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1. 煤炭企业电气化铁路管理及维护存在的问题
1.1电气化铁路接触网应急抢修装备配置不完善
我国铁路在2007年实施第六次大面积提速之后,有线部分地段铁路的最高运行速度达到了250km/h , 要求电气化铁路接触网的运行质量、可靠性以及作业安全防护都要得到保证, 然而却没有相应提高接触网应急抢修装备配置的水平。落后的车梯和简单的工具、机具仍在一些区段的接触网工区使用，进行接触网的检修和抢修工作。第六次大面积提速区段线路采取了封闭措施, 但是仍然要依靠汽车和车梯等简单的工具进行接触网的抢修工作, 当接触网故障时,不能使抢修人员、工具、机具快速到达抢修现场, 严重延误了抢修时间。免费论文。
大同煤矿集团下的电气化铁路，采用了接触网，接触网的供电和接触网的维护至关重要，电气化铁路接触网应急抢修装备配置不完善与电气化铁路快速发展的需要是不相适应的。免费论文。
1.2存在多种电能质量问题
1.2.1牵引负荷的波动性和冲击性强
目前，煤炭企业电气化铁路的牵引负荷在时间和空间上的分布非常不均匀，具有很强的冲击性和波动性，这使得电气化铁路电能质量综合治理非常困难。牵引负荷与多种因素有关，比如线路情况、牵引重量、机车类型及操纵、机车速度、运行图等。
我国电气化铁路牵引变电站的最大容量和高速客运专线牵引变电站远期规划容量分别达到80MVA和120MVA，而且由于电气化铁路建设时考虑到高达100%的过载容量，因此峰值负荷可以达到160-240MVA。这么大的集中负荷会在电网较薄弱的地区对该地区的供电系统造成巨大的冲击，甚至导致电压波动和闪变等问题的产生。
1.2.2三相严重不平衡
由于电力机车是单相负荷的，因此将其接入三相对称的电网中将在牵引变压器系统侧产生负序电流。该负序电流幅值较大，它的大小取决于牵引变压器的连接方式及牵引负荷。如果牵引变电站采用单相接线变压器，其牵引负荷等于牵引负荷电流的0.144倍，牵引负荷在电力系统中引起的负序电流与正序电流是相等的；如果牵引变电站采用单相V/V接线变压器，在两个方向的牵引负荷相等的情况下，其牵引负荷在电力系统中引起的负序电流是正序电流的一半，在两侧牵引负荷不相等的情况下，两侧负荷电流之差的绝对值与负序电流成正比。
这样严重的负序电流将在旋转电机中产生负序磁场，造成负序同步转矩在发电机中产生，并能够导致附加震动，同时引起电动机中产生制动转矩，影响出力。电力变压器容量利用率会由于三相不对称负荷而下降，同时变压器能量损耗会增加，铁芯磁路也会发热。此外，负序电流也会对继电保护和自动装置的负序参量启动原件造成一定的干扰，导致它们频繁发生失误。免费论文。
1.2.3功率因数较低
在电力机车的不同工况下，牵引网电压的变化幅度大，进而引起牵引负荷电流相位角的变化幅度较大，从而导致平均功率因数偏低。在机车处于再生制动工况的情况下，机车电流就会反馈牵引网，引起电流相位角滞后120°到130°；同理，在机车处于其他工况的情况下，相位角和功率因数也会发生变化。
因此，大量的无功电流就会通过电力机车向电网注入，使得发电装置的效率以及输电设备的输送能力降低，线损增加，导致牵引供电臂电压的下降，威胁电气化铁路的煤炭运输安全。
2.煤炭企业电气化铁路管理及维护的方法
2.1提高电气化铁路接触网应急抢修装备水平
2.1.1配置抢修列车
为了使大型故障的抢修更加及时有效, 在枢纽地区或大型区段站附近，应该设置抢修基地, 做好抢修车辆的配置，配置一些抢修列车。对接触网抢修列车分组，每组都包括放线车、综合作业车、平板车和轨道吊车。其中，在80km/h以上区段, 为了和较高速度接触网运行质量的要求相适应，放线车必须具有恒张力放线功能。,为了和邻线有货物列车也能抢修其上部接触网的需要相适应，综合作业车必须具备全方位的作业功能。一般来说，抢修列车的抢修半径为200km。为了保证在作业车无法及时到达故障现场的情况下,人员和机具能先行到达，应该在每个接触网工区配置1台平板车、1辆电力抢险工程车、2台接触网作业车。为了方便供电线等高空设备检修和抢修，在铁路枢纽接触网工区，应有1台带高空作业吊篮的高空作业车。抢修时间直接受到轨道车辆运行速度的影响, 要配置好抢修列车，提高抢修时间。
2.1.2依靠计算机技术，配置好辅助抢修设备
为了和管内接触网抢修通信需要相适应,接触网工区所在地不仅要配置作业用防护电话，而且应该配置基地通信台。抢修车辆应该配置车载通信台。通过计算机网络技术的使用, 推广和应用牵引供电抢修辅助决策系统, 该系统集设备运行、技术资料、检修、运行环境、抢修资源管理及故障定位、快速查找、抢修过程视频监控、信息传递、抢修预案等功能于一体，方便故障抢修决策和故障原因分析处理,使得接触网应急抢修装备水平和煤炭企业电气化铁路管理维护水平不断提高。
2.2采用动态补偿方案
目前，两类动态补偿装置静止动态无功补偿装置（SVC）和静止无功补偿器（STATCOM）已在日本、法国、英国、澳大利亚等国的大量工程中得到实际应用。
SVC装置的基本原理是利用晶闸管能够实现电感的连续可调，它实现无功补偿是通过无源器件储能的方式，可以实现对波动性负荷进行快速、连续地补偿，并可以利用无源滤波器滤除系统中的高次谐波。
STATCOM装置是由大功率自关断电力电子器件构成的，它实现动态补偿的目标是通过将变流器经过电抗器并联在电网上，并对其交流侧输出电压的相位与幅值进行适当调节，或直接控制其交流侧电流。相对于SVC，STATCOM具有许多优点，包括响应速度高、运行范围大、工作效率高、谐波含量低、负荷适应性好、占地面积小等。STATCOM具有双向无功补偿及相间有功转移的能力，因此，它对负序电流和无功电流的补偿效果更显著，更适合用于电气化铁路电能质量综合治理领域。
实践证明，基于STATCOM的牵引变电站综合补偿技术是解决电气化铁路电能质量问题的理想途径。
3. 结束语
根据几十年来我国电气化铁路的运行经验, 结合大同煤矿集团下的电气化铁路的实际情况，要做好煤炭企业电气化铁路管理及维护工作，为煤炭企业电气化铁路的发展做出贡献。
参考文献：
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[2]汤文斌,刘和云,李会杰,郭华. 模拟大气环境下电气化铁路接触网覆冰实验研究[J]. 华东电力, 2009,(02)
[3]班瑞平,张宝奇. 提高电气化铁路接触网应急抢修水平的思考和建议[J]. 铁道机车车辆, 2009,(01) .
篇2
西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业，其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。
分布于铁路沿线的牵引变电所，是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展，变电所综合自动化技术水平的不断提高，对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加，同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此，在教学环节中，应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。
1模拟变电所简介
我校模拟变电所分为两期建成:
I期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。
Ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下，一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所，图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所，且负载的大小和相位均可调节，其中S”模拟变电所采用了WBH-891型电铁主变微机保护装置、WKH-891型电铁馈线微机保护装置、DQWC-03牵引变电所二次设备测试系统。
模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与RTU (Remote Terminal Unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接，电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜，输人RTU的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令，通过以太网传输，实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。RTU是采用施耐德电气公司的PLC系列中模块式结构的Momentum，其编程软件Con-cept是一个基于Microsoft Windows环境的编程软件套件，具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件iFix支持工业标准，具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。
为了比较和研究，我系的教师正在进行一系列的科研开发，其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(DCS)实现变电所自动化管理，其结构图如图4。
2教学实践基地的开发
1)校内学生及现场工程技术人员，可对照变电所各种屏柜，提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力，通过开闭操作、设置故障等项目的训练，可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力，包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。
2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。
3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。
4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验，让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。转贴于
5)利用一般的浏览器访问各RTU中PLC的网页，实时了解该PLC的运行、通信等状态的实验。
6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、iFix软件的各种功能的使用，从而对远动系统有更深层的了解。
7)利用组态软件Concept对PLC进行配置，使学生熟练掌握利用Concept按照所用的PLC型号及设计要求对PLC进行配置;利用Concept对PLC遥控、遥信和遥测功能的编程，使学生熟练掌握Concept编程方法。
8)自动化组态软件iFix系统的安装，熟悉掌握iFix系统软件的运行环境及其安装过程。
9)通过在iFix系统新增6#模拟变电所的实验，使学生了解iFix系统的可组态性及可扩展性。
10)进行继电保护单体测试及数据管理。
11)进行继电保护盘上测试及数据管理。
12)微机保护装置的调试与特性实验。
3实践意义
模拟变电所实训基地自1998年投入使用后，至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员，经总结，其实践意义在于:
1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验，以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势，以模拟变电所为基地，配合学生专业课和专业基础课学习，开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中，能够按项目组织学生进行综合性实训，尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。
2)对于现场技术和施工人员，很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺，能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训，能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人，取得良好的效果。
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西南交通大学有部分直接服务于铁路现代化建设的专业，其中“铁道电气化”专业作为教育部、铁道部的重点特色专业而一直受到重视。
分布于铁路沿线的牵引变电所，是电气化铁道供电的枢纽。随着我国电气化铁路和城市轨道交通的发展，变电所综合自动化技术水平的不断提高，对从事牵引变电所设计、运行、管理等方面的专业技术人才的需求数量增加，同时对其掌握知识的广度和深度特别是具有较强的实践动手能力方面提出了更高的要求。因此，在教学环节中，应加强学生理论和实践相结合的能力的培养。在教育部“示范性教学实践基地”基金支持下，2002年西南交大在峨眉校区建成一座集教学、实习、培训和科研为一体的模拟变电所实训基地。
