,渡線拉出值350mm；B點為兩內軌間距為800mm屬于等高點，正線相對于側線的拉出值滿足1100mm，側線相對于正線拉出值滿足1100mm C點定位處正線拉出值350mm,輔線居中，渡線拉出值為350mm。，因而動車從正線高速通過岔區時,與區間接觸網一樣正常受流,不會觸及側線接觸線,而與側線接觸懸掛無關。

圖4 三支無交叉線岔“三點”平面示意圖

由上面的分析可知,在受電弓由正線通過時,可以保證側線接觸線與正線線路中心間的距離始終大于受電弓的工作寬度之半加上受電弓的橫向擺動量,因而正線高速行車時,受電弓滑板不可能接觸到側線接觸線,從而保證了正線高速行車時的絕對安全性,并且在道岔處不存在相對硬點。

4.2.1動車由正線進入側線線岔時。當機車從正線進入側線時,在兩軌間距為800mm的等高點處。因側線線路中心相對于正線線路中心拉出值要滿足1100mm受電弓滑板不可能接觸到正線接觸線上，受電弓滑過等高點后，側線接觸線比正線接觸線高度又以4/1000坡度開始降低。因而,受電弓可以順利過渡到側線接觸懸掛上。

4.2.2動車由側線進入正線線岔時。當機車由側線進入正線時, 在兩軌間距為800mm的等高點處。因正線線路中心相對于側線線路中心拉出值要滿足1100mm受電弓滑板不可能接觸到側線接觸線上，受電弓滑過等高點后,受電弓逐漸滑離側線接觸線,同時,側線接觸線高度又以4/1000坡度開始抬高,過等高點后,側線接觸線比正線接觸線要高,所以受電弓能夠順利的過渡到正線接觸線上。這時,受電弓將逐步脫離側線接觸懸掛而平滑地過渡到正線接觸懸掛。

5. 三支無交叉線岔維護調整技術

5.1測量線岔。為掌握線岔技術參數及線岔變化情況，對三支無交叉線岔每季度進行測量一次，根據天氣的變化適當增加測量次數。每次對始觸區、交叉吊弦、“三點”的技術參數進行測量，如有不滿足情況，對此處的導高及拉出值進行調整。

5.2拉出值的調整。如圖4 等高點處的拉出值要滿足1105mm，調整位置在等高點兩側的關鍵點，只要A點定位處正線拉出值50mm, 輔線居中,渡線拉出值350mm；B點處正線相對側線線路中心為1100mm，渡線相對正線線路中心為1100mm；C點定位處正線拉出值350mm,輔線居中，渡線拉出值為350mm。正線拉出值允許偏差±10mm，側線拉出值允許偏差±20mm。

5.3導高的調整。三支無交叉線岔側線導線高度的調整應從等高點按著4/1000的坡度向兩邊順坡。

5.4吊弦的檢調。根據導高的調整預配吊弦的長度，以滿足此處接觸線的高度。

5.5繼續測量線岔。對線岔各點的數據進行測量一遍，看始觸區、交叉吊弦、“三點”的數據是否滿足設計要求，不合適再次進行調整。

6.結論

本文通過高速取流時受電弓對接觸網線岔的技術要求，分析了三支無交叉線岔設計的設計原理和維護的主要方法。在維護的過程中要特別注重對三支無交叉線岔拉出值的調整以及三支無交叉線岔導高平順性調整的方法，對于高鐵日常維護及確保高鐵運行安全有著重要的參考價值。

參考文獻：

〔1〕王章刊.淺談接觸網無交叉線岔調整.西安：西鐵科技，2009（4）

〔2〕王作祥.客運專線影響接觸網運行的幾個關鍵環節.北京：電氣化鐵道，2007（1）

〔3〕于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網.西南交通大學出版社，2003

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以實驗室副主任、“長江學者特聘教授”翟婉明領銜完成的課題“鐵道機車車輛－軌道耦合動力學理論體系、關鍵技術及工程應用研究”剛剛榮獲2005年度國家科技進步一等獎，并同時入選2005年“中國高校十大科技進展”。這項研究旨在解決中國鐵路“大運量、高密度、客運提速、貨運重載”超負荷運輸模式發展進程中日益突出的輪軌動態安全問題，率先提出并創建了機車車輛－軌道耦合動力學交叉學科理論體系，建立了機車車輛－軌道統一模型，其成果更加符合超負荷輪軌動態相互作用的實際，在國際上被稱為“翟－孫模型”，被列為當今該領域四大代表性模型之一。實驗室研制的具有我國自主知識產權的機車車輛-軌道耦合動力學仿真系統，成為超負荷鐵路輪軌系統動態安全設計技術平臺，開發了機車車輛-軌道動態作用安全性現場測試評估技術，成功實施了包括秦沈客運專線高速列車、大秦重載鐵路萬噸列車在內的多項重大工程輪軌動態安全評估試驗。

這項成果還廣泛應用于我國鐵路機車車輛開發設計、既有鐵路提速改造、山區鐵路擴能改造、重載運輸、客運專線建設等近20個重點工程之中，解決了一系列工程技術難題，取得了顯著的經濟社會效益，為我國鐵路現代化建設做出了重要貢獻。

鐵道電氣化與自動化專家、中國工程院院士錢清泉教授主持研制成功國內首創的“電氣化鐵道遠動裝置”、“DWY系列多微機遠動系統”等高新技術產品先后多次獲得國家、國家教委、鐵道部和四川省科技進步獎，成功地實現了向生產力的轉化，在世行貸款國際招標項目中連續8次擊敗國外強勁對手，推廣應用于國內近20條干線電氣化鐵路。“牽引變電所安全監控和綜合自動化”是在國內率先實現牽引變電所的綜合自動化和安全監控一體化系統，并在全國鐵路推廣應用。

據初步統計，“十五”期間實驗室主持和主研國家攻關項目2項、國家“863”課題7項，主持國家自然科學基金重點項目2項、面上項目24項，省部科技發展項目65項，實施橫向合作課題163項，國際合作項目7項，共獲得省部級科技進步獎11項。

