1、高速铁路电气化工程建设标准及技术特点(一一)什么是高速铁路什么是高速铁路国际上通常将设计列车运营时速能达到200 km/h以上的铁路称为高速铁路。根据所采用的不同技术，高速铁路又分为轮轨接触技术类型和轮轨接触技术类型和磁悬浮技术类型磁悬浮技术类型。p 轮轨技术有非摆式车体和摆式车体两种；p 磁悬浮技术又根据所采用的悬浮技术分为超导和常导两种。（二）高速与普通铁路的主要区别（二）高速与普通铁路的主要区别 在轮轨接触的铁路技术中，随着速度的提高，将会出现一些新的问题。对基础设施和移动的车辆都提出了新的要求，主要可以归结为两个方面，即：p当速度超过250 km/h以后，空气动力特性的显著变化，对车辆
2、结构和铁路基础设施提出新的要求；p高速运行的列车要求具备持久稳定、高平顺性、能供列车安全舒适运行的轨下基础。(二二)高速与普通铁路的主要区别高速与普通铁路的主要区别空气动力学特性：列车高速运行时，行车阻力、震动和机械动力噪音有所增加，动车组与空气摩擦噪音的指标亦有所提高。对列车的结构，需要修改头型及外轮廓设计，改善空气流向，优化弓网关系及受电弓的位置优化弓网关系及受电弓的位置，增加减振措施等。(二二)高速与普通铁路的主要区别高速与普通铁路的主要区别接触网方面：接触网方面：列车高速运行时对接触网作用，导线产生较高频率的波动较高频率的波动。为了降低弓网离线率，要求接触网具有较大的张力体系、高度的平
3、顺性，以保证良好的受流供电。设备方面设备方面对比项目对比项目常速接触网常速接触网高速接触网高速接触网设设备备方方面面 导高导高.拉出值测量拉出值测量 线坠线坠 光学测量仪光学测量仪支柱斜率测量支柱斜率测量 线坠线坠 经纬仪经纬仪 吊弦间距测量吊弦间距测量 估算（估算（8 81212米）米）吊弦间距测量仪吊弦间距测量仪 作业车作业车 梯车梯车 轨道作业车轨道作业车 数据计算数据计算 人工或计算器人工或计算器电脑软件程序化电脑软件程序化 基坑开挖基坑开挖 人工人工 专用打桩机专用打桩机 吊弦制作吊弦制作 人工人工 专用制作工具及作业台专用制作工具及作业台 放线放线 人工或轨道车人工或轨道车 恒张力
4、放线车组恒张力放线车组 断线工具断线工具 断线钳或钢锯断线钳或钢锯 液压断线钳液压断线钳 扳手扳手活动扳手活动扳手 专用公斤扳手专用公斤扳手高速接触网与普速接触网的比较高速接触网与普速接触网的比较结构方面结构方面对比项目对比项目常速接触网常速接触网高速接触网高速接触网基基本本结结构构悬挂类型悬挂类型半补偿半补偿.全补偿链形悬挂全补偿链形悬挂全补偿链形悬挂全补偿链形悬挂支持装置支持装置以柔性支撑为主以柔性支撑为主刚性支撑刚性支撑定位装置定位装置普通定位器普通定位器组合定位器组合定位器锚段关节锚段关节三、四跨锚段关节三、四跨锚段关节四、五跨锚段关节四、五跨锚段关节分相分相器件式器件式锚段关节式锚段
5、关节式线岔线岔以交叉线岔为主以交叉线岔为主采用标准定位采用标准定位以非交叉线岔为主以非交叉线岔为主交叉线岔无标准定位交叉线岔无标准定位状态参数和结构参数方面状态参数和结构参数方面对比项目对比项目 常速接触网常速接触网高速接触网高速接触网基基本本参参数数及及动动态态特特性性最大跨距（最大跨距（m m）65656060结构高度（结构高度（m m）1.11.11.71.71.31.31.81.8正线导线高度（正线导线高度（m m）5.85.86.06.05.35.35.85.8吊弦布置间距吊弦布置间距8 8 1212米米吊弦间距吊弦间距9 9米，弹性吊弦米，弹性吊弦8 8米米吊弦形式吊弦形式普通环节
6、吊弦普通环节吊弦弹性整体吊弦弹性整体吊弦预留驰度（预留驰度（mmmm）无预留驰度无预留驰度0 06060之间预留之间预留平均弹性平均弹性0.450.45左右左右0.70.7左右左右弹性差异系数弹性差异系数5050左右左右2020以下以下波动速度波动速度不考虑不考虑是决定因数，要充分考虑是决定因数，要充分考虑综合补偿张力综合补偿张力2.5T2.5T3.53.55.5T5.5T动态抬高动态抬高不考虑不考虑充分考虑并加以限制充分考虑并加以限制导线高度及结构高度导线高度及结构高度 在满足建筑限界的情况下，接触线的悬挂高度应在满足建筑限界的情况下，接触线的悬挂高度应尽量低，尽量低，以减小空气动力对弓网受