1模拟变电所简介
我校模拟变电所分为两期建成:
I期是与实际变电所相同的开关控制屏柜和继电保护屏柜、中央控制盘、交直流电源盘、以及自行设计的模拟负载电量和故障盘。如图1所示。
Ⅱ期是模拟一段地方电力网或电气化铁路的环境下，一个调度中心使用远动监控系统控制的五个变电所，图2是这五个模拟变电所的一次接线图。该项目综合了地方与铁路、不同主变、不同接线类型的各种变电所，且负载的大小和相位均可调节，其中S”模拟变电所采用了WBH-891型电铁主变微机保护装置、WKH-891型电铁馈线微机保护装置、DQWC-03牵引变电所二次设备测试系统。
模拟变电所中被监控设备的位置状态信号、保护动作信号、预告信号、事故信号等遥信信号通过电缆与RTU (Remote Terminal Unit远方终端)的开关量输人/输出模块相连接，电流、电压等遥测信号将通过信号变送器柜，输人RTU的模拟量输人模块;控制中心下发的遥控命令，通过以太网传输，实现遥信、遥测、遥控的功能。远动监控系统结构图如图3所示。RTU是采用施耐德电气公司的PLC系列中模块式结构的Momentum，其编程软件Con-cept是一个基于Microsoft Windows环境的编程软件套件，具有很强的设计性、可扩展性;主站组态软件iFix支持工业标准，具有开放性、可组态性、兼容性及可开发性。
为了比较和研究，我系的教师正在进行一系列的科研开发，其目标是在模拟变电所二次系统中采用测控、保护一体化的分布式控制系统(DCS)实现变电所自动化管理，其结构图如图4。
2教学实践基地的开发
1)校内学生及现场工程技术人员，可对照变电所各种屏柜，提高阅读二次系统接线图、安装施工图的能力，通过开闭操作、设置故障等项目的训练，可以培养他们对现场运行中出现的故障的分析和处理能力，包括一次设备的故障范围的判断、二次系统的故障判断、查找和处理。
2)变电所基本电器及二次接线方面实训项目n个。如断路器结构、原理;断路器参数的测量与调整;变电所二次接线、电缆的数字编号法以及“相对标志法”的识别;二次接线盘后安装图及实际安装技术;变压器控制、保护盘结构、接线、检测、调试及整套保护联动实验(包括整定计算);在以上各盘设置不同故障(可达几百种)练习查找及消除故障的方法等。
3)运动系统遥测、遥信信号源接线的校正及采集的遥测量的精度实验。
4)利用便携式计算机对遥控设备进行合、分实验，让学生了解远动系统是如何驱动被控设备动作。
5)利用一般的浏览器访问各RTU中PLC的网页，实时了解该PLC的运行、通信等状态的实验。
6)上位机各种功能的校核实验。通过该实验让学生了解调度员的工作职责、工作内容、iFix软件的各种功能的使用，从而对远动系统有更深层的了解。
7)利用组态软件Concept对PLC进行配置，使学生熟练掌握利用Concept按照所用的PLC型号及设计要求对PLC进行配置;利用Concept对PLC遥控、遥信和遥测功能的编程，使学生熟练掌握Concept编程方法。
8)自动化组态软件iFix系统的安装，熟悉掌握iFix系统软件的运行环境及其安装过程。
9)通过在iFix系统新增6#模拟变电所的实验，使学生了解iFix系统的可组态性及可扩展性。
10)进行继电保护单体测试及数据管理。
11)进行继电保护盘上测试及数据管理。
12)微机保护装置的调试与特性实验。
3实践意义
模拟变电所实训基地自1998年投入使用后，至今已连续培训了五届毕业生和一批现场工程技术人员，经总结，其实践意义在于:
1)为学生提供专业技能训练的条件与场所。能完成供变电工程、继电保护、变电所二次接线、微机监控技术等几乎全部专业课程的大量综合性实验，以及电气设备的实际操作技能、检修调试技术、查找故障及排除方法的实际训练。而且充分利用学校具有的学科优势，以模拟变电所为基地，配合学生专业课和专业基础课学习，开发如电工理论、电气装备、自动化、计算机应用、网络与通讯等领域的多个应用性、研究性实验;同时由于人员和设备的集中，能够按项目组织学生进行综合性实训，尽可能使学生参与以教师为主导的科研活动。
2)对于现场技术和施工人员，很重要的一点就是要能阅读二次回路图纸、熟练地掌握接线、配线工艺，能查找和处理运行故障和设计缺陷。通过实地培训，能大大的提高他们的读图、判断、查找、处理故障的能力。该基地于2000年为乐山电力股份有限公司培训和考核职工283人，取得良好的效果。
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根据铁路中长期发展规划：“十一五”期间建成7000公里高速客运专线，到2020年左右，我国将建成线路长度约1.2万km的高速铁路，而“十一五”期间建成7000公里高速客运专线。按未来15年高速铁路将建设2万公里计算，将有约一万公里高速铁路区段处在多雷区、雷电活动特殊强烈地区，而截至目前，雷电事件，已给铁路客运系统造成多起安全故障[1]。
以“723”甬温线事故为例，2011年7月23日19时30分左右，雷击温州南站沿线铁路牵引供电接触网或附近大地，通过大地的阻性耦合或空间感性耦合在信号电缆上产生浪涌电压，在多次雷击浪涌电压和直流电流共同作用下，LKD2-T1型列控中心设备采集驱动单元采集电路电源回路中的保险管熔断[2]。同时，雷击也造成轨道电路与列控中心信号传输的CAN总线阻抗下降，导致5829AG轨道电路与列控中心之间出现通信故障，雷击是造成此次事故的首要原因。
根据事故所在区域雷击数据进行的统计分析[2]，7月23日19时27分至19时34分，温州南站至永嘉站、温州南站至瓯海站铁路沿线走廊内的雷电活动异常强烈，雷击地闪次数超过340次，每次雷击包含多次回击过程，幅值超过100千安的雷击共出现11次。
在高速铁路发达的欧洲中部地区每100公里接触网在1年时间内才可能遭受1次雷击[3]。基于这样的雷击概率数据，德国采用的方法是在雷电较多的地段安装避雷器，而在其它雷电较少的区段，一般不考虑安装避雷器等防雷装置。而与德国相比，日本的地理环境、气象环境完全不同，因此对电气化接触网的保护措施也截然不同。日本根据雷击频度及线路重要程度，将防雷等级划分为A、B、C三级区域。A级区域雷害严重且线路重要，全线接触网都架设避雷线，同时在牵引变电所出口、接触网隔离开关、电缆接头连接处、架空避雷线接地线终端等重要部位设置避雷器；B级区域雷害较重且线路重要，对部分特别地段的接触网架设避雷线，同时在与A级区域相同的重要位置安装避雷器；对于C级区域，一般只在一些重要位置安置避雷器[3]。
对于雷电的形成来分析，我国很多地区（比如西南地区、东南沿海地区）有类似于日本的地理和气象环境，但铁路接触网的防雷保护却没有吸取日本高铁的经验，反而机械地学习了德国经验，所以在高速铁路刚发展的几年内，不可避免的由于雷电影响而造成多起事故，给人们的生产、生活带来了深刻的负面影响。
因此电气化铁路接触网的防雷避雷形势十分严峻，避雷器作为电力系统中常规的避雷防雷装置，将会在铁路接触网系统中得到普遍的应用，而其状态性能的好坏也将直接关系到整个牵引系统防雷工作的成败，因此对电气化接触网避雷器性能状态监测的研究势在必行！
避雷器性能优劣检测原理与监测方法仍然沿用电力系统中的常用的研究方法。但铁路牵引系统与电力系统相比具有负荷移动、方式多变等特点，加之接触网与电网不同的拓扑结构，导致对接触网用避雷器进行状态性能检测的时候面临谐波电流复杂、频繁操作过电压等诸多新的问题。
1 铁路接触网特性分析
本课题所针对的避雷器运行的背景环境是牵引供电系统，它是指三相电力系统接受电能向单相交流电气化铁道行驶的列车输送电能的电气网络，主要构成部分如图1所示。牵引变电所控制及变换电能，转换接触网与电力系统之间的电压，接触网则负责向列车供给电能，我国干线电气化铁道的供电制式是工频单相交流制，接触网的额定电压是25kv[4]。
图1 牵引供电系统结构图
负荷的特殊性决定了接触网的特征不同于一般三相输配电网络，主要原因有以下几点：
1、 电力机车是大功率单相负荷。
2、 电力机车是移动性负荷，由于电气化铁道线路的条件多变，机车在行进过程中阻力也不断的变化，频繁地在起动、加速、惰行、制动等工况之间转换，机车负荷的剧烈波动容易造成接触网电压异常波动，容易带来操作过电压影响。
3、 电力机车是非线性负荷，我国大量采用的交直流型电力机车，主电路一般都为相控整流电路，网侧电流含有较大谐波成分，且含所有奇数次谐波，包括3次及3的倍数次[4]。
本文主要针对接触网用避雷器的工作条件及背景环境，其他的有关牵引供电系统及接触网的内容不作为研究的对象，而能够给避雷器性能状态带来危害的谐波电流和电压波动也是本文分析的重点之一。
1.1 接触网谐波特性分析
在避雷器性能检测过程中，阻性电流值因其能够很好的反映避雷器的状态性能常用来判断避雷器性能优劣的重要依据。但是在谐波污染严重的情况下，阻性电流中就含有较大分量的谐波含量[5]，严重的影响了性能分析的精确性[6]。而在电气化铁路系统中，电力机车多采用PWM控制电路，容易给接触网带来严重的谐波污染[7]，谐波在接触网传播的过程中，当接触网参数与机车匹配时会发生谐振和严重的谐波放大[8]。根据CRH2动车组的模型仿真分析[9]，当机车在运行工况之间切换时，对应的输出功率会发生变化，由于基波与各谐波电流的变化不同步，导致不同输出功率下谐波电流含量的变化较大。由谐振引起的电压畸变，会进一步使机车谐波电流增大，形成了一个类似于正反馈的相互激励过程，导致接触网形成谐振过电压，烧损避雷器等设备 [10]。
因此，在避雷器性能监测分析的过程中，谐波含量的检测对避雷器工作状态的分析具有重要的作用[11]。基于场强法的谐波检测方法在笔者的论文[12]中已经具体阐述实现并已成功运用到本系统中。
1.2接触网电压波动分析
电气化铁路牵引负荷表现为移动且运行工况切换频繁的特点，是一种十分典型的日波动负荷，符合短时冲击的特点。接触网的电压波动与线路条件、机车类型、运行工况、机车速度、牵引重量等因素有关，且这些影响因素具有随机的特点。根据数据统计，接触网电压波动范围最大可达30%，同时电压峰值最高达到460V，波峰系数达到1.92，电压峰值的大范围变化对设备的安全构成了较大的隐患[13]，这其中也包含避雷器。因此在对避雷器性能在线监测的过程中，频繁的操作过电压将是一个值得深究的问题。
为此，在本系统中额外添加了避雷器运行过电压监测功能，设定运行过电压的阈值，并记录下运行过电压的时间和次数，有助于对避雷器性能状态和故障原因的研究分析。
2 氧化锌避雷器在线监测系统的结构设计
氧化锌避雷器在线监测系统主要由传感器、监测点装置、数据采集节点及上位机数据管理平台组成，其结构设计如图2所示，分别利用感应式电压传感器和电流互感器采集避雷器运行的电压信号和电流信号，每只避雷器有其固定的监测点装置，采集处理监测到的状态数据；一只数据采集节点可以处理多个监测点装置的监测数据，利用RS485实现多个数据采集节点与上位机之间的数据通信。
主控PC向下位机数据采集节点发出索要数据的控制指令后，节点根据接收的指令要求再向监测点装置索要当前的监测数据，监测点装置在收到指令后就按要求将监测数据回传给数据采集节点，节点确定收到监测数据之后，再将这些数据有次序的回传给主控PC，上下位机之间采用ModBus通信协议，并通过CRC校验，以保证数据传输的准确性。
图2 避雷器在线监测系统的结构设计
2.1 监测点电路结构设计
避雷器性能在线监测点主要完成避雷器运行电压及泄漏电流的采集、计算及其信号处理和组网通信等功能。整体结构由电流采集模块、电压采集模块、90E36信号处理模块，单片机控制模块、电源模块、RS485通信模块、雷击计数模块及LCD显示模块组成，其结构设计框图如图3所示。
图 3 监测点电路结构设计框图
2.2 RS485串行组网通信结构设计
在数据通信、计算机网络应用中，RS485是一种常用的串口通信标准，它是在RS232标准基础上发展起来的一种平衡传输标准，能够克服RS232通信距离短，速度低等缺点，其最高传输速率达到10Mbit/s，最远传输距离可达1200m；具备多点、双向通信功能，即可允许同一条总线上连接多达32个数据节点，而且节点驱动能力强、冲突保护特性好。由于RS485标准对接口要求的特殊性，用户亦可建立自己需要的通信协议。因此，本系统采用RS485标准组网通信，如图4所示，其中N≤32。
图4 RS485组网通信框图
3 结 论
在高速铁路刚发展的几年内，就因雷电影响造成多起列车停车晚点事故，给人们的生产、生活带来了深刻的负面影响，铁路系统的防雷避雷研究已经成为一个研究的热点课题。传统的避雷器的故障监测研究只针对于电力系统的应用背景，铁路牵引系统具有负荷移动、运行方式多变而造成的谐波电流复杂、频繁操作过电压等特点，而谐波电流和操作过电压都会严重的影响着避雷器性能状态。因此针对接触网系统的特殊性，本文提出了氧化锌避雷器性能在线监测的实现方法，并设计了在线监测点的硬件装置、数据采集节点及主控PC数据管理平台。经测试，本监测系统具备对避雷器阻性泄漏电流和相位差值进行精确检测，数据传输流畅，同时具有实时数据图形化显示，历史数据查询等功能。系统运行试验验证了理论分析和设计的正确性，为其它电气设备实时监测研究提供了重要的理论基础和实际的指导意义。
参考文献
[1]叶飙.为什么高铁频频被雷倒？[N].南方都市报，2011，7，29.
