电气化铁道
[*]1、什么是电气化铁道？
电气化铁路是指从外部电源和牵引供电系统获得电能，通过电力机车牵引列车运行的铁路。
2、电气化铁路是由哪几部分组成的？
电气化铁道是由电力机车和牵引供电装置组成的，牵引供电装置一般分成牵引变电所和接触网两部
分，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的“三大元件”。
3、电气化铁路的电源是从哪儿来的？
牵引供电系统一般由铁路以外的容量较大的电力系统供电。为了保证供电的可靠性，由电力系统送
到牵引变电所高压输电线路无一例外地为双回线。两条双回线互为备用，平时均处于带电状态，一旦一
条回路发生供电故障，另一条回自动投入，从而保证不间断供电。
4、世界上第一条电气化铁路在哪国、那年建成的？，
是德国的西门子公司和哈尔斯克公司于 1879 年 5 月 31 日 在柏林贸易展览会上铺设的椭圆形电气
化铁路模型。使用直流 150V 供电，长 300 米，轨距为 1000 毫米。
5、中国电气化铁路在世界排名如何？
2006 年 9 月 28 日浙赣钱电气化改造工程的开通，标志着中国电气化铁路总里程已突破 24000 公里，
成为继俄罗斯之后世界第二大电气化铁路国家(俄罗斯现有电气化铁路 44526 公里，位居世界第一位，
德国现有电气化铁路 21102 公里，位居中国之后)。
6、我国第一条电气化铁路是何时修建的？在哪儿？
我国的铁路电气化工程建设，是从 1958 年 6 月开始的。1961 年 8 月 15 日，第一条电气化铁路——
宝成线宝鸡至凤州段建成通车。
7、我国电气化铁路现状如何？
“九五”期间，中国电气化铁路运营里程突破 1 万公里，“十五”期间，电气化铁路运营里程突破
两万公里。2006 年先后建成京沪、武嘉、郑徐、胶济、沪杭、浙赣等电气化铁路。截至 2006 年 9 月底，
中国共建成开通 49 条电气化铁路。目前，中国铁路电气化率已经达到 27%，承担着全路 43%的货运量
8、电气化铁道牵引供电检修管理体制是怎样的？
??电气化铁路建成后，相应地要成立管理部门。铁道部、铁路局均设有业务部门设人负责系统管理。
电气化牵引供电设备的管理主体为供电段，供电段下设领工区(车间)、领工区下设工区(班组)，工区具
体负责对接触网的日常维护、检修，管理和事故抢救恢复工作。接触网工区定员视其所辖设备多少而定，
一般为 30 人左右。每个交流电气化铁道接触网工区维修接触网换算公里如下：
1、单线区段为 40～60km(换算后总长度)
2、复线区段为 50～80km(换算后总长度)
??各接触网根据检修规程进行日常维修并建立必要的检修记录，保存必要的技术资料，如管内接触网
平面图，设备装配图，零件图，安装曲线表等以及设备发生事故的抢修和分析记录。积极为提高设备质
量进行合理的技术改革。
各接触网工区应配备足够的工具和材料零件及交通工具，各接触网设备的日常运行、检修和事故情
况下的检修必须服从电力调度员的统一指挥，电力调度员应由熟悉业务，有实践经验又有理论分析能力
的人员担任。
9、电气化铁路在安全方面有哪些特殊要求？
电气化铁路与蒸汽、内燃牵引区段不同，它有一套牵引供电系统，而且接触网就架设在铁路沿线上
空，接触网、电力机车带有 27.5 千伏高压电，直接威胁到人身和作业安全。为此，铁道部除在《铁路
技术管理规程》中对电气化铁路的安全作出规定外，还根据电气化铁路的特点，颁布了《电气化铁路有
关人员电气安全规则》、《牵引变电所安全规程》、《接触网安全工作规程》和《电力机车运用和检修安全
规程》等。在电气化铁路上工作的运输、供电、机务、工务、电务、车辆等部门的职工，以及广大旅客、
押运人员和沿线居民，都应该熟悉电气化铁道安全的有关要求，严格遵守有关规定，确保人身和作业安
全。
10、几次大提速电气化铁道在牵引供电方面采用那些新技术？
牵引变电所的控制保护采用综合自动化系统，实现变电所无人值班；全线采用铜合金导线和承力
