趙慧鵬

摘 要：接觸網(wǎng)是電氣化鐵路牽引網(wǎng)的重要組成部分，接觸網(wǎng)覆冰是一種嚴(yán)寒天氣時(shí)所產(chǎn)生的自然現(xiàn)象，與氣候有著密切關(guān)系。若接觸網(wǎng)大面積形成覆冰，直接影響電氣化鐵路的安全運(yùn)行。因此，探究接觸網(wǎng)覆冰防冰方法具有重要意義。本文首先闡述接觸覆冰機(jī)理及危害，然后探討其防冰方法。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng) 覆冰機(jī)理 再線防冰

中圖分類號(hào)：U22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0123-02

近幾年來(lái)，伴隨著我國(guó)電氣化鐵路的不斷發(fā)展，一些較大規(guī)模的重載鐵路線路延伸到高海拔、低溫及高濕度地區(qū)，例如：朔黃鐵路跨越橫山、云中山、沿滹沱河峽谷穿越太行山，此類區(qū)域極易發(fā)生覆冰現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)致列車無(wú)法運(yùn)行、降低接觸網(wǎng)的可靠性及安全性、影響弓網(wǎng)的收流質(zhì)量，使得接觸網(wǎng)在線防冰迫在眉睫。同時(shí)，如何確保列車或貨運(yùn)重載車在此區(qū)域運(yùn)行的安全已受到各界人士重視，引起廣泛關(guān)注。

1 接觸網(wǎng)覆冰機(jī)理及危害

通常情況，覆冰狀態(tài)主要是由氣候條件造成的，其中溫度、空氣中液態(tài)水含量及風(fēng)向、風(fēng)速是重要因素。當(dāng)空氣中有足夠的液態(tài)水時(shí)，同時(shí)受到較大風(fēng)速影響，使空氣中的液態(tài)水受冷，與接觸網(wǎng)相接觸，加上溫度低于0℃，極易使小水滴冷固，進(jìn)而在接觸網(wǎng)上形成一層厚厚的覆冰。從這一角度來(lái)看，接觸網(wǎng)覆冰是一種物理現(xiàn)象，一方面是流體力學(xué)的過(guò)程，主要是因?yàn)椴东@氣體中過(guò)度冷卻的水滴進(jìn)而發(fā)生的現(xiàn)象；另一方面也是熱力學(xué)的過(guò)程。液態(tài)過(guò)冷卻水滴釋放熱量而固化的物理現(xiàn)象。其覆冰的厚度及密度與覆冰表面碰撞過(guò)程及熱平衡過(guò)程有較大關(guān)系。因此，高海拔山區(qū)接觸網(wǎng)覆冰在很大程度上由于冬季溫度低、晝夜溫差大且濕度大而導(dǎo)致的。

最為常見的覆冰類型有雨凇、濕雪、混合淞及粒狀霧凇等，其中危害最大的就是雨凇，通常由凍雨而形成，與接觸網(wǎng)表面有著極強(qiáng)附著力，并不易脫落，影響時(shí)間較長(zhǎng)。覆冰造成危害：首先，影響列車正常通行。如：2008年春運(yùn)期間，發(fā)生的雪災(zāi)，導(dǎo)致多處地段發(fā)生接觸網(wǎng)覆冰現(xiàn)象，使大多數(shù)列車取消車次。其次，降低接觸網(wǎng)的安全性。由于在風(fēng)的作用下，接觸網(wǎng)設(shè)備在承受覆冰自身荷載的同時(shí)，還承受風(fēng)面積大導(dǎo)致的最大風(fēng)荷載，極易增加導(dǎo)線張力，破壞支持裝置。此外，高海拔山區(qū)多風(fēng)雪天氣，絕緣子表面容易出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，導(dǎo)致短路，引起閃路放電及接觸網(wǎng)跳閘現(xiàn)象，進(jìn)而影響列車通行。最后，降低弓網(wǎng)的收流質(zhì)量。接觸線波動(dòng)傳播速度直接影響弓網(wǎng)運(yùn)行速度，若接觸網(wǎng)發(fā)生覆冰時(shí)，在工作張力不變的條件下，輸電線路的密度得到提高，從而減少了接觸線的波動(dòng)傳播速度，影響弓網(wǎng)收流質(zhì)量。

