精品資料（2021-2022年收藏的）現(xiàn)代電氣發(fā)展鐵路電氣化設(shè)備制造業(yè)現(xiàn)狀綜述論文

1、XXX學院畢業(yè)論文現(xiàn)代電氣發(fā)展（鐵路電氣化設(shè)備制造業(yè)）現(xiàn)狀綜述系別： 機電工程系 專業(yè)名稱： 電氣自動化 學 號： 姓 名： 指導教師： XXX學院畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書學生姓名學 號承擔指導任務(wù)單位導師姓名導師職稱專業(yè)班級聯(lián)系方式論文題目題目分類科學研究教學研究理論分析文獻型綜述技術(shù)開發(fā)工程軟件其它（必須選適合自己題目的類型在內(nèi)打） 開題時間完成論文時間教研室審定意見教研室主任簽字： 年 月 日系審定意見系主任簽字： 年 月 日現(xiàn)代電氣發(fā)展（鐵路電氣化設(shè)備制造業(yè)）現(xiàn)狀綜述摘 要 對國內(nèi)外電氣化鐵路和城市軌道交通電氣化設(shè)備與一般的電力設(shè)備制造業(yè)的現(xiàn)狀和異同進行了總結(jié)性的分析。結(jié)合鐵道行業(yè)客運專

2、線的大規(guī)模建設(shè)中如何引進、吸收再創(chuàng)新，結(jié)合工業(yè)基礎(chǔ)及行業(yè)管理國情，有針對性地分別對供變電設(shè)備、與速度直接相關(guān)的接觸網(wǎng)懸掛受流零部件、接觸網(wǎng)腕臂結(jié)構(gòu)受力零部件所應(yīng)采取或選擇的技術(shù)路線方向提出了中肯的合理化建議。 關(guān)鍵詞 電氣化 設(shè)備制造 供求分析 技術(shù)路線 1 國內(nèi)電氣化鐵路和一般的電力設(shè)備制造的區(qū)別 電氣化鐵路和城市軌道交通電氣化設(shè)備和一般的電力設(shè)備制造有所不同，主要區(qū)別如下：一是與電力部門通用的高壓設(shè)備主要是高壓開關(guān)、斷路器類和10kV的產(chǎn)品；二是中壓設(shè)備由于我國電氣化鐵路27.5kV單相（對地）的特殊性，耐壓等級相當于電力系統(tǒng)設(shè)備42kV的耐壓要求，介于35kV和66kV電壓系統(tǒng)等級之間，

3、同時鐵路單相直接接地工作方式和短時負荷變化的特點與電力部門大大不同，導致27.5kV設(shè)備不完全通用和具備專業(yè)性，需要特別的生產(chǎn)經(jīng)驗和標準以至較為專業(yè)的生產(chǎn)廠家，尤其是牽引變壓器和饋線斷路器、開關(guān)設(shè)備；三是接觸網(wǎng)設(shè)備相對于電氣化工程的外線工程裝備，是通過電力架空懸鏈線系統(tǒng)向鐵路上的高速運動中的電力機車持續(xù)供電的大功率架空懸掛電網(wǎng)，可靠性要求高、安裝要求精確、工作狀態(tài)要求穩(wěn)定且沒有備用條件，是電氣化鐵路特有的產(chǎn)品，故與通用電力金具的使用方法和要求有所不同，除了饋線設(shè)備可以通用以外，一般的比如定位器、承力索線夾等都極為特殊，需要由特別的生產(chǎn)經(jīng)驗和標準以至較為專業(yè)的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)。 2 國內(nèi)外專業(yè)設(shè)備制

4、造企業(yè)在我國鐵路電氣化市場中的現(xiàn)狀 2.1 合資和外商獨資企業(yè) 鐵路電氣化已有100多年歷史，現(xiàn)已遍及世界各國。目前，已進入我國電氣化和城軌鐵路設(shè)備市場的主要國外公司有：德國NKT、SIEMENS、BB、ABB、RIBE、KP；日本明電舍、TOSHIBA、MITSUBISHI、HITACHI、住友、古河電工、三合等；美國GE、ICS、CPC、POWELL公司；韓國的HYUN-DAI、日進；法國的AREVA、阿爾斯通、耐克森、SEDEM、GALLAND；英國的WHIPPBORN等。 2.2 國內(nèi)鐵路電氣化供電設(shè)備制造企業(yè)的市場份額分配情況 我國鐵路電氣化供電設(shè)備制造企業(yè)發(fā)展史和市場份額分配情況從