索；腕臂支持装置采用全旋转平腕臂结构；车站采用硬横跨；简化接触网安装类型以减少接触网维修工
作量等。
11、世界电气化铁路的最高时速记录是多少？
2007 年 2 月 13 日法国 TGV 高速电气化铁路创下了 553 公里/小时世界新
记录。2007 年 4 月 3 日法国 TGV 高速电气化铁路又以 574.8 公里时速刷新了轨列车世界最快纪录。
12、中国高速电气化铁路何时开通？
2007 年 4 月 18 日我国将在广深线、沪杭线开行 CRH 中国高速电气化铁路，时速 200～250 公里。
13、中国电气化铁路重载最高记录是多少？
2006 年 3 月 28 日，5 台 SS4 改进型货运电力机车，同步牵引 204 节车辆，成功牵引 2 万吨煤炭运
行在大秦线，从山西湖东车站到大秦铁路的最东头——河北秦皇岛港口。此举不但刷新了我国铁路运输
重载新纪录，也开辟了我国铁路重载运输的新纪元。
14、世界铁路重载最高记录是多少？
澳大利亚的重载铁路运输世界闻名，拥有目前世界上运输效率最高、运输环境最恶劣的重载运输网
络，重载铁路线上运行着世界上最重、最长的货运列车，昆士兰铁路以一趟列车牵引 10 万吨列入吉尼
斯世界纪录。
目前澳大利亚重载铁路轴重普遍达到 35 吨至 37 吨，并进一步提高到 40 吨。澳大利亚的重载单元
列车牵引质量已超过 2 万吨。2001 年澳大利亚 BHP 铁矿公司组织开行了 8.2 万吨铁矿石，总重达 99734
吨，由 682 辆货车和 8 台机车组成的重载列车，成为当今世界上最长、最重的重载列。
15、电气化铁路对周边设施有何影响？
1、对电力系统
交流电气化铁路是一个不对称的单项牵引负荷，会造成电力系统三相负荷的不平衡，因而对电力系
统的运行产生不良影响。 2、对通讯和广播线路
当牵引电流流过接触网时，在接触网导线周围产生磁场，因而对临近的通信和广播线路产生干扰；
电力机车受电弓离线产生火花（无线电脉冲）是对无线电接收设备产生干扰影响的主要原因。
3、对油库
当电力机车运行时，钢轨中存在着回归电流，部分电流可通过油库专用铁路线传到到油库作业
区，使得作业区内专用线钢轨电位升高。由于油罐车体与
钢轨在电气上相连，形成了油罐车车体与加油鹤管之间的电位差，在发生接触时会发生电火花，
当在作业区内存有一定浓度的油蒸发气的情况下就有可能发生爆炸。
4、对地震观测台站
列车运行产生震动与机车牵引方式无关。从理论上说，当电气化铁道穿越或过分接近地电、地
磁观测台站时，流经大地部分的牵引回流有可能干扰用直流观测大地电阻率变化或进行自然电位测
量的地电观测工作；牵引电流（主要是工频部分）产生的交变 磁场，有可能干扰超低频地磁观测
工作；而对其他类型的电磁观察工作不会构成影响。
16、电气化铁路采取哪些措施防止对外界的影响？
1、通过采用不同接线型式的变压器或轮换相序等方式来降低对地方电力系统的影响；2、在牵
引变电所及电力机车上安装并联电容补偿和滤波装置，改善功率因数和滤波以减小三次谐波对地方
电网的影响；3、通过装设回流线、采用吸流变压器—回流线供电方式或自耦变压器供电方式、采
用同轴电缆等积极措施防止对周边无线电通信设备的干扰；5、通过在专用线油库作业区设置接地
网、隔离开关等措施保护油库作业区安全；6、通过采用超低频信号代替直流信号测量等技术防止
对地震地磁、电磁感染的影响。
17、牵引变电所的功能是什么？
牵引变电所的功能是将三相的 110KV(或 220KV)高压交流电变换为两个单相的 27.5KV 的交
流电，然后向铁路上、下行两个方向的接触网(额定电压为 25KV)供电，牵引变电所每一侧的接触网都被称做供电臂。
18、牵引变电所与普通变电所有何区别？
牵引变电所与普通变电所在服务对象、技术设备和管理方式上都有所不同。牵引变电所是专门为电
气化铁路电力机车提供电源的，它从地方电网取得 110 千伏以上的三相工频交流电源，经过单相牵引变