2 接觸網(wǎng)防冰方法

為了有效確保列車通行安全，使電氣化鐵路得到安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，眾多學(xué)者紛紛提出接觸網(wǎng)防冰方法，主要有人工除冰、電力機(jī)車受電弓帶負(fù)荷運(yùn)行除冰、接觸電加熱、涂抹防凍劑、在線防冰法等，但沒(méi)有哪一種防冰方法成為主流。電力機(jī)車受電弓帶負(fù)荷運(yùn)行除冰是由內(nèi)燃機(jī)牽引電力機(jī)車弓不取流，其防冰效果較一般，不提倡使用。下面主要對(duì)后幾種方法進(jìn)行詳細(xì)闡述：

2.1 接觸電加熱防冰

接觸電加容防冰主要是利用電流的焦耳效應(yīng)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行加熱，進(jìn)而融化覆冰。當(dāng)前，主要分為直流融冰與交流融冰。其中直流融冰主要是將覆冰線路作為負(fù)載，連接線路末端，并逐段施加直流電源，采用較低的直流電壓提供短路電流，進(jìn)而使導(dǎo)線加熱，融化覆冰。直流融冰需要增設(shè)融冰變壓器、斷路器及其整流器等。該融冰方法僅僅需要較小電源功率，并對(duì)電力系統(tǒng)的影響較小。唯一不足的是投資成本較大，需要資金支持。交流融冰是一種將融冰線路的一端線路與地連接，并在另一端施以融冰電源，進(jìn)而由較大的短路電流使導(dǎo)線加熱，使之冰水融化。該交流融冰方法操作較簡(jiǎn)單，且實(shí)施較方便，但會(huì)產(chǎn)生較大的無(wú)功功率，消耗大量電量，進(jìn)而影響供電能力。

2.2 涂抹防凍劑

防凍劑技術(shù)最先是由德國(guó)發(fā)明的，事前根據(jù)天氣預(yù)報(bào)得知有凍雨天氣后，進(jìn)而對(duì)接觸線涂抹大量防凍劑，預(yù)防接觸線結(jié)冰。涂抹防凍劑設(shè)備主要由兩個(gè)部件組成，其中一個(gè)部件安裝在軌道車輛內(nèi)部的固定框架上，而另一部件安裝在附件的車頂受電弓。車輛在行駛期間，將設(shè)備中的防凍劑由壓縮空氣通過(guò)組合管道系統(tǒng)進(jìn)而進(jìn)入到中空毛氈柜內(nèi)，當(dāng)毛氈柜滾動(dòng)時(shí)能夠?qū)⒎纼鰟┩磕ㄔ诮佑|線上，進(jìn)而防止接觸網(wǎng)結(jié)冰。該方法使用較方便，且擁有較低的運(yùn)行使用費(fèi)用，具有較高的防冰效率。更為關(guān)鍵的是不受天窗的限制及中性段無(wú)電區(qū)的影響。需要注意的是，若遇到較為嚴(yán)重的覆冰，其防冰效果不明顯。

2.3 在線防冰法

在線防冰法是一種基于SVG（Scalable Vector Graphics）接觸網(wǎng)的在線防冰方法，具有極強(qiáng)的應(yīng)用前景。當(dāng)前，大多數(shù)地區(qū)還沒(méi)有應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，因此，本文對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)研究。要想實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)在線防冰必須堅(jiān)持以下幾條原則：首先，確保接觸網(wǎng)各個(gè)部分的電壓在允許范圍內(nèi)；其次，采用在任意區(qū)間都不會(huì)結(jié)冰的電流；再次，防冰電流應(yīng)保證各個(gè)部分所消耗的電能應(yīng)在經(jīng)濟(jì)能力范圍內(nèi)；最后，在進(jìn)行防冰時(shí)不影響列車的正常通行。采用SVG在線防冰能夠吸收感性無(wú)功及其發(fā)出感性無(wú)功特征，可實(shí)現(xiàn)在接觸網(wǎng)上產(chǎn)生較大電流，但不影響正常供電，其在線融冰過(guò)程如下圖1所示。朔黃鐵路供電系統(tǒng)主要由直供牽引供電加回流線（DN）及以AT牽引供電系統(tǒng)。

