- 軌道施工與檢測技術
- 王雪飛 王璐 王婷主編
- 12869字
- 2021-09-30 20:09:57
任務二 鐵路認知
軌道交通由客運服務、車輛、供電、通信、信號、工務等各種專業所組成。這些專業既具有自己的獨立性,可以自成體系,專業之間又具有聯動的特征,由所有專業的聯合運作而實現安全運營。運輸生產的“接合部”較多,所牽扯的生產工種較多,為了安全生產,必須對其他部門的專業知識有所理解。這樣才能更好地掌握工務檢測的內容。鐵路是最早的軌道交通,因此下面以此進行敘述。

觀察與思考
鐵路機車是如何分類的?我國現今的常用機車是哪種類型?什么是機車交路?機車是如何編碼的?鐵路車輛分為哪幾類?鐵路車輛由哪幾部分組成?每一部分有什么功能?電氣化鐵路的組成包括哪幾部分?什么是接觸網?接觸網的作用是什么?接觸網由哪幾部分組成?鐵路股道編號原則有哪些?鐵路線路、道岔如何編號?接下來就對此內容進行學習。
1.2.1 鐵路概述
1.鐵路分類
1)按鐵路等級分類
鐵路等級應根據其在路網中的作用、性質、設計速度和客貨運量確定,分為高速鐵路、城際鐵路、客貨共線鐵路、重載鐵路。其中客貨共線鐵路分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級,其劃分應符合下列規定:
(1)Ⅰ級鐵路:鐵路網中起骨干作用的鐵路,或近期年客貨運量大于或等于20Mt者。
(2)Ⅱ級鐵路:鐵路網中起聯絡、輔助作用的鐵路,或近期年客貨運量小于20Mt且大于或等于10Mt者。
(3)Ⅲ級鐵路:為某一地區或企業服務的鐵路,近期年客貨運量小于10Mt且大于或等于5Mt者。
(4)Ⅳ級鐵路:為某一地區或企業服務的鐵路,近期年客貨運量小于5Mt者。
2)按照速度分類
(1)普通鐵路,最高行車速度為160km/h以下。
(2)快速鐵路,最高行車速度為160~250km/h。
(3)高速鐵路,最高行車速度為250~350km/h。
(4)超高速線路,最高行車速度為350km/h以上。
2.中國鐵路系統組成
2013年3月,鐵道部進行改革,鐵路系統被一分為二,實現鐵路政企分開。同時,不再保留鐵道部。組建“國家鐵路局”,承擔行政職責。擬訂鐵路發展規劃和政策的劃入交通運輸部管理,統籌規劃鐵路、公路、水路、民航發展。組建“中國國家鐵路集團有限公司”,承擔鐵道部的企業職責。
中國國家鐵路集團有限公司下屬鐵路局集團公司,鐵路局下屬站段。
(1)車務段:負責列車運營,車務段管理、車站貨運等業務。管轄轄區內的各大小車站,貨運和客運的計劃和收入,列車的運行監控。保證貨運和客運的正常運行,保證運營收入的正常回收。一般特等站和一等站是路局直屬,與車務段平級;二等及二等以下由車務段管轄。鐵路工種:值班員、調度員、連結員、制動員。
(2)機務段:主要負責鐵路機車(俗稱“火車頭”)的運用、綜合整備、整體檢修(一般為中修、段修)的行車單位。鐵路工種:機車司機。
(3)車輛段:負責列車的車輛(不包含機頭)的列車車輛運營、整備、檢修等工作。車輛段通常由本段、客車整備所和列檢所組成。同時車輛段也是地鐵、城市輕軌、城市軌道交通系統中對車輛進行運營管理、停放及維修、保養的場所。鐵路工種:檢車員。
(4)電務段:負責管理和維護列車在運行途中的地面信號與機車信號及道岔正常工作的單位。管理地面信號與機車信號及道岔正常工作的單位。鐵路工種:信號工。
(5)工務段:負責鐵路線路及橋隧設備的保養與維修工作。鐵路巡道,鐵路道口的看守,都屬于工務段職責范圍。鐵路工種:線路工、橋隧工、巡道工、看守工、道口工、探傷工。
(6)工務機械段:負責對鐵路線路的大型維護和維修以及路軌鋪設。與工務段不同在于工務機械段沒有專門管轄的線路。
(7)通信段:常設于鐵路局、地處主干線的鐵路分局及特殊指定的地點。匯集了鐵路局各類通信設施(包括鐵路長途通信、地區通信的電路及設備),在通信段內設置局樞紐(或局間樞紐)通信站,站內具有長途通信設備、地區通信設備、電纜和光纜的引入設備及通信電源設備等。
(8)客運段:主要負責旅客列車工作人員的管理工作,客運段擔當本局管內旅客列車的服務,包括旅客列車內乘務工作和餐飲服務。
(9)供電段:主要負責電氣化鐵路的牽引供電、鐵路運輸信號供電、鐵路地區的電力供應、電力設備的檢修與保養等工作。鐵路工種:接觸網網工、接觸網作業車司機、電力維修工、牽引變電工、配電工等。
(10)房產生活段:為鐵路單位、鐵路居民區房屋建筑提供暖氣、供水、管道維修單位。還管理著鐵路公寓和其他生活單位。
(11)動車段:動車組運用檢修、行車安全設備檢修、客運整備及存車。
學習目標
1.認識機車車輛、接觸網功能、組成。
2.理解軌道線路各部分功能、原理。理解鐵路車站的股道編號、線路編號。
3.掌握道岔組成結構、掌握繪制道岔結構圖。
1.2.2 鐵路機車的認知
鐵路機車車輛是指所有在鐵路運輸的車輛。由多輛車編組運行的車列,稱為列車。根據列車運行動力是否集中在一節車上,分為傳統列車與動車組。根據是否帶動力,傳統列車可以分為機車與車輛;對于動車組,可以分為動車與拖車。根據運輸對象的不同,傳統列車的車輛可分為客車及貨車兩大類,每一大類中又可按用途詳細劃分。
機車是鐵路運輸的基本動力。鐵路是用機車牽引車輛,行駛在鋪有鋼軌線路的一種現代化運輸工具。由于鐵路車輛都不具備動力裝置,需要把客車或貨車連掛成列,由機車牽引沿著鋼軌運行。在車站上,車輛的轉線以及貨場取送車輛等各項調車作業,也要由機車完成。因此,必須保證提供足夠數量的牽引性能良好的機車;還必須加強對機車的保養與檢修工作,以及對機車的運用進行合理的組織。
1.鐵路機車類型
機車按運用分為客運機車、貨運機車和調車機車。
機車按牽引動力的不同可分為蒸汽機車、內燃機車(內燃動車組)和電力機車(電力動車組)三種。
1)蒸汽機車
蒸汽機車的應用,已有170多年的歷史。它是通過蒸汽機,把燃料(煤、油、木材)的熱能轉變成機械能,用來牽引列車運行的一種機車。蒸汽機車主要由鍋爐、汽機、走行部、車架、煤水車、車鉤及緩沖裝置和制動裝置等部分組成。蒸汽機車熱效率低,但其總效率一般只有5%~9%;煤水能源消耗大,需要大量的上煤、給水設備,輸送能力小,所以,目前在我國已逐步被淘汰,如圖1-1(a)所示。
蒸汽機車有:前進、人民、上游、反帝、解放、勝利、建設、星火、自力、蓉建、紅旗、工建、躍進和平等。
2)內燃機車
內燃機車是以柴油機為原動力的機車。內燃機車的熱效率可達到30%,是各類機車中效率較高的一種。機車的整備時間短,持續工作的時間長,適用于長交路;用水量少,適用于缺水地區;初期投資比電力機車少,而且機車乘務員工作條件好,便于多機牽引。但內燃機車最大的缺點是對大氣和環境有污染,如圖1-1(b)所示。
鐵路上采用的內燃機車絕大多數是柴油機。在內燃機車上,柴油機和機車動輪之間都裝有傳動裝置,柴油機的功率是通過傳動裝置傳遞到動輪上去的,而不是由柴油機直接驅動動輪的,其原因就在于柴油機的特性不能滿足機車牽引性能的要求。
內燃機車按傳動方式不同分為:電力傳動內燃機車、液力傳動內燃機車兩種。
內燃機車有:巨龍、飛龍、衛星、TY360、建設、先行、東方紅、北京、長征、東風系列。
東風系列是電傳動內燃機車,也是中國內燃機車的主力,保有量占國產內燃機車總數的一半以上。“東風”是個大家族,有東風、東風2、東風3、東風4、東風5、東風6、東風7、東風8、東風9、東風10、東風11、東風12、ND、NY、NJ等。

