关于电气化铁路接触网在线防冰技术的研究

关于电气化铁路接触网在线防冰技术的研究

于双石

中国铁路武汉局集团有限公司宜昌综合维修段 湖北 宜昌 443000

摘要：随着社会的发展，铁路建设不断地延伸，要经过各种环境区域。面对不同的气候情况，在高湿、高海拔地区经常容易出现一些覆冰情况，导致电气化铁路接触网因覆冰出现供电系统瘫痪等安全问题不断出现，因此，针对其防冰技术的研究，需要不断地改进，确保电气化铁路的安全稳定运营。本文对电气化铁路接触网在线防冰技术进行研究。

关键词：电气化铁路；接触网；防冰技术；策略

1电气化铁路接触网在线防冰技术现状

但随着技术的更新换代、铁路建设的不断进步与变更，在防冰和除冰技术上也需要进行相应的改善。目前，在输电线和接触网上的防冰融冰技术仍旧存在着一些问题。首先，输电线和接触电网的线路结构、运行方式、受力是不一样的，在防冰除冰上都要进行针对性的研究。其次，对于目前的输电线来说，基本上都具备较大电流，本身具有一定的防冰功能，但是，防冰能力并不强，在极端的天气下，输电线结冰，电流机车还是会出现间歇性负荷，造成接触网电流断断续续。最后，针对不同的地势情况，会有不同的天气情况，尤其是一些特殊地区，如隧道口、山坳等地方，容易气温较低、风速较大，结冰的概率会更大一点。但目前在一些地方并没有实现针对性的在线防冰、融冰。同时，就目前成熟的短路融冰技术来说，对于铁路的正常运行是有一定影响的，它需要铁路停运来进行除冰、融冰。虽然这是在大面积采用短路融冰的时候才需要铁路停运，但也会影响整体的铁路运输，容易造成相应的经济损失。因此，在当下进行在线防冰技术的时候，要建立在不影响铁路正常运输的情况下才行，尽量在输电线和接触网正常运行的情况下能够实现防冰除冰，确保社会铁路运输能够稳定安全运行。

2电气化铁路接触网在线防冰技术策略

2.1接触网材料和结构改善

首先，在进行接触网搭建前，就要做好相应的材料选择，材料要选择不容易让冰雪黏住的材料，同时，在电流输送的过程中，能够将热量传递到输电线外层材料上，当遇到一些小冰霜的时候，能够快速地融化冰霜，让其化水滴落到地面上，或者是让热量将冰雪蒸发掉，避免形成雪花大量堆积进而形成冰，增加整个接触网、输电线的压力，当重量达到一定的承重极限时，则会出现输电线、电线塔的的倒塌，造成电能的流失，甚至造成安全事故的发生。同时，将会严重影响铁路的运行，造成铁路运输的停摆，形成一定的经济损失。同时，在进行输电线和接触网构建的时候，应当作出合理科学搭建才能实现有效的在线防冰。例如，搭建输电线是减少平面面积，降低冰雪着陆面，避免输电线、接触网密度过大造成大面积的平面让冰雪着陆，无法飘落地面并堆积成冰，加大输电线和接触网的压力，影响电流的输送。此策略是最基本的在线防冰技术，是一切防冰技术的前提，也是电气化铁路运行的基础。

2.2 采用电流热力在线防冰技术

为了尽可能地降低覆冰对接触网的影响，在早期已经开始采用人力除冰的手段，但由于人力除冰效率低下、进展缓慢，一定程度上很难实现防冰的效果，因此这一方式完全不适用于大规模的防冰除冰任务中。随后，伴随着技术的不断进步，依靠电力列车自身的力量出现受电弓带负荷和不带负荷两种除冰方法，这两种方法的使用短期内不仅难以达到除冰的效果，而且一定程度上加大对接触网的机械损伤，出现弓网故障。通过之前的不断探索，虽然未探索出一条更适合防冰的解决方案，但促使相关人员对接触网有了更加深入的认识和了解。随着铁路的不断发展，相比之前接触网的构造、运行状况以及影响因素具有明显的变化，这就要求我们必须与时俱进，结合接触网的各项特性选择与之相匹配的防冰策略，以尽可能地解决融冰问题，进而提高列车运行速率和安全性。基于此，在相关技术不断革新、进步的过程中在线防冰技术应运而生，这一技术由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。通过两种设备的协同配合机制，实时监控接触网内电压和温度的变化，根据相关数值的变化采取相对应的举措，进而保证接触网的电流能够达到防冰的状态。