[2]国务院“7・23”甬温线特别重大铁路交通事故调查组.“7・23”甬温线特别重大铁路交通事故调查报告[R]. 2011，12，25.
[3]范海江，罗建.铁路客运专线接触网防雷研究[J].铁道工程学报.2008，8（8）.
[4]吴命利.牵引供电系统电气参数与数学模型研究[D].北京：北京交通大学，2006.
[5]谢武超，贾涛.电网谐波对金属氧化物避雷器阻性电流影响的分析[J]. 广东电力，2007，20（4）： 43-45.
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[8]方雷.高速铁路牵引供电系统数学建模及仿真[D].成都：西南交通大学，2010.
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以上精辟判断，出自负责该课题组的宁夏电力科学研究院系统分析室主任黄永宁。
现年48岁的黄永宁，在人生的26年里与“电力系统分析”结下不解之缘。多年来，他以严谨的科学态度和争创一流的职业精神，刻苦钻研、勇于拼搏，填补了宁夏电网系统分析和仿真计算、电能质量数字化分析、相量测试等电网智能分析领域的空白。
功夫不负有心人。2011年9月，黄永宁被荣聘为宁夏电力公司首席技术专家，成为勇立电力科研 “潮头”的领军人。
“宁夏电网必须有自己的电力系统分析软件系统！”
1981年，18岁的黄永宁考入西安交通大学。怀揣奉献电力科学事业的梦想，电机系发电专业成了他开启人生理想的钥匙。
“在大学校园，我常常凝望图书馆门口钱学森先生的高大塑像。在那里，我种下了此生与电力研究相守的‘种子’。每当遇到困难，科学巨匠的奋发精神总激励我前行。他们对祖国、对事业的热忱，不仅在专业学习方面给予我充足养分，更净化了我的灵魂。”黄永宁深情地说。
1985年，迈出大学校门的黄永宁，作为“支边”知识分子回到家乡，进入宁夏电力试验研究所（宁夏电力公司电力科学研究院前身）高压室工作。第二年他又调入刚成立的系统室，主要从事电网电力系统短路、潮流、稳定三大计算系统分析工作。
20世纪80年代中期，信息技术已经开始运用于电力系统各个领域，包括电网调度自动化、电力负荷控制、计算机辅助设计、计算机仿真系统等。然而，宁夏电网由于条件所限，海量的计算工作仍需依赖大量的人力计算。当时，电子计算能够进行电力系统三大计算的设备，离宁夏最近的是西安某科研机构所投运的VAX小型机，高昂的运算费用，往返的时间等巨大的成本使年轻的黄永宁感到“窝火”。他许下承诺：“宁夏电网必须有自己的电力系统分析软件系统！”
1986年年底，黄永宁背起行囊，赴清华大学深造。“那年春节我未能与家人团聚，但那次学习之旅使我真正迈进了智能电力系统计算的门槛，更加坚定了我致力‘电力系统分析’并一生都愿意为之付出的信念。”黄永宁说。
学习期间，他参与了编写程序及使用说明书，使宁夏电网成功引进了清华大学微机版《电力系统三大计算软件包》，填补了宁夏电力系统计算工作的空白。
“繁琐的计算推演，计算机可在下班时间运算。第二天上班时计算机显示出自己想要的结果，甭提多高兴了！”黄永宁的微笑里依然洋溢着昔日的兴奋。
那时，他是宁夏电力界最先接触电脑的“弄潮儿”。他的同事们也从浩瀚的数据计算海洋中解脱出来。当年的黄永宁虽然年轻，但是在大伙的心目中已成为知名的“电力人物”了。
如今，宁夏电科院所使用的电力系统计算分析工具，与当年相比不可同日而语。刚刚建成的“宁夏电力公司电网仿真实验室”是国内目前最为先进的全数字动态仿真系统之一。借助这一平台，黄永宁及其团队将开创宁夏电网电力系统仿真分析工作的全新局面。
“我们要像‘保健医生’一样，让电网运行‘规矩有型’”
又一个喜讯在宁夏电力系统交口相传――黄永宁主持完成的《节能型电网限流装置的研制与应用》科研项目，获宁夏回族自治区科学技术进步奖一等奖，宁夏电力公司科学技术进步奖一等奖，该装置的实用新型和外观设计两项专利获国家专利局授权。
迄今为止，国内外研究应用的超导故障限流器、串联谐振限流器及固态限流器等，采用电力电子器件的限流装置，虽然动作快速但容量有限，价格昂贵，应用量很少，大部分处于试验样机阶段。黄永宁及团队研制的节能型电网限流装置取得了新的突破。在石嘴山供电局投运的35KV户外电网限流装置，每年可节省运行损耗高达390万千瓦时，直接节电经济效益达195万元。
目前，黄永宁及其团队正在推进《户外高压可重复节能电网限流装置研制》科研项目。为克服瓶颈，他创造性地提出了“户外高压可重复节能限流装置”的构想。该装置以较低的成本和极大的节能降耗效果，实现在高压、超高压电网限制短路电流的功能。“这是一项世界领先技术”，黄永宁估算，该限流装置若运用于全国电网，将产生百亿元的经济效益。
“‘短路与谐波’是威胁电网安全的幽灵，必须像医生做手术一样精确诊治。”黄永宁做出剪刀的手势。自从事电能质量分析与测试以来，谐波成为了黄永宁及其团队直面的一大难题。黄永宁说，这一课题做了20多年，我们要像“保健医生”，手拿“手术刀”，让电网运行“规矩有型”。
黄永宁说，谐波是影响电网电能质量的“罪魁祸首”，对电网的污染就像化工厂向清澈的湖泊排污一样。在理想干净的供电系统中，在只含线性元件的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。在实际的供电系统中，由于有非线性负荷，如整流负载、电力机车、轧钢机、电弧炉等存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成非正弦电流，造成电网污染。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。
“作为从事电网系统分析研究电能质量技术监督的一名工作人员，必须结合当地经济社会发展现状，为当地电力建设和用户使用优良电能，扫清一切技术故障。”黄永宁针对高耗能负荷，提出的无功补偿兼带滤波的措施被高耗能厂家广泛应用，使得电网电能质量得到显著改善。
1994年，第一条电气化铁路宝中铁路宁夏段开建，宁夏电网面临前所未有的全新课题。黄永宁开始研究电气化铁路对宁夏电网的影响。当时，他和团队率先在全国使用CHP电力系统谐波分析程序，进行宝中电气化铁道谐波及负序分量计算工作，计算报告《宝中电气化铁道宁夏段谐波分量计算报告》获宁夏电力公司优秀科技论文一等奖。
研究虽有进展，但如何将铁路机车运行过程模拟出来？机车运行过程中会产生多少谐波？带电多长时间？对供电电网有什么影响？一系列崭新的课题面前，黄永宁选择了重回母校“充电“，同时也为了圆梦。
黄永宁说，四年大学生活对自己而言是一场如痴如醉的梦，现在这个梦依然未醒。这一次寻梦之旅其实并不浪漫，面对电气化铁路对宁夏电网影响的整体分析评估，诸多技术难关需要攻克。最终，在导师的指导下，他以该项目为论文选题，如愿拿到了一直心仪的“工程硕士”。
“电网安全只有起点，没有终点”
见到黄永宁时，他正在电网仿真实验室指导同事做线路参数测试，模拟实验电网交直流混合仿真计算分析。偶尔会有争论，但他亲和的语气让实验室气氛融洽。其实，更多时候是他过硬的理论知识令同事们“折服”。
“与同事们探讨问题是一种快乐，争论会产生灵感，使得分析和实验能够走上捷径。”黄永宁笑呵呵地说。
在实验室里与他“交锋”的系统分析专责田蓓，与黄永宁共事7年，是他一手带起来的技术骨干。
2004年，宁夏电力试验研究所与银川电校合并为宁夏电力科技教育工程院。工程院成立后，系统室也进行了重组，只剩黄永宁一人。田蓓等新调入的7位电校老师，具备丰富的理论知识，但实践能力尚需提高。黄永宁的工作便由原来只管专业转变为专业、教培“两翼齐飞”。
田蓓和同事们回忆起当时的情景，感慨万千：“作为一名只教过电力基础课程的年轻职工，转为从事电力系统分析计算，心里完全没底。黄永宁耐心细致的言传身教，让我们很快找到了感觉。”
5年后，黄永宁的团队不仅承担起繁重的教学任务，电网分析专业更是突飞猛进，现已能够承担电网分析、试验方面的各项基础工作和国网公司科研项目，成绩斐然：
完成750kV、±500kV及大机组群接入宁夏电网的前期研究项目――短路电流、过电压计算及其限制措施研究两个子项目，获国网公司科技进步三等奖、宁夏电力公司科技进步特等奖；
篇6