圖1-1 鐵路機車
3)電力機車
電力機車本身不帶能源,是依靠從沿途接觸網導線上獲取電能,通過牽引電動機而驅動的機車。由電力機車實施的牽引運行稱為電力牽引,電力牽引具有功率大、效率高、過載能力強、運營費用低、司機勞動條件好、不污染環境等一系列優點,是世界各國公認的最佳鐵路牽引方式,如圖1-1(c)所示。
采用電力機車牽引的鐵道稱為電氣化鐵道。
電氣化鐵道由牽引供電系統和電力機車兩部分組成。發電廠將110~220kV的三相工頻交流電經輸電線送往鐵路牽引變電所,由牽引變電所分別向與其兩邊相鄰區間的接觸網上供給25~27.5kV的單相工頻交流電,供電力機車使用。電力機車是靠其頂部升起的受電弓從接觸網上取得電能,將電能轉換成機械能牽引列車運行的,如圖1-2所示。
電力機車有:韶山、神州、先鋒、和諧等。
“韶山”是個大家族,有韶山SS1型電力機車、韶山SS2型電力機車、韶山SS3型電力機車、韶山SS4型電力機車、韶山SS5型電力機車、韶山SS6型電力機車、韶山SS7型電力機車、韶山SS8型電力機車、韶山SS9型電力機車等系列。
4)動車組
2004年,中國鐵道部展開為用于中國鐵路第六次大提速的動車組技術引進招標,在“以市場換技術”的原則下與加拿大龐巴迪、日本川崎重工、法國阿爾斯通以及德國西門子分別簽訂協議,向中國北車集團和中國南車集團的廠商全面轉讓關鍵技術,并通過吸收的方式達到一定程度的國產化,成為“具有我國自主知識產權”的動車組產品系列。中國鐵道部將所有引進國外技術、聯合設計生產的CRH動車組車輛均命名為“和諧號”,如圖1-1(d)所示。