压器变压，输出单相 27.5 千伏交流电，通过接触网向电力机车供电。牵引变电所还包括开闭所、分区
亭、和自耦变压器（AT）所等，与继电保护、配电、远动系统等共同形成电气化铁路牵引供电系统。
19、 牵引变电所有哪些主要设备？
牵引供电设备应有牵引变电所、接触网、远动装置、以及牵引供电变电检测、试验设备，接触网
检修、检测设备，绝缘子冲洗设备等。
20、什么是供电臂？相邻两个牵引变电所如何连接？
牵引变电所向铁路上、下行两个方向的接触网供电，牵引变电所每一侧的接触网都称做供电臂。
该两臂的接触网电压相位是不同相的，一般是用耐磨的分相绝缘器隔离开来。相邻牵引变电所间的接触
网电压一般为同相的，其间除用分相绝缘器隔离外，还设置了分区亭，通过分区亭断路器（或负荷开关）
的操作，实行双边（或单边）供电。
21、什么是牵引变电所的一次接线和二次接线？
牵引变电所(包括分区亭、开闭所，AT 所等)，为了完成接受电能，高压和分配电能的工作，其电气
接线可分为两大部分：一次接线和二次接线。
??一次接线又叫主接线是指牵引变电所内一次主设备(即高压、强电流设备)的联接方式，也是变电所
接受电能、变压和分配电能的通路。它反映了牵引变电所的基本结构和功能。
??二次接线是指牵引变电所内二次设备(即低电压、弱电流的设备)的联接方式。其作用是对主接线中
的设备工作状态进行控制，监察、测量以及实现继电保护与远动化等。二次接线对一次主设备的安全可
靠运行起着重要作用。
22、什么是开闭所？
??所谓开闭所，是指不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所，一般有两条进线，然后多
路馈出向枢纽站场接触网各分段供电。 进线和出线均经过断路器，以实现接触网各分段停、供电灵活
运行的目的。又由于断路器对接触网短路故障进行保护，从而可以缩小事故停电范围。
23、什么是分区亭？
??分区亭设于两个牵引变电所的中间，可使相邻的接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻变
电所的两供电臂)实现并联或单独工作。
如果分区厅两侧的某一区段接触网发生短路故障，可由供电的牵引变电所馈电线断路器及分区亭断
路器，在继电保护的作用下自动跳闸，将故障段接触网切除，而非故障段的接触网仍照常工作，从而使
事故范围缩小一半。
24、什么是 AT 所？
??牵引网采用 AT 供电方式时，在铁路沿线每隔 10km 左右设置一台自耦变压器 AT，该设置处所称做
AT 所。
25、牵引变电所有哪些变压器？
牵引变电所内的变压器，根据用途不同，分为主变压器(牵引变压器)、动力变压器、自耦变压器(AT)、
所用变压器几种；根据接线方式不同，又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。尽管变压器
的类型、容量、电压等级千差万 别，但其基本原理都是一样的，其作用都是变换电压，传输电能，以
供给不同的电负荷。
主变压器是牵引变电所内的核心设备，担负着将电力系统供给的 110KV 或 220KV 的三相电源变换成适合电力机车使用的 27.5KV 的单相电。由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等
特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多， 因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强，这
也是牵引变压器区别于一般电力变压器的特点。
动力变压器一般是给本所以外的非牵引负荷供电，电压等级一般为 27.5/10KV，容量从几百至几千
KVA 不等。
??自耦变压器(AT)是 AT 供电的专用变压器，自身阻抗很小，一般沿牵引网每 10～20km 设一台，用
以降低线路阻抗，提高网压水平及减少通信干扰。