太中银代建太原西南环铁路跨太长高速公路特大桥，位于北六堡至北格区间，与太中银铁路并行等高。太中银双线位于中间，下行线、上行线外侧分别相邻于西南环右线、左线。由于太中银电气化铁路已于2011年开通运营，而西南环左线181孔桥梁未能架设。为优质高效安全完成架梁任务，保证西南环线的工期，经建设、运营、施工、监理单位共同研究确定如下方案；将西南环右线用做太中银下行线，太中银下行线用做太中银上行线过渡行车（如下图1所示），为西南环左线架梁提供可靠条件。太中银铁路担当山西到宁夏的客货运输任务，线路运输繁忙，线路运行速度快，高达160 km/h，有效的施工天窗点短，而且接触网过渡工程施工结束前必须恢复既有接触网的正常行车状态以保证既有太中银铁路正常运营，因此在接触网过渡工程施工前，必须根据土建过渡施工方案和现场实际情况制订详细可行的接触网过渡施工方案，报送监理及业主单位，通过专家组审核论证后方可进行施工，同时确保运营单位后续的接管与维护。
1 接触网过渡方案基本原则和步骤
永临结合、节约投资、分束管理、方便施工、质量可靠、确保运营施工安全是制定过渡方案的基本原则。
1.1 熟悉图纸和现场
管理、技术人员在拿到设计图纸后，要实地踏勘现场，熟悉了解施工范围，既有接触网状态，地下管线分布情况。重点关注电分相位置和供电线上网杆号。设备产权归属，并尽快和相关设备管理单位签订安全协议。
1.2 做好与土建单位的沟通配合
土建过渡施工方案是制定接触网过渡方案的前提，要尽快获取土建单位的改造方案，同时做好现场交接桩工作，现场确认影响线路预铺架和线路拔接时既有接触网支柱。提前拆除，为土建施工创造条件。
1.3 主动联系铁路运输部门，签订施工配合协议
了解掌握施工区间天窗点时长及时段，为编制过渡方案提供依据。并根据运输部门要求提前报送封锁施工计划。
2 接触网过渡方案常用的几种方法
在站场和区间接触网改扩建施工中，由于专业的特殊性，接触网工程通常要为土建施工让路或创造条件，同时又不能影响铁路正常运输生产。过渡工程的成因主要是按图纸新建的接触网因各种原因无法架设或者应拆除的既有网又因行车需要无法拆除。通常情况下，我们将过渡方案归为四类即：软横跨过渡法；小锚锻过渡法；利用既有支柱或新立支柱倒锚过渡法；做临时接头延长线索等过渡施工方法。这些方法在一项工程中常常单独或结合使用。由于在线路拔接天窗施工时，接触网天窗比较短，而拔接当天工务、电务等施工人员众多，相互干扰大，因此总的原则是：尽量减少拔接封天窗内接触网工作量。
2.1 软横跨过渡法
因为既有支柱或新设支柱影响线路道岔预铺架或者线路拔接时影响线路的整体拔移，均需采用软横跨的方式进行施工，该方案是先进行临时软横跨的施工与安装，之后将所需移动接触网倒换至临时软横跨上悬挂定位，同时拆除既有接触网支柱。为土建施工提供场地。天窗点内拔接转线时，拔移调整软横跨上接触网，确保开通。过渡工程结束后，再按照设计图纸，在新立支柱上安装悬挂装置，将接触悬挂倒至新立支柱悬挂支撑上。之后进行倒锚施工拆除临时软横跨，完成施工内容。
2.2 增设小锚锻过渡法
当新建接触网无法架设或者新建接触网和既有网搭接配合土建线路拔移开通时。采用增加300米左右的小锚锻过渡施工，临时开通。这种方法简单易行，待土建任务结束，现场条件具备后再架设新接触网，拆除小锚锻完成施工。
2.3 利旧或新设支柱倒锚法
因接触网正线锚锻长度通常在1500 m以上，站线锚锻也在800 m至1000 m左右。当在道岔周边或咽喉区既有支柱影响土建施工时，在改变悬挂方式和定位方式后，利用旧支柱或新设支柱进行倒锚。在利旧时要核算支柱容量。倒锚完工后拆除影响土建施工的既有支柱。
2.4 延长线索过渡法
按设计要求应该拆除的接触网因行车需要（部分区段还在行车使用），或为土建提供场地需先行拆除一部分旧支柱，采用临时接头延长线索做临时下锚过渡。
3 制定接触网过渡方案
接触网过渡方案与该工程工期要求，现场条件、本专业所上的机械、劳动力安排，材料准备情况，天窗点时间长短及所批复天窗时段，土建工程过渡施工方案等因素息息相关。我们根据设计图纸、现场调查资料、土建过渡施工方案以及本专业拟上场人材机等要素，并依据分束管理，节约投资原则，以北六堡方向拔接区为例制定如下施工过渡方案，限于篇幅限制，其他的在这里就不一一叙述。
3.1 供电线上网位置的设置改变
接触网网上电压为27.5KV高压强电，铁路股道、相与相之间用电分相、电分段和绝缘子等绝缘材料隔离。铁路封闭给点时，有V停（单边停电）、垂停（即上下行同时停电）之分，因此了解供电线上网和电分相位置，确认停电范围，部署防护范围，接地点等就显得尤为重要。根据现场实际我们确定拔接后供电方式如图2所示（既有太中银上行电分相中心里程K972+150，下行电分相中心里程K972+550，西南环右线电分相里程与太中银下行相同）。太中银下行线路拨移至西南环右线后，利用西南环右线电分相；太中银上行线路拨移至下行后，利用既有下行电分相。过渡过程中保证上下行分别供电）。
3.2 接触网过渡方案
接触网过渡方案如下图3所示：
利用软横跨过渡方法 将拨接区130#至140#硬横梁吊柱改为固定绳形式悬挂接触网，线路拨接地段单独设置接触网锚段，以锚段关节形式与既有太中银接触网进行连接。
拨接完成后，两处拨移地段间太中银上行接触网（两个拨接点之间）断电并做临时接地极，为架梁创造条件。桥上既有14处上行非支影响铺架，采用降低补偿张力，将非支抬高至7.3 m进行处理并加装分段绝缘。过渡结束后调整接触网至既有状态。
3.2.1 太中银下行拔接准备
完成124#拉线基础灌制、制做拉线。将130#至140#的硬横梁吊柱改为软横跨固定绳接触悬挂，并设置好线路间绝缘。将太中银下行进站锚段关节开口，交叉方向进行倒接。
3.2.2 太中银下行拔接天窗
将下行进站关节中Ⅶ3锚段接触网拔移至下行过渡便线位置，使其处于工作状态。将下行进站关节中区间2锚段接触线抬高，使其处于非工作状态。同时细调接触网达到开通条件。
3.2.3 太中银上行拔接准备
利用延长线索过渡法将区间2锚段接长并倒锚至124#（此前已经核算容量满足要求），同时将该锚段的进站部分拔移至上行过渡线的位置，要调整该锚段使其处于非工作状态。此时该锚段已经脱离太中银太原方向下行供电臂，并与上行供电臂做可靠电气连接。
3.2.4 太中银上行拔接天窗
拆除区间1锚段，同时调整区间2锚段和Ⅶ3锚段形成过渡锚段关节。注意要使区间2锚段接触线处于抬高位置。调整拔接区段接触网使其达到开通送电条件。
北格方向的拔接与此类似，不再详细叙述。在北格和北六堡上下行拔接完成后，桥上原太中银上行接触网已经完全断电，两端设置永久接地线。满足桥梁架设条件。
4 结语
在铁路接触网改建施工中，或多或少都会有过渡工程的存在。本文简单总结了制定接触网过渡工程基本原则和步骤，概要性介绍了常用的四种过渡方法及其应用。同时利用上述的方法制定了太中银行车转线接触网过渡工程的实施方案。在工程实践中，接触网过渡工程的方法还有很多，具体方案的制定要考虑的因素也很复杂，但工程技术人员只要遵循上述步骤和方法，本着永临结合、节约投资、分束管理、方便施工、质量可靠、确保安全的基本原则，结合现场的实际情况，参照类似工程的经验，就可以制定出科学合理的过渡方案。接触网过渡工程方案论文现在已经很多，但作者希望本篇论文能为同行从业者提供一些借鉴和补充！
参考文献
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以实验室副主任、“长江学者特聘教授”翟婉明领衔完成的课题“铁道机车车辆－轨道耦合动力学理论体系、关键技术及工程应用研究”刚刚荣获2005年度国家科技进步一等奖，并同时入选2005年“中国高校十大科技进展”。这项研究旨在解决中国铁路“大运量、高密度、客运提速、货运重载”超负荷运输模式发展进程中日益突出的轮轨动态安全问题，率先提出并创建了机车车辆－轨道耦合动力学交叉学科理论体系，建立了机车车辆－轨道统一模型，其成果更加符合超负荷轮轨动态相互作用的实际，在国际上被称为“翟－孙模型”，被列为当今该领域四大代表性模型之一。实验室研制的具有我国自主知识产权的机车车辆-轨道耦合动力学仿真系统，成为超负荷铁路轮轨系统动态安全设计技术平台，开发了机车车辆-轨道动态作用安全性现场测试评估技术，成功实施了包括秦沈客运专线高速列车、大秦重载铁路万吨列车在内的多项重大工程轮轨动态安全评估试验。
这项成果还广泛应用于我国铁路机车车辆开发设计、既有铁路提速改造、山区铁路扩能改造、重载运输、客运专线建设等近20个重点工程之中，解决了一系列工程技术难题，取得了显著的经济社会效益，为我国铁路现代化建设做出了重要贡献。
铁道电气化与自动化专家、中国工程院院士钱清泉教授主持研制成功国内首创的“电气化铁道远动装置”、“DWY系列多微机远动系统”等高新技术产品先后多次获得国家、国家教委、铁道部和四川省科技进步奖，成功地实现了向生产力的转化，在世行贷款国际招标项目中连续8次击败国外强劲对手，推广应用于国内近20条干线电气化铁路。“牵引变电所安全监控和综合自动化”是在国内率先实现牵引变电所的综合自动化和安全监控一体化系统，并在全国铁路推广应用。