5、1961年我國第一條電氣化鐵路寶成線寶豐段開通以來，一直處于較大的變化中，大致可以分幾個大的階段：從19611985年，所有電氣化設(shè)備均是由我國自主開發(fā)和生產(chǎn)的；1985年引進日本國鐵的AT供電方式技術(shù)，并引進了由東芝公司集成的日本成套供電設(shè)備建成了京秦線；1998年以來，隨著國內(nèi)設(shè)備水平的提高，牽引變壓器、遠動裝置、繼電保護裝置、故障判定裝置等國內(nèi)設(shè)備奪回了失去的市場；真空斷路器、電動隔離開關(guān)、接觸導線、接觸網(wǎng)零部件研發(fā)和小批量生產(chǎn)水平已達到或接近國外水平，在市場上正與國外產(chǎn)品進行著激烈競爭，但總的，國內(nèi)產(chǎn)品占據(jù)大部分市場份額；2001年至今，隨著客運專線鐵路和鐵道部大提速工程的大規(guī)模建設(shè)拉

6、開序幕，市場份額重新分配調(diào)整中。 3 國內(nèi)電氣化產(chǎn)品的需求和供應(yīng)能力分析 3.1 國內(nèi)電氣化鐵路的市場需求預測 隨著生活水平的提高，人們對出行提出了更安全、更便捷的要求；航空運輸、汽車運輸?shù)娘w速發(fā)展，使鐵路運輸面臨巨大競爭壓力；迫于石油資源的制約我們必須大力發(fā)展電力牽引方式。這些都要求我國必須加速客運專線建設(shè)，加速對既有路網(wǎng)電氣化改造。 國家中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃計劃，到2005年電氣化里程將達到2萬km，2010年將達到3.5萬km客運專線5000km，2020年將達到5萬km（客運專線萬）。其中包括：北京上海、北京武漢廣州深圳、北京沈陽哈爾濱（大連）、杭州寧波福州深圳、徐州鄭州蘭州、杭州南昌長沙

7、、青島石家莊太原、南京武漢重慶成都“四縱四橫”客運專線；環(huán)渤海地區(qū)、長江三角洲地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)三個城際客運系統(tǒng)；既有線電氣化改造1.6萬km。據(jù)此推算：2010年、2020年鐵道電氣化過程中需要超大量的供電設(shè)備和接觸網(wǎng)系統(tǒng)主要設(shè)備。 3.2 我國電氣化產(chǎn)品的供應(yīng)能力分析 我國鐵路電氣化設(shè)備需求與電力系統(tǒng)相比較小，國內(nèi)大型制造企業(yè)涉足較少，基本是中小企業(yè)的為主，因此，形成了供電設(shè)備制造企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模較小、產(chǎn)品單一的局面。 隨著鐵路跨越式發(fā)展，我國電氣化鐵路對其產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)量的要求大幅度提高，但總體上看，我國企業(yè)（包括合資和外商獨資企業(yè)）基本能夠保證對鐵路電氣化設(shè)備的供應(yīng)。供變電設(shè)備因為

8、電氣化的生產(chǎn)裝備本身和電力系統(tǒng)是通用的，借助于我國強大的電力設(shè)備制造工業(yè)基礎(chǔ)，完全可以從產(chǎn)能上滿足需求。 對比較特殊的接觸網(wǎng)產(chǎn)品因其品種繁多，雖然加工過程和社會制造基礎(chǔ)能力大多通用，但受行業(yè)許可證和國家3C認證等嚴格的市場準入管理的限制，且需求不穩(wěn)定，單一的零件難以形成大的穩(wěn)定的批量，投入的國內(nèi)企業(yè)資源較為有限，據(jù)調(diào)查，目前的生產(chǎn)能力作特別分析如下： 接觸線，全國共約13 000t/年左右；承力索因為不需要特別的專用設(shè)備，只要有原材料，幾乎所有電纜廠家均可生產(chǎn)，生產(chǎn)能力很大，可以認為“沒有限制”。 需要說明的是，200km/h以下的產(chǎn)品國產(chǎn)零件基本過關(guān)，除了定位器等合金零件的批量工藝需要控制以