實驗室400余篇，其中SCI檢索60篇次，EI檢索120篇次。公開出版專著2部，授權發明專利4項，實用新型專利10余項。

實驗室人才輩出，在國內外有重要影響。除兩位院士年過花甲外，其他均在40歲左右，實驗室現任主任張衛華教授也就40來歲。他們當中有博士生指導教師25名，先后聘請“長江學者”特聘教授4名，國家杰出青年基金獲得者3名，跨（新）世紀優秀人才培養基金獲得者7名，全國優秀百篇博士論文獲得者4名，國家“百千萬人才工程”人選2名。另外有國家級突出貢獻專家1名，省部級突出貢獻專家12名，這樣的團隊在國內高校并不多見，形成了一個層次高、能力強、學科相容并互補的創新團隊，并獲得教育部創新團隊基金和國家創新研究優秀科學基金資助。

院士請纓國際一流試驗臺橫空出世

西南交大牽引動力國家重點實驗室擁有世界先進的試驗設備，而實驗室的創建是在實驗室的第一任主任、國際著名機車車輛專家、中國科學院和中國工程院院士沈志云教授的主持下完成的。沈教授長期致力于車輛系統動力學及控制的研究，早在1983年即發表輪軌非線性蠕滑力模型，在國際上被稱為“沈氏理論”。1988年沈志云教授以睿智的戰略眼光建議在我國建立機車車輛整車滾動振動試驗臺，在實驗室里模擬400公里時速列車的運行狀態，以此來研究、開發我國急需的重載和高速鐵路新技術。國家批準這項計劃后，沈志云調集交大各系所的骨干教師，組成專業配套的20多人的班子，領著這支隊伍去車輛工廠做初步設計，到制造工廠監督每一道工序，檢查每一個鑄件、鍛件。他監督著為一個籃球場大小的試驗臺基礎澆筑了4000噸混凝土。結果設備一次安裝成功。

像這樣大規模、復雜的實驗室，現在世界上只有兩個，一個在德國，另一個就在中國西南交大。

而交大自行研制成功的機車車輛整車滾動振動試驗臺，在不少方面屬世界首創。沈院士評價說，在中國，試驗車在線路上記下信號，回來輸入試驗臺就可以再現線路上的振動情況，這個功能在國際上是創新。同時，這個試驗臺還創造了左右滾輪獨立激振的滾振結合試驗模式，能模擬出軌道的各種不平順現象，最大限度地仿真出列車的各種運行狀態，從而保障列車安全運行。試驗臺建成后幾乎承擔了我國所有新研制機車車輛的試驗任務，在機車車輛參數測定、運行品質檢測、參數優化等方面做出重要貢獻，加速了我國鐵路提速和發展高速鐵路的步伐。

試驗臺的建成極大地提升了我國在該領域的創新能力，使我國高速機車車輛試驗研究能力達到國際先進水平，推動了我國高速、重載機車車輛的技術發展和裝備的國產化進程。這個世界上規模最大、功能最強、技術最先進的機車車輛整車滾動振動試驗臺于1999年榮獲國家科技進步一等獎，并被評為“中國高等學校十大科技進展”之一！試驗臺建成后，交大牽引動力實驗室吸引了數名優秀的海外留學科學家扎根國內耕耘發展，他們說，這個世界一流的實驗室能為每個研究人員提供良好的工作環境和發展空間。作為實驗室學術帶頭人的沈志云院士為培養中國自己的頂尖科技人才竭心盡智，奉獻自己的才華、經驗與關愛，看到年輕的一代已挑起大梁，成果豐碩，年逾七旬的沈院士欣慰地笑了。

提速中國 誓讓“鐵龍”騰神州

近十年來我國自行設計研制的50余種新型機車車輛，包括機車、客車和貨車都在這里進行試驗，不僅測定被試車的性能，更是通過多方案優化試驗，使設計車的性能得到優化和提高。我國機車、車輛的升級換代，鐵路的一次又一次提速，列車舒適度和安全系數的不斷提高，包括我國機車車輛的大量出口，都離不開牽引動力實驗室里的這個“寶貝”試驗臺。

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在一些國家，比如說以德國、美國為代表的發達國家在1960年前后中，就將計算機以及通信技術大量的應用在鐵路生產管理中。并且隨著因特網的快速發展，還會不斷地將新的技術應用在鐵路中，使之不斷走向綜合化、信息化，使鐵路朝著管理自動化、智能化鐵路方向發展。其中，以美國的太平洋聯合集團、德國鐵路公司為代表。它們正在快速發展綜合調度、列車運行控制和各種業務系統，在歐美為用戶提供了鐵路運輸，并在傳統系統上開發了用戶自我服務系統，實習了公司于用戶的面對面的交流和聯系，通過先進的電子商務系統 ，為用戶提供方便并且快捷的優越服務[1-2]。

中國鐵路系統企業信息化建設整體上還處于初級發展水平。信息化人均投資很低，信息化建設缺乏合理規劃，尚未覆蓋主要業務和管理流程，尤其是信息資源的開發利用還剛剛起步，難以做到優化企業內外資源配置[3-4]。但是大多數企業有著利用信息化提高企業競爭力的強烈愿望和決心，構成了建設企業信息化發展的動力。所以鐵路系統結合自身業務的特點，分布分批的投入信息化建設，當前重點還是在與日常生產經營過程中，息息相關的路網管理、調度、供電保障等子系統，為保證鐵路的信息兼容性和整體性，在規劃建設各信息系統的時候，開展信息系統的規劃和實施研究，具有重要意義。

2.系統實現

2.1 系統的開發技術

本系統web服務端采用php語言，瀏覽器端采用html、javascript、css、ajar、jquery等語言，保證了系統的開放性、兼容性和跨平臺性。并采用mysql數據庫[5]，由于mvc的低耦合性、高重用性和可適用性，以及php codeigniter框架靈巧、簡化的特點，本系統依托于codeigniter框架采用mnc模式進行開發[5]。系統采用了三層體系架構，