据初步统计，“十五”期间实验室主持和主研国家攻关项目2项、国家“863”课题7项，主持国家自然科学基金重点项目2项、面上项目24项，省部科技发展项目65项，实施横向合作课题163项，国际合作项目7项，共获得省部级科技进步奖11项。
实验室400余篇，其中SCI检索60篇次，EI检索120篇次。公开出版专著2部，授权发明专利4项，实用新型专利10余项。
实验室人才辈出，在国内外有重要影响。除两位院士年过花甲外，其他均在40岁左右，实验室现任主任张卫华教授也就40来岁。他们当中有博士生指导教师25名，先后聘请“长江学者”特聘教授4名，国家杰出青年基金获得者3名，跨（新）世纪优秀人才培养基金获得者7名，全国优秀百篇博士论文获得者4名，国家“百千万人才工程”人选2名。另外有国家级突出贡献专家1名，省部级突出贡献专家12名，这样的团队在国内高校并不多见，形成了一个层次高、能力强、学科相容并互补的创新团队，并获得教育部创新团队基金和国家创新研究优秀科学基金资助。
院士请缨国际一流试验台横空出世
西南交大牵引动力国家重点实验室拥有世界先进的试验设备，而实验室的创建是在实验室的第一任主任、国际著名机车车辆专家、中国科学院和中国工程院院士沈志云教授的主持下完成的。沈教授长期致力于车辆系统动力学及控制的研究，早在1983年即发表轮轨非线性蠕滑力模型，在国际上被称为“沈氏理论”。1988年沈志云教授以睿智的战略眼光建议在我国建立机车车辆整车滚动振动试验台，在实验室里模拟400公里时速列车的运行状态，以此来研究、开发我国急需的重载和高速铁路新技术。国家批准这项计划后，沈志云调集交大各系所的骨干教师，组成专业配套的20多人的班子，领着这支队伍去车辆工厂做初步设计，到制造工厂监督每一道工序，检查每一个铸件、锻件。他监督着为一个篮球场大小的试验台基础浇筑了4000吨混凝土。结果设备一次安装成功。
像这样大规模、复杂的实验室，现在世界上只有两个，一个在德国，另一个就在中国西南交大。
而交大自行研制成功的机车车辆整车滚动振动试验台，在不少方面属世界首创。沈院士评价说，在中国，试验车在线路上记下信号，回来输入试验台就可以再现线路上的振动情况，这个功能在国际上是创新。同时，这个试验台还创造了左右滚轮独立激振的滚振结合试验模式，能模拟出轨道的各种不平顺现象，最大限度地仿真出列车的各种运行状态，从而保障列车安全运行。试验台建成后几乎承担了我国所有新研制机车车辆的试验任务，在机车车辆参数测定、运行品质检测、参数优化等方面做出重要贡献，加速了我国铁路提速和发展高速铁路的步伐。
试验台的建成极大地提升了我国在该领域的创新能力，使我国高速机车车辆试验研究能力达到国际先进水平，推动了我国高速、重载机车车辆的技术发展和装备的国产化进程。这个世界上规模最大、功能最强、技术最先进的机车车辆整车滚动振动试验台于1999年荣获国家科技进步一等奖，并被评为“中国高等学校十大科技进展”之一！试验台建成后，交大牵引动力实验室吸引了数名优秀的海外留学科学家扎根国内耕耘发展，他们说，这个世界一流的实验室能为每个研究人员提供良好的工作环境和发展空间。作为实验室学术带头人的沈志云院士为培养中国自己的顶尖科技人才竭心尽智，奉献自己的才华、经验与关爱，看到年轻的一代已挑起大梁，成果丰硕，年逾七旬的沈院士欣慰地笑了。
提速中国 誓让“铁龙”腾神州
近十年来我国自行设计研制的50余种新型机车车辆，包括机车、客车和货车都在这里进行试验，不仅测定被试车的性能，更是通过多方案优化试验，使设计车的性能得到优化和提高。我国机车、车辆的升级换代，铁路的一次又一次提速，列车舒适度和安全系数的不断提高，包括我国机车车辆的大量出口，都离不开牵引动力实验室里的这个“宝贝”试验台。
篇8
调查发现，邵岗集、焦作至柏山区间分别靠近瑞霖复合肥厂（以下简称瑞霖厂）、多氟多化工股份责任有限公司（以下简称多氟多公司），导致上述跳闸均由两厂排放的污秽造成。
1 化工污秽区段状况及跳闸特点
1.1 污秽源距铁路过近
《GB/T 16434-1996高压架空线路和发、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》规定：离化学污源和炉烟污秽300m以内为大气特别严重污染地区，是污秽等级最高的Ⅳ级。经测量，瑞霖厂排污烟囱距铁路78m，多氟多公司排污源距铁路36m。均为大气特别严重污染地区，应采取最严格的治污措施。
1.2 所排污秽具有腐蚀性
瑞霖厂主要排放物为SO2和含Cd、As、Hg、F废气，多氟多公司主要排放物为含氟废气，均为有毒有害物质，严重影响环境。污闪接触网金属构件腐蚀严重（见图1），周边植被异常枯萎。
图1 污闪接触网金属构件腐蚀情况
1.3 污染物排放筒高度较低
瑞霖厂排污烟囱高15m，多氟多公司采用无烟囱排放污染物。
1.4 污闪绝缘子表面脏污不明显
污闪绝缘子表面积灰不多，附着物多为白色颗粒，脏污现象不明显，巡视不易发现。
1.5 频繁跳闸持续时间长
邵岗集站接触网2007年8月24日连续跳闸10次，中断供电58分钟，9月27日跳闸9次，中断供电38分钟。焦作至柏山间接触网2008年2月24日连续跳闸9次，2009年1月31日跳闸4次。每次大面积跳闸均伴随雨雾天气，少则数小时，多则十几个小时。
1.6 绝缘子污闪范围大
距污染源约300m范围内，接触网绝缘子均发现闪络烧伤。300m～500m范围内绝缘子也有污秽吸附，但污秽积累速度减慢，由于清扫及时，未发生污闪故障。
1.7 跳闸均发生在雨雪雾等恶劣天气
2 绝缘子污闪分析
2.1 污闪形成机理
一般而言，干燥状态下绝缘子表面沉积的污秽物电阻很大，在雾、露、毛毛雨或者环境湿度较高的时候，污秽物中含有的可溶盐成份溶解，产生正负离子，可在电场力作用下定向运动，相当于在绝缘设备表面形成了一层导电膜，产生较大的泄漏电流。
由于绝缘子表面材质的不同、形状结构的变化、表面污层分布不均匀、污层润湿程度不同等因素的影响，泄漏电流在设备表面上的分布不均匀。在电流密度比较大的地方，热效应显著，污秽物中含有的水分被蒸发，在绝缘设备表面形成干燥带。由于干燥带中的污秽物绝缘电阻值很高，压降很高。当干燥带某处的场强值超过起晕场强时，就会发生不稳定的沿面局部放电现象，呈间歇脉冲状态。当放电火花熄灭时，由于此时已形成明显的干燥带，泄漏电流燥带的高电阻限制到很小的值，泄漏电流的烘干作用几乎终止，大气的潮湿会使干燥带重新湿润，从而在场强较高处又产生新的放电火花。
由于绝缘子的泄漏距离较小，如果绝缘子脏污比较严重、表面充分受潮，就会出现较强烈的局部放电现象，泄漏电流脉冲幅值较大，可达数十或数百毫安。这种间歇脉冲状放电现象的发生和发展也是随机的、不稳定的，在一定的条件下，局部电弧会逐渐沿面伸展并最终完成闪络，即污闪。
2.2 影响污闪因素
2.2.1 脏污与湿润
电压、气候、污秽是绝缘子污闪的三个要素，脏污、湿润是构成污闪的两项基本条件，二者缺一不可。绝缘子的泄漏电流最大值随等值盐密的增加成线性关系，随相对湿度的增加成非线性关系。
2.2.2 天气影响
中到大雨时水滴较大，降速较快，对污染绝缘子有冲洗作用，净化积污明显，不易发生污闪故障。而在雾天，浓度越大，泄漏电流值越大，更易发生污闪事故。
3 防范对策
对于一般的高积灰、高盐密污秽，防污闪技术措施主要有：提高绝缘水平（调爬及采用防污型绝缘子）、使用防污闪涂料、加强清扫。对于化工污秽，没有现成经验，我们先后尝试了多种方法。
3.1 绝缘整治
3.1.1 加强绝缘清扫，污闪可大大减少
在雨雾等湿润天气前清扫绝缘可有效避免污闪，但受天气预报准确率、检修天窗控制严格等影响，很难及时清扫绝缘子，故采取大大缩短清扫周期的方法。将检规规定的6～12个月清扫周期改为干燥季节每月清扫，雨雾季每半月清扫后，多氟多公司附近接触网污闪故障大大减少。
3.1.2 更换合成绝缘子，污闪周期可以延长
硅橡胶合成绝缘子有优异的憎水性和憎水迁移特性，同时由于等效直径小，泄露电流也就小于瓷及玻璃绝缘子，故具有相对较强的耐污闪能力。但当硅橡胶表面污层过厚，憎水性难以迁移至污层表面，在长时间的潮湿条件下，憎水性呈现逐渐减弱甚至暂时消失，导致绝缘子性能大大降低。多氟多公司附近接触网更换合成绝缘子后，在不清扫的情况下，污闪发生的周期从半个月延长至三个月左右。
3.1.3 更换大爬距绝缘子，防污闪能力略有提升
瑞霖厂附近接触网按重污区设计，原采用爬距1400mm绝缘子，后更换为爬距1600mm绝缘子，实践证明防污闪效果不理想。