所用变压器(又称自用电变压器)是给本所的二次设备、检修设备以及日常生活、照明负荷供电的设
备，电压一般为 27.5/0.4KV 或 27.5/0.23KV，容量从几十至几百 KVA 不等。
26、牵引变电所断路器是起什么作用的？
??断路器是牵引变电所内最为重要的电气设备之一，其工作最为繁重，地位最为关键(结构最为复杂，
它依靠本身所具有的强大的灭弧能力，不但可以带负荷切断各种电气设备和牵引网线路，更可与保护装
置配合，快速、可带地切断各种短路故障。
牵引变电所目前应用最多的有少油断路器，六氟化硫断路器和真空断路器等几种，各种断路器的区
别主要在于所用的灭弧介质不同，如少油断路器采用变压器油做为溶温和灭弧介质、六氟化硫断路器使
用六氟化硫气体(SF6)作为溶温和灭弧介质，真空断路器则使用真空作为绝缘和灭弧介质等，由于灭弧介
质不同，断路器的结构自然有所差别。
27、隔离开关是起什么作用的？
??隔离开关，顾名思义就是一种在需要时将电气设备、线路与电源隔离开来的开关设备，具有明显可
见的、距离足够的断口，它不带灭弧装置，不能开、合负荷电流和短路电流，具体作用为：
1、将需要停电的设备、线路与电源可靠隔离，以保证检修工作的安全。
2、改变供电方式，如 110KV 进线互投、牵引侧高压母线的分段运行或并联运行等。
3、开、合小电流电路如电压互感器、避雷器及小容量的空载变压器等。
??隔离开关按使用地点不同，有户内式和户外式两种，其区别在于户外式隔离开关可适应各种恶劣的
气候条件；按工作相数不同，有三极联动，三极连动和单极三种；按操作方式不同，有电动和手动两种，
尽管隔离开关的类别多种多样，但其基本组成和结构都是一样的，都由主刀闸、支持瓷瓶、底座、连杆
和操作机构几部分组成。
28、牵引变电所互感器是起什么作用的？
??牵引变电所内仅有变压器、开关等变、配电设备是远远不能满足安全、可靠、高效供电等要求的，
还需要用二次设备将其有效的监控、保护起来，因此，就需要一种变换装置将主设备中的电气参数传递
给二次设备，如仪表、继电器等，这种将高电压、大电流变换成低电压、小电流的设备就是互感器，变
换电压的设备叫电压互感器，变换电流的设备叫电流互感器。 互感器作用如下：
1) 将高电压、大电流变换成低电压、小电流，以供仪表、继电器等二次设备使用。
2) 将高电压与低电压可靠地隔离开来，以保障二次设备及人身的安全。
3) 将电压互感器二次输电压统一规定为 100V，电流互感器二次输出电流统一规定为 5A，便于设
备设计和制造的标准化，并降低生产成本，牵引变电所等级一般为 1.5 级。
29、并联电容补偿装置是起什么作用的？
??有两种形式的电力负荷：有功负荷和无功负荷，前者做功后者不做功。对电力系统来说，其供电能
力即容量是一定的，为有功功率和无功功率之和，无功份量所占比重大了，势必造成有功输出减少、降
低电力系统的容量和利用率，对经济运行极为不利。因此总希望无功份量越小越好。牵引用电为感性负
荷，利用感性负载和容性负载相位相反，互相抵消的原理，牵引变电所采用了并联电容补偿装置，以弥补牵引负荷带来的无功损失。该套装置并接在牵引侧高压母线上，由数个电容器串、并连接成组，再与
电抗器串联而成。由于电容器具有过电压、电流能力较差，断电后有残压，合闸送电会产生过电压和涌
流等特性，装设有避雷器、熔断器、放电线圈和电抗器等加以保护。放电线圈用以释放电容器储存的电
荷、降低残压，防止再次送电时产生的合闸涌流和过电压；串联电抗器用于抑制装置投入时的合闸涌流，
吸收牵引负荷产生的高次谐波并防止电容器组与系统产生高次谐波并联谐振。电容器与电抗器是并联补
偿装置的主要设备。因电力机车整流产生的主要为三次和五次谐波，为起到良好的滤波效果，一般将电
抗器与电容器的电抗比设计为 Xc/Xl=0.12 或 0.13。并联电容补偿装置能否安全运行主要取决于其关键
设备，国标规定电容器允许在其 1.1 倍额定电压下长期运行，高于此值一般应退出运行。对于其过电流
