电气化铁路设计与优化对策

【摘要】随着高速铁路的运载量在不断上升，未来的铁路将朝着高速化的趋势发展，铁路电气系统面临着巨大的挑战。现行阶段的电气化铁路设计工作中还有许多需要完善的地方，升级改造亟待进行。本文通过对电气化铁路的设计原则和设计要素进行分析，提出了电气化铁路的优化施工方案。

【关键词】电气化铁路；设计要素；优化

作者简介：郭永良(1979-)，男，河南郑州人，本科，工程师，研究方向：铁路电气化

1前言

铁路在我国的道路运输中占有重要地位，也使得人们出行更加方便。随着铁路行业的不断发展，烧煤技术已经逐渐被历史淘汰，电气化铁路取而代之，成为目前促进铁路发展的最大动力来源之一，发挥的作用也不可同日而语。然而由于时间的推移和动力机车的速度不断提升等原因，原有的铁路供电设施无法满足现在的需求，但是如果全部毁掉建立新的设施，花费的成本太高，不但浪费时间和精力，而且实行起来也很不现实。所以，最好的办法就是对现有设施进行优化改造，在电气化铁路设计时，尽可能的依据科学原则，综合考虑线路和运行情况，注意各个部分的协调和统一，提高优化工作的效果。

2电气化铁路的设计综述

2.1电气化铁路设计应该遵循的原则

成本原则。电气化铁路设计，首先应该考虑的一个重要因素就是成本，目前的电力机车运行速度极快、运载力很强，这就意味着运输能力的大幅度提高，设计时要充分考虑这个要素，可以通过租赁等手段，来达到节约成本的目的；在使用人员的时候，方式可以采用单核计算法，以期使机械达到利用效率的最大化；要将技工和普工合理的结合起来，确保达到科学的比例，优化人力资源配置。安全原则。电气化铁路设计要遵守安全规范，在设计时，对于人员以及机械的管理都要做到严格而且规范。这就要求设计人员必须要认真细致，设计工作开始之前就必须要了解清楚实际情况，可以通过实地考察的方式，确保掌握锚段参数和各个区段的供电情况，为接下来的设计工作提供依据和参考，确保设计工作有针对性、计划性；由于接触网会产生影响周边环境的电磁波，所以在设计时要注意制定科学的应对措施，尽量降低改造工作对于电网产生的不对称性，对于会受到干扰的通讯设备应及时采取措施进行保护，以免设备损坏，影响正常使用。设计工作要注意优化施工方案，施工负责人要加强督促管理，充分结合硬性管理、软性管理，管理制度的设置要注意加强纪律性，但是也要考虑人性化管理的需要。优化方案除了要保证施工的整体目标能够实现的同时，还要注意做好整体到部分的衔接工作，把大目标细化为小任务，一步一步的实现工程目标。电气化设计要格外注意的就是接触网的设计工作，对于这一块，一定要多做比较，以选择最佳方案。设计工作要尽最大努力避免资源的浪费，所以可以采用各种装置对于现存设备进行合理的利用；对车站线距可以进行合理的调整以确保列车的正常运行；对于必要的雨棚、站台结构设计，要根据地理条件，因地制宜的进行。

2.2电气化铁路设计注意要点

现用的线路往往使用多年，与最初的设计资料相比，存在一定的偏差和变动，所以，只看以前的陈旧资料并不科学，会导致信息获取的不全面。设计之前最好去实地详细了解现有设备的状况，对于调研工作要注意做好记录，尤其是岔道的位置与供电线路之间的关系，设计工作要基于真实情况的基础上进行，才能保证设计方案的合理性和预见性。电气化设计要充分考虑施工工作的难易程度，必须要从运行角度进行考虑，对于施工时间和施工方式要进行科学的设计，确保施工方案的可行性，并且保证施工效果能够达到预想要求。方案的设计必须具备一定的前瞻性，优化方案必须综合考虑各方因素，做好供电站、运输协调、信号传输等多个专业的协调，确保他们保持一致性，使升级改造能够带来更大的益处，在改造完成之后，满足尽可能长时间的使用需求，包括提速需求和增容等。