2.3.1 DN供電系統(tǒng)的在線防冰

直供加回流線供電方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)，這種供電方式由于在接觸網(wǎng)同高度的外側(cè)增設(shè)了一條回流線，回流線上的電流與接觸網(wǎng)上的電流方向相反，這樣大大減輕了接觸網(wǎng)對(duì)鄰近通信線路的干擾。根據(jù)牽引供電原理，接觸線進(jìn)而構(gòu)成閉合環(huán)路，調(diào)節(jié)其中一條線路進(jìn)而確保線路電力超過(guò)臨界防冰電流，使接觸網(wǎng)的溫度保持在0℃以上，防止結(jié)冰，也能夠確保接觸線處于正常的供電狀態(tài)。此外，在確保供電電壓的條件下，就能對(duì)末端進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保線路上的電流控制在可取值范圍內(nèi)，使防冰作用發(fā)揮到最大。

2.3.2 AT牽引供電的在線防冰

AT牽引供電的在線防冰跟直供牽引供電的在線防冰相似，同樣將靜止無(wú)功發(fā)生裝置安裝在牽引變電所兩相供電臂的首端及其末端，并分別記為SVG1、SVG2；SVG3、SVG4.其原理圖如下圖2所示。由于AT變壓器的作用，使得系統(tǒng)中電流分布較為復(fù)雜，因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)防冰電流分布進(jìn)行分析，進(jìn)而采取相應(yīng)的方法。

3 結(jié)語(yǔ)

接觸網(wǎng)覆冰現(xiàn)象尤其常見，尤其是高寒、潮濕地區(qū)，對(duì)機(jī)車運(yùn)行造成不便。當(dāng)前，防冰方法主要由以上幾種，但沒(méi)有固定防冰措施，加上需要投入大量人力、物力，盡管取得一定成效，但防冰效率相對(duì)較低。本文提出一種SVG的在線防冰方法，操作簡(jiǎn)單，投資成本顯得較少，能夠有效提高防冰質(zhì)量，確保鐵路供電線路的正常運(yùn)行，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 李群湛，郭蕾，舒澤亮，等.電氣化鐵路接觸網(wǎng)在線防冰技術(shù)研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2013，35（10）：46-51.

[2] 李崗，郭華.接觸網(wǎng)交流在線防冰與離線融冰原理研究[J].電氣化鐵道，2012，23（6）：5-8.endprint

摘 要：接觸網(wǎng)是電氣化鐵路牽引網(wǎng)的重要組成部分，接觸網(wǎng)覆冰是一種嚴(yán)寒天氣時(shí)所產(chǎn)生的自然現(xiàn)象，與氣候有著密切關(guān)系。若接觸網(wǎng)大面積形成覆冰，直接影響電氣化鐵路的安全運(yùn)行。因此，探究接觸網(wǎng)覆冰防冰方法具有重要意義。本文首先闡述接觸覆冰機(jī)理及危害，然后探討其防冰方法。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng) 覆冰機(jī)理 再線防冰

中圖分類號(hào)：U22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0123-02

近幾年來(lái)，伴隨著我國(guó)電氣化鐵路的不斷發(fā)展，一些較大規(guī)模的重載鐵路線路延伸到高海拔、低溫及高濕度地區(qū)，例如：朔黃鐵路跨越橫山、云中山、沿滹沱河峽谷穿越太行山，此類區(qū)域極易發(fā)生覆冰現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)致列車無(wú)法運(yùn)行、降低接觸網(wǎng)的可靠性及安全性、影響弓網(wǎng)的收流質(zhì)量，使得接觸網(wǎng)在線防冰迫在眉睫。同時(shí)，如何確保列車或貨運(yùn)重載車在此區(qū)域運(yùn)行的安全已受到各界人士重視，引起廣泛關(guān)注。

