国内外牵引供电技术现状

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1、国内、外牵引供电技术现状及第六次提速采用的新技术介绍曹冬白一、国内外牵引供电技术现状1.世界铁路牵引供电技术现状１.１牵引动力现代化客运高速、提速或货运重载都离不开牵引动力的现代化。欧美大多数发达国家于20世纪五、六十年代开始着手铁路牵引动力现代化的进程。大约经过15~20年时间，先后完成了牵引动力现代化过程。美国、加拿大等基本是采用内燃牵引。欧洲国家、日本、印度等则以电力牵引为主。到20世纪80年代以后，由于新型半导体技术的发展，出现了交流传动电力机车和内燃机车。电力机车轴功率最大可达1600kW，个别机车

2、达到1800kW。由于机车的牵引功率加大，机车的保存数量及得以下降，低自重、大轴重货车的发展也使货车数量可以减少。1.2提速既有线影响列车加速度提高的一个重要因素是它的曲线区段。由于曲线半径一般在困难地段都比较小，而外轨超高又不能很大，所以列车提高速度以后，乘客会受到过大的离心力加速度而舒适度受影响，因此在提速段一般会按速度目标值加大线路曲线半径或增加外轨超高，但所花费的代价比较大。提速的加一个解决方案是采用摆式列车，其特点是车体会在曲线处自动向曲线内侧倾斜，以补偿部分外轨超高的不足，从而可以在中影响乘客舒适

3、度的前提下提高运行速度。摆式列车可提高曲线速度30~40%，旅行速度20~30%。摆式列车目前在意大利、瑞典、西班牙和加拿大运行中取得成功，意大利的Pendolino在200km/h及以上摆式列车国际市场中占有65%以上的份额。在我国广深线引进瑞典X-200是主动式摆式列车，运营效果良好。1.3世界铁路及电气化现状据不完全统计，目前世界上129个国家拥有铁路总里程约118万公里，电气化总计约25万公里，分布在66个国家和地区平均电化率为23%。其中最大的一些路网有美国23万多公里，加拿大7.3万多公里，俄罗斯

4、8.6万多公里，中国：近8万公里，印度6.28万公里。现在形成了三种类型的铁路发展模式：①客运型：日本铁路为代表②货运型：美国为代表，还有加拿大、南非等③客货并重型：俄罗斯、中国、印度为代表。1.4欧洲铁路200km/h及以上高速铁路网电气化技术体系TS1是欧共体关于欧共体成员国铁路在实现横跨欧洲时牵引供电系统必须共同遵守的协同性技术规格书，适用改造成200km/h高速的既有线和250km/h及以上的高速铁路新线，代表了欧洲铁路电气化的最新技术体系。1）电压：高速线为AC25kV，升级线为25kV和15kV及

5、DC3kV和1.5kV2）受电弓弓宽为1600mm3）接触网标称高度（mm)：高速线为5080或5300；升级线5000~5500mm之间4）接触网风偏：400mm5）接地、连接和雷击防护：应沿线路方向实施总的接地系统，并符合EN50122-1要求6）受电弓间距：受电弓间最大距离应小于400mm，三个连续受电弓间距离应大于143m。7）电分相的设计：最长的一列车上所有受电弓都在中性段内，这样列车受电弓的布置和间距不受限制，中性段的长度至少要402m。8）交流供电系统的设计应允许使用再生制动9）供电装置在外部电

6、磁兼容方面应满足EN50121-2和EN50122系列所有要求10）维修计划应包括变电所和各段的维修常规记录条件、发现物和注意事项当列车达到最高速时的一组安全限制值，以满足网压的要求11）受电弓静态抬升力70N（+20N/-10N）12）动态受流质量（见表）13）列车最大运行速度不应超过接触线波动传播速度的70%14）接触网弹性均匀度要求弹性均匀度，单位为%运行速度，单位km/h接触网悬挂类型200~230230~300300以上简单链型＜40＜40＜25弹性链型＜40＜10＜1015）接触线的温度不应超过E

7、N50119附件B给出的极限值16）受电弓的工作范围，4800~6400mm17）静态接触力：对于AC系统应调整在40~120N之间18）受电弓滑板材料：纯碳或含有附加材料的碳与铜或铜合金制成的接触线相互作用，此组合最好用于横跨欧洲的高速接触网19）接触网最大短路电流：15kA（过去为12kA）20）牵引侧失压和再送电：牵引侧断路器在线路失压3秒后自动跳闸，线路再送电3秒后合闸。21）列车功率系数应满足如下要求：线路类型列车功率MW高速线提速线(a)＞P≥0.95≥0.95(b)2＜P≤6≥0.93≥0.93

8、列车静止时的全功率系数不得小于0.8，目标值是0.922）列车最低平均有效电压(Umeanuseful)不应低于22.5kV23）接触网电压、允许持续时间和限值最低非恒定电压：17.5kV最低恒定电压：19kV额定电压：25kV最高恒定电压：27.5kV最高非恒定电压：29kV（5min）1.5法国——地中海线（瓦朗斯~马赛）法国TGV高速铁路全长1500多km，地中海线（瓦朗斯～马赛），全长250