淺談我國地鐵電氣技術(shù)的發(fā)展

邵小輝

摘 要：近年來，我國的地鐵網(wǎng)絡(luò)處于不斷發(fā)展壯大的狀態(tài)，而地鐵的電氣技術(shù)也在快速的發(fā)展中。文章通過介紹我國地鐵的發(fā)展歷史和地鐵電氣技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，來分析地鐵電氣技術(shù)今后的發(fā)展方針。

關(guān)鍵詞：地鐵；電氣技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，科技水平也在日新月異的變化，從第一條地鐵線路在我國建造到現(xiàn)在，中國已經(jīng)在北京、上海、天津、廣州等多個(gè)城市建有多條地鐵線路，為市民的生活和工作均帶來了極大的便利，而地鐵建設(shè)過程中相關(guān)的電氣技術(shù)，也隨著科技水平的發(fā)展而不斷進(jìn)步。

1 我國地鐵的發(fā)展歷史

北京地鐵是我國的第一條地鐵，于1965年7月開始建設(shè)，1969年9月通車，全長23.6公里。[1]而1971年北京的2號線地鐵開工，由于建設(shè)速度緩慢，歷時(shí)三年，到1984才開始投入運(yùn)營。到1999年之前，我國投入運(yùn)營的地鐵里程數(shù)才打到90公里，而只有北京、天津、上海、廣東四個(gè)城市擁有了地鐵站。

2000年之前，中國地鐵一直處于緩慢甚至停滯的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，到2000年后，中國的地鐵才開始真正進(jìn)入快速發(fā)展，截止到2013年初，我國開通地鐵營運(yùn)線路的城市已經(jīng)達(dá)到15個(gè)，而正在建設(shè)中或計(jì)劃內(nèi)的城市包括大部分的發(fā)達(dá)城市、大部分省會城市、直轄市等35個(gè)城市。許多城市紛紛將地鐵建設(shè)納入城市規(guī)劃、交通規(guī)劃的軌道中。

事實(shí)上，雖然中國已經(jīng)在一些城市擁有了地鐵線路，但同其他發(fā)達(dá)國家相比，我國的城市地鐵建設(shè)還處于起步階段。[2]在很多方面還不成熟，關(guān)于地鐵故障、地鐵造成的地面塌陷等問題頻發(fā)，如何建設(shè)健康可持續(xù)的地鐵交通網(wǎng)絡(luò)，方便人民生活，促進(jìn)社會有序發(fā)展，成為我國政府在地鐵規(guī)劃和建設(shè)時(shí)需要考慮的重要問題。

2 電氣技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

科技是第一生產(chǎn)力。我國在進(jìn)行地鐵的建設(shè)過程中，也在地鐵的驅(qū)動技術(shù)上下了很大功夫，從近年來地鐵的電氣技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，可以發(fā)現(xiàn)很多變化。

2.1 接觸網(wǎng)的升級

接觸網(wǎng)系統(tǒng)是為地鐵的車輛提供動力的裝置，從前為接觸網(wǎng)系統(tǒng)提供的電壓等級是DC750V，這個(gè)等級電壓在為接觸網(wǎng)供電時(shí)，牽引變電站的供電范圍較小[3]，為兩到三個(gè)地鐵站。而如今的電壓等級提升到DC1500V，不僅可以擴(kuò)大供電范圍，節(jié)約電能，減少因建造變電站而耗費(fèi)的人力財(cái)力，也可以使車輛在運(yùn)行中更加安全穩(wěn)定。九十年代以后，除了武漢市以外建有地鐵的城市，都采用的是DC1500V電壓，由此可以看出地鐵建設(shè)關(guān)于電氣技術(shù)方面的升級。

2.2 電流的變化

眾所周知，直流電動機(jī)的換向器和電刷在負(fù)載發(fā)生巨大變化或急速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，容易出現(xiàn)火花，甚至發(fā)生環(huán)火事故，引起火災(zāi)，所以以往為了維護(hù)直流電動機(jī)，往往耗費(fèi)很大的成本和人力物力。而交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、不容易損壞，因?yàn)槠湓诘罔F牽引時(shí)不需要電刷滑環(huán)的輔助，所以運(yùn)行速度較直流電動機(jī)快，也更加安全。在2000年后，我國所建造的地鐵幾乎全部使用了交流電的驅(qū)動系統(tǒng)，這與世界同期的技術(shù)水平也是不相上下的，在未來的三到五年內(nèi)，交流電動機(jī)會逐步取代使用直流電動機(jī)驅(qū)動的地鐵車輛。