3.1.4 加装绝缘子防尘罩，防污闪作用不大
为减少降落吸附在绝缘子上的污秽，在多氟多公司附近接触网棒式绝缘子有电侧第一与第二瓷裙间安装大半径防污罩，防污闪效果不理想。
3.1.5 涂刷长效憎水涂层，在化工污秽区不适用
RTV涂料优异的耐污闪性能是设备爬距不能满足要求时所采用的一种补救措施，主要用于变电站电瓷设备上。在多氟多公司附近接触网绝缘子上涂刷RTV涂料，其后4个月为无雨期未发生污闪，但在首场小雨时再次污闪。其原因是化工污秽具有较强腐蚀性，RTV涂料易受到破坏。
3.2 污染源治理
3.2.1 瑞霖排污设备改造后效果显著
据瑞霖厂提供的由环保部门出具的污染物排放检测报告，满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297－1996）二级排放标准。考虑到其排气筒距线路很近且高度过低，我们要求其加高烟囱，利用高空气流扩散快的特点，污染物向更高、更广的范围扩散，稀释排放废气，减轻局部地区大气污染。厂方将烟囱加高到55m，两年来，未发生污闪故障，效果显著。
3.2.2 多氟多排污依旧，污闪仍在
多氟多公司拒不承担治污责任，排污依旧，也未采用高烟囱稀释法。在按半月为周期清扫绝缘子的情况下，污闪故障仍有发生。
4 结束语
目前，电气化铁道进入快速发展期，沿线化工污秽导致接触网绝缘子污闪故障必然大量发生，这种电气化铁路的特有故障将大大降低牵引供电的可靠性，严重影响运输安全。缩短污秽区绝缘子清扫周期，有明显防污闪效果，但频繁作业投入很大；其它加强绝缘的方法效果欠佳；污染源治理作为防污闪治本之策，应坚决要求执行。
建议铁路主管部门联合环保部门，加强对电气化铁道沿线化工污秽源的控制。禁止在铁路近距离内（建议距500m以上）新建化肥厂、化工厂、钢铁厂、铝厂等可能导致污闪的化工污秽源，对既有导致接触网污闪的化工污秽源强制进行治污改造。
参考文献：
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在一些国家，比如说以德国、美国为代表的发达国家在1960年前后中，就将计算机以及通信技术大量的应用在铁路生产管理中。并且随着因特网的快速发展，还会不断地将新的技术应用在铁路中，使之不断走向综合化、信息化，使铁路朝着管理自动化、智能化铁路方向发展。其中，以美国的太平洋联合集团、德国铁路公司为代表。它们正在快速发展综合调度、列车运行控制和各种业务系统，在欧美为用户提供了铁路运输，并在传统系统上开发了用户自我服务系统，实习了公司于用户的面对面的交流和联系，通过先进的电子商务系统 ，为用户提供方便并且快捷的优越服务[1-2]。
中国铁路系统企业信息化建设整体上还处于初级发展水平。信息化人均投资很低，信息化建设缺乏合理规划，尚未覆盖主要业务和管理流程，尤其是信息资源的开发利用还刚刚起步，难以做到优化企业内外资源配置[3-4]。但是大多数企业有着利用信息化提高企业竞争力的强烈愿望和决心，构成了建设企业信息化发展的动力。所以铁路系统结合自身业务的特点，分布分批的投入信息化建设，当前重点还是在与日常生产经营过程中，息息相关的路网管理、调度、供电保障等子系统，为保证铁路的信息兼容性和整体性，在规划建设各信息系统的时候，开展信息系统的规划和实施研究，具有重要意义。
2.系统实现
2.1 系统的开发技术
本系统web服务端采用php语言，浏览器端采用html、javascript、css、ajar、jquery等语言，保证了系统的开放性、兼容性和跨平台性。并采用mysql数据库[5]，由于mvc的低耦合性、高重用性和可适用性，以及php codeigniter框架灵巧、简化的特点，本系统依托于codeigniter框架采用mnc模式进行开发[5]。系统采用了三层体系架构，
·表现层：表现层采用了html、ajax、css、javascript等技术组成了具有良好用户体验的页面。表现层用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供一种交互式操作的界面。用户只需安装浏览器和给定的网络地址就可以访问本系统，用户不用担心系统的升级维护的问题，减少了用户的开支。
·业务层：业务逻辑层处于数据层和表现层的中间，起到了承上启下的作用，它是系统架构中体现核心价值的部分。它的主要任务是业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统详细设计。
·数据层：数据层简单的说解释实现数据表的增加、删除、查询、修改的操作。数据层采用mysql关系数据库。起到了存储数据的作用，当有数据请求时该层可以将数据发回至表现层。
2.2 系统目标
·建立全路供电专业资源计划体系，集成、开发一套实用供电专业各层级运行管理的应用子系统。实现班组、车间和供电段、铁路局、铁道部以及其他相关单位的铁路供电综合管理信息平台。
·建立全路统一的供电专业生产指挥系统，实现生产管理网络化，方便供电专业各级管理者实时了解设备运行状态、人员状况、检测质量、作业过程监控、外部环境等信息，为快速准确下达生产计划、调度命令等提供信息化平台。
·系统建设要依据铁路信息化总体规划，统一网络结构、统一代码体系、统一系统平台，实现升级、维护、服务的统一管理。
3.接触网运行检修系统
接触网检修系统结合当前牵引供电专业管理业务流程实现检测检修管理的网络化、信息化[6]。可以大大提高工作效率，提高检测检修数据的共享性、实时性和规范性。接触网专业巡视、检测检修、运行管理全部纳入其中，最终实现“数据日常输入、 自动生成统计报表、系统智能分析”，全方位提高牵引供电专业管理水平，使牵引供电运行于检修实现网络化、
息化、标准化、无纸化，减轻信息收集分析的负担。
由于codeigniter对mvc的良好分离，可以在model层对整个核心数据库处理的方法进行封装，方便其他系统模块进行调研，controller层作为model层和view层之间的传递资源的中介，最终由view层把信息展示给用户。
接触网运行检修系统主要的功能模块：年度检修计划制定、月度检修计划制定、各类检测检修台账，分工单以及值班日志、工作票、一杆一表一图。
·年度检修计划制定
安全技术科，根据接触网设备制定（客专/普速）年度检修计划，检测检修计划包含检修项目、单位、年度检修设备数量、以及每个月该项目在当月的检修区间站场和检修数量等。检测检修设备的数量、检修周期、单位等均由设备履历系统提供。
·月度检修计划制定
接触网月度巡视工作时由工区按照规定中接触网巡视制度的要求去执行，系统将会自动制度计划：每十天一次昼间巡视，每季度一次夜间巡视，每月一次乘车巡视并且用不同的字体来描述（昼巡、夜巡、登乘）。查看计划时，可以看到各个网工区各月的巡视计划的列表，点击查看详情，还可以查看计划的具体情况。以最后一次巡视的时间为节点，往后推超出周期未巡视时要有提醒。
·各类检测检修台帐
工区根据安全技术科制定的年度检测检修计划，对接触网进行检测检修。针对检测项目填写相应的台帐。系统根据年度检修计划以及对应的台帐统计各类项目的完成情况。
分工单以及值班日志、工作票
工作票由施工一天前发送到工区进行作业、在值班日志中有系统直接反映工作票的详细信息。记事以及工作内容则由工区填写。
·一杆一表一图
根据检测检修台帐、以及杆号、公里标对照表用简图的形式反映整条线路的检修情况、简图上标注哪些位置的杆号进行过检修、关联检修台帐以及杆号照片。
每次变更设备时需由工区修改“杆号设备配置核心库”，并留下修改日志，同时在下一年度开放特定时间内提示人工修改设备履历。
4.结论
本文主要分析南昌供电段对电气化铁路接触网检修的现状以及趋势，在此基础上对系统进行了开发框架的选择，选取了一套便捷、易用的管理信息系统对接触网检修、运行提供了一个实时、透明的信息平台。
本论文主要完成了以下方面的工作：
1）通过和供电段各业务科室的沟通，了解了南昌供电段的主要业务的流程；
2）针对各科室的具体需求，对系统的开发框架进行了选择，并且对整个系统的方案进行了总体的设计；
3）分析了web应用的安全性问题，利用数据库的安全特性实现了系统的安全访问控制过程；
4）将系统部署在南昌供电段的中心机房并试运行。
参考文献：
[1]供电所管理信息系统建设的难点与对策[j].山西电力 2006.
[2]卢文艳. 铁路信息化建设与应用现状[j]. 电力信息化， 2007年第5卷.
[3]毛克胜. 牵引供电管理信息系统设计[d]： [硕士学位论文]. 西南交通大学， 2004.
[4]田少杰. 中国铁路信息化发展. 郑州铁路职业技术学院学报， 2008年3月.