3电气化铁路优化对策分析

3.1改造牵引系统

铁路供电系统有一个非常重要的部分叫做牵引变压器，它关系到系统供电的可靠性和供电质量的高低。变压器通常超负荷运行时间很长，现有的变压器由于容量有限，与现在的要求比起来还存在不小的差距，变压器制造工艺和电压等都需要进一步提升。实地调研是一种很实用的调查方式，可以为变压器的选择提供现实依据，促进设计的科学性和实用性。设计时要注意仔细考察现场实际情况，选择最合适的变压器类型，确保它的容量和接线方式合乎规定要求。牵引系统的导线设计依据是运载能力，所以优化设计必须要注意考察载流能力有没有达到规定要求，如果无法满足规定条件，就必须对牵引系统进行施工和优化。导线选择要考虑的是载流能力和截面，能力较强、截面较大的导线更加有利于降低电流密度、提高电气和机械性能。目前的导线有很多种材料，银铜、镁铜等，选项很多，但是并不是每一种都可以拿来使用，因为不同材料的导线性能和稳定性也不相同，选择时要综合实际的供电能力确定，选择合适的导线。牵引系统对于运输能力有很大的影响，为了避免影响行车，确保运输安全，施工改造的速度必须要快，方案的设计要充分考虑施工的便利性，确保安装的简易快捷；由于牵引系统涉及到电源供给，所以，为了确保电源工程与铁路实际用电需要相一致，保障工程进度，就必须要加强双方的交流，消除由于双方沟通不畅带来的干扰。

3.2改造接触网

改造接触网，就必须要综合考虑施工以及方案，协调各个部门的工作，尽量减少电路施工与电化施工产生的冲突，加强两者的配合：通过新增支柱和软横跨的方式，确保线路能够正常运行，改造中间柱接触悬挂；对于岔道定位柱的改造，可以通过将新增支柱偏移向岔心或标准定位等方式实现，如有必要亦可以实行非标准定位；下锚改造可以通过新锚柱实现，对于现有接触网的下锚实施改造过渡；雨棚以及站台的优化要依据实际的地理条件进行设计，既要使施工方便，又要注意节约成本，一般来说可以通过改造现有设施来实现；部分轻型桥墩要注意提高其稳定性，在增加支柱和横向加固的基础上，对横向位移进行测试，检验桥梁的稳定性情况。改造接触网是一个充满变数的环节，为了确保其可靠性和科学性，就要注意灵活变通，在兼顾现存设施的基础上尽量缩减成本预算，最大限度的避免资源浪费、提高改造效率。

3.3注意安全技术

在整个的改造过程中，必须始终牢记的一项就是安全改造。无论是行车安全还是人身安全或者设备安全，都必须要得到保障，这就要求改造工作必须有科学的制度规划：在改造开始前，做好实地调研和记录，摸清实际情况，根据每个区段的不同情况，制定科学的停电时间分配，降低改造带来的负面影响。重视高压电磁波，由于其对于周边环境有着不容忽视的影响力，很容易对周围的设备造成干扰，所以，在进行改造时，相关部门和工作人员注意采取相关的应对措施，把电磁波的影响力尽量减小，降低它对电网的不利影响。

4结语

电气化铁路对于铁路产生影响很大，所以，为了提高铁路的运载能力，满足速度需求，必须不断进行电气化设计的施工和优化。电气化设计工作专业性高，需要考虑的因素十分复杂，因此设计时一定要考虑选择最优方案。电气化设计一定要遵循科学的设计原则，确保施工方案的优化设计，尽力在现有的基础上做好优化工作，降低对于线路运行的不利影响。电气化铁路的设计要根据铁路自身的特点，加强组织管理，对于存在的各种困难和问题要通过有效的手段进行克服和解决，确保设计方案具有前瞻性和预见性。电气化铁路的优化设计通过降低成本、提升效率，促进了高速铁路的发展，并且也为社会交通的发展奠定基础，为铁路的建设做出贡献。

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作者：郭永良 单位：中国中铁电气化局集团第三工程有限公司