2.3接触网冰量预测

一般来说，少量的冰雪输电线、接触网通过自身的热量就能够很好地融冰，需要不断提升融冰技术的是面对大量的冰雪天气，或是针对某个特殊地区的特殊天气情况。对此，在进行电气化铁路建设的时候，可以引入当下先进技术，在每一段输电线、接触网上安装一定的感应设备，并结合计算机技术将接触网上的冰量情况，与当地天气情况相结合进行相应的预测，并将关指标回传到终端电脑系统中。一是可以通知相关技术人员和铁路维护人员提早做好准备工作，可以进行相应的人工干预，防止接触网冰量过多，输电线负荷过大。二是，接触网冰量感应系统可以和并联抗压器系统进行相关联，一旦冰雪过大，可以触发并联抗压器进行电流阈值浮动范围内的电流调整，加大电流热量散发，加速冰雪的融化，防止冰雪冻结到输电线和接触网上。如此一来，可以节省大量的人力投入，降低电气化铁路的投入成本，也能快速地实现防冰。同时，还可以利用物理抖动进行冰雪抖落进行防冰，这就要求在进行电气化铁路建设的时候，要考虑好结构建设，针对接触网和输电线称重设定一定的冰重数值，当数值到达一定的重量时，让接触网产生振动进行冰花抖落，结合本来的热效应能够快速减轻接触网的负担，做到良好的防冰效果。

2.4应急防冰感应

随着铁路建设的延伸，就要面对各种不同的环境以及天气，有可能同一个地方都会出现不同的冰雪天气，针对一些特殊的地点，例如，海拔较高的地方就应当做好应急防冰感应，做到局部防冰，利用人工智能建立感应系统在接触网上，一旦出现暴雪天气即刻启动应急方案，开设外加的防冰系统，加大热效应传播，让冰雪快速融化避免堆积到接触网上，增大接触网的负荷。同时，应急系统应做好信息回传到中控系统，让相关电气化铁路人员了解情况，必要时，可以让智能机器人或是天眼进行现场情况实时回传，随时监控接触网的结冰情况，以便随时应对突发状况做出快速决定，避免恶劣天气对铁路运行造成安全影响。

2.5做好电流补偿控制电流

电气化铁路防冰技术中电流的大小控制都有着十分重要的作用，因此，要做好SVC静止无功补偿器和SVG静止同步补偿器的构建，实现接触网的防冰融冰功能。首先，是SCV静止无功补偿器会根据TCR基波电流进行相应的计算，得出参考值后再进一步进行相应的触发延迟计算。当接触网出现结冰的时候，根据相应计算系统进行电流要求反馈，然后利用电流的调整增加热效应，让接触网能够实现防冰、融冰的要求。其次，SVG静止同步补偿器则是与并联抗压器相结合，通过对电流电压的输出进行适当调控，同样是通过控制电流实现热效应的增强。而且SVG的输出功率相对比较稳定，电压、电流的调控对其影响较小，能够比较稳定地实现电流热量控制，对一些电压和电流波动较大的接触网来说更适合。最后，防冰技术并不是独立实现防冰的，要想实现接触网更好的防冰融冰，就要做好整体的配合，实现相扶相助作用，保障好接触网防冰、融冰效果。

3 结束语

近年来，天气多变，多有极端天气出现，其中覆冰对电气化铁路接触网的影响最大，很容易造成铁路运行故障，进而影响人们的出行，并造成很大的经济损失，妨碍着社会的进步。因此，对于电气化铁路接触网在线防冰、除冰技术的研究，要加大技术关注，结合当下先进技术，做好对应的防冰、除冰工作，确保铁路能够安全稳定地运行，让交通运输能够顺利推进，推动社会经济的发展。

参考文献:

[1]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.

[2]郭蕾,李群湛,高晓杰.电气化铁路接触网在线防冰电流的决策及控制[J].铁道学报,2015,37(10):42-47.