圖1-2 受電弓
“和諧號”英文代號CRH(China Railways High-speed,中國高速鐵路),當時的主要型號為CRH1A、CRH2A和CRH5A,后來發展出CRH1、CRH2、CRH5、CRH3、CRH380和CRH6等多個系列,每個系列又有若干個細分車型。CRH系列動車組的體系較為龐雜,雖然中國具有自主知識產權,掌握著全部核心技術,但各有其原型,其中CRH1的原型來自于加拿大龐巴迪,CRH2的原型來自于日本川崎重工,CRH3的原型來自于德國西門子,CRH5的原型來自于法國阿爾斯通,它們雖然涵蓋了世界上主要的動車組技術,但存在配件不統一、零件不通用的弊端,給長期應用和維修帶來困擾。2010年中國青島四方機車自主研發的CRH380系列最高時速380km及其以上,全部國產化。
“復興號”是中國標準動車組的中文命名,英文代號CR(China Railway,中國鐵路)。“復興號”由中國國家鐵路集團有限公司牽頭組織研制,具有完全自主知識產權、達到世界先進水平的新型動車組列車,其水平高于“和諧號”CRH系列,分為三個級別,即CR400/300/200,其中的數字表示最高時速,其持續時速分別為350km、250km和160km,適應于高速鐵路和城際鐵路。
最新型“復興號”動車組包括CR400AF和CR400BF兩種型號。其中,A代表生產廠家青島四方,B代表長春客車,F表示動力分散型,400為速度等級代碼,代表該型動車組試驗速度可達400km/h及以上。
2.機車交路及機車編碼
1)機車交路
我國鐵路機車實行配屬制,即根據運輸任務,將全路機車分別配屬于各鐵路局和機務段,固定擔當一定區段的列車牽引等任務。
機車交路是指擔當牽引列車任務的機車在規定區段內往返的回路。
機車交路按用途分為客運機車交路和貨運機車交路:按機車周轉區段的距離分為一般交路(200km左右)和長交路(500~800km,適用于內燃、電力機車)。
2)機車編碼
機車車種:按機車的動力類別和傳動方式特征對機車進行分類。如內燃機車、電力機車。機車車型:按照同一車種內,機車產品定型或局部改進的時間順序賦予具有同一技術特征的機車的分類。機車車型編碼構成如下:

示例1:交流電傳動電力機車,基本型號代碼為HXD1,進行了首次重大改進,則基本變型代碼為A,無一般改進,其型號為HXD1-A。
示例2:交流電傳動電力機車,基本型號代碼為HXD1,未進行重大改進,僅進行了2次一般改進,其型號為HXD1/B。
示例3:交流電傳動電力機車,基本型號代碼為HXD1,進行了2次重大改進,又進行了1次一般改進,其型號為HXD1-B/A。
不同的機車車型應采用不同的基本型號代碼,基本代碼中:DF是東風內燃機車的縮寫、SS是韶山電力機車的縮寫、TA是天安公務車縮寫、ND是進口內燃電傳動機車的縮寫、NJ是進口內燃交流電傳動機車的縮寫、HXD是和諧電力機車的縮寫、BJ是北京型內燃機車的縮寫、NY是進口內燃液力傳動機車的縮寫、HXN是和諧內燃機車的縮寫。
機車車號的編定。機車的車號編碼采用數字碼,用四位阿拉伯數字表示。按一臺機車編定車號的多節機車,應分別在每節機車車號后綴以節號,節號分別用大寫拉丁字母表示,由A起順序排列。
示例:HXD2 0096A、HXD2 0096B。
機車的車號與機車的基本型號代碼組合構成,實現機車車型車號的唯一性。
機車車號:對每一臺機車賦予的序列編號。
1.2.3 鐵路車輛的認知
車輛是鐵路運輸的重要設備,是用來運送旅客、裝運貨物或作其他特殊用途的運載工具。車輛沒有動力裝置,需要把車輛連掛成列,由機車牽引,才能在軌道上運行。
1.鐵路車輛組成
一般來說,車輛的基本構造由車體(車底架)、走行部、車鉤緩沖裝置、制動裝置、車輛內部設備五大部分組成。
(1)車體:是容納運輸對象的地方,又是安裝與連接其他組成部分的基礎。
(2)車底架:是承托車體的長方形構架,是車體的基礎。它承受車體和所裝貨物的重量,并通過上、下心盤將重量傳給走行部。在列車運行時,它還承受機車牽引力和列車運行中所引起的各種沖擊力,所以必須具有足夠的強度和剛度。
車體一般和車底架構成一個整體,其結構形式與車輛的用途有關。
(3)走行部:是承受車輛自重和載重并引導車輛沿軌道行駛,并把車輛的全部重量傳給鋼軌的部分。走行部大多采用轉向架結構形式,以保證車輛運行質量,如圖1-3所示。
(4)車鉤緩沖裝置:由車鉤及緩沖器等部件組成,裝在車底架兩端,其作用是將機車車輛連掛到一起,并傳遞縱向牽引力和沖擊力,緩和機車車輛間的動力作用,如圖1-4所示。