7、流质量的影响以减小空气动力对弓网受流质量的影响。国外高速铁路接。国外高速铁路接触线高度如下：触线高度如下：日本：日本：50005000mmmm法国：法国：50805080mmmm德国：德国：53005300mmmm 我国客运专线车辆建筑限界高度为我国客运专线车辆建筑限界高度为48004800mmmm，综合考虑综合考虑绝缘距离、导线弛度、施工误差等因素，绝缘距离、导线弛度、施工误差等因素，客运专线接触线客运专线接触线悬挂点高度定为悬挂点高度定为53005300mmmm，最低点高度为最低点高度为51505150mmmm。线索方面线索方面对比项目对比项目 常速接触网常速接触网 高速接触网高速接触网
8、备注备注 接接触触线线 材质材质纯铜纯铜 铜合金铜合金 改善机械和热性能改善机械和热性能 截面积截面积110110120120150150载流量较大（一般载流量较大（一般为为80080012001200A A）张力张力1010151520202525截面形状截面形状底面圆弧底面圆弧 底面预留磨耗底面预留磨耗 弓线接触面积弓线接触面积 硬点硬点考虑少考虑少 重点考虑重点考虑 值值（无量纲系数）（无量纲系数）不考虑不考虑控制在控制在0.70.7左右左右 蠕变特性蠕变特性 不考虑不考虑 考虑考虑 不能有此产生拉弧不能有此产生拉弧 密度密度大大 小小 导线磨耗导线磨耗 实际测量实际测量 磨损探测接触线
9、磨损探测接触线磨耗情况明显可见磨耗情况明显可见 冰对弓网影响冰对弓网影响 不采取措施不采取措施 带加热接触线带加热接触线 使冰霜熔化使冰霜熔化 弓网关系方面弓网关系方面对比项目对比项目常速接触网常速接触网高速接触网高速接触网弓弓网网关关系系接触压力接触压力只考虑接触力只考虑接触力的静态值的静态值除考虑静态外，还要考虑最大偏差除考虑静态外，还要考虑最大偏差机械磨耗机械磨耗考虑并加以限制考虑并加以限制考虑并加以限制考虑并加以限制电气磨耗电气磨耗几乎不考虑几乎不考虑 考虑受电弓滑板和接触网材料的考虑受电弓滑板和接触网材料的重要因数重要因数动态包络线动态包络线上下左右上下左右100mm100mm上下左
10、右上下左右200200400mm400mm线线材材承力索承力索GJ-70 TJ-90GJ-70 TJ-90THJ-95 THJ-120THJ-95 THJ-120接触线接触线钢铝线黄铜线钢铝线黄铜线以以银铜线和镁铜线银铜线和镁铜线为主为主高速接触网的受流特点高速接触网的受流特点（1 1）空气动力和外部激扰对接触压力影响明显）空气动力和外部激扰对接触压力影响明显 在高速运行下，空气动力将造成在高速运行下，空气动力将造成弓网接触弓网接触力产生较大波动力产生较大波动。该力会因不同受电弓或相同受电。该力会因不同受电弓或相同受电弓的不同运行方向而不同；弓的不同运行方向而不同；在高速运行下，任何外部的不平
11、顺都会造成列在高速运行下，任何外部的不平顺都会造成列车的振动，这种振动的振级与列车速度成正比。振车的振动，这种振动的振级与列车速度成正比。振动同样将使弓网动态接触压力与静态接触压力产生动同样将使弓网动态接触压力与静态接触压力产生较大的偏差，造成动态接触压力上下波动。以上因较大的偏差，造成动态接触压力上下波动。以上因素使素使弓网离线弓网离线，受流质量变差，加剧受电弓滑板和，受流质量变差，加剧受电弓滑板和接触网的电气磨耗和机械磨耗。接触网的电气磨耗和机械磨耗。（2 2）牵引电流是普速列车牵引电流的两倍，甚至更大）牵引电流是普速列车牵引电流的两倍，甚至更大，牵，牵引电流的加大造成接触线与滑板之间过热
12、。引电流的加大造成接触线与滑板之间过热。高速列车单车电流可达高速列车单车电流可达60060010001000A A，而普速列车电流一而普速列车电流一般不大于般不大于300300A A 点接触和大电流输送之间的矛盾更加突出点接触和大电流输送之间的矛盾更加突出!大电流的存在：大电流的存在：(a)(a)回流与接地系统要求更高；回流与接地系统要求更高；(b)(b)网中高次谐波电流产生的高频电磁场干扰更明显；网中高次谐波电流产生的高频电磁场干扰更明显；接触网的电磁干扰有两大类：接触网的电磁干扰有两大类：(a)(a)弓网离线产生的高频电磁辐射；弓网离线产生的高频电磁辐射；(b)(b)接触网绝缘子放电。接触
13、网绝缘子放电。(二二)高速与普通铁路的主要区别高速与普通铁路的主要区别列车及牵引动力：列车及牵引动力：高速列车采用动车组的形式，牵引有动力分散、动力集中两种方式，采用大功率交流传动GTO及IGBT或IPM元件，大幅度提高牵引功率。为了提高速度、减小对轨道结构及基础设施的影响，高速铁路要求降低车体重量并限制轴重。这包括：合理的转向架结构、良好的空气动力学性能和气密性、制动装置的特殊要求，降噪措施，车载微机故障监控诊断系统，集便装置的特殊设计等。动力分散动车组的优点：p 牵引功率大：通过提高动车组中动力车动力车的比例，可增加整个动车组的总牵引功率。如CRH2-300动车组即是在CRH2时速200公