1 接觸網(wǎng)覆冰機(jī)理及危害

通常情況，覆冰狀態(tài)主要是由氣候條件造成的，其中溫度、空氣中液態(tài)水含量及風(fēng)向、風(fēng)速是重要因素。當(dāng)空氣中有足夠的液態(tài)水時(shí)，同時(shí)受到較大風(fēng)速影響，使空氣中的液態(tài)水受冷，與接觸網(wǎng)相接觸，加上溫度低于0℃，極易使小水滴冷固，進(jìn)而在接觸網(wǎng)上形成一層厚厚的覆冰。從這一角度來(lái)看，接觸網(wǎng)覆冰是一種物理現(xiàn)象，一方面是流體力學(xué)的過(guò)程，主要是因?yàn)椴东@氣體中過(guò)度冷卻的水滴進(jìn)而發(fā)生的現(xiàn)象；另一方面也是熱力學(xué)的過(guò)程。液態(tài)過(guò)冷卻水滴釋放熱量而固化的物理現(xiàn)象。其覆冰的厚度及密度與覆冰表面碰撞過(guò)程及熱平衡過(guò)程有較大關(guān)系。因此，高海拔山區(qū)接觸網(wǎng)覆冰在很大程度上由于冬季溫度低、晝夜溫差大且濕度大而導(dǎo)致的。

最為常見的覆冰類型有雨凇、濕雪、混合淞及粒狀霧凇等，其中危害最大的就是雨凇，通常由凍雨而形成，與接觸網(wǎng)表面有著極強(qiáng)附著力，并不易脫落，影響時(shí)間較長(zhǎng)。覆冰造成危害：首先，影響列車正常通行。如：2008年春運(yùn)期間，發(fā)生的雪災(zāi)，導(dǎo)致多處地段發(fā)生接觸網(wǎng)覆冰現(xiàn)象，使大多數(shù)列車取消車次。其次，降低接觸網(wǎng)的安全性。由于在風(fēng)的作用下，接觸網(wǎng)設(shè)備在承受覆冰自身荷載的同時(shí)，還承受風(fēng)面積大導(dǎo)致的最大風(fēng)荷載，極易增加導(dǎo)線張力，破壞支持裝置。此外，高海拔山區(qū)多風(fēng)雪天氣，絕緣子表面容易出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，導(dǎo)致短路，引起閃路放電及接觸網(wǎng)跳閘現(xiàn)象，進(jìn)而影響列車通行。最后，降低弓網(wǎng)的收流質(zhì)量。接觸線波動(dòng)傳播速度直接影響弓網(wǎng)運(yùn)行速度，若接觸網(wǎng)發(fā)生覆冰時(shí)，在工作張力不變的條件下，輸電線路的密度得到提高，從而減少了接觸線的波動(dòng)傳播速度，影響弓網(wǎng)收流質(zhì)量。

2 接觸網(wǎng)防冰方法

為了有效確保列車通行安全，使電氣化鐵路得到安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，眾多學(xué)者紛紛提出接觸網(wǎng)防冰方法，主要有人工除冰、電力機(jī)車受電弓帶負(fù)荷運(yùn)行除冰、接觸電加熱、涂抹防凍劑、在線防冰法等，但沒(méi)有哪一種防冰方法成為主流。電力機(jī)車受電弓帶負(fù)荷運(yùn)行除冰是由內(nèi)燃機(jī)牽引電力機(jī)車弓不取流，其防冰效果較一般，不提倡使用。下面主要對(duì)后幾種方法進(jìn)行詳細(xì)闡述：