·表現層：表現層采用了html、ajax、css、javascript等技術組成了具有良好用戶體驗的頁面。表現層用于顯示數據和接收用戶輸入的數據，為用戶提供一種交互式操作的界面。用戶只需安裝瀏覽器和給定的網絡地址就可以訪問本系統，用戶不用擔心系統的升級維護的問題，減少了用戶的開支。

·業務層：業務邏輯層處于數據層和表現層的中間，起到了承上啟下的作用，它是系統架構中體現核心價值的部分。它的主要任務是業務規則的制定、業務流程的實現等與業務需求有關的系統詳細設計。

·數據層：數據層簡單的說解釋實現數據表的增加、刪除、查詢、修改的操作。數據層采用mysql關系數據庫。起到了存儲數據的作用，當有數據請求時該層可以將數據發回至表現層。

2.2 系統目標

·建立全路供電專業資源計劃體系，集成、開發一套實用供電專業各層級運行管理的應用子系統。實現班組、車間和供電段、鐵路局、鐵道部以及其他相關單位的鐵路供電綜合管理信息平臺。

·建立全路統一的供電專業生產指揮系統，實現生產管理網絡化，方便供電專業各級管理者實時了解設備運行狀態、人員狀況、檢測質量、作業過程監控、外部環境等信息，為快速準確下達生產計劃、調度命令等提供信息化平臺。

·系統建設要依據鐵路信息化總體規劃，統一網絡結構、統一代碼體系、統一系統平臺，實現升級、維護、服務的統一管理。

3.接觸網運行檢修系統

接觸網檢修系統結合當前牽引供電專業管理業務流程實現檢測檢修管理的網絡化、信息化[6]。可以大大提高工作效率，提高檢測檢修數據的共享性、實時性和規范性。接觸網專業巡視、檢測檢修、運行管理全部納入其中，最終實現“數據日常輸入、 自動生成統計報表、系統智能分析”，全方位提高牽引供電專業管理水平，使牽引供電運行于檢修實現網絡化、

息化、標準化、無紙化，減輕信息收集分析的負擔。

由于codeigniter對mvc的良好分離，可以在model層對整個核心數據庫處理的方法進行封裝，方便其他系統模塊進行調研，controller層作為model層和view層之間的傳遞資源的中介，最終由view層把信息展示給用戶。

接觸網運行檢修系統主要的功能模塊：年度檢修計劃制定、月度檢修計劃制定、各類檢測檢修臺賬，分工單以及值班日志、工作票、一桿一表一圖。

·年度檢修計劃制定

安全技術科，根據接觸網設備制定（客專/普速）年度檢修計劃，檢測檢修計劃包含檢修項目、單位、年度檢修設備數量、以及每個月該項目在當月的檢修區間站場和檢修數量等。檢測檢修設備的數量、檢修周期、單位等均由設備履歷系統提供。

·月度檢修計劃制定

接觸網月度巡視工作時由工區按照規定中接觸網巡視制度的要求去執行，系統將會自動制度計劃：每十天一次晝間巡視，每季度一次夜間巡視，每月一次乘車巡視并且用不同的字體來描述（晝巡、夜巡、登乘）。查看計劃時，可以看到各個網工區各月的巡視計劃的列表，點擊查看詳情，還可以查看計劃的具體情況。以最后一次巡視的時間為節點，往后推超出周期未巡視時要有提醒。

·各類檢測檢修臺帳

工區根據安全技術科制定的年度檢測檢修計劃，對接觸網進行檢測檢修。針對檢測項目填寫相應的臺帳。系統根據年度檢修計劃以及對應的臺帳統計各類項目的完成情況。

分工單以及值班日志、工作票

工作票由施工一天前發送到工區進行作業、在值班日志中有系統直接反映工作票的詳細信息。記事以及工作內容則由工區填寫。

·一桿一表一圖

根據檢測檢修臺帳、以及桿號、公里標對照表用簡圖的形式反映整條線路的檢修情況、簡圖上標注哪些位置的桿號進行過檢修、關聯檢修臺帳以及桿號照片。

每次變更設備時需由工區修改“桿號設備配置核心庫”，并留下修改日志，同時在下一年度開放特定時間內提示人工修改設備履歷。

4.結論

本文主要分析南昌供電段對電氣化鐵路接觸網檢修的現狀以及趨勢，在此基礎上對系統進行了開發框架的選擇，選取了一套便捷、易用的管理信息系統對接觸網檢修、運行提供了一個實時、透明的信息平臺。

本論文主要完成了以下方面的工作：

1）通過和供電段各業務科室的溝通，了解了南昌供電段的主要業務的流程；

2）針對各科室的具體需求，對系統的開發框架進行了選擇，并且對整個系統的方案進行了總體的設計；

3）分析了web應用的安全性問題，利用數據庫的安全特性實現了系統的安全訪問控制過程；

4）將系統部署在南昌供電段的中心機房并試運行。

參考文獻：

[1]供電所管理信息系統建設的難點與對策[j].山西電力 2006.

[2]盧文艷. 鐵路信息化建設與應用現狀[j]. 電力信息化， 2007年第5卷.

[3]毛克勝. 牽引供電管理信息系統設計[d]： [碩士學位論文]. 西南交通大學， 2004.

[4]田少杰. 中國鐵路信息化發展. 鄭州鐵路職業技術學院學報， 2008年3月.

[5]王石. 楊英娜.精通php+mysql應用開發[m]. 北京： 人民郵電出版社，2007

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1.內外現狀及發展趨勢

隨著自治區經濟發展和區內鐵路企業的建設，市場對專業型技能人才也提出了新的、更高層次的要求。在眾多工程類課程中，制圖課是一門工程技術語言，是一門既有系統理論，又有較強實踐性的技術基礎課，其主要任務是培養學生具有一定的識圖能力、空間想象和思維能力，為后續專業課的學習打下基礎。

2.研究目的和意義

基于培養目標、培養規格、培養模式、教學理念的改變，筆者學校以就業為導向，以職業能力為本，在制圖課程內容中積極融入職業能力并將內容排序，重新整體設計，以更好地滿足于專業的需求。為努力創建國家級職業教育改革發展示范校打下堅實基礎。

