电气化铁路是一种利用牵引供电系统并获得电能,并且以此来推动电车进行运动的铁路。所以在电车运动的整个过程中,接触网能够发挥出十分重要的作用。但是由于接触网一般布置在室外,恶劣天气会对接触网的运行情况产生影响,所以为了能够维护电车的稳定运行,就需要对接触网的防冰技术进行研究。
1电气化铁路接触网冻结的特点和危害
1.1电气化铁路接触网冻结的特点
对我国电气化铁路接触网造成危害的气候现象主要分为两种,一种是冻雨、另一种是覆冰[1]。这两种天气现象往往会随着低温雨雪的天气出现,并且受当地的气候环境以及温度、风速等客观现实条件的影响,往往会依附于物体的表面。而根据附着的程度,又可以把冻结的现象分为白霜、雾凇、混合淞和雨凇四种。而冻雨和覆冰所造成的接触网冻结问题主要会分为混合淞和雨凇的两种形式。对于电气化铁路的接触网来说。对其危害最大的一种接触物是雨凇,而雾凇和白霜往往附着能力较弱,工作人员在发现出现以上现象的时候可以直接处理。而雨凇有着密度较大并且融合性较强的特点,一旦出现就会随着时间的推移不断增加,对接触网造成较大破坏。
1.2电气化铁路接触网冻结的危害
电气化铁路接触网的冻结问题一般会受到地形因素以及气候因素的影响,一旦铁路网自身长时间暴露于低温的状态下,就会导致出现覆冰的现象,对设备本身造成较大的影响,导致铁路设备的运营受损。由于覆冰会导致接触网本身的磨损增大,甚至导致电弧出现烧伤的情况,会导致接触网自身的使用寿命大大受到影响,甚至会一定程度上地导致电车运行中出现安全隐患,影响用户的乘坐体验。除此之外,由于覆冰也会改变接触网的电压,进一步提高了铁路运行中的不稳定性。
2研究电气化铁路接触网的防冰技术
2.1在导线表面涂抹防冰材料
为了能够从根本上解决电气化铁路在运行的过程中存在的问题,就需要对接触网表面所含有的成分进行研究,并且以研究结果为基础,选择材质能够满足要求的防冰材料。一般来说,这种防冰材料在工作的时候会直接借助外部的导线涂料发热的特征,并且以此来让接触网处于一个恒定的温度状况下,以此来尽可能地减少覆冰状况对接触网本身的影响,但是这种方法在周围环境温度过低的时候使用效果不好,需要相关工作人员根据实际情况来具体选择。并且由于这种做法不能够把铁路接触网的表面温度一直维持在一种恒定的温度下,无法有效在极端恶劣天气中起到防冰的效果,所以在相关工作人员进行操作处理的时候需要谨慎。
2.2电流热力在线防冰技术
电力热流在线防冰技术能够很好地降低铁路接触网受覆冰的影响。在早期,为了能够去除覆冰,往往会采用人工的方式来进行除冰,但是人工除冰的方法往往效率较低而效果较差,并且也不能对后续的覆冰情况起到预防的作用,所以为了能够更好地提高去冰的效率和效果,往往会采用前期预防的方法。这种电流热力在线防冰技术能够通过安装在牵引变电所和分区所的静止无功发生装置SVG来实现,通过配合使用两种机制 ,能够对接触网内部的电流情况和电压情况进行监控,也能更为直接地察觉到接触网本身的温度变化情况,当工作人员察觉到接触网的温度过低的时候,就可以积极采取人工措施来对其进进行处理,以此来让接触网的温度能够上升,让接触网能够起到防冰的效果。
2.3电流热力在线融冰技术
电力热力在线融冰技术一般被应用于接触网已经出现了覆冰状况的时候,由于覆冰会对接触网的使用效果产生较大影响,对接触网直接造成破坏[2]。所以为了能够防止这一影响,可以直接借助线路上的电流来进行融冰。在进行处理的时候主要分为直流融冰和交流融冰两种方式,交流融冰的方式借助牵引变压器实现,而在实际应用的过程中交流融冰的方法必须要和直流融冰结合在一起。由于这种方法操作较为复杂,并且会涉及到较多的电气设备,所以具有一定局限性。
2.4接触网冰量预测
在通常的情况下,少量冰量对铁路接触网自身的影响较小,在接触网自行运行的过程中就可以通过自身的热量来融化覆冰,但是在强降水天气或者温度过低的情况下,就容易产生无法融化的覆冰,导致接触网的使用效果受到影响。所以在进行电气化铁路建设工作的时候,需要革新当前的电气化铁路建设技术,安装感应设备,让感应设备能够通过分析天气状况的变化来预测未来的天气变化情况,并且把未来的天气变化情况通知到铁路技术维护人员。铁路接触网的维护人员在接收到冰量预测的数据之后,就可以采取一定的人工干预方法,防治接触网上的冰量过多,对接触网自身的正常使用产生影响,同时也能够进一步地降低人力资源投入和物力资源的投入情况。
2.5应急防冰感应
随着铁路建设工作的进一步延伸,铁路铺设的地区也将面临不同的环境和天气,而不同的地区的冰雪天气也有着一定的区别,如海拔较高的地区就可能产生低温结冰的情况,需要做好局部防冰工作[3]。如上文中所述,需要结合人工智能技术来建设好方便的气温气候检测系统,并且让该系统来实时检测铁路接触网的外部温度,一旦发现出现暴雪天气的情况就需要及时做出措施来进行紧急防冰作业,以此来进一步保障接触网的使用安全。除了利用人工智能来进行监控,还可以使天眼。
2.6做好电流补偿控制电流
由于电气化铁路的防冰技术本身对电流的大小有着较高要求,所以在实际使用的过程中,需要进一步地做好svc静止无功补偿器的构建,以此来更好地提高接触网的防冰效率和防冰效果。首先需要让svc静止无功补偿器计算TCR的基波电流量,并且按照计算得出的数值来进一步测算触发延迟的情况。当该计算法算出接触网本身出现结冰的情况时,就需要采取一定的措施来对计算机系统进行反馈,得到了反馈的计算机系统会进行计算,并且根据计算的接过来调整电流,对接触网进行加热,以此来起到融冰的效果。由于svc这一装置的稳定效果较好,并且能够适当调控电流和电压的数值,以此来调整接触网自身的热度。所以是一种较为流向的防冰方法。
结论:综上所述,在对电气化铁路接触网进行处理的时候,只采用传统的人工除冰方法对其进行处理是往往不够的。为了能够进一步提高防冰效率,取得良好的除冰效果,就需要尽可能地做好铁路接触网的前期预防工作,以此来最大限度上地减少危险发生的可能性,保障乘客的生命安全和财产安全。
参考文献:
[1]何晋.关于电气化铁路接触网在线防冰技术的研究[J].中国设备工程,2021(04):203-204
[2]翁尔朋.电气化铁路接触网在线防冰技术研究[J].科学技术创新,2019(33):5-6