2.1 接觸電加熱防冰

接觸電加容防冰主要是利用電流的焦耳效應(yīng)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行加熱，進(jìn)而融化覆冰。當(dāng)前，主要分為直流融冰與交流融冰。其中直流融冰主要是將覆冰線路作為負(fù)載，連接線路末端，并逐段施加直流電源，采用較低的直流電壓提供短路電流，進(jìn)而使導(dǎo)線加熱，融化覆冰。直流融冰需要增設(shè)融冰變壓器、斷路器及其整流器等。該融冰方法僅僅需要較小電源功率，并對(duì)電力系統(tǒng)的影響較小。唯一不足的是投資成本較大，需要資金支持。交流融冰是一種將融冰線路的一端線路與地連接，并在另一端施以融冰電源，進(jìn)而由較大的短路電流使導(dǎo)線加熱，使之冰水融化。該交流融冰方法操作較簡(jiǎn)單，且實(shí)施較方便，但會(huì)產(chǎn)生較大的無(wú)功功率，消耗大量電量，進(jìn)而影響供電能力。

2.2 涂抹防凍劑

防凍劑技術(shù)最先是由德國(guó)發(fā)明的，事前根據(jù)天氣預(yù)報(bào)得知有凍雨天氣后，進(jìn)而對(duì)接觸線涂抹大量防凍劑，預(yù)防接觸線結(jié)冰。涂抹防凍劑設(shè)備主要由兩個(gè)部件組成，其中一個(gè)部件安裝在軌道車輛內(nèi)部的固定框架上，而另一部件安裝在附件的車頂受電弓。車輛在行駛期間，將設(shè)備中的防凍劑由壓縮空氣通過(guò)組合管道系統(tǒng)進(jìn)而進(jìn)入到中空毛氈柜內(nèi)，當(dāng)毛氈柜滾動(dòng)時(shí)能夠?qū)⒎纼鰟┩磕ㄔ诮佑|線上，進(jìn)而防止接觸網(wǎng)結(jié)冰。該方法使用較方便，且擁有較低的運(yùn)行使用費(fèi)用，具有較高的防冰效率。更為關(guān)鍵的是不受天窗的限制及中性段無(wú)電區(qū)的影響。需要注意的是，若遇到較為嚴(yán)重的覆冰，其防冰效果不明顯。

2.3 在線防冰法

在線防冰法是一種基于SVG（Scalable Vector Graphics）接觸網(wǎng)的在線防冰方法，具有極強(qiáng)的應(yīng)用前景。當(dāng)前，大多數(shù)地區(qū)還沒(méi)有應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，因此，本文對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)研究。要想實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)在線防冰必須堅(jiān)持以下幾條原則：首先，確保接觸網(wǎng)各個(gè)部分的電壓在允許范圍內(nèi)；其次，采用在任意區(qū)間都不會(huì)結(jié)冰的電流；再次，防冰電流應(yīng)保證各個(gè)部分所消耗的電能應(yīng)在經(jīng)濟(jì)能力范圍內(nèi)；最后，在進(jìn)行防冰時(shí)不影響列車的正常通行。采用SVG在線防冰能夠吸收感性無(wú)功及其發(fā)出感性無(wú)功特征，可實(shí)現(xiàn)在接觸網(wǎng)上產(chǎn)生較大電流，但不影響正常供電，其在線融冰過(guò)程如下圖1所示。朔黃鐵路供電系統(tǒng)主要由直供牽引供電加回流線（DN）及以AT牽引供電系統(tǒng)。

2.3.1 DN供電系統(tǒng)的在線防冰

直供加回流線供電方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)，這種供電方式由于在接觸網(wǎng)同高度的外側(cè)增設(shè)了一條回流線，回流線上的電流與接觸網(wǎng)上的電流方向相反，這樣大大減輕了接觸網(wǎng)對(duì)鄰近通信線路的干擾。根據(jù)牽引供電原理，接觸線進(jìn)而構(gòu)成閉合環(huán)路，調(diào)節(jié)其中一條線路進(jìn)而確保線路電力超過(guò)臨界防冰電流，使接觸網(wǎng)的溫度保持在0℃以上，防止結(jié)冰，也能夠確保接觸線處于正常的供電狀態(tài)。此外，在確保供電電壓的條件下，就能對(duì)末端進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保線路上的電流控制在可取值范圍內(nèi)，使防冰作用發(fā)揮到最大。