二、研究方法

1.調查研究

赴北疆鐵路、烏魯木齊鐵路局機務段，對機械制圖的要求進行調研。

2.學習相關專業知識

我們認識到，進一步熟知各專業特點，了解其總體布置、結構組成、工作原理和傳動路線是深入研究的重點。需要花費足夠的時間查閱專業課程、請教專業老師、收集相關資料、改變教學理念，強調制圖課程結構的整體設計。

3.文獻查閱

利用共享資源及網絡資源搜索、學習相關專業知識。

三、研究過程

1.總體思路

專業認知（產品、任務或圖樣）制圖分類（機械制圖和鐵道供電制圖）學習單元（制圖基礎、規定和要求）組織教學（學生主體，教師引導）綜合評價（學生模仿和實踐能力）修訂總結（撰寫材料或主題論文）

2.研究進度

第一階段：根據現有學校的現狀，圍繞專業技能，做好專業分類的工作。

第二階段：圍繞真實載體，以專業應用為本，確定理論教學的“度”，制定制圖分類模塊。

第三階段：制定鐵道供電專業、內燃檢修專業和電力機車專業的教學目標和實施性大綱，分析專業特點，以易難+單綜任務遞進，安排教學內容。

第四階段：注重教師的導向作用，狠抓課堂教學組織，遇到問題及時解決。

第五階段：學生可仿真性地綜合運用相關操作和理論知識來完成考試任務，做到學用結合，摸索新的考試和評價方法。

第六階段：撰寫研究報告、總結材料或主題論文。

3.研究的主要特色

圍繞專業技能，重構制圖過程教學。教師以專業能力為本，設計一個實際任務項目，組織學生圍繞該項目開展學習，使學習任務具體化，學生可仿真性地綜合運用各種相關理論和操作知識來完成任務，使教學做到學用結合，直接服務于專業，從而提高學生的綜合職業能力。

4.在研究中重點解決的幾個問題

（1）重構制圖教學內容。本著“突出應用，服務于專業”的教學指導思想，強調制圖課程結構的整體性，以典型產品或圖樣為載體開展學習，縮短制圖與專業課的距離，壓縮了學時，提高了效率。例如課程設計的任務是給出一個裝配體的各零件圖及裝配示意圖，要求學生弄清各零件間的裝配、連接關系，根據各零件的結構形狀和它們間的裝配、連接關系，并安裝配圖視圖表達要求，確定視圖表達方案，完成裝配圖的識讀。

（2）對教學方法進行了改革。由學科知識結果的復制傳授變成理論適度、專業技能培養的過程傳授；由教師講、學生聽變成注重行動導向的教學。遵循“學生為主體、教師為輔助”的原則設計教學活動，以“學”為中心。

案例式教學。其過程就是利用適時的、適度的提問引出案例，組織學生思考、討論、自我總結，最后教師講評、總結，最終完成教學的過程。應側重于引導學生。教師搜集一些鐵道供電專業和機車檢修專業的典型零件和裝配體的圖紙，讓同學研究原理和裝配關系，然后再講解加工工藝、尺寸標注和表達方法，使學生能看懂圖樣。

講練結合式教學。講課貫徹“少而精”的原則，注意精講多練，講練結合，這種將教、學、練融為一體的教學模式特別適合于機械制圖課程。課堂上，教師講清基本概念、基本理論與畫圖方法之后，就布置學生進行實踐訓練，這樣課堂氣氛活躍，目的明確，學生學習積極性高。這種教學方法適合于大部分機械制圖的教學內容。

錯誤提示式教學。傳統的講授法是教師利用教具如掛圖、模型等邊講邊演示，通過口頭語言，向學生傳授知識，培養學生能力的方法。錯誤提示式教學就是教師在講到同學經常犯的錯誤時，把以往學生作業中的同類錯誤展示給學生，并做出提示，如剖視圖、標準件的規定畫法等。

討論式教學。在教師的指導下，由全班或小組圍繞一個學習問題通過發表各自意見或看法，共同研討，相互啟發，集思廣益地進行學習。例如在講機件表達方法、零部件測繪等內容時，首先分成幾個小組，一個小組一個模型，經討論后，每個小組提出自己的意見并講出理由，最后教師進行評議，選出最好的表達方法。

（3）對學生評價方法的設計。在考核方式上，應以專業為導向，向多樣化方向發展，著重考核傳統方法“考不出”的能力，提倡多元化的制圖考核評價方法，重視過程綜合考核，如閉卷、開卷、現場實操、階段測驗、上交作業、教與學討論或幾種方式綜合運用的考核方法。同時，考核評價提供多次考試機會，可分類分項進行考試，變終結性考試為過程性考核。

四、研究成果

1.對傳統的制圖課程內容重新排序

打破課程自身的系統性和連續性，以專業能力為導向，重構內燃檢修專業、電力檢修專業和鐵道供電專業制圖課程內容。如下所示為鐵道供電專業制圖重新設計的內容。

項目一：電氣化鐵道供電系統認知

項目二：圖形練習

項目三：鐵道供電基礎構件視圖

項目四：鐵道供電基礎機件的表達方法

項目五：標準件與常用件

項目六：鐵道供電裝置裝配圖

項目七：牽引變電所屋內配電裝置

項目八：計算機繪圖

2.創新之處

圍繞鐵道供電專業、內燃檢修專業和電力檢修專業技能，跳過傳統機械制圖課程在內容上由“點”講到“線”，講到“面”，講到“體”，講到“通用專業零件圖”，講到“通用專業裝配圖”的過程；總結出應識讀的專業圖樣或零件，并以此作為教學內容的引入，啟發學生去分析去討論。遇到學生不懂的知識點時，教師再進行有針對性的講解，重構了制圖過程教學，使制圖教學更貼近專業和