[5]王石. 杨英娜.精通php+mysql应用开发[m]. 北京： 人民邮电出版社，2007
篇10
一、高职院校专业建设的现状
我国高等职业技术教育的形成，与欧美国家不同。由于历史的原因在20世纪六、七十年代职业教育陷入停顿状态，到1978 年，为适应改革开放后地方经济快速发展对技术应用型人才的迫切需求，我国特色职业大学诞生，到1980年全国共有7所高职院校。从1985年到1998年，我国建立起一个从初级到高级、行业配套、结构合理又能与普通教育相互沟通的职业技术教育体系，形成职业大学、职业技术学院、高等专科学校、普通本科院校二级职业技术学院、部分重点中专、成人高等学校等六类高校共同举办高等职业教育的格局。进入21世纪，我国高等职业教育快速发展，从2004年起，高等职业教育先后开展精品课程、人才培养评估、示范校建设工程。到2007年，全国独立设置的高职(专科)院校共有1186所，占普通高等学校总数的60%以上，在校生人数超过860万。目前高等职业教育的发展已从规模发展转向提升质量发展的阶段。
经过三十多年的发展，我国高等职业教育取得了巨大成就。但是，高等职业教育主要由“现有职业大学、部分专科学校、独立设置的成人高校”的改革和少数中专“举办高职班或转制等方式作为补充”(简称“三改一补”)的形式发展起来的，基础薄弱。面对培养目标定位不够准确、专业设置不够合理的问题，需要深入分析专业建设及管理的问题，探索专业结构调整优化实施策略，不断调整与完善专业结构布局，从而实现面向区域经济需求设置专业的转型，保证高等职业教育健康发展。
我院经历了企业办学和政府办学两个阶段，在深厚的行业办职业教育的历史积淀中，面向社会办学的服务宗旨及以就业为导向的办学思路获得认同。短短三年时间，我院的专业数从15个发展到28个，按照国家专业目录划分，我院28个专业分布在9个大类、17个二级类中，涵盖轨道交通、装备制造、电子信息、现代服务等四大产业门类。我院在专业建设上还存在一些问题:其一，专业分布相对较为分散，一个教学系部承担多个大类专业建设。其二专业设置针对性不强。其三，专业建设及管理的模式尚未形成，管理缺少计划性。
二、专业结构调整优化的依据与思路
1.专业结构调整优化的依据。第一，教育部的两个文件。《关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见》(教高[2004]1号)指出:“高等职业院校要主动适应经济和社会发展的需要，以就业为导向确定办学目标，找准学校在区域经济和行业发展中的位置，加大人才培养模式改革力度;紧密结合地方经济和社会发展需求，可持续合理地调整和设置专业。”《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)指出:“高等职业院校要及时跟踪市场需求的变化，主动适应区域、行业经济和社会发展的需要，根据学校办学条件，有针对性地调整和设置专业。要根据市场需求与专业设置情况，建立以重点专业为龙头，相关专业支撑的专业群……”
以上两个文件表达了四层意思:一是高等职业教育的专业调整与设置必须服务于区域经济发展的要求;二是高等职业教育的专业调整与设置必须科学合理，有针对性;三是高等职业教育的专业调整与设置必须根据各院校的办学条件，做到有所为有所不为;四是高等职业教育的专业调整与设置必须思考建立龙头专业和支撑专业的专业群。
第二，《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020年)》(以下简称《纲要》)。《纲要》提出:“建设开放的现代综合交通运输体系。”同时，还指出，要加快发展先进制造业、大力发展高技术产业、优先发展现代服务业。这为区域高等院校的发展提出了明确要求:一是需要大量轨道交通类专业人才;二是急需现代制造业的专业人才;三是重视培育电子信息类专业人才;四是优先发展现代服务专业人才。
2.专业结构调整优化的思路。作为珠三角区域以培养工业、交通高素质技能型人才为主体的高等工科性职业院校，随着珠江三角洲地区发展战略和发展目标的不断调整，我院亟须主动适应我国特别是广东省新时期产业结构、就业市场和人的全面发展的需要，紧紧抓住广州市优先发展现代服务业和先进制造业的战略机遇，调整优化专业结构，按照“做优轨道交通类专业，做强制造业类专业，做实服务业类专业”的专业发展策略，做优城市轨道交通车辆、电气化铁道技术等轨道交通类特色专业;积极发展数控技术、机电一体化技术等先进制造业支撑专业;依托轨道类特色专业和支撑专业，前伸后延发展电子信息、财经和管理类等电子信息与服务类专业，逐步形成涵盖交通运输、装备制造、电子信息、现代服务等四大专业类，构建与区域现代产业结构发展趋势相一致的专业体系。同时，随着我院规模的迅速扩大，我院在管理上需要进一步科学规范，在专业设置、师资队伍建设、实训基地、课程安排等方面迫切需要与《纲要》接轨，稳步提高育人质量和办学水平。
三、专业结构调整的措施
按照《纲要》的要求，根据我院各个专业现状和区域经济的发展趋势以及当前行业调整的重点，针对我院交通运输、装备制造、电子信息、现代服务四大类专业，按照整合、拓宽、开发、组建四种措施实施专业结构的调整与优化，增强我院主动适应地方经济社会发展的能力，形成优势突出、特色鲜明、布局合理的专业结构体系。
1.整合相关专业，有所为有所不为。为优化教学资源配置，我院从2009年开始，依据市场需要，规划将主干课程相似、就业方向基本一致的专业进行了调整与合并，构建符合宽口径专业培养目标和培养规格的课程体系，使专业设置更加科学合理。
参考我院各专业一次就业率及第一志愿录取率三年平均值，涉及14个专业为本次两个阶段整合专业对象，占专业总数的50%。第一阶段2009~2010年完成8个专业整合，将供用电技术整合到电气化铁道技术专业，将电子工艺与管理应用、法律事务两专业分别整合到应用电子技术及文秘专业，将计算机辅助设计与制造整合到模具设计与制造专业。第二阶段规划将装备制造、电子信息、现代服务类的6个专业进行归类再整合，实现专业群的聚集效应。在专业整合过程中，被整合专业的教学资源转入相应专业，既有利于优势专业的建设，也有利于将专业结构调整与系、院的长远发展结合起来。相关专业的整合使教学团队与实训基地共享，既符合广州市区域经济发展趋势，也有利于教学单位集中力量做好特色专业。
2.拓宽相关专业方向，面向区域经济。坚持少专业多方向，即对现有专业已达到相当规模，但尚有较大市场前景和生命力，在相当时期内仍适合广东经济发展需要的专业，采取加大专业改造的力度，拓展专业方向，拓宽专业面，使其向宽口径的专业办学模式发展，以增强适应性，提高人才培养质量。
我院现有文秘专业主要是培养涉外文秘，毕业生只能从事国家事业机关、国有企业、独资、合资企业等公关、文秘工作。为了突出该专业的特色、我院主动适应区域经济和企业、行业发展的需要，及时跟进市场、企业对文秘专业的新要求和文秘专业的发展趋势，在本专业原有的培养方向上再增加法律文秘、会展文秘两个方向，以增强该专业在招生和就业方面的竞争力。
为适应目前旅游业发展的需求，我院2009年适时调整优化现有专业，增强为行业服务的优势，拓展涉外旅游专业培养的方向，在涉外旅游专业下增设旅行社经营管理、酒店管理、旅游乘务方向。
针对珠三角地区现代服务业发达、进出口贸易频繁、外向型和开放型经济等特点，根据对市场、企业和兄弟院校的调研，我们发现商务英语人才需求主要集中在两大就业岗位群，即涉外文员和外贸从业人员，因此我院在商务英语专业下增设了商务英语国际贸易方向。本次拓宽8个专业，拓展方向19个。
3.开发工业交通类新专业，突出特色。我院根据自身条件和专业结构的现状，立足于现有专业的办学优势，从优势专业出发，集中人力、物力和其他办学资源，进一步突出我院专业优势，结合我院“十一五”发展规划，同时根据各大城市迅猛发展轨道交通的机遇，大力开发轨道交通类新专业，计划新增市场需求旺盛或潜力巨大，技术培养难度较高，对支持和带动产业结构升级具有重要作用的为社会急需、具有竞争优势、能适应本地区经济社会发展需要的轨道交通运输管理与服务类专业，满足轨道交通运营企业和工程施工企业的用人需求。
依据市场对高素质技能型人才的需要，经过充分调研论证，重点鼓励发展城市轨道交通控制、铁道工程技术、高速动车组驾驶与维修、模具设计与制造等10个带动能力强、服务轨道交通建设的新专业。
4.组建“4+4”特色专业群，对接产业链。为加强专业建设的集约性，增强各专业间的相互支撑，根据我院的办学特色与专业建设定位，以城市轨道交通车辆、电气化铁道技术、城市轨道交通运营管理、数控技术4个重点专业为龙头，其他专业为支撑，按照专业群链接产业群思路优先建成4个特色专业群。
经过不断探索，4个特色专业群在人才培养标准引入国际国内轨道交通职业资格标准，形成“产教一体、寓学于工”的人才培养模式，带动群内13个专业人才培养模式、课程体系与教学内容、校内外实训基地、“双师”结构教学团队、社会培训服务能力建设，形成4类各具特色的人才培养模式。同时，我院从自身实际和轨道交通产业链出发，不断调整服务方向，增加社会急需的新专业，改造老专业，使新旧专业相辅相成、合理搭配，到“十二五”末，再建轨道工程、电子信息、汽车维护及财经服务4个专业群，形成“4+4”专业群统领、带动我院各专业整体发展，全面提升我院专业建设的水平，从根本上增强我院的核心竞争力。
四、专业结构调整的长效机制
1.成立专业结构调整工作小组。我院为进一步贯彻落实《纲要》，深入推进专业结构和人才培养方案的调整优化工作，成立了由院长任组长，教学副院长任副组长，教务处、人事处、高职研究所以及各系部主要负责人参加的工作小组。
2.制定工作规划。专业调整优化工作分三个步骤完成，第一，各系部组织分专业开展广泛的调研工作;第二，我院分专业类别组织专业带头人、专业指导委员会、毕业生代表、用人单位代表、系部负责人等五类专题研讨会;第三，落实专业调整方案研讨会，确定专业群规划及相关保障制度。
3.开展专业结构调整调研。为掌握珠三角产业结构优化升级和企业需求的第一手资料，我院领导带队、各有关部门负责人和相关专业人员参加，深入珠江三角洲地区，与合作企业共同就专业结构调整问题进行研讨，广泛征求相关企业与历届毕业生的意见和建议。按照对接现代产业体系和综合交通体系的要求，将调研任务分解为多个子项目，制定了工作方案，并安排了专项调研经费以保证调研工作顺利开展。
篇11
电能质量的定义：导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。这个定义简单明晰，概括了电能质量问题的成因和后果。随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用，电力系统中用电负荷结构发生改变，即变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏，而电能作为商品，人们会对电能质量提出更高的要求，电能质量已逐渐成为全社会共同关注的问题，有关电能质量的问题已经成为电工领域的前沿性课题，有必要对其相关指标与改善措施作讨论和分析。
电能质量指标是电能质量各个方面的具体描述，不同的指标有不同的定义，参考IEC标准、从电磁现象及相互作用和影响角度考虑给出的引起干扰的基本现象分类如下：
(1)低频传导现象：谐波、间谐波、电压波动、电压与电流不平衡，电压暂降与短时断电，电网频率变化，低频感应电压，交流网络中的直流；(2)低频辐射现象：磁场、电场；(3)高频传导现象：感应连续波电压与电流，单向瞬态、振荡瞬态；(4)高频辐射现象：磁场、电场、电磁场(连续波、瞬态)；(5)静电放电现象。
对于以上电力系统中的电磁现象，稳态现象可以利用幅值、频率、频谱、调制、缺口深度和面积来描述，非稳态现象可利用上升率、幅值、相位移、持续时间、频谱、频率、发生率、能量强度等描述。
保障电能质量既是电力企业的责任，供电企业应保证供给用户的供电质量符合国家标准；同时也是用户(拥有干扰性负荷)应尽的义务，即用户用电不得危害供电；安全用电；对各种电能质量问题应采取有效的措施加以抑制。
电能质量指标国内外大多取95％概率值作为衡量依据，并需指明监测点，这些指标特点也对用电设备性能提出了相应的要求。即电气设备不仅应能在规定的标准值之内正常运行，而且应具备承受短时超标运行的能力。
二、电能质量标准
综合新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家的相关标准，中低压电能质量标准分5大类13个指标。
(1)频率偏差：包括在互联电网和孤立电网中的两种；
(2)电压幅值：慢速电压变化(即电压偏差)；快速电压变化(电压波动和闪变)；电压暂降(是由于系统故障或干扰造成用户电压短时间(10ms～lmin)内下降到90％的额定值以下，然后又恢复到正常水平，会使用户的次品率增大或生产停顿)；短时断电(又称电压中断，是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失(3min，电压中断使用户生产停顿，甚至混乱)；长时断电；暂时工频过电压；瞬态过电压；
(3)电压不平衡；
(4)电压波形：谐波电压；间谐波电压；(由较大的波动或冲击性非线性负荷引起，如大功率的交一交变频，间谐波的频率不是工频的整数倍，但其危害等同于整数次谐波)。
(5)信号电压(在电力传输线上的高频信号，用于通信和控制)
三、电能质量污染的治理
1、治理的基础性工作
首先要掌握供电网络运行状态，对电能质量开展实时监测，以掌握其动态；第二是分析诊断其变化，即在详细分析电能质量数据的基础上，利用仿真软件对电网结构的固有谐振特性进行计算与分析，排除虚假的谐波干扰；第三是开展系统的合理设计和改造，变电站的设计和投运以及新的电力用户投运之前都要进行谐波源负荷及电能质量要求等方面的技术咨询，线路网络改造和建设也要结合运行负荷的特点和措施，以降低线损，降低设备损失事故，最后才是开展滤波装置或无功补偿装置的研制、调试和现场测试，以了解治理后的效果，并总结经验。