14、里动车组技术平台上，通过增加动车数量的方式实现功率、速度提升。p 轴重小：动力集中模式是将动力车所需所有的功率部件集中在动力车上，其重量大，不利于动力车减重，动力车轴重很大程度上限制了整列动车组的速度。而动力分散模式可将动力车的部分功率部件，如牵引变压器牵引变压器，以及空压机等部件，布置在非动力车上，减轻了动力车的轴重。p 启动加速性能好：整列动车组牵引功率大，同时动轴数量多，粘着利用好，不易发生空转。动力分散动车组的优点：p 可靠性高可靠性高：牵引单元多，且均可单独控制，如其中某个单元故障，可自动或手动切除，其余牵引单元仍可正常运行，或限速运行。动力分散动车组的优点：定员多：动车组所有部件均
15、布置在车下，所有车辆均可载客，极大地提高了车辆的利用率。但对隔音和降噪提出了更高的要求。编组灵活：动车组均可两列重联运行，可满足高峰期和正常客流状态不同的需求。p 与动力集中方式相比，动力分散与动力集中方式相比，动力分散在速度提升、在速度提升、节能环保、综合经济性及适应运输需求节能环保、综合经济性及适应运输需求等方等方面，具有明显的比较优势，符合高速铁路的面，具有明显的比较优势，符合高速铁路的发展需求。发展需求。动力分散动车组的优点：动力分散动车组的优点：(二二)高速与普通铁路的主要区别高速与普通铁路的主要区别通信信号系统：通信信号系统：p 地面信号为主地面信号为主变为变为机车信号为主机车信号
16、为主p 司机制动司机制动转变为转变为车载计算机判别、自动控制，车载计算机判别、自动控制，并并通过通过超速防护系统超速防护系统自动施行制动；自动施行制动；p 为了提高运营指挥效率，保证正点，高速铁路采为了提高运营指挥效率，保证正点，高速铁路采用用综合调度系统指挥控制；综合调度系统指挥控制；p 围绕运营指挥所采用的计算机网络及通信系统，围绕运营指挥所采用的计算机网络及通信系统，需要需要很高的可靠性和安全保障；很高的可靠性和安全保障；p 高速铁路要求高速铁路要求车、地之间的信息传输误码率低车、地之间的信息传输误码率低，且更加准确；且更加准确；p 高速列车装备有大量的计算机检测设备，形成一高速列车装备
17、有大量的计算机检测设备，形成一个个车载计算机网络车载计算机网络，使得列车控制、维修的效率得，使得列车控制、维修的效率得到很大的提高。到很大的提高。(二二)高速与普通铁路的主要区别高速与普通铁路的主要区别其他主要区别：其他主要区别：p 配置了风、雨、雪、地震等配置了风、雨、雪、地震等自然灾害告警系统，自然灾害告警系统，监测信息经过通信网与调度中心直接相连监测信息经过通信网与调度中心直接相连，以保证，以保证高速行车的安全；高速行车的安全；p 沿高速线设置的跨线桥需安装沿高速线设置的跨线桥需安装坠落物告警装置坠落物告警装置，高速全线必须封闭，不设平交道口。高速全线必须封闭，不设平交道口。p 由于高速
18、行驶中列车与空气摩擦产生了大量噪音，由于高速行驶中列车与空气摩擦产生了大量噪音，因此，高速铁路途经人口密集的地区时，沿线需采因此，高速铁路途经人口密集的地区时，沿线需采取降低噪音的措施，取降低噪音的措施，安装隔音墙安装隔音墙。(三三)高速铁路的主要技术特征高速铁路的主要技术特征 采用轮轨技术的高速铁路具有以下四个方面的主采用轮轨技术的高速铁路具有以下四个方面的主要技术特征：要技术特征：1.1.轮轨方面：持久高平顺性的轨道，轻量化、高轮轨方面：持久高平顺性的轨道，轻量化、高走行稳定性的列车；走行稳定性的列车；2.2.弓网方面：弓网方面：大张力的接触网，高性能的受电弓；大张力的接触网，高性能的受电
19、弓；3.3.空气动力方面：流线形、密封的列车，较大的空气动力方面：流线形、密封的列车，较大的线间距和隧道断面；线间距和隧道断面；4.4.牵引与制动方面：牵引与制动方面：大功率的大功率的交交-直直-交交列车和大列车和大容量的牵引供电设施，大能力的盘形、再生、涡流列容量的牵引供电设施，大能力的盘形、再生、涡流列车制动系统和车制动系统和车载信号为主的列控模式车载信号为主的列控模式。(四四)中国高速铁路独特的技术特点中国高速铁路独特的技术特点 1 1、新建、新建300km300kmh h及以上行车速度的双线高速及以上行车速度的双线高速铁路，专门用于旅客快速运输；铁路，专门用于旅客快速运输；2 2、新建