實際。

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一、高職院校專業建設的現狀

我國高等職業技術教育的形成，與歐美國家不同。由于歷史的原因在20世紀六、七十年代職業教育陷入停頓狀態，到1978 年，為適應改革開放后地方經濟快速發展對技術應用型人才的迫切需求，我國特色職業大學誕生，到1980年全國共有7所高職院校。從1985年到1998年，我國建立起一個從初級到高級、行業配套、結構合理又能與普通教育相互溝通的職業技術教育體系，形成職業大學、職業技術學院、高等專科學校、普通本科院校二級職業技術學院、部分重點中專、成人高等學校等六類高校共同舉辦高等職業教育的格局。進入21世紀，我國高等職業教育快速發展，從2004年起，高等職業教育先后開展精品課程、人才培養評估、示范校建設工程。到2007年，全國獨立設置的高職(專科)院校共有1186所，占普通高等學校總數的60%以上，在校生人數超過860萬。目前高等職業教育的發展已從規模發展轉向提升質量發展的階段。

經過三十多年的發展，我國高等職業教育取得了巨大成就。但是，高等職業教育主要由“現有職業大學、部分專科學校、獨立設置的成人高校”的改革和少數中專“舉辦高職班或轉制等方式作為補充”(簡稱“三改一補”)的形式發展起來的，基礎薄弱。面對培養目標定位不夠準確、專業設置不夠合理的問題，需要深入分析專業建設及管理的問題，探索專業結構調整優化實施策略，不斷調整與完善專業結構布局，從而實現面向區域經濟需求設置專業的轉型，保證高等職業教育健康發展。

我院經歷了企業辦學和政府辦學兩個階段，在深厚的行業辦職業教育的歷史積淀中，面向社會辦學的服務宗旨及以就業為導向的辦學思路獲得認同。短短三年時間，我院的專業數從15個發展到28個，按照國家專業目錄劃分，我院28個專業分布在9個大類、17個二級類中，涵蓋軌道交通、裝備制造、電子信息、現代服務等四大產業門類。我院在專業建設上還存在一些問題:其一，專業分布相對較為分散，一個教學系部承擔多個大類專業建設。其二專業設置針對性不強。其三，專業建設及管理的模式尚未形成，管理缺少計劃性。

二、專業結構調整優化的依據與思路

1.專業結構調整優化的依據。第一，教育部的兩個文件。《關于以就業為導向深化高等職業教育改革的若干意見》(教高[2004]1號)指出:“高等職業院校要主動適應經濟和社會發展的需要，以就業為導向確定辦學目標，找準學校在區域經濟和行業發展中的位置，加大人才培養模式改革力度;緊密結合地方經濟和社會發展需求，可持續合理地調整和設置專業。”《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》(教高[2006]16號)指出:“高等職業院校要及時跟蹤市場需求的變化，主動適應區域、行業經濟和社會發展的需要，根據學校辦學條件，有針對性地調整和設置專業。要根據市場需求與專業設置情況，建立以重點專業為龍頭，相關專業支撐的專業群……”

以上兩個文件表達了四層意思:一是高等職業教育的專業調整與設置必須服務于區域經濟發展的要求;二是高等職業教育的專業調整與設置必須科學合理，有針對性;三是高等職業教育的專業調整與設置必須根據各院校的辦學條件，做到有所為有所不為;四是高等職業教育的專業調整與設置必須思考建立龍頭專業和支撐專業的專業群。

第二，《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要(2008-2020年)》(以下簡稱《綱要》)。《綱要》提出:“建設開放的現代綜合交通運輸體系。”同時，還指出，要加快發展先進制造業、大力發展高技術產業、優先發展現代服務業。這為區域高等院校的發展提出了明確要求:一是需要大量軌道交通類專業人才;二是急需現代制造業的專業人才;三是重視培育電子信息類專業人才;四是優先發展現代服務專業人才。

2.專業結構調整優化的思路。作為珠三角區域以培養工業、交通高素質技能型人才為主體的高等工科性職業院校，隨著珠江三角洲地區發展戰略和發展目標的不斷調整，我院亟須主動適應我國特別是廣東省新時期產業結構、就業市場和人的全面發展的需要，緊緊抓住廣州市優先發展現代服務業和先進制造業的戰略機遇，調整優化專業結構，按照“做優軌道交通類專業，做強制造業類專業，做實服務業類專業”的專業發展策略，做優城市軌道交通車輛、電氣化鐵道技術等軌道交通類特色專業;積極發展數控技術、機電一體化技術等先進制造業支撐專業;依托軌道類特色專業和支撐專業，前伸后延發展電子信息、財經和管理類等電子信息與服務類專業，逐步形成涵蓋交通運輸、裝備制造、電子信息、現代服務等四大專業類，構建與區域現代產業結構發展趨勢相一致的專業體系。同時，隨著我院規模的迅速擴大，我院在管理上需要進一步科學規范，在專業設置、師資隊伍建設、實訓基地、課程安排等方面迫切需要與《綱要》接軌，穩步提高育人質量和辦學水平。

三、專業結構調整的措施

按照《綱要》的要求，根據我院各個專業現狀和區域經濟的發展趨勢以及當前行業調整的重點，針對我院交通運輸、裝備制造、電子信息、現代服務四大類專業，按照整合、拓寬、開發、組建四種措施實施專業結構的調整與優化，增強我院主動適應地方經濟社會發展的能力，形成優勢突出、特色鮮明、布局合理的專業結構體系。

1.整合相關專業，有所為有所不為。為優化教學資源配置，我院從2009年開始，依據市場需要，規劃將主干課程相似、就業方向基本一致的專業進行了調整與合并，構建符合寬口徑專業培養目標和培養規格的課程體系，使專業設置更加科學合理。

參考我院各專業一次就業率及第一志愿錄取率三年平均值，涉及14個專業為本次兩個階段整合專業對象，占專業總數的50%。第一階段2009~2010年完成8個專業整合，將供用電技術整合到電氣化鐵道技術專業，將電子工藝與管理應用、法律事務兩專業分別整合到應用電子技術及文秘專業，將計算機輔助設計與制造整合到模具設計與制造專業。第二階段規劃將裝備制造、電子信息、現代服務類的6個專業進行歸類再整合，實現專業群的聚集效應。在專業整合過程中，被整合專業的教學資源轉入相應專業，既有利于優勢專業的建設，也有利于將專業結構調整與系、院的長遠發展結合起來。相關專業的整合使教學團隊與實訓基地共享，既符合廣州市區域經濟發展趨勢，也有利于教學單位集中力量做好特色專業。