圖1-3 轉向架裝置

圖1-4 車鉤
(5)制動裝置:是保證列車安全運行的最重要部分,產生制動力,使高速運行中的車輛能于規定距離內停車或減速。制動裝置一般包括空氣制動機、手制動機(腳制動機)和基礎制動裝置部分。
(6)車輛內部設備:主要指客車上為旅客旅行所提供的設備。如客車上的座席、臥鋪、行李架、給水、取暖、空調、通風、車電等裝置。貨車由于類型不同,內部設備也因此千差萬別,但一般較為簡單。
2.鐵路車輛類型
鐵路車輛可按下列不同方式分類:
按用途可分為客車、貨車;
按軸數可分為四軸車(主型車)、六軸車、多軸車;
按載重可分為50t、60t、75t、90t等多種。
1)客車
車輛編碼作用:對車輛識別和管理,適應全國鐵路用微機聯網管理的需要。
內容包括:車種、車型、車號。
客車車種:按客車的座別或使用特征對鐵道客車進行分類。如硬座車、軟臥車、餐車。
客車車型:按車輛速度特征及產品定型或局部改進的時間順序賦予鐵道客車的分類。
客車車號:對每一輛鐵道客車賦予的序列編號。
(1)車種編碼規則。車種代碼由客車車種基本代碼構成,結構如下:

車種基本代碼按照車輛的座別和使用特征確定,客車車種基本代碼及名稱見表1-1。
表1-1 部分客車基本型號表

續上表

(2)車型編碼規則。客車車型代碼由速度特征代碼、變型代碼和技術平臺代碼構成,代碼結構如下:

示例1:最高運行速度160km/h,首次定型,A技術平臺,其車型為16AA。
示例2:最高運行速度160km/h,第1次改進,A技術平臺,其車型為16BA。
示例3:最高運行速度120km/h,第2次改進,A技術平臺,其車型為12CA。
速度特征代碼以客車最高運行速度(單位為km/h)的百位和十位阿拉伯數字表示,速度特征代碼示例見表1-2。
表1-2 速度特征代碼示例

(3)車號編碼。每輛客車應具有唯一車號,車號編碼采用七位數字代碼,因車種、車型不同,使用數字規定了區分范圍,同種車輛的車號必須集中在劃定的碼域內,以便從車號編碼上反映車輛的車種、車型。一輛車的編碼是該車的重要標識,必須涂刷在車輛側墻上明顯的位置。
2)貨車
貨車按用途可分為通用貨車、專用貨車、特種貨車等。通用貨車是能裝運多種貨物的車輛,包括平車、敞車、棚車、保溫車、罐車和冷藏車等(敞車約占貨車總數的60%,棚車約占貨車總數的20%,平車約占貨車總數的5.4%),如圖1-5所示;專用貨車是專供裝運某些種類貨物的車輛。包括家畜車、水泥車、漏斗車、自翻車和集裝箱專用平車等;特種貨車包括長大平車、落下孔車、凹型車、鉗夾車等。

圖1-5 通用貨車

圖1-5 通用貨車(續)
貨車車種:按貨車的形狀特征和所裝運貨物的特征或車輛的技術特征劃分的貨車種類。
貨車車型:表征車種和車輛用途、技術特征、結構特征等的字母和數字組合。
貨車車號:對每一輛貨車賦予的序列數字編號。
(1)貨車車種編碼。貨車車種編碼原則上按貨車車種名稱的漢語拼音的第1個大寫字母表示。貨車車種的具體編碼見表1-3。
表1-3 貨車車種編碼

(2)車型編碼。貨車車型采用大寫漢語拼音字母和阿拉伯數字編碼,由車種編碼、輔助編碼1、輔助編碼2、載重級別或速度級別或順序序列、定型序號、轉向架編碼等組成。可無輔助編碼1、輔助編碼2、定型序號,轉向架編碼。具體表示如下:

(3)車號編碼。貨車車號編碼采用7位阿拉伯數字,每一輛貨車應有唯一的車號。采用7位數字代碼,因車種、車型不同,使用數字規定了區分范圍。
3.鐵路車輛標記
為了表示車輛的類型和特征,滿足運用、檢修和統計上的需要,每一鐵路車輛上均應具有規定的各種標記。車輛標記標明在鐵路車輛的一定位置上,用以表示產權、制造、檢修、運用四類。但實質上這些標記主要為了運用及檢修等情況下便于管理和設別所設置。
1)產權標記
國徽:凡參加國際聯運的客車須在側墻外中部懸掛國徽。
路徽:凡產權歸鐵道部的車輛均應在側墻或端墻適當的部位涂刷路徽,如圖1-6(a)所示,表示人民鐵道。對于貨車還應在側梁適當部位安裝產權牌,如圖1-6(b)所示。

圖1-6 鐵路路徽和鐵路產權牌
路外廠礦企業自備車的產權標志:在側墻或其他相應部位用漢字涂打上“××企業自備車”字樣。
配屬標記:所有客車以及個別固定配屬的貨車,必須涂刷上所屬局、段的簡稱。
2)制造標記
生產廠家標志牌。
主要零部件生產廠家,詳見國家標準《鐵道車輛標志》(GB/T 28791—2012)。
3)檢修標記
定期檢修標記是便于車輛計劃修理制度執行與管理的標記。
定期修理標記:
(1)段修、廠修標記。分段修、廠修兩欄。第一欄為段修標記;第二欄為廠修標記;左側為下次檢修年月;右側為本次檢修年月及檢修單位的簡稱。
例如:


(2)輔修及軸檢標記:這兩種檢查是定期進行的,輔修周期為六個月;軸修視軸承的不同形式規定周期,有三個月、六個月等,都涂打在車輛的側墻外側。
4)運用標記
(1)自重、載重及容積:自重為車輛本身的全部質量,以t為單位;載重即車輛允許的最大裝載質量,以t為單位;容積是貨車內部可以容納貨物的體積,以m3為單位,并在括號內注明“內長×內寬×內高”的尺寸。
(2)車輛全長及換長:車輛全長為該車兩端鉤舌內側間的距離,以m為單位。換長是為了編組列車統計工作的方便,將車輛全長換算成輛數來表示長度,換算時以11為標準。
(3)車輛設備、用途及結構特點標記:
表示可以參加國際聯運的客貨車。
表示禁止通過機械化駝峰調車場的貨車。
表示具有車窗、床托等的棚車。
表示頂車作業的指定部位。
表示具有栓馬環或其他栓馬裝置的貨車。
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中國鐵路車次編號規則
我國鐵路每天開行的列車數以千計,為了區別不同方向、不同種類、不同區段和不同時刻的列車,就需要為每一列車編排一個標識碼,這就是車次。車次用阿拉伯數字表示,客車車次還要在阿拉伯數字前加上列車種類漢語拼音的首字母。為了保證行車安全,維護運輸秩序和車次編碼的規范化,鐵路規定進京方向或是從支線到干線稱為上行,反之離京方向或是從干線到支線稱為下行。上行的列車車次為偶數(雙數),下行的列車車次為奇數(單數)。另外,還有的車在運行途中會因為線路上下行的改變而改變車次。例如,廣州東開往哈爾濱的Z236車次,在廣州東開往保定這一段因為是開往北京所以應該為雙數(列車車次為Z236),過了保定站開往天津和以后的旅程因為開始遠離北京,根據遠離北京為下行列車的車次為單數原則,所以需要變更車次為單數Z237。同理,哈爾濱開回廣州東的Z238/235次列車也因為同樣原因需要中途變更車次。
旅客列車,指以客車(包括代用客車)編組的,為運送旅客、行李、包裹、郵件的列車。
1.G讀“高”,高速動車組旅客列車。
2.C讀“城”,是城際動車組旅客列車。
3.D讀“動”,動車組旅客列車。
4.Z讀“直”,直達特快旅客列車。
5.T讀“特”,特快旅客列車。
6.K讀“快”,快速旅客列車。
7.沒有字母的四位車次是普通旅客列車。
8.L讀“臨”,臨時旅客列車。
9.Y讀“游”,旅游列車。
10.X讀“行”,行郵特快專列。
注釋:管內快速旅客列車,原來使用的就是N字頭,現在統一改為K或者T開始的4位數車次,同時取消原來的管內臨客A字頭,統一用L開頭。
1.2.4 接觸網的認知
接觸網是在電氣化鐵道中,沿鋼軌上空“之”字形架設的,供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網是鐵路電氣化工程的主構架,是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。是電氣化軌道交通牽引供電系統的重要組成部分。
1.電氣化鐵路的組成
電氣化鐵道由牽引供電系統和電力機車兩部分組成。將電能從電力系統傳送到電力機車的電力設備總稱為電氣化鐵道的牽引供電系統。
1)電力機車
電力機車的工作原理:接觸網上的交流電,經受電弓進入機車后經過主斷路器再進入主變壓器,從主變壓器的牽引繞組經過硅機組整流后,向六臺分兩組并聯的牽引電機集中供應直流電,使牽引電機產生轉矩,將電能轉變為機械能,經過齒輪的傳動驅動機車轉動。電力機車分類:由于電流制不同,分為三類,即直—直電力機車、交—直電力機車、交—直—交電力機車。
2)牽引供電系統
牽引供電系統是電氣化鐵路從電力系統接引電源,降壓轉換后給電力機車供電的電力網絡,如圖1-7所示。牽引供電系統主要包括牽引變電所和牽引網兩部分。
(1)牽引變電所。接觸網上的額定電壓為25kV,由于供電距離較長,電能在輸電線路和接觸網中產生電能損耗,使接觸網末端電壓降低。為了讓接觸網末端電壓不低于電力機車的最低工作電壓,需要設置牽引變電所。
牽引變電所采用2路電源進線,2臺牽引變壓器,一主一備方式運行。110kV或220kV電源經牽引變壓器后,降壓為1×25kV或2×25kV,然后供給牽引網。接觸網架設在鐵路上方,電力機車通過受電弓與接觸線滑動接觸而獲得電能。