20、行车速度、新建行车速度250km250kmh h旅客列车与旅客列车与120km120kmh h货物列车混合运行的模式；货物列车混合运行的模式；3 3、通信信号制式要考虑、通信信号制式要考虑既有路网既有路网的兼容性；的兼容性；4 4、采用、采用动力分散式动车组、大量采用无碴轨动力分散式动车组、大量采用无碴轨道道等。等。(五五)高速铁路的主要技术标准高速铁路的主要技术标准1 1、正线数目：双线；、正线数目：双线；2 2、设计速度：列车最高运行速度、设计速度：列车最高运行速度350Km/h350Km/h，最低运行速度最低运行速度200Km/h 200Km/h；3 3、牵引种类及列车类型：电力、动车组
21、；、牵引种类及列车类型：电力、动车组；4 4、列车运行控制方式：自动控制；、列车运行控制方式：自动控制；5 5、行车指挥方式：综合调度集中。、行车指挥方式：综合调度集中。高速铁路工程特点与难点高速铁路工程特点与难点一、总体技术要求一、总体技术要求1、信号系统、信号系统 集成了集成了列车运行控制列车运行控制、车站计算机联锁车站计算机联锁和和综合调度综合调度，实现通信、信号和计算机技术的一，实现通信、信号和计算机技术的一体化，充分发挥通信、信号系统的整体综合效体化，充分发挥通信、信号系统的整体综合效能，使其成为一个集能，使其成为一个集行车控制、调度指挥、信行车控制、调度指挥、信息管理和设备监测息管
22、理和设备监测于一体的综合自动化系统。于一体的综合自动化系统。2、牵引供电系统的技术特点、牵引供电系统的技术特点p 供变电系统的安全、可靠性高和高度自动化；供变电系统的安全、可靠性高和高度自动化；p 接触网系统的高平顺性和良好的受流特性；接触网系统的高平顺性和良好的受流特性；p 高速铁路牵引供电系统拟采用高速铁路牵引供电系统拟采用AT供电供电方式；方式；p 简单链型悬挂；简单链型悬挂；p 基于网络化、分层化管理的电力调度系统。基于网络化、分层化管理的电力调度系统。自耦变压器供电方式，牵引变压器将自耦变压器供电方式，牵引变压器将110kV110kV三相电降压三相电降压至单相至单相55kV55kV，
23、接触网与正馈线之间，接触网与正馈线之间并联并联接入一台接入一台自耦变压器自耦变压器，其其中心抽头与钢轨中心抽头与钢轨联结。联结。ATAT供电方式供电方式 正馈线（正馈线（AF线）线）保护线（保护线（PW线）线）ATAT供电方式供电方式 与直接供电方式相比，与直接供电方式相比，ATAT供电方式具有如下优势：供电方式具有如下优势：具有更大的供电潜力，特别是越区供电能力具有更大的供电潜力，特别是越区供电能力变电所间距大，可节省电力系统供电线路的投资变电所间距大，可节省电力系统供电线路的投资减少接触网电分相数量，改善列车运行环境和延长减少接触网电分相数量，改善列车运行环境和延长车上设备使用寿命车上设备
24、使用寿命 减少对通信线的干扰，降低通信线路迁改费用减少对通信线的干扰，降低通信线路迁改费用减少电能损失，降低运营成本减少电能损失，降低运营成本 鉴于以上优势，客运专线电气化一般采用鉴于以上优势，客运专线电气化一般采用ATAT供供电方式电方式ATAT供电方式的优越性供电方式的优越性 3.高速列车拟采用当今世界上最先进的高速列车拟采用当今世界上最先进的300-350km/h动力分散型动力分散型动车组。动车组。列车具有运行速度高、安全可靠、车内布置列车具有运行速度高、安全可靠、车内布置宽敞舒适、车体轻量化、外观流线型、大功率、宽敞舒适、车体轻量化、外观流线型、大功率、低能耗、加速快、爬坡能力强等技术
25、特点，同时低能耗、加速快、爬坡能力强等技术特点，同时具备兼容既有线信号制式、多制动方式、自动诊具备兼容既有线信号制式、多制动方式、自动诊断等功能。断等功能。4.防灾安全监控系统防灾安全监控系统由风监测、雨由风监测、雨量及洪水监测、地震监测、轨温监测、量及洪水监测、地震监测、轨温监测、火灾监测、突发事故、异物侵限及非法火灾监测、突发事故、异物侵限及非法侵入防护等系统组成。侵入防护等系统组成。二、工程特点与难点二、工程特点与难点（一）信号（一）信号1 1、与通信和计算机网络技术一体化；、与通信和计算机网络技术一体化；2 2、列车运行控制采用、列车运行控制采用一级连续速度模式一级连续速度模式，采，采