2.拓寬相關專業方向，面向區域經濟。堅持少專業多方向，即對現有專業已達到相當規模，但尚有較大市場前景和生命力，在相當時期內仍適合廣東經濟發展需要的專業，采取加大專業改造的力度，拓展專業方向，拓寬專業面，使其向寬口徑的專業辦學模式發展，以增強適應性，提高人才培養質量。

我院現有文秘專業主要是培養涉外文秘，畢業生只能從事國家事業機關、國有企業、獨資、合資企業等公關、文秘工作。為了突出該專業的特色、我院主動適應區域經濟和企業、行業發展的需要，及時跟進市場、企業對文秘專業的新要求和文秘專業的發展趨勢，在本專業原有的培養方向上再增加法律文秘、會展文秘兩個方向，以增強該專業在招生和就業方面的競爭力。

為適應目前旅游業發展的需求，我院2009年適時調整優化現有專業，增強為行業服務的優勢，拓展涉外旅游專業培養的方向，在涉外旅游專業下增設旅行社經營管理、酒店管理、旅游乘務方向。

針對珠三角地區現代服務業發達、進出口貿易頻繁、外向型和開放型經濟等特點，根據對市場、企業和兄弟院校的調研，我們發現商務英語人才需求主要集中在兩大就業崗位群，即涉外文員和外貿從業人員，因此我院在商務英語專業下增設了商務英語國際貿易方向。本次拓寬8個專業，拓展方向19個。

3.開發工業交通類新專業，突出特色。我院根據自身條件和專業結構的現狀，立足于現有專業的辦學優勢，從優勢專業出發，集中人力、物力和其他辦學資源，進一步突出我院專業優勢，結合我院“十一五”發展規劃，同時根據各大城市迅猛發展軌道交通的機遇，大力開發軌道交通類新專業，計劃新增市場需求旺盛或潛力巨大，技術培養難度較高，對支持和帶動產業結構升級具有重要作用的為社會急需、具有競爭優勢、能適應本地區經濟社會發展需要的軌道交通運輸管理與服務類專業，滿足軌道交通運營企業和工程施工企業的用人需求。

依據市場對高素質技能型人才的需要，經過充分調研論證，重點鼓勵發展城市軌道交通控制、鐵道工程技術、高速動車組駕駛與維修、模具設計與制造等10個帶動能力強、服務軌道交通建設的新專業。

4.組建“4+4”特色專業群，對接產業鏈。為加強專業建設的集約性，增強各專業間的相互支撐，根據我院的辦學特色與專業建設定位，以城市軌道交通車輛、電氣化鐵道技術、城市軌道交通運營管理、數控技術4個重點專業為龍頭，其他專業為支撐，按照專業群鏈接產業群思路優先建成4個特色專業群。

經過不斷探索，4個特色專業群在人才培養標準引入國際國內軌道交通職業資格標準，形成“產教一體、寓學于工”的人才培養模式，帶動群內13個專業人才培養模式、課程體系與教學內容、校內外實訓基地、“雙師”結構教學團隊、社會培訓服務能力建設，形成4類各具特色的人才培養模式。同時，我院從自身實際和軌道交通產業鏈出發，不斷調整服務方向，增加社會急需的新專業，改造老專業，使新舊專業相輔相成、合理搭配，到“十二五”末，再建軌道工程、電子信息、汽車維護及財經服務4個專業群，形成“4+4”專業群統領、帶動我院各專業整體發展，全面提升我院專業建設的水平，從根本上增強我院的核心競爭力。

四、專業結構調整的長效機制

1.成立專業結構調整工作小組。我院為進一步貫徹落實《綱要》，深入推進專業結構和人才培養方案的調整優化工作，成立了由院長任組長，教學副院長任副組長，教務處、人事處、高職研究所以及各系部主要負責人參加的工作小組。

2.制定工作規劃。專業調整優化工作分三個步驟完成，第一，各系部組織分專業開展廣泛的調研工作;第二，我院分專業類別組織專業帶頭人、專業指導委員會、畢業生代表、用人單位代表、系部負責人等五類專題研討會;第三，落實專業調整方案研討會，確定專業群規劃及相關保障制度。

3.開展專業結構調整調研。為掌握珠三角產業結構優化升級和企業需求的第一手資料，我院領導帶隊、各有關部門負責人和相關專業人員參加，深入珠江三角洲地區，與合作企業共同就專業結構調整問題進行研討，廣泛征求相關企業與歷屆畢業生的意見和建議。按照對接現代產業體系和綜合交通體系的要求，將調研任務分解為多個子項目，制定了工作方案，并安排了專項調研經費以保證調研工作順利開展。

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電能質量的定義：導致用戶設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏差。這個定義簡單明晰，概括了電能質量問題的成因和后果。隨著基于計算機系統的控制設備與電子裝置的廣泛應用，電力系統中用電負荷結構發生改變，即變頻裝置、電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等非線性、沖擊性負荷造成對電能質量的污染與破壞，而電能作為商品，人們會對電能質量提出更高的要求，電能質量已逐漸成為全社會共同關注的問題，有關電能質量的問題已經成為電工領域的前沿性課題，有必要對其相關指標與改善措施作討論和分析。

電能質量指標是電能質量各個方面的具體描述，不同的指標有不同的定義，參考IEC標準、從電磁現象及相互作用和影響角度考慮給出的引起干擾的基本現象分類如下：

(1)低頻傳導現象：諧波、間諧波、電壓波動、電壓與電流不平衡，電壓暫降與短時斷電，電網頻率變化，低頻感應電壓，交流網絡中的直流；(2)低頻輻射現象：磁場、電場；(3)高頻傳導現象：感應連續波電壓與電流，單向瞬態、振蕩瞬態；(4)高頻輻射現象：磁場、電場、電磁場(連續波、瞬態)；(5)靜電放電現象。

對于以上電力系統中的電磁現象，穩態現象可以利用幅值、頻率、頻譜、調制、缺口深度和面積來描述，非穩態現象可利用上升率、幅值、相位移、持續時間、頻譜、頻率、發生率、能量強度等描述。