圖1-7 電力系統向電氣化鐵路供電示意圖
(2)牽引網。牽引網如同電力系統的輸電線路,它由饋電線、接觸網、軌道和回流線組成。接觸網是牽引網中最主要的組成部分,車上的受電器通過與它可靠地直接滑動接觸,不斷取得電能,以保持電動車組的正常運行,如圖1-8所示。

圖1-8 牽引供電系統原理示意圖
2.接觸網組成
接觸網定義:接觸網是沿鐵路上空架設的一條特殊形式的輸電線路。
接觸網的組成:由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎等部分組成。
1)接觸懸掛
接觸懸掛包括接觸線、吊弦、承力索和補償器及連接零件,接觸懸掛通過支持裝置架設在支柱上,其作用是將從牽引變電所獲得的電能輸送給電力機車。電力機車運行時,受電弓頂部的滑板緊貼接觸線摩擦取流,如圖1-9所示。

圖1-9 接觸懸掛組成
(1)接觸線。接觸線是直接和受電弓滑板相接觸并摩擦的,電力機車從接觸線上取得電能。
(2)承力索。承力索的作用是通過吊弦將接觸線懸掛起來。要求承力索能夠承受較大的張力和具有抗腐蝕能力,并且在溫度變化時弛度變化較小。
(3)吊弦。吊弦是鏈型懸掛中承力索與接觸線間的連接吊索。
吊弦的作用在鏈型懸掛中,利用調節吊弦的長短來保證接觸懸掛的結構高度、接觸線的弛度、接觸線距軌面的高度;以及線岔處的水平、抬高,改善接觸懸掛的彈性,調整接觸線的弛度,保證接觸線與受電弓良好接觸,提高電力機車受電弓取流質量。吊弦是不應有電流通過的,如發現吊弦有溫升、發紅或燒傷就說明該段接觸網正常導流有問題。
2)支持裝置
支持裝置的作用:是用以支持接觸懸掛,并將其機械負荷傳給支柱和基礎。根據接觸網所在區間、站場和大型建筑物而有所不同。
支持裝置包括腕臂、水平拉桿、懸式絕緣子串、棒式絕緣子及吊掛接觸懸掛的全部設備,如圖1-10所示。
3)定位裝置
定位裝置包括定位管、定位器、支持器及其連接零件,如圖1-11所示。
作用是固定接觸線的位置,在受電弓滑板運行軌跡范圍內,保證接觸線與受電弓不脫離,使接觸線磨耗均勻,同時將接觸線的水平負荷傳給支柱。
4)支柱與基礎
支柱與基礎用以承受接觸懸掛、支持和定位裝置的全部負荷,并將接觸懸掛固定在規定的位置和高度上,如圖1-12所示。

圖1-10 支持裝置

圖1-11 定位裝置

圖1-12 支柱與基礎
我國接觸網中采用預應力鋼筋混凝土支柱和鋼柱。
基礎是對鋼柱而言的,即鋼支柱固定在地下用鋼筋混凝土制成的基礎上,由基礎承受支柱傳給的全部負荷,并保證支柱的穩定性。預應力鋼筋混凝土支柱與基礎制成一個整體,下端直接埋入地下。
3.電氣化區段安全注意事項
1)安全距離
(1)任何人及其所攜帶物品必須與接觸網保持2m以上的安全距離。
(2)在離接觸網2~4m范圍內作業時,必須有人監護。
(3)距接觸網5m范圍內的金屬物體必須裝設接地線。
2)高壓和跨步電壓
高壓指對地電壓在250V以上,如10kV電力線路、25kV接觸網線路等。跨步電壓是指電氣設備碰殼或電力系統一相發生接地短路時,電流從接地處四散流出,在地面上形成不同的電位分布,人走近短路點時,兩腳之間的電位差,如圖1-13所示。