2.3.2 AT牽引供電的在線防冰

AT牽引供電的在線防冰跟直供牽引供電的在線防冰相似，同樣將靜止無(wú)功發(fā)生裝置安裝在牽引變電所兩相供電臂的首端及其末端，并分別記為SVG1、SVG2；SVG3、SVG4.其原理圖如下圖2所示。由于AT變壓器的作用，使得系統(tǒng)中電流分布較為復(fù)雜，因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)防冰電流分布進(jìn)行分析，進(jìn)而采取相應(yīng)的方法。

3 結(jié)語(yǔ)

接觸網(wǎng)覆冰現(xiàn)象尤其常見，尤其是高寒、潮濕地區(qū)，對(duì)機(jī)車運(yùn)行造成不便。當(dāng)前，防冰方法主要由以上幾種，但沒(méi)有固定防冰措施，加上需要投入大量人力、物力，盡管取得一定成效，但防冰效率相對(duì)較低。本文提出一種SVG的在線防冰方法，操作簡(jiǎn)單，投資成本顯得較少，能夠有效提高防冰質(zhì)量，確保鐵路供電線路的正常運(yùn)行，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 李群湛，郭蕾，舒澤亮，等.電氣化鐵路接觸網(wǎng)在線防冰技術(shù)研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2013，35（10）：46-51.

[2] 李崗，郭華.接觸網(wǎng)交流在線防冰與離線融冰原理研究[J].電氣化鐵道，2012，23（6）：5-8.endprint

摘 要：接觸網(wǎng)是電氣化鐵路牽引網(wǎng)的重要組成部分，接觸網(wǎng)覆冰是一種嚴(yán)寒天氣時(shí)所產(chǎn)生的自然現(xiàn)象，與氣候有著密切關(guān)系。若接觸網(wǎng)大面積形成覆冰，直接影響電氣化鐵路的安全運(yùn)行。因此，探究接觸網(wǎng)覆冰防冰方法具有重要意義。本文首先闡述接觸覆冰機(jī)理及危害，然后探討其防冰方法。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng) 覆冰機(jī)理 再線防冰

中圖分類號(hào)：U22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0123-02

近幾年來(lái)，伴隨著我國(guó)電氣化鐵路的不斷發(fā)展，一些較大規(guī)模的重載鐵路線路延伸到高海拔、低溫及高濕度地區(qū)，例如：朔黃鐵路跨越橫山、云中山、沿滹沱河峽谷穿越太行山，此類區(qū)域極易發(fā)生覆冰現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)致列車無(wú)法運(yùn)行、降低接觸網(wǎng)的可靠性及安全性、影響弓網(wǎng)的收流質(zhì)量，使得接觸網(wǎng)在線防冰迫在眉睫。同時(shí)，如何確保列車或貨運(yùn)重載車在此區(qū)域運(yùn)行的安全已受到各界人士重視，引起廣泛關(guān)注。

1 接觸網(wǎng)覆冰機(jī)理及危害

通常情況，覆冰狀態(tài)主要是由氣候條件造成的，其中溫度、空氣中液態(tài)水含量及風(fēng)向、風(fēng)速是重要因素。當(dāng)空氣中有足夠的液態(tài)水時(shí)，同時(shí)受到較大風(fēng)速影響，使空氣中的液態(tài)水受冷，與接觸網(wǎng)相接觸，加上溫度低于0℃，極易使小水滴冷固，進(jìn)而在接觸網(wǎng)上形成一層厚厚的覆冰。從這一角度來(lái)看，接觸網(wǎng)覆冰是一種物理現(xiàn)象，一方面是流體力學(xué)的過(guò)程，主要是因?yàn)椴东@氣體中過(guò)度冷卻的水滴進(jìn)而發(fā)生的現(xiàn)象；另一方面也是熱力學(xué)的過(guò)程。液態(tài)過(guò)冷卻水滴釋放熱量而固化的物理現(xiàn)象。其覆冰的厚度及密度與覆冰表面碰撞過(guò)程及熱平衡過(guò)程有較大關(guān)系。因此，高海拔山區(qū)接觸網(wǎng)覆冰在很大程度上由于冬季溫度低、晝夜溫差大且濕度大而導(dǎo)致的。