保障電能質量既是電力企業的責任，供電企業應保證供給用戶的供電質量符合國家標準；同時也是用戶(擁有干擾性負荷)應盡的義務，即用戶用電不得危害供電；安全用電；對各種電能質量問題應采取有效的措施加以抑制。

電能質量指標國內外大多取95％概率值作為衡量依據，并需指明監測點，這些指標特點也對用電設備性能提出了相應的要求。即電氣設備不僅應能在規定的標準值之內正常運行，而且應具備承受短時超標運行的能力。

二、電能質量標準

綜合新頒布的電磁兼容國家標準和發達國家的相關標準，中低壓電能質量標準分5大類13個指標。

(1)頻率偏差：包括在互聯電網和孤立電網中的兩種；

(2)電壓幅值：慢速電壓變化(即電壓偏差)；快速電壓變化(電壓波動和閃變)；電壓暫降(是由于系統故障或干擾造成用戶電壓短時間(10ms～lmin)內下降到90％的額定值以下，然后又恢復到正常水平，會使用戶的次品率增大或生產停頓)；短時斷電(又稱電壓中斷，是由于系統故障跳閘后造成用戶電壓完全喪失(3min，電壓中斷使用戶生產停頓，甚至混亂)；長時斷電；暫時工頻過電壓；瞬態過電壓；

(3)電壓不平衡；

(4)電壓波形：諧波電壓；間諧波電壓；(由較大的波動或沖擊性非線性負荷引起，如大功率的交一交變頻，間諧波的頻率不是工頻的整數倍，但其危害等同于整數次諧波)。

(5)信號電壓(在電力傳輸線上的高頻信號，用于通信和控制)

三、電能質量污染的治理

1、治理的基礎性工作

首先要掌握供電網絡運行狀態，對電能質量開展實時監測，以掌握其動態；第二是分析診斷其變化，即在詳細分析電能質量數據的基礎上，利用仿真軟件對電網結構的固有諧振特性進行計算與分析，排除虛假的諧波干擾；第三是開展系統的合理設計和改造，變電站的設計和投運以及新的電力用戶投運之前都要進行諧波源負荷及電能質量要求等方面的技術咨詢，線路網絡改造和建設也要結合運行負荷的特點和措施，以降低線損，降低設備損失事故，最后才是開展濾波裝置或無功補償裝置的研制、調試和現場測試，以了解治理后的效果，并總結經驗。

2、SVC裝置

近些年來發展起來的SVC裝置是一種快速調節無功功率的裝置，已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負荷的補償，它可使所需無功功率作隨機調整，從而保持在非線性、沖擊性負荷連接點的系統電壓水平的恒定。

Qi＝QD+QL-Qc(2)

式(2)中Qi、QD、QL、Qc分別為：系統公共連接點的無功功率、負荷所需的無功功率、可調(可控)電抗器吸收的無功功率、電容器補償裝置發出的無功功率，單位均為kvar。

當負荷產生沖擊無功QD時，將引起

Qi＝QD+QL+Qc(3)

其中Qc=0，欲保持QC不變，即Qi＝0，則QD＝-QL，即SVC裝置中感性無功功率隨沖擊負荷無功功率作隨機調整，此時電壓水平能保持恒定不變。

SVC由可控支路和固定(或可變)電容器支路并聯而成，主要有四種型式：

(1)可控硅閥控制空芯電抗器型(稱TCR型)SVC，它用可控硅閥控制線性電抗器實現快速連續的無功功率調節，它具有反應時間快(5～20ms)、運行可靠、無級補償、分相調節，能平衡有功，適用范圍廣，價格便宜等優點。TCR裝置還能實現分相控制，有較好的抑制不對稱負荷的能力，因而在電弧爐系統中采用最廣泛，但這種裝置采用了先進的電子和光導纖維技術，對維護人員要專門培訓提高維護水平。

(2)可控硅閥控制高阻抗變壓器型(TCT型)，優點與TCR型差不多，但高阻抗變壓器制造復雜，諧波分量也略大一些。由于有油，要求一級防火，只宜布置在一層平面或戶外，容量在30Mvar以上時價格較貴，不能得到廣泛采用。

(3)可控硅開關控制電容器型(TSC)：分相調節、直接補償、裝置本身不產生諧波，損耗小，但是它是有級調節，綜合價格比較高。

(4)自飽和電抗器型(SSR型)：維護較簡單，運行可靠，過載能力強，響應速度快，降低閃變效果好，但其噪音大，原材料消耗大，補償不對稱電爐負荷自身產生較大諧波電流，無平衡有功負荷的能力。

3、無源濾波裝置

該裝置由電容器、電抗器，有時還包括電阻器等無源元件組成，以對某次諧波或其以上次諧波形成低阻抗通路，以達到抑制高次諧波的作用；由于SVC的調節范圍要由感性區擴大到容性區，所以濾波器與動態控制的電抗器一起并聯，這樣既滿足無功補償、改善功率因數，又能消除高次諧波的影響。

4、有源濾波器

雖然無源濾波器具有投資少、效率高、結構簡單及維護方便等優點，在現階段廣泛用于配電網中，但由于濾波器特性受系統參數影響大，只能消除特定的幾次諧波，而對某些次諧波會產生放大作用，甚至諧振現象等因素，隨著電力電子技術的發展，人們將濾波研究方向逐步轉向有源濾波器(ActivePowerFliter，縮寫為APF)。

APF即利用可控的功率半導體器件向電網注入與諧波源電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，達到實時補償諧波電流的目的。它與無源濾波器相比，有以下特點：

a.不僅能補償各次諧波，還可抑制閃變，補償無功，有一機多能的特點，在性價比上較為合理；

b.濾波特性不受系統阻抗等的影響，可消除與系統阻抗發生諧振的危險；

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高鐵運營環境成本是高鐵運營企業在運輸生產過程中為了解決環境污染和生態破壞所需的全部費用。它是高鐵運營企業進行經營決策和盈虧分析的重要內容，也是高鐵建設前和運輸生產過程中環境評價的內容，所以，高鐵的綠色出行和良好的運營環境對其成本的影響非常值得我們研究。