26、用用无绝缘连续编码轨道电路无绝缘连续编码轨道电路和和GSMGSMR R进行列车与地进行列车与地面之间的信息交换；面之间的信息交换；3 3、系统兼容性强，能与既有线的信号系统兼、系统兼容性强，能与既有线的信号系统兼容，满足不同速度的列车共线混跑及上、下高速线；容，满足不同速度的列车共线混跑及上、下高速线；二、工程特点与难点二、工程特点与难点 4、接地系统采用全线贯通接地铜缆接地系统采用全线贯通接地铜缆，车车站（中继站）集中接地站（中继站）集中接地，提高了系统的稳定性；，提高了系统的稳定性；5、轨道电路工程量大，轨旁设备的安装、轨道电路工程量大，轨旁设备的安装受轨道施工的控制。受轨道施工的控制。接
27、触网接地方式 对于列车密度高、客流量大的客运专线，旅客的对于列车密度高、客流量大的客运专线，旅客的安全至关重要的，接地系统必须满足相关的安全标准。安全至关重要的，接地系统必须满足相关的安全标准。高速列车负荷电流、高速列车负荷电流、故障短路电流均比既有铁路故障短路电流均比既有铁路大大，因此地网中钢轨电位也大大增高，采用传统的接，因此地网中钢轨电位也大大增高，采用传统的接地方式不能满足相关标准要求。地方式不能满足相关标准要求。根据国外经验，根据国外经验，宜采用综合接地方式宜采用综合接地方式。综合接地。综合接地可以简化网上结构，直接接地，可靠性高，并有效降可以简化网上结构，直接接地，可靠性高，并有效
28、降低钢轨电位，同时可避免沿线的各设备相互干扰和故低钢轨电位，同时可避免沿线的各设备相互干扰和故障，提高整体可靠性。障，提高整体可靠性。二、工程特点与难点二、工程特点与难点（二）电气化（二）电气化1 1、采用、采用单相单相ATAT供电供电方式；方式；2 2、增大增大铜合金接触导线面积铜合金接触导线面积和和接触悬挂张接触悬挂张力力，满足高速机车良好平稳受流的需要；，满足高速机车良好平稳受流的需要；3 3、全过程精确测量、准确定位和、全过程精确测量、准确定位和满足大张满足大张力要求的恒张力导线架设力要求的恒张力导线架设，确保接触悬挂具有持，确保接触悬挂具有持久的高平顺性；久的高平顺性；4 4、接触网
29、支柱基础采取、接触网支柱基础采取机械化施工机械化施工。二、工程特点与难点二、工程特点与难点（三）电力（三）电力高可靠、免维护和实现远程控制与监测。高可靠、免维护和实现远程控制与监测。二、工程特点与难点二、工程特点与难点（四）综合调试及试运行（四）综合调试及试运行以通信、计算机网络为基础网，以通信、计算机网络为基础网，列车运行指列车运行指挥系统为核心挥系统为核心，对线路设备及列控系统、供电系，对线路设备及列控系统、供电系统、综合维修系统、防灾报警系统、旅客服务系统、综合维修系统、防灾报警系统、旅客服务系统等子系统，按预设的试验计划进行统等子系统，按预设的试验计划进行单体试验、单体试验、结合试验结
30、合试验和和现场运行模拟试验现场运行模拟试验。涉及专业多，综合调试工作量大，缺少调涉及专业多，综合调试工作量大，缺少调试经验。试经验。电气化工程施工技术电气化工程施工技术标准及特点标准及特点牵引变电所二次侧设备选择 牵引变电所二次侧设备可采用传统的户外开关设牵引变电所二次侧设备可采用传统的户外开关设备或户内开关设备（即开关柜）；备或户内开关设备（即开关柜）；目前我国电气化铁道牵引变电所馈线侧除了哈大目前我国电气化铁道牵引变电所馈线侧除了哈大线采用了线采用了间隔护板式间隔护板式简易空气开关柜简易空气开关柜以外，其他各线以外，其他各线的设备还停留在的设备还停留在高压室网栅间隔式分散布置高压室网栅间隔
31、式分散布置的方式；的方式；在我国，电力部门和城交领域在在我国，电力部门和城交领域在3535kVkV已广泛采用已广泛采用空气绝缘和六氟化硫绝缘开关柜，即空气绝缘和六氟化硫绝缘开关柜，即AISAIS和和GISGIS，特别特别是是GISGIS由于其体积小，可靠性高，维护工作量小，大由于其体积小，可靠性高，维护工作量小，大大节省变电所占地面积、房屋面积和电缆等优点已成大节省变电所占地面积、房屋面积和电缆等优点已成为为3535kVkV配电设备的发展方向；配电设备的发展方向；电气化铁路二次侧开关设备采用电气化铁路二次侧开关设备采用GISGIS也是大趋势。也是大趋势。与传统的户外型设备相比，与传统的户外型设
32、备相比，2 227.527.5kV GISkV GIS开关柜开关柜主要特点如下：主要特点如下：1 1）集成化程度高，并使设备供货渠道得到有效控制，）集成化程度高，并使设备供货渠道得到有效控制，避免了安装的分散性，使设备质量得到了有效的保证；避免了安装的分散性，使设备质量得到了有效的保证；2 2）使用寿命长，可操作）使用寿命长，可操作3000030000次，次，1000010000次内无维护；次内无维护；3 3）大大节省场地面积和房屋面积；）大大节省场地面积和房屋面积；4 4）施工简易化；）施工简易化；5 5）为全所无人值班和自动装置等措施的有效实施了）为全所无人值班和自动装置等措施的有效实施了