圖1-13 跨步電壓
3)工務作業安全注意事項
(1)為保證電力機車可靠持續地從接觸網取得能量,接觸網導線和鋼軌在高度以及線路中心線的橫向距離都必須保持相對固定。如果接觸網導線和鋼軌相對高度過小,將導致車輛、貨物對接觸網安全距離不夠,嚴重影響人身、設備安全;接觸網和電力機車受電弓之間壓力過大,加快接觸網和受電弓的磨損。如果接觸網導線和鋼軌相對高度過大,將導致接觸網和電力機車受電弓不能良好接觸,將產生拉弧現象,從而導致弓網故障。
如果接觸網導線在鋼軌上的投影和線路中心線的橫向距離過大,將導致電力機車受電弓發生鉆弓、刮弓等惡性弓網故障。
電氣化鐵路中鋼軌作為牽引電流的回流通道,一旦出現電氣回路斷開將導致電力機車不能正常運行。同時鋼軌上將產生高電壓,危及人身安全。因此,在鋼軌上作業要特別注意保持鋼軌電氣回路的完整。
由于電氣化鐵路線路上空掛有接觸網,為保證接觸網導線在最大弛度時,與軌頂保持《鐵路技術管理規程》(TG/01—2014)要求的有關高度要求以及使導線與線路中心線保持《鐵路技術管理規程》(TG/01—2014)的有關技術要求,起道、撥道和其他維修作業受到嚴格限制。
如果需要超出《鐵路技術管理規程》(TG/01—2014)的有關技術標準,應提前與供電部門進行會簽。必要時,工務和供電部門協同施工。
(2)為保持接觸網導線高度和接觸網支柱內側至線路中心的距離,工務和供電部門應該共同根據線路以及接觸網設計的軌面高度,在接觸網支柱內側劃一紅橫線。紅橫線上面標明軌面至接觸網導線的高度,紅橫線下面標明支柱內側至線路中心的距離,作為線路和接觸網維修時共同遵守的標準。工務和供電部門每年按照紅橫線會同復測一次。如果需要對線路或接觸網進行施工時,施工前工務和供電部門應會同按路局批準的施工文件測量復核,工程竣工后復查并重新測定。
(3)搗固作業時要注意保護通過軌道電流的接續線和車站股道間的跳線;對絕緣接頭部位要加強搗固;要防止道床積水;改道作業時撬棍應加裝絕緣套管,避免撬棍搭在兩根鋼軌上造成軌道電路短接。
(4)在帶電的接觸網下進行的作業應該注意以下事項:
①搬運長大桿件應該平放在車上或者兩人抬運,嚴禁在搬運過程中豎立、高舉,以防止長大桿件觸及帶電體,危及搬運人員安全。測量用的花桿、塔尺應該距離帶電體2m以上。
②盡量避免人體與接觸網支柱以及附近的金屬結構接觸,防止這些設備的絕緣部分損壞導致可能出現的高壓短路電流傷人。在接地線損壞時,接地線、回流線與鋼軌的連接點可能會出現高壓短路電流,不應與之接觸。
③在距離接觸網支柱以及帶電部分5m以內的金屬構件上均需裝設接地線。木桿腳手架上綁扎的鐵絲等金屬物,應該去掉余頭,以防止尖端放電。距離帶電部分不足5m的施工機具應該裝設接地線。
④接觸線斷線接地時,接地點10m以內將出現跨步電壓,應單足或者并足跳離危險區,防止跨步電壓傷人。發現接觸網上有線頭、繩索等物品時,嚴禁使用非絕緣物件與之接觸,防止觸電,應立即通知接觸網工區處理。
⑤在進行下列作業時,必須事先通知供電部門采取安全措施后方準進行:
●更換帶有回流線的鋼軌。
●更換牽引變電所岔線和通往岔線的鋼軌以及其主要連接零部件。
●在有接觸網的線路上,在同一地點,同時更換兩股鋼軌以及兩股鋼軌的夾板。
●更換整組道岔。
⑥在使用機械進行作業時,所有機具上的金屬構架距離帶電接觸網不得小于2m;裝卸機械上的所有部分構架不得碰觸接觸網的任何部位以及支柱;被裝卸的貨物要有固定的行走路線,距離帶電接觸網不得小于2m。
⑦作業中嚴禁使用雨傘或遮陽傘;陰雨天氣,人員和機具應距離接觸網設備帶電部分5米以外;防護員不得使用裝有金屬加長天線的報話機。
1.2.5 鐵路車站的認知
車站是交通運輸生產的基地。旅客乘降、貨物承運、列車到發及解編、機車和乘務組的整備和換乘、列檢和貨物檢查,都在車站辦理,車站集中了與行車有關的技術設備。
1.鐵路車站分類
車站有多種分類法,具體如下:
(1)按照車站所擔負的任務量,以及它在國家政治、經濟方面的地位來劃分,車站可分為特等站、一等站、二等站、三等站、四等站、五等站共六個等級。
(2)如果按車站技術作業的不同來劃分,可分為編組站、區段站和中間站。編組站和區段站又統稱為技術站。
(3)按業務性質來劃分,可分為客運站、貨運站和客貨運站。
區間,是指兩個車站(或線路所)之間的鐵路線路。
2.鐵路線路分類
鐵路線路按用途分類可分為正線、聯絡線、站線、裝卸線、生產專用線、段管線、岔線及特別用途線,如圖1-14所示。
1)正線
正線是指連接車站并貫穿或直股伸入車站的線路(Ⅱ道)。
鐵路正線分類:
(1)單線鐵路:區間只有一條正線的鐵路。在同一區間或同一閉塞分區內,同一時間只允許一列車運行,對向列車的交會和同向列車的越行只能在車站上進行。