能力，规定为额定电流的 1.3 倍，其中 10%为工频过电压引起的过电流，20%为高次谐波电压引起的过
电流。
30、什么是继电保护装置？
当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，
能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展
的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护装置。
31、什么是自动重合闸？
答：当断路器跳闸后，能够不用人工操作而很快使断路器自动重合闸的装置叫自动重合闸。
32、牵引变电所综合自动化是怎么回事？
牵引变电所综合自动化是利用计算机技术、现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电所二
次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等）执行自动监视、测量、保护、控制和
协调的一种综合性的自动化系统。它是变电所的一种现代化技术设备，是自动化和计算机、通信技术在
变电所领域的综合应用。
33、牵引变电所远动控制是怎么回事？
远动装置的任务：远距离内进行信息的传递，控制断路器的操作，对运行参数进行检测与调整。从
技术上说，可以认为远动技术是自动化技术和通信技术的结合。
①具有各种控制保护功能。
②采用低成本、高可靠性设计，充分满足变电所综合自动化的需求。
③具有“四遥”功能，即遥测、遥控、遥信、遥调，可实现变电所无人值守。
34、什么是电气化铁路供电制式？
牵引供电制式按接触网的电流制有直流制和交流制两种。直流制是将高压、三相电力在牵引变电
所降压和整流后，向接触网供直流电，这是发展最早的一种电流制，到 20 世纪 50 年代以后已较少使用。
交流制是将高压、三相电力在变电所降压和变成单相后，向接触网供交流电。
35、 我国电气化铁路采用的是是么制式？
我国电气化铁路的牵引供电制式从一开始就采用单相工频（50 赫）25 千伏交流制，这一选择有利
于今后电气化铁路的发展。
36、电气化铁道防止干扰采用哪些牵引供电方式？
??由于工频单相交流 25KV 的牵引网是一种不对称供电回路，势必在其周围空间产生电磁场，从而对
邻近的通信和广播设备产生杂音干扰，解决这一问题的途径有两个：一是在通信方面采取加强屏蔽的措
施，或将受影响的通信设备迁离影响范围；二是在供电方面采取抑制干扰的措施，随着牵引网所采取的
抑制干扰措施的不同，出现了不同的牵引供电方式。
BT（吸流变压器）方式
吸流变压器是一种变比为 1：1 的变压器，其原边串接在接触网 T 内，副边串接在特设的回流线（NF）内，每两台 BT 中间安设一根将回流线与钢轨外接的吸上线。
AT（自藕变压器）方式
自藕变压器跨接于接触网（T）和正馈导线（AF）之间，其中点与钢轨（R）及接触网线路同杆架
设的保护线（PW）相连形式的 AT 供电方式。
同轴电力电缆方式
这是一种新型的防干扰供电方式，适用于电气化铁路穿越大城市或对净空要求较高的桥梁、隧道等
特殊地段。
同轴电力电缆沿着铁路埋设，电缆的内导体作为馈电线与接触网并联；电缆的外导体作为回
流线与钢轨相联，每隔一定的距离（约 5～10Km）分成一个电缆供电分段。
37、高压断路器有什么作用？
高压断路器不仅可以切断和接通正常情况下高压电路中的空载电流和负荷电流，还可以在系统发生
故障时与保护装置及自动装置相配合，迅速世断故障电源，防止事故扩大，保证系统的安全运行。
38、电流互感器有什么用途？
电流互感器把大电流按一定比例变为小电流，提供各种仪表和继电保护用的电流，并将二次系统与
高电压隔离。它不仅保证了人身和设备的安全，也使仪表和继电器的制造简单化、标准化，提高了经济
效益。
39、中央信号装置有什么作用？
中央信号是监视变电站电气设备运行的一种信号装置，根据电气设备的故障特点发出音响和灯光信