33、良好的设备基础；良好的设备基础；6 6）节省了大量的控制电缆。）节省了大量的控制电缆。牵引变电所二次侧设备选择高压配电装置的型式高压配电装置的型式 1.1.空气绝缘的常规配电装置（高压开关柜），简称空气绝缘的常规配电装置（高压开关柜），简称AISAIS；其母线裸露，直接与空气接触，断路器可用瓷柱；其母线裸露，直接与空气接触，断路器可用瓷柱式或罐式，其特点是外绝缘距离大，占地面积大，但式或罐式，其特点是外绝缘距离大，占地面积大，但投资少，安装简单，可视性好，投资少，安装简单，可视性好，现大多数电力用户使现大多数电力用户使用的均是这类用的均是这类配电装置；配电装置；2.2.混合式配电装置，简称混合
34、式配电装置，简称H HGISGIS。母线采用开敞式，母线采用开敞式，其它均为六氟化硫气体绝缘其它均为六氟化硫气体绝缘开关装置；开关装置；3.3.六氟化硫气体绝缘六氟化硫气体绝缘全封闭全封闭配电装置，简称配电装置，简称GISGIS；GISGIS的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维的优点在于占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小，其主要部件的护工作量很小，其主要部件的维修间隔不小于维修间隔不小于2020年年，但投资大，对运行维护的技术性要求很高；但投资大，对运行维护的技术性要求很高；虽然虽然GISGIS性能好于性能好于AISAIS，但由于成本和管理能力的，但由于成本和管理能力的差异
35、，差异，AISAIS在相当一段时间还不会完全退出。在相当一段时间还不会完全退出。GIS 1.GIS 1.GIS的定义的定义 GISGIS全称气体绝缘组合电器设备（全称气体绝缘组合电器设备（Gas Gas Insulated SwitchgearInsulated Switchgear），全部采用），全部采用SF6SF6气体作气体作为绝缘介质，并将所有的高压电器元件密封在为绝缘介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中金属封闭开关设备。接地金属筒中金属封闭开关设备。它是由它是由断路器、母线、隔离开关、电压互感断路器、母线、隔离开关、电压互感器（器（PTPT）、电流互感器（、电流互感器（CT
36、CT）、避雷器、母）、避雷器、母线、套管线、套管8 8种高压电器组合而成的高压配电装置。种高压电器组合而成的高压配电装置。GIS GIS一般由一般由各种不同的间隔各种不同的间隔组成。组成。2.GIS2.GIS厂商介绍厂商介绍p 目前目前GISGIS国外生产厂家主要有国外生产厂家主要有ABBABB、东芝、三菱、东芝、三菱、日立、日立、西门子西门子、阿尔斯通、阿海珐、阿尔斯通、阿海珐(Areva)(Areva)集团等；集团等；p 国内生产厂家有西安西开高压开关厂、西安高压国内生产厂家有西安西开高压开关厂、西安高压电器研究所电器制造厂、泰开集团有限公司、正泰电器研究所电器制造厂、泰开集团有限公司、正
37、泰电气股份有限公司、上海西门子高压开关有限公司、电气股份有限公司、上海西门子高压开关有限公司、厦门厦门ABBABB华电高压开关有限公司、江苏现代南自电气华电高压开关有限公司、江苏现代南自电气有限公司、湖北永鼎开关有限公司、天水长城开关有限公司、湖北永鼎开关有限公司、天水长城开关厂、平高集团等。厂、平高集团等。p 目前目前合企合企生产的生产的GISGIS占国内市场相当人的份额，占国内市场相当人的份额，如占如占550kV550kV断路器和断路器和GISGIS市场的市场的8080，占，占252kV252kV断路器断路器和和GISGIS市场的市场的5050，占，占126kv126kv断路器和断路器和G
38、ISGIS市场的市场的3030。3.GIS3.GIS的特点的特点1 1）GISGIS具有占地面积小、体积小，重量轻、元件全部密封具有占地面积小、体积小，重量轻、元件全部密封不受外界环境（如：凝露，污秽，盐雾，小动物及化学物不受外界环境（如：凝露，污秽，盐雾，小动物及化学物质等等）影响，适用于各种恶劣的场所，并具备很强的防质等等）影响，适用于各种恶劣的场所，并具备很强的防浸水能力，浸水能力，防护等级达到防护等级达到IP67IP67；即使在短时水浸等极端即使在短时水浸等极端情况下也能保证开关正常运行；情况下也能保证开关正常运行；2 2）操作机构无油化，无气化，具有高度运行可靠性。）操作机构无油化，