最為常見的覆冰類型有雨凇、濕雪、混合淞及粒狀霧凇等，其中危害最大的就是雨凇，通常由凍雨而形成，與接觸網(wǎng)表面有著極強(qiáng)附著力，并不易脫落，影響時(shí)間較長(zhǎng)。覆冰造成危害：首先，影響列車正常通行。如：2008年春運(yùn)期間，發(fā)生的雪災(zāi)，導(dǎo)致多處地段發(fā)生接觸網(wǎng)覆冰現(xiàn)象，使大多數(shù)列車取消車次。其次，降低接觸網(wǎng)的安全性。由于在風(fēng)的作用下，接觸網(wǎng)設(shè)備在承受覆冰自身荷載的同時(shí)，還承受風(fēng)面積大導(dǎo)致的最大風(fēng)荷載，極易增加導(dǎo)線張力，破壞支持裝置。此外，高海拔山區(qū)多風(fēng)雪天氣，絕緣子表面容易出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，導(dǎo)致短路，引起閃路放電及接觸網(wǎng)跳閘現(xiàn)象，進(jìn)而影響列車通行。最后，降低弓網(wǎng)的收流質(zhì)量。接觸線波動(dòng)傳播速度直接影響弓網(wǎng)運(yùn)行速度，若接觸網(wǎng)發(fā)生覆冰時(shí)，在工作張力不變的條件下，輸電線路的密度得到提高，從而減少了接觸線的波動(dòng)傳播速度，影響弓網(wǎng)收流質(zhì)量。

2 接觸網(wǎng)防冰方法

為了有效確保列車通行安全，使電氣化鐵路得到安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，眾多學(xué)者紛紛提出接觸網(wǎng)防冰方法，主要有人工除冰、電力機(jī)車受電弓帶負(fù)荷運(yùn)行除冰、接觸電加熱、涂抹防凍劑、在線防冰法等，但沒(méi)有哪一種防冰方法成為主流。電力機(jī)車受電弓帶負(fù)荷運(yùn)行除冰是由內(nèi)燃機(jī)牽引電力機(jī)車弓不取流，其防冰效果較一般，不提倡使用。下面主要對(duì)后幾種方法進(jìn)行詳細(xì)闡述：

2.1 接觸電加熱防冰

接觸電加容防冰主要是利用電流的焦耳效應(yīng)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行加熱，進(jìn)而融化覆冰。當(dāng)前，主要分為直流融冰與交流融冰。其中直流融冰主要是將覆冰線路作為負(fù)載，連接線路末端，并逐段施加直流電源，采用較低的直流電壓提供短路電流，進(jìn)而使導(dǎo)線加熱，融化覆冰。直流融冰需要增設(shè)融冰變壓器、斷路器及其整流器等。該融冰方法僅僅需要較小電源功率，并對(duì)電力系統(tǒng)的影響較小。唯一不足的是投資成本較大，需要資金支持。交流融冰是一種將融冰線路的一端線路與地連接，并在另一端施以融冰電源，進(jìn)而由較大的短路電流使導(dǎo)線加熱，使之冰水融化。該交流融冰方法操作較簡(jiǎn)單，且實(shí)施較方便，但會(huì)產(chǎn)生較大的無(wú)功功率，消耗大量電量，進(jìn)而影響供電能力。