号，告知运行人员迅速查找，作出正确判断和处理，保证设备的安全运行。
40、何谓保护接零？有什么优点？
保护接零就是将设备在正常情况下不带电的金属部分，用导线与系统零线进行直接相连的方式。采
取保护接零方式，保证人身安全，防止发生触电事故。
41、中性点与零点，零线有何区别？
凡三相绕组的首端（或尾端）连接在一起的共同连接点，称电源中性点。当电源的中性点与接地装
置有良好的连接时，该中性点便称为零点；而由零点引出的导线，则称为零线。
42、直流系统在变电站中起什么作用？
直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可*的直流电源。它还
为操作提供可*的操作电源。直流系统的可*与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站
安全运行的保证。
43、为什么 110KV 及以上变压器在停电及送电前必须将中性点接地？
我国的 110KV 电网一般采用中性点直接接地系统。在运行中，为了满足继电保护装置灵敏度配合
的要求，有些变压器的中性点不接地运行。但因为断路器的非同期操作引起的过电压会危及这些变压器
的绝缘，所以要求在切合 110KV 及以上空载变压器时，将变压器的中性点直接接地。
44、什么叫变压器的不平衡电流？有什么要求？
变压器的不平衡电流系指三相变压器绕组之间的电流差而言的。三相四线式变压器中，各相负荷的
不平衡度不允许超过 20%，在三相四线式变压器中，不平衡电流引起的中性线电流不许超过低压绕组额
定电流的 25%。如不符合上述规定，应进行调整负荷。
45、220KV 线路为什么要装设综合重合闸装置？
220KV 线路为中性点直接接地系统，因系统单相接地故障最多，所以断路器都装分相操作机构。当
发生单相接地故障时，保护动作仅跳开故障相线路两侧断路器，没有故障的相不跳闸，这样可以防止操
作过电压，提高系统稳定性；当发生相间故障时，保护装置动作跳开两侧三相断路器，另一方面，当需要单相跳闸单相重合，三相跳闸三相重合时，也可由综合重合闸来完成。
46、电器设备高压和低压是怎样划分的？
高压：设备对地电压在 250V 以上者；低压：设备对地电压在 250V 及以下者。
47、高压设备上工作必须遵守哪些规定？
（1）填用工作票或口头电话命令。（2）至少应有两人在一起工作。（3）完成保证工作人员安全的
组织措施和技术措施。
48、什么叫倒闸？什么叫倒闸操作？
电气设备分为运行、备用（冷备用及热备用）、检修三种状态。将设备由一种状态转变为另一种状
态的过程叫倒闸，所进行的操作叫倒闸操作。
49、变电站事故处理的主要任务是什么？
（1）发生事故后立即与值班调度员联系，报告事故情况。（2）尽快限制事故的发展，脱离故障设
备，解除对人身和设备的威胁。（3）尽一切可能的保证良好设备继续运行，确保对用户的连续供电。（4）
对停电的设备和中断供电的用户，要采取措施尽快恢复供电。
50、什么是继电保护装置？
能反应电力系统中电气设备故障或不正常的工作情况，而作用于开关跳闸或发出信号的装置。
此前国产大功率电力机车还有：
2006 年 11 月 8 日上午 11 时许，迄今世界最大功率交流传动电力机车神龙号（DJ4）在株洲电力
机车有限公司下线。这辆机车时速可达 120 公里，可牵引 2 万吨的货物列车，专门用于大同到秦皇岛铁
路线。该机车为八轴交流传动，机车均采用交流传动及双机重联，总功率达 9600 千瓦，是目前全球最
大功率的货运电力机车，一次牵引货物可达 2 万多吨，并比同类产品节能 33％。
由湖南株洲电力机车有限公司自行研制的ＳＳ４型（韶山４型）８轴货运电力机车，是中国目前
牵引功率最大的电力机车，牵引功率达到６４００千瓦，运行最大时速达到１２０公里，是中国京广、
京沈、京哈、大秦和陇海等铁路干线的主型货物运输牵引电力机车。
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