39、无气化，具有高度运行可靠性。3 3）GISGIS采用整块运输，安装方便，周期短，安装费用较采用整块运输，安装方便，周期短，安装费用较低；检修工作量小时间短。共箱式低；检修工作量小时间短。共箱式GISGIS全部采用三相机械联动，全部采用三相机械联动，机械故障率低。机械故障率低。4 4）优越的开断性能）优越的开断性能断路器采用新的灭弧原理为基础断路器采用新的灭弧原理为基础的的自能灭弧室自能灭弧室（自能热膨胀加上辅助压气装置的混合式结（自能热膨胀加上辅助压气装置的混合式结构）构）,充分利用了电弧自身的能量。充分利用了电弧自身的能量。5 5）损耗少、噪音低）损耗少、噪音低GISGIS外壳上的感应磁场很
40、小，因此外壳上的感应磁场很小，因此涡流损耗很小，减少了电能的损耗。弹簧机构的采用，使得涡流损耗很小，减少了电能的损耗。弹簧机构的采用，使得操作噪音很低。操作噪音很低。IPIP防护等级防护等级p是由两个数字所组成，第是由两个数字所组成，第1 1个数字表示个数字表示固体固体防护等级，防止灰尘等外物侵入防护等级，防止灰尘等外物侵入的等级，第的等级，第2 2个数字表示个数字表示液体液体防护等级，防护等级，是防湿气、防水侵入的密闭程度，数是防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。字越大表示其防护等级越高。p“IP2XIP2X”是指防护等级为是指防护等级为2X2X，“X X”表表示没有要求
41、。示没有要求。p两个标示数字所表示的防护等级如下：两个标示数字所表示的防护等级如下：IPIP防护等级防护等级固体防护等级：固体防护等级：IPIP等级：简要说明等级：简要说明/定义定义 0 0：无防护无防护/没有专门防护没有专门防护 1 1：防：防50mm50mm的固体的固体/人体大面积部分如手人体大面积部分如手(对有意识对有意识接触无防护接触无防护),),直径直径50mm50mm的固体的固体 2 2：防：防12mm12mm的固体的固体/手指或类似物手指或类似物,长度不超过长度不超过80mm,80mm,直径超过直径超过12mm12mm的固体的固体 3 3：防：防2.5mm2.5mm的固体的固体/
42、直径或厚度大于直径或厚度大于2.5mm2.5mm的工具、的工具、电线等电线等,直径直径2.5mm2.5mm的固体的固体 4 4：防：防1.0mm1.0mm的固体的固体/直径大于直径大于1mm1mm的线或片状物的线或片状物,直直径超过径超过1mm1mm的固体的固体 5 5：防尘：防尘/并不防止全部灰尘进入并不防止全部灰尘进入,但进入量不妨碍设但进入量不妨碍设备正常运转备正常运转 6 6：尘密：尘密/无灰尘进入无灰尘进入 IPIP防护等级防护等级液体防护等级：液体防护等级：0 0：无防护：无防护/没有专门防护没有专门防护 1 1：防滴：防滴/垂直滴水应无有害影响垂直滴水应无有害影响 2 2：151
43、5防滴防滴/设备与垂直线成设备与垂直线成1515角时角时,滴水应无有害影响滴水应无有害影响 3 3：防淋水：防淋水/与垂直线成与垂直线成6060角范围的淋水应无有害影响角范围的淋水应无有害影响 4 4：防溅：防溅/任何方向溅水应无有害影响任何方向溅水应无有害影响 5 5：防冲水：防冲水/任何方向冲水应无有害影响任何方向冲水应无有害影响 6 6：防猛烈海浪：防猛烈海浪/猛烈海浪或强烈冲水时进入机壳水量应无有猛烈海浪或强烈冲水时进入机壳水量应无有害影响害影响 7 7：防浸水：防浸水/沉浸在规定压力的水中经规定时间后沉浸在规定压力的水中经规定时间后,进入水量进入水量应无有害影响应无有害影响 8 8：
44、防潜水：防潜水/能长期潜水能长期潜水,完全密封完全密封,进水量不产生有害影响进水量不产生有害影响SF6SF6气体的物理和化学性质气体的物理和化学性质（1 1）纯净的）纯净的SF6SF6气体是气体是无色、无味、无臭、不燃无色、无味、无臭、不燃，在常温下化学性质稳定，属在常温下化学性质稳定，属惰性惰性气体。气体密度气体。气体密度是空气密度的是空气密度的5.15.1倍。倍。（2 2）SF6SF6气体在气体在0.29Mpa0.29Mpa压力时，绝缘强度与变压器压力时，绝缘强度与变压器油相当，油相当，灭弧能力灭弧能力是空气的是空气的100100倍。在倍。在1.2Mpa1.2Mpa时液时液化化，为此，为此