2.2 涂抹防凍劑

防凍劑技術(shù)最先是由德國(guó)發(fā)明的，事前根據(jù)天氣預(yù)報(bào)得知有凍雨天氣后，進(jìn)而對(duì)接觸線涂抹大量防凍劑，預(yù)防接觸線結(jié)冰。涂抹防凍劑設(shè)備主要由兩個(gè)部件組成，其中一個(gè)部件安裝在軌道車輛內(nèi)部的固定框架上，而另一部件安裝在附件的車頂受電弓。車輛在行駛期間，將設(shè)備中的防凍劑由壓縮空氣通過(guò)組合管道系統(tǒng)進(jìn)而進(jìn)入到中空毛氈柜內(nèi)，當(dāng)毛氈柜滾動(dòng)時(shí)能夠?qū)⒎纼鰟┩磕ㄔ诮佑|線上，進(jìn)而防止接觸網(wǎng)結(jié)冰。該方法使用較方便，且擁有較低的運(yùn)行使用費(fèi)用，具有較高的防冰效率。更為關(guān)鍵的是不受天窗的限制及中性段無(wú)電區(qū)的影響。需要注意的是，若遇到較為嚴(yán)重的覆冰，其防冰效果不明顯。

2.3 在線防冰法

在線防冰法是一種基于SVG（Scalable Vector Graphics）接觸網(wǎng)的在線防冰方法，具有極強(qiáng)的應(yīng)用前景。當(dāng)前，大多數(shù)地區(qū)還沒(méi)有應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，因此，本文對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)研究。要想實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)在線防冰必須堅(jiān)持以下幾條原則：首先，確保接觸網(wǎng)各個(gè)部分的電壓在允許范圍內(nèi)；其次，采用在任意區(qū)間都不會(huì)結(jié)冰的電流；再次，防冰電流應(yīng)保證各個(gè)部分所消耗的電能應(yīng)在經(jīng)濟(jì)能力范圍內(nèi)；最后，在進(jìn)行防冰時(shí)不影響列車的正常通行。采用SVG在線防冰能夠吸收感性無(wú)功及其發(fā)出感性無(wú)功特征，可實(shí)現(xiàn)在接觸網(wǎng)上產(chǎn)生較大電流，但不影響正常供電，其在線融冰過(guò)程如下圖1所示。朔黃鐵路供電系統(tǒng)主要由直供牽引供電加回流線（DN）及以AT牽引供電系統(tǒng)。

2.3.1 DN供電系統(tǒng)的在線防冰

直供加回流線供電方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)，這種供電方式由于在接觸網(wǎng)同高度的外側(cè)增設(shè)了一條回流線，回流線上的電流與接觸網(wǎng)上的電流方向相反，這樣大大減輕了接觸網(wǎng)對(duì)鄰近通信線路的干擾。根據(jù)牽引供電原理，接觸線進(jìn)而構(gòu)成閉合環(huán)路，調(diào)節(jié)其中一條線路進(jìn)而確保線路電力超過(guò)臨界防冰電流，使接觸網(wǎng)的溫度保持在0℃以上，防止結(jié)冰，也能夠確保接觸線處于正常的供電狀態(tài)。此外，在確保供電電壓的條件下，就能對(duì)末端進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保線路上的電流控制在可取值范圍內(nèi)，使防冰作用發(fā)揮到最大。

2.3.2 AT牽引供電的在線防冰

AT牽引供電的在線防冰跟直供牽引供電的在線防冰相似，同樣將靜止無(wú)功發(fā)生裝置安裝在牽引變電所兩相供電臂的首端及其末端，并分別記為SVG1、SVG2；SVG3、SVG4.其原理圖如下圖2所示。由于AT變壓器的作用，使得系統(tǒng)中電流分布較為復(fù)雜，因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)防冰電流分布進(jìn)行分析，進(jìn)而采取相應(yīng)的方法。

3 結(jié)語(yǔ)

接觸網(wǎng)覆冰現(xiàn)象尤其常見，尤其是高寒、潮濕地區(qū)，對(duì)機(jī)車運(yùn)行造成不便。當(dāng)前，防冰方法主要由以上幾種，但沒(méi)有固定防冰措施，加上需要投入大量人力、物力，盡管取得一定成效，但防冰效率相對(duì)較低。本文提出一種SVG的在線防冰方法，操作簡(jiǎn)單，投資成本顯得較少，能夠有效提高防冰質(zhì)量，確保鐵路供電線路的正常運(yùn)行，具有廣闊的發(fā)展前景。

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