9、外，基本可以替代進口，質(zhì)量和產(chǎn)能要求滿足市場需要。但200km/h以上的高速鐵路接觸網(wǎng)零件，以鋁合金和銅合金為主，我國的批量生產(chǎn)工藝管理需要改進，還沒有大規(guī)模生產(chǎn)的成功經(jīng)驗。考慮到高速鐵路的安全高可靠性要求，在負荷特點不明的條件下，暫采用以國外為主的生產(chǎn)模式（包括合資）可以規(guī)避預料不到的風險。 高強度的導線，如鎂銅合金線或高強度錫銅線，因為國際水平的限制，導線生產(chǎn)極限的技術(shù)能力難以突破，國外也是普遍在降低安全系數(shù)使用，為穩(wěn)妥起見，在使用較小的安全系數(shù)（保證大工作張力的弓網(wǎng)受流技術(shù)性能）時和沒有取得足夠的工程經(jīng)驗以前，在客專建設(shè)的早期采用國外（合資）的產(chǎn)品亦是合理選擇。 4 技術(shù)路線的發(fā)展趨勢

10、在我國科技創(chuàng)新大規(guī)劃的目標下，當前鐵道行業(yè)客運專線建設(shè)的最根本目標之一，就是搭建客運專線等高等級的系統(tǒng)技術(shù)平臺，鐵道部專門成立了客專技術(shù)部按照電力電氣化系統(tǒng)集成的工程管理方式，借助于市場開放要求國外供貨商提供全方位的技術(shù)服務(wù)，同時推進完成國外先進的設(shè)計研究技術(shù)、裝備制造技術(shù)引進吸收和再創(chuàng)新。通過在系統(tǒng)集成項目中引進、消化、吸收，鐵道部逐步推進了中外合資、合作企業(yè)的建立，實現(xiàn)設(shè)計最高行車速度350km/h、驗收速度350km/h、運營速度300km/h牽引供電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備及零部件的國產(chǎn)化。通過已陸續(xù)開工了12條客運專線的建設(shè)，包括津京、合武、合寧、石太、武廣、廣深、京滬、哈大、廣珠、甬溫、溫福、

11、福廈線等項目，培育國內(nèi)裝備制造企業(yè)和施工集成商已顯雛形。 從技術(shù)層面分析，在津京、武廣、鄭西、廣深、京滬等300km/h以上的高等級客運專線，電氣化的技術(shù)標準基本上以引進國的成熟原型為主導路線。對于供變電設(shè)備技術(shù)方案，因為對可靠性的高要求和對新事物的擔心，采用了比國外原型更高和更復雜的備用方式和接線形式；對于接觸網(wǎng)設(shè)備，以目前最新的津京、武廣項目為例分析，主要涉及到德國的原型而采用了鋁合金類接觸網(wǎng)產(chǎn)品為主，原因是原型產(chǎn)品的風險較低，成功率高，也有利于引進和吸收我國較為缺乏的合金產(chǎn)品制造關(guān)鍵技術(shù)。但在以后的京滬等后續(xù)的高等級鐵路、將毫無疑問走以合資和國產(chǎn)為主的自主創(chuàng)新路子，需要結(jié)合我國多年的經(jīng)驗

12、積累，進行合理的技術(shù)方向選擇。 從供變電設(shè)備技術(shù)方案的角度分析，因為供電主接線方案可以有備用，所以設(shè)備單體的可靠性不足時可以通過接線方式加以彌補，隨著制造的單體設(shè)備可靠性提高或客專鐵路投運一段時期的經(jīng)驗積累和充分認識以后，相信將在主接線方式、總平面布置方面大大簡化，以降低工程投資，并在立體布置、減少占地、無維修等方面作為主要的技術(shù)發(fā)展方向，逐漸向國外的法國、德國等較為簡約的模式靠攏。與軟件有關(guān)的綜合自動化系統(tǒng)類產(chǎn)品因為用戶使用升級和維護的需要，從一開始到今后，肯定是以國內(nèi)自主，部分硬件設(shè)備會結(jié)合性價比可能部分采用國外產(chǎn)品。 多年以來的研究和實踐已經(jīng)在業(yè)內(nèi)達成了基本共識，即接觸網(wǎng)的技術(shù)方案路線確