45、 SF6SF6断路器中都不采用过高压力，使其断路器中都不采用过高压力，使其保持气态。保持气态。（3 3）SF6SF6气体有很强的电负性（气体有很强的电负性（SF6+eSF6+e-=SF6=SF6-）而正）而正负离子容易复合成中性质点或原子，这是一般气负离子容易复合成中性质点或原子，这是一般气体所没有的，则体所没有的，则SF6SF6气体较其他气体有更强的灭弧气体较其他气体有更强的灭弧性能。性能。（4 4）而在断路器和）而在断路器和GISGIS操作过程中，由于操作过程中，由于电弧、电晕、火电弧、电晕、火花放电花放电和和局部放电、高温局部放电、高温等因素影响下，等因素影响下，SF6SF6气体会进行气
46、体会进行分解，它的分解物遇到水分后会变成腐蚀性电解质。尤分解，它的分解物遇到水分后会变成腐蚀性电解质。尤其是有些高毒性分解物，如其是有些高毒性分解物，如SF4SF4、S2F2S2F2、S2F10 S2F10、SOF2SOF2、HFHF和和S02S02，它们会，它们会刺激皮肤、眼睛、粘膜，如果吸入量大，刺激皮肤、眼睛、粘膜，如果吸入量大，还会引起头晕和肺水肿，甚至致人死亡还会引起头晕和肺水肿，甚至致人死亡。箱式变电站箱式变电站 p 箱式变电站是一种箱式变电站是一种高压开关设备、配电变压器和高压开关设备、配电变压器和低压配电装置低压配电装置，按一定接线方案排成一体的工厂，按一定接线方案排成一体的工
47、厂预制户内、户外紧凑式配电设备。预制户内、户外紧凑式配电设备。p 即将即将高压受电、变压器降压、低压配电高压受电、变压器降压、低压配电等功能有等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭全封闭、可移动的钢、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，特别适结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。的一种崭新的变电站。p 箱式变电站自问世以来，发展极为迅速，在欧洲箱式变电站自问世以来，发
48、展极为迅速，在欧洲发达国家已占配电变压器的发达国家已占配电变压器的70%，美国已占，美国已占90%。欧式箱变欧式箱变 我国自我国自20世纪世纪70年代后期，年代后期，从法国、德国等国引进及仿从法国、德国等国引进及仿制的箱式变电站，从结构上制的箱式变电站，从结构上采用高、低压开关柜，变压采用高、低压开关柜，变压器组成方式，这种箱变称为器组成方式，这种箱变称为欧式箱变，形象比喻为欧式箱变，形象比喻为“给给高、低压开关柜、变压器盖高、低压开关柜、变压器盖了房子了房子”。美式箱变美式箱变 从从20世纪世纪90年代起，我年代起，我国引进美国箱式变电站，国引进美国箱式变电站，在结构上：在结构上：将负荷开关
49、，环网开关将负荷开关，环网开关和熔断器结构和熔断器结构简化放入简化放入变压器油箱浸在油中变压器油箱浸在油中。避雷器也采用油浸式氧避雷器也采用油浸式氧化锌避雷器化锌避雷器 变压器取消油枕，变压器取消油枕，油箱油箱及散热器暴露在空气中及散热器暴露在空气中，这种箱变称为美式箱变，这种箱变称为美式箱变，形象比喻为形象比喻为“变压器旁变压器旁边挂个箱子边挂个箱子”。箱式变电站，安装方便，在箱式变电站箱式变电站，安装方便，在箱式变电站的的基础下面设有电缆室基础下面设有电缆室，而在低压室内，而在低压室内设有人孔可进入电缆室进行工作。设有人孔可进入电缆室进行工作。从体积上看，从体积上看，欧式欧式箱变由于内部安
50、装常箱变由于内部安装常规开关柜及变压器，产品规开关柜及变压器，产品体积较大体积较大。美美式式箱变由于采用一体化安装箱变由于采用一体化安装体积较小体积较小。从产品成本看，欧式箱变成本高。从产品成本看，欧式箱变成本高。欧式箱变高压侧采用欧式箱变高压侧采用负荷开关加限流熔断器负荷开关加限流熔断器保护。保护。发生一相熔断器熔断时，用熔断器的撞针使负荷发生一相熔断器熔断时，用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分闸，避免缺相运行，要求负荷开开关三相同时分闸，避免缺相运行，要求负荷开关具有切断转移电流能力；低压侧采用负荷开关关具有切断转移电流能力；低压侧采用负荷开关加限流熔断器保护。加限流熔断器保护。美式箱变高