1.1綠色高鐵運營環境成本的內容研究

本文的環境成本是“本著對環境負責的態度，為高鐵運營單位在高鐵運營過程中，為了預防和治理環境污染而采取的一系列措施的成本，以及因高鐵運營單位為了執行環境目標和要求所付出的其他成本。”

1.1.1噪聲污染及電磁輻射成本。高速鐵路噪聲大致來源于高速列車產生的輪軌噪聲，列車受電弓和接觸網導線摩擦產生的集電系統的噪聲，高速運行列車的空氣動力噪聲，基礎建筑物受振動產生的二次輻射噪聲，來自動力源和車上設備的機械噪聲。

通過大量實測及運營實踐表明，電氣化鐵路運行產生的磁場不會對線路附近人員的身體健康產生有害影響，但列車運行產生的電磁輻射對沿線居民收看電視將產生不利影響。此外，牽引變電所等固定設施產生的工頻電磁場以及GSM-R基站的輻射，也會引起附近居民對電磁影響的擔憂。

1.1.2水污染的治理成本。高速鐵路沿線污水主要來自動車組、高速車站、動車段（動車運用維修所）、工務段（綜合維修段）、供電段等生產、維修場所，主要污水有含油污水、生活污水、洗車廢水和高濃度糞便污水，以 CODcr、BOD5為特征污染物。

1.1.3固體廢棄物的處理成本。沿線固體廢物主要來自到站列車下交的袋裝垃圾、站臺旅客丟放垃圾、車站廣場及候車室的垃圾、車站工作人員產生的垃圾、維修部門的垃圾和附屬車站的經營單位產生的垃圾。

因為鐵路客車垃圾的量比較大，分布范圍比較廣，所以將固體廢棄物做妥善處理是現在我們社會所面臨的難題之一，各國都在不斷尋求處理固體廢棄物的具體而有效的方法。目前固體廢棄物的處理技術主要有：焚燒法（Incineration），熱解法（Pyrolysis），堆肥法（Composing）和填埋法（Landfill）。

1.2運營環境成本的估算原則

1.2.1 內、外區分原則。區分內外環境成本是本文的基礎，哪些費用計入企業，哪些費用屬于社會影響，必須嚴格區分。內部環境成本由企業承擔，外部環境成本則是考察對社會造成的損失。例如，高鐵運行中產生的噪音應該按照相關標準，采取防護措施，產生的這部分費用由企業承擔，屬于內部環境成本。而如果高鐵在運營過程中盡管采取了措施，但是還是無法避免噪音超標，超標造成的影響就屬于外部成本。

1.2.2 邏輯系統原則。有些費用屬于環境成本，但是所發生的費用已經在其他項目中考慮了，雖然不再重復計算，但是在歸類時，本文仍然將其化為環境成本。之所以這樣劃分，一方面避免重復計算，另一方面保證了環境成本在邏輯和系統上的完整性。

1.2.3 方法適當原則。對于同一項環境成本特別是外部環境成本，經常有多種估算方法。外部環境成本的估算方法應該結合實際情況，選擇最符合實際、最貼近真實情況的方法。同時，還要考慮造價估算人員自身的技術水平，選擇適合的方法。

1.2.4 可獲性原則。在對環境成本進行估算時，所選擇和依據的數據和指標應該是可獲得的。否則，再好的方法沒有基礎數據也是沒用的。有些方法可能在發達國家能夠很好的使用，但是在我國現在的技術條件下沒法使用，硬性套用國外先進方法做出的估算是不可靠的。

1.3環境成本估算方法體系

1.3.1 防護費用法。防護費用法是指測算消除或減少環境破壞的有害影響而承擔的防護費。在高鐵建設和運營過程中，防護費用法很常用。例如，為了防止高鐵運營過程中的噪音污染而設置聲屏障，計算設置聲屏障的費用就是防護費用法的一種應用。

1.3.2 第三者裁定法。這種方法更多的應用于污染之后對利益相關者的補償。通常是由法院或者其他協商部門對污染的環境資源補償費用進行裁定。例如，對周邊居民的補償，就可以作為內部環境成本。對于一些外部環境成本難以計量的環境污染，可以采用專家意見法、德爾菲法等方法來確定其價格，這也可以歸為第三者裁定法。

1.3.3 替代市場法。替代市場法指的是用有市場價格的某種替代品來間接衡量沒有市場價格的環境物品的價值。替代市場法又主要包括了下面的三種方法：

（1）后果阻止法

為了阻止環境質量惡化對經濟發展的損害，通常需要改善環境質量。但遇到環境惡化到無法改善的情形時，就需要通過加大其它方面的投入或支出來降低或著抵消環境質量惡化的后果。我們把投入或支出的變動額作為環境價值變動的貨幣價值。

（2）資產價值法

資產價值法主要應用于那些與環境相關的資產上面。例如，鐵路兩旁的房子的價格要低于一般的房屋，這就是環境的變化引起的某一資產價值的變化。如果沒有其他因素影響，環境變化影響了消費者心里感受，進而影響了支付意愿，最后影響到相關資產的價格。資產價值法就是用因為周圍環境質量改變而引起的同類資產價值變動的金額來衡量環境質量變動的貨幣價值。

（3）工資差額法

由于高鐵的運營，使高鐵兩旁的企業、工廠等工作環境變差，如噪音污染、輻射等。鐵路附近的企業、工廠在招聘工人時就會陷入劣勢，不得不提高工資來吸引工人，工資差額法就是用工資的差異來衡量環境質量變動的貨幣價值。

本論文通過對綠色高鐵運營環境成本的內容和估算方法展開深入探討和研究，主要結論如下：①在總結高速鐵路項目在運營期間出現的環境問題基礎上，深入分析概括了解決這些問題的具體措施。得出在進行環境估算的過程中應該重視環境影響評價，還應該分清內外部環境成本的區別與聯系。②建立了條件估值法、防護費用法、恢復費用法、生產力變化法、人力資本法等對高鐵運營環境成本估算方法體系，提高了運營環境成本估算準確性和適用性。（作者單位：石家莊鐵道大學研究生學院）

參考文獻

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