13、定了以德法的歐洲體系為主，但在接觸網(wǎng)設(shè)備零部件領(lǐng)域，需要特別加以分析。在以前我國的電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備制造業(yè)曾經(jīng)歷了鑄造工藝加工質(zhì)量管理有所失控的痛苦經(jīng)歷，導致最終用戶失去信心轉(zhuǎn)而讓國外企業(yè)有機可乘，基于此，從國家管理層到技術(shù)行業(yè)標準中都強制以鍛造工藝替代并基本淘汰了鑄造工藝，雖然有一刀切的弊端，但至少在短期內(nèi)對控制質(zhì)量下降起到了積極的促進作用，保持了起碼的可靠性水平和行業(yè)聲譽。據(jù)此，如果技術(shù)路線按照仿造從國外原型引進的普遍以銅合金、鋁合金鑄造件為主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的接觸網(wǎng)設(shè)備材料路線，以我國普遍較為落后的冶金工業(yè)基礎(chǔ)條件和大規(guī)模質(zhì)量控制水平，是否會繼續(xù)或應(yīng)該簡單地回到鑄造工藝為主的方向值得慎重研究

14、。 國外早期也大量采用以黑色金屬鋼鐵為主的工藝，近年在高速鐵路領(lǐng)域和新建鐵路行業(yè)普遍采用合金材料的初衷是減少維修提高產(chǎn)品壽命、采用沒有鍍鋅過程的環(huán)保工藝，另外國外較高的國民經(jīng)濟實力和冶金工業(yè)水平也是其采用合金類產(chǎn)品的基礎(chǔ)條件，實質(zhì)上，深入技術(shù)研究后可以發(fā)現(xiàn)，除了與高速機車運行和大電流導電需求有直接關(guān)系的部分特殊和重要產(chǎn)品外，銅合金或鋁合金類新產(chǎn)品對原有的鋼鐵類零件的使用性能和技術(shù)參數(shù)方面并無實質(zhì)性變化，尤其是與接觸網(wǎng)的安裝腕臂結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系的受力零部件沒有實質(zhì)性的改進。高等級鐵路應(yīng)用切實需要和工藝技術(shù)得到實質(zhì)性改進主要方面體現(xiàn)在采用高強度、輕質(zhì)、非磁性導電的銅合金或鋁合金材料才是技術(shù)必要的。

15、因此，對于未來的我國的接觸網(wǎng)零部件的技術(shù)主流，如何揚棄國外原型產(chǎn)品技術(shù)路線方面應(yīng)該結(jié)合國情區(qū)別對待，對此，筆者建議：第一，對與高速機車運行和大電流導電需求有直接關(guān)系的部分接觸網(wǎng)懸掛零部件，如接觸線、定位器、電連接、中心錨節(jié)、下錨終端、吊弦等應(yīng)采用銅合金或鋁合金材料產(chǎn)品。該部分應(yīng)作為技術(shù)引進、優(yōu)化設(shè)計方案或工藝研究的重點。第二，對和速度無直接關(guān)系的以支撐和受力為主要用途的接觸網(wǎng)安裝腕臂結(jié)構(gòu)類受力零部件，仍然應(yīng)該充分利用既有的工裝設(shè)備和品質(zhì)管理成功經(jīng)驗，繼續(xù)發(fā)揚鍛造工藝的優(yōu)點，最大限度地減少制造缺陷，盡量用鍛造工藝替代鑄造工藝，并用鋼鐵的黑色金屬類材質(zhì)取代貴重的銅合金、鋁合金材質(zhì)零部件，不僅便于大規(guī)模生產(chǎn)的質(zhì)量控制，而且有利于大大降低成本，很好地在各方面滿足國情需要，提高我國企業(yè)的競爭力。當然，不論采用何種材質(zhì)，即使是采用