2.3 牽引器件的提升

在20世紀(jì)70年代，我國地鐵因?yàn)榧夹g(shù)限制，地鐵車輛還無法做出容量大的電磁接觸器，而且地鐵因其電流大、電壓高的特點(diǎn)，需要分段、熄弧能力強(qiáng)的電磁接觸器，這都是當(dāng)時(shí)的技術(shù)無法達(dá)成的，所以當(dāng)時(shí)使用的主要是電空型元器件，而電磁型元器件只有在車輛上氣源缺乏或氣源不符合使用條件的時(shí)候才會采用，主要起到的是輔助運(yùn)營的作用。進(jìn)入21世紀(jì)以來，制造容量大的電磁接觸器已經(jīng)成為可能，并日趨成熟。

2.4 電氣材料更加環(huán)保

在日益提倡環(huán)保的今天，政府在投入地鐵建設(shè)時(shí)也愈發(fā)注意使用更加環(huán)保的材料，建造綠色地鐵，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。例如電纜的接頭以前使用的是焊錫連接，這種材料在加熱時(shí)會產(chǎn)生有害氣體，對人體和環(huán)境產(chǎn)生危害，而如今則改為不需要焊料的冷壓連接；而接觸器上的滅弧盒以前采用的是會污染環(huán)境的石棉材料，如今則改為清潔環(huán)保的DMC材料；觸頭材料以前為了幫助滅弧，多采用含鎘類材料，這種物質(zhì)對環(huán)境污染極大，所以如今逐漸以銀氧化鋅、銀氧化錫等材料代替。

3 電氣技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略

3.1 樹立目標(biāo)，階段性發(fā)展

不同的城市有不同的發(fā)展策略，在提高地鐵建設(shè)的電氣技術(shù)時(shí)，應(yīng)該因地制宜，依照當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，以交通、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面作為參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行目標(biāo)的制定。在未來發(fā)展時(shí)既不要停滯不前，也不要急于求成，樹立正確合理的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)階段性的發(fā)展。

3.2 研發(fā)先進(jìn)技術(shù)

在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，國際上的地鐵電氣技術(shù)也在不斷進(jìn)步，日漸成熟，在進(jìn)行本國技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也不要閉門造車，而應(yīng)開跨眼界，學(xué)習(xí)和借鑒其他地鐵發(fā)達(dá)的國家的相關(guān)技術(shù)，揚(yáng)長避短，讓我國的地鐵電氣技術(shù)更上一層。例如利用線性電機(jī)來牽引車輛的技術(shù)手段，因其節(jié)約成本、節(jié)約空間的優(yōu)點(diǎn)，如今已經(jīng)在國外使用的越來越多。我國相關(guān)部門也應(yīng)該通過學(xué)習(xí)和研發(fā)，讓中國地鐵的電氣技術(shù)能夠有能力與之抗衡，為人民生活和出行提供更多便捷。

3.3 電氣技術(shù)與節(jié)能技術(shù)相融合

如今節(jié)能環(huán)保成為各大企業(yè)需要實(shí)現(xiàn)的重要目標(biāo)之一。政府在進(jìn)行地鐵電氣技術(shù)的發(fā)展過程中，也應(yīng)注意將電氣技術(shù)和節(jié)能技術(shù)相融合，避免不必要的浪費(fèi)。如將高阻電纜換成低阻電纜、使用節(jié)能變壓器和高壓變頻來調(diào)控速度的技術(shù)等，都是很有效的節(jié)能手段。這不僅可以減少對電力系統(tǒng)的壓力，也可以使電氣器材更加經(jīng)久耐用，提高工作效率。

4 結(jié)束語

綜上所述，進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國地鐵的相關(guān)電氣技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展的階段，但同時(shí)也應(yīng)看到同國際的先進(jìn)技術(shù)水平相比，但還有許多不足，如在環(huán)保節(jié)能技術(shù)方面一些城市還比較落后，有些器材還需要依托國外的公司生產(chǎn)等，所以應(yīng)正視自己的不足，時(shí)刻關(guān)注和學(xué)習(xí)國際上和地鐵相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，為使我國能成為地鐵發(fā)達(dá)國家而不斷努力。

參考文獻(xiàn)

[1]錢明華.我國地鐵電氣技術(shù)的發(fā)展[J].電工文摘，2009（3）.1.

[2]梁寧慧，劉新榮.中國城市地鐵建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展戰(zhàn)略[N].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（6）：81.

[3]梁寧慧，劉新榮.中國城市地鐵建設(shè)的現(xiàn)狀和發(fā)展戰(zhàn)略[N].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，（6）：82.