圖1-14 車站布置示意圖
(2)雙線鐵路:區間有兩條正線的鐵路。分為上行線及下行線。在正常情況下,上下行列車分別在上下行線上行駛。在同一區間或同一閉塞分區的一條正線上,同時只允許一列車運行。
(3)多線鐵路:區間有多于兩條正線的鐵路。
2)站線
站線是指到發線、調車線、牽出線、備用車停留線及站內指定用途的其他線路。
(1)到發線是指供列車到達或出發使用的線路(1、3、4道)。
(2)調車線是指供車列解體和編組并存放車輛使用的線路(5、6、7、8道)。
(3)牽出線是指設在調車場的一端,專供車列解體、編組及轉線等調車作業牽出使用的線路(11、13道)。
(4)備用車停留線是為保證生產急需和車、貨流變化而備用的車輛停留的線路。
(5)站內指定用途的其他線路是指機車走行線(機1道)、機車整備線(機2、3道)、禁溜車停留線、軌道衡線、駝峰迂回線及車輛站修線(9、10道)等。
3)裝卸線
裝卸線是指裝卸物料的線路。
4)生產專用線
生產專用線是指在生產工藝流程中所使用的各種線路。
5)段管線
段管線是指機車、車輛、工務、電務等部門專用并由其管轄的線路。
6)岔線
岔線是指在區間或站內接軌的其他專用線路。
7)特殊用途線
特殊用途線是指安全線和避難線。安全線為進路隔開設備之一,是在列車運行徑路的匯合處,為防止列車或機車車輛進入另一列車或機車車輛進入的線路的一種安全設備。
避難線是為防止在陡長的下坡道上失去控制的列車發生沖突、顛覆或為防止在陡長的下坡道上斷鉤的車輛闖入占用區間或站內,在陡長下坡道下方專設一段上坡的盡頭線路。避難線主要依靠逐漸升高的坡度來抵消失控列車的動能。
3.股道和道岔的編號
為了作業和維修管理上的方便,站內線路和道岔應有統一的編號。
我國鐵路采用左側行車制,并且原則上規定以開往北京的方向為上行方向,背離北京的方向為下行方向。上行列車到達端道岔編為雙數,下行列車到達端道岔編為單數。
1)股道編號方法
(1)站內正線規定用羅馬數字編號(Ⅰ、Ⅱ…),站線用阿拉伯數字編號(1、2、3…)。在一個車站內站線編號要連續。
(2)單線鐵路上,由站房開始,向外側順序編號。位于站房左、右或后方的線路,在站房前的線路編完后,再由正線方向起,向遠離正線順序編號,如圖1-15所示。

圖1-15 單線鐵路站內股道編號圖
(3)在復線鐵路上,下行正線一側用單數,上行正線一側用雙數,從正線向外順序編號,如圖1-16所示。

圖1-16 雙線鐵路站內線路編號圖
2)道岔編號方法
(1)用阿拉伯數字從車站兩端開始,由外向內、先主(主要進路)后次(次要進路)依次編號。
(2)上行列車到達端編為雙數,下行列車到達端編為單數。
(3)站內道岔,通常以車站站臺中心線作為劃分單數號與雙數號的分界線。
(4)每一道岔均應編以單獨的號碼,渡線道岔、交叉渡線道岔及交分道岔等處的聯動道岔,應編為連續的單數或雙數,如圖1-17和圖1-18所示。

圖1-17 單線鐵路站內線路、道岔編號圖

圖1-18 雙線鐵路站內線路、道岔編號圖