2、SVC装置
近些年来发展起来的SVC装置是一种快速调节无功功率的装置，已成功地用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的补偿，它可使所需无功功率作随机调整，从而保持在非线性、冲击性负荷连接点的系统电压水平的恒定。
Qi＝QD+QL-Qc(2)
式(2)中Qi、QD、QL、Qc分别为：系统公共连接点的无功功率、负荷所需的无功功率、可调(可控)电抗器吸收的无功功率、电容器补偿装置发出的无功功率，单位均为kvar。
当负荷产生冲击无功QD时，将引起
Qi＝QD+QL+Qc(3)
其中Qc=0，欲保持QC不变，即Qi＝0，则QD＝-QL，即SVC装置中感性无功功率随冲击负荷无功功率作随机调整，此时电压水平能保持恒定不变。
SVC由可控支路和固定(或可变)电容器支路并联而成，主要有四种型式：
(1)可控硅阀控制空芯电抗器型(称TCR型)SVC，它用可控硅阀控制线性电抗器实现快速连续的无功功率调节，它具有反应时间快(5～20ms)、运行可靠、无级补偿、分相调节，能平衡有功，适用范围广，价格便宜等优点。TCR装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而在电弧炉系统中采用最广泛，但这种装置采用了先进的电子和光导纤维技术，对维护人员要专门培训提高维护水平。
(2)可控硅阀控制高阻抗变压器型(TCT型)，优点与TCR型差不多，但高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些。由于有油，要求一级防火，只宜布置在一层平面或户外，容量在30Mvar以上时价格较贵，不能得到广泛采用。
(3)可控硅开关控制电容器型(TSC)：分相调节、直接补偿、装置本身不产生谐波，损耗小，但是它是有级调节，综合价格比较高。
(4)自饱和电抗器型(SSR型)：维护较简单，运行可靠，过载能力强，响应速度快，降低闪变效果好，但其噪音大，原材料消耗大，补偿不对称电炉负荷自身产生较大谐波电流，无平衡有功负荷的能力。
3、无源滤波装置
该装置由电容器、电抗器，有时还包括电阻器等无源元件组成，以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用；由于SVC的调节范围要由感性区扩大到容性区，所以滤波器与动态控制的电抗器一起并联，这样既满足无功补偿、改善功率因数，又能消除高次谐波的影响。
4、有源滤波器
虽然无源滤波器具有投资少、效率高、结构简单及维护方便等优点，在现阶段广泛用于配电网中，但由于滤波器特性受系统参数影响大，只能消除特定的几次谐波，而对某些次谐波会产生放大作用，甚至谐振现象等因素，随着电力电子技术的发展，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波器(ActivePowerFliter，缩写为APF)。
APF即利用可控的功率半导体器件向电网注入与谐波源电流幅值相等、相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零，达到实时补偿谐波电流的目的。它与无源滤波器相比，有以下特点：
a.不仅能补偿各次谐波，还可抑制闪变，补偿无功，有一机多能的特点，在性价比上较为合理；
b.滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；
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高铁运营环境成本是高铁运营企业在运输生产过程中为了解决环境污染和生态破坏所需的全部费用。它是高铁运营企业进行经营决策和盈亏分析的重要内容，也是高铁建设前和运输生产过程中环境评价的内容，所以，高铁的绿色出行和良好的运营环境对其成本的影响非常值得我们研究。
1.1绿色高铁运营环境成本的内容研究
本文的环境成本是“本着对环境负责的态度，为高铁运营单位在高铁运营过程中，为了预防和治理环境污染而采取的一系列措施的成本，以及因高铁运营单位为了执行环境目标和要求所付出的其他成本。”
1.1.1噪声污染及电磁辐射成本。高速铁路噪声大致来源于高速列车产生的轮轨噪声，列车受电弓和接触网导线摩擦产生的集电系统的噪声，高速运行列车的空气动力噪声，基础建筑物受振动产生的二次辐射噪声，来自动力源和车上设备的机械噪声。
通过大量实测及运营实践表明，电气化铁路运行产生的磁场不会对线路附近人员的身体健康产生有害影响，但列车运行产生的电磁辐射对沿线居民收看电视将产生不利影响。此外，牵引变电所等固定设施产生的工频电磁场以及GSM-R基站的辐射，也会引起附近居民对电磁影响的担忧。
1.1.2水污染的治理成本。高速铁路沿线污水主要来自动车组、高速车站、动车段（动车运用维修所）、工务段（综合维修段）、供电段等生产、维修场所，主要污水有含油污水、生活污水、洗车废水和高浓度粪便污水，以 CODcr、BOD5为特征污染物。
1.1.3固体废弃物的处理成本。沿线固体废物主要来自到站列车下交的袋装垃圾、站台旅客丢放垃圾、车站广场及候车室的垃圾、车站工作人员产生的垃圾、维修部门的垃圾和附属车站的经营单位产生的垃圾。
因为铁路客车垃圾的量比较大，分布范围比较广，所以将固体废弃物做妥善处理是现在我们社会所面临的难题之一，各国都在不断寻求处理固体废弃物的具体而有效的方法。目前固体废弃物的处理技术主要有：焚烧法（Incineration），热解法（Pyrolysis），堆肥法（Composing）和填埋法（Landfill）。
1.2运营环境成本的估算原则
1.2.1 内、外区分原则。区分内外环境成本是本文的基础，哪些费用计入企业，哪些费用属于社会影响，必须严格区分。内部环境成本由企业承担，外部环境成本则是考察对社会造成的损失。例如，高铁运行中产生的噪音应该按照相关标准，采取防护措施，产生的这部分费用由企业承担，属于内部环境成本。而如果高铁在运营过程中尽管采取了措施，但是还是无法避免噪音超标，超标造成的影响就属于外部成本。
1.2.2 逻辑系统原则。有些费用属于环境成本，但是所发生的费用已经在其他项目中考虑了，虽然不再重复计算，但是在归类时，本文仍然将其化为环境成本。之所以这样划分，一方面避免重复计算，另一方面保证了环境成本在逻辑和系统上的完整性。
1.2.3 方法适当原则。对于同一项环境成本特别是外部环境成本，经常有多种估算方法。外部环境成本的估算方法应该结合实际情况，选择最符合实际、最贴近真实情况的方法。同时，还要考虑造价估算人员自身的技术水平，选择适合的方法。
1.2.4 可获性原则。在对环境成本进行估算时，所选择和依据的数据和指标应该是可获得的。否则，再好的方法没有基础数据也是没用的。有些方法可能在发达国家能够很好的使用，但是在我国现在的技术条件下没法使用，硬性套用国外先进方法做出的估算是不可靠的。
1.3环境成本估算方法体系
1.3.1 防护费用法。防护费用法是指测算消除或减少环境破坏的有害影响而承担的防护费。在高铁建设和运营过程中，防护费用法很常用。例如，为了防止高铁运营过程中的噪音污染而设置声屏障，计算设置声屏障的费用就是防护费用法的一种应用。
1.3.2 第三者裁定法。这种方法更多的应用于污染之后对利益相关者的补偿。通常是由法院或者其他协商部门对污染的环境资源补偿费用进行裁定。例如，对周边居民的补偿，就可以作为内部环境成本。对于一些外部环境成本难以计量的环境污染，可以采用专家意见法、德尔菲法等方法来确定其价格，这也可以归为第三者裁定法。
1.3.3 替代市场法。替代市场法指的是用有市场价格的某种替代品来间接衡量没有市场价格的环境物品的价值。替代市场法又主要包括了下面的三种方法：
（1）后果阻止法
为了阻止环境质量恶化对经济发展的损害，通常需要改善环境质量。但遇到环境恶化到无法改善的情形时，就需要通过加大其它方面的投入或支出来降低或着抵消环境质量恶化的后果。我们把投入或支出的变动额作为环境价值变动的货币价值。
（2）资产价值法
资产价值法主要应用于那些与环境相关的资产上面。例如，铁路两旁的房子的价格要低于一般的房屋，这就是环境的变化引起的某一资产价值的变化。如果没有其他因素影响，环境变化影响了消费者心里感受，进而影响了支付意愿，最后影响到相关资产的价格。资产价值法就是用因为周围环境质量改变而引起的同类资产价值变动的金额来衡量环境质量变动的货币价值。
（3）工资差额法
由于高铁的运营，使高铁两旁的企业、工厂等工作环境变差，如噪音污染、辐射等。铁路附近的企业、工厂在招聘工人时就会陷入劣势，不得不提高工资来吸引工人，工资差额法就是用工资的差异来衡量环境质量变动的货币价值。
本论文通过对绿色高铁运营环境成本的内容和估算方法展开深入探讨和研究，主要结论如下：①在总结高速铁路项目在运营期间出现的环境问题基础上，深入分析概括了解决这些问题的具体措施。得出在进行环境估算的过程中应该重视环境影响评价，还应该分清内外部环境成本的区别与联系。②建立了条件估值法、防护费用法、恢复费用法、生产力变化法、人力资本法等对高铁运营环境成本估算方法体系，提高了运营环境成本估算准确性和适用性。（作者单位：石家庄铁道大学研究生学院）
参考文献
[1]李世，高速列车运营成本计算方法的探讨[J] 会计师， 2012年05期
[2]前田达夫.日本高速铁路沿线的环保技术[J].中国铁路，2004（5）：64-67.
篇13
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小;光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听;光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。
光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射;(2)信号的合波;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。
2. 光纤通信技术的特点
(1) 频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2) 损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。
(3) 抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应,光纤传输系还特别适合于军事应用。
(4)无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处,漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰,同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。
除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点,其不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。
3. 光纤通信技术在有线电视网络中的应用
20世纪90年代以来,我国光通信产业发展极其迅速,特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展,促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加,全网的管理和维护,设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用 SDH +光纤或ATM+光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统,链路传输系统或者组成各种形式的复合网络,可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播,采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字,通道设置成广播方式,同样的电视节目在各地都可以下载,也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目。
有线电视网络在全国各地已基本形成,在有线电视网络现有的基础上,比较容易地实现宽带多媒体传输网络,因此在目前的情况下,不应完全废除现有的有线电视网,而用少量的投资来完善和改造它,满足人们的目前需要。很多地区的 CATV已经是光纤传输,到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV 大多是单向传输,上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网 PSTN 中语音通道或数据通道形成上行信号的传送,也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户,这样各用户间即可以打电话,也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送,组成了双向应用的Internet网。
现在光通信网络的容量虽然已经很大, 但还有许多应用能力在闲置, 今后随着社会经济的不断发展, 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力, 推动通信网络的继续发展。因此, 光纤通信技术在应用需求的推动下, 一定不断会有新的发展。
参考文献:
[1]王磊,裴丽. 光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息,2006,(4)
