高速铁路接触网分相之探究
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高速铁路接触网分相之探究
________□胡兴荣中国铁路上海局集团公司杭州机辆段
【摘要】分相是整个行车安全的关键，近年时有停进分相案例，本文从最基本原理，讲解分相要点，难点，分相区应急措施，意 在使动车组司机认识到分相重要性，理清处理思路。
【关键词I接触网分相原理过分相控制形式转换跨距锚段分析分相区取电风险过分相非正常场景分析
引言
高速铁路接路接触网作为高速铁路重要的重要组成部分，其设计的合理性，可靠性，稳定性，对整个运输制序发挥着至关重要的作用，整个接触网供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所是电气化铁路供电系统中的心脏，无论一般线路还是高速线路都要求它具有高度的可靠性。牵引变电所将电力系统输电线路电压从llOkV (或220k V)降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车，由于牵引供电采用单工频交流供电
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方式，且各牵引区段承载能力限制、供电电压不一致，及为使电力系统三相尽可能平衡，接触网采用分段换相供电。为防止相间短路，必须在各独立供电区之间建立分相区，各相间用空气或绝缘子分割，称为电分相。分相区停车，如果处理不当会引发严重后果，本文通过对分相的系统分析，发现存在问题，提出改进措施。
一、电分相的分类
我国铁路常用的分相有两种：分别为器件式分相和关节式分相；高铁多采用带中性段的六跨锚段关节式分相和十一跨锚段关节式分相。六跨一般中性区长度不大于190米，无电区长度约为22米左右。中国奥运代表团名单
十一跨一般中性区长度为300米左右；无电区长度约为100米。在接触网电分相前方设断电标，断电标设置在电分相中性区段起始位置前第2根支柱上（该支柱距电分相中性区段起始位置不小于80m)；在接触网电分相后方设合电标，合电标设置在电分相中性区段终止位置后400 m处附近的接触网支柱上（该支柱距电分相中性区段终止位置不小于400 m )〇
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二、自动过分相原理
动车组自动过分相分为两种：①磁缸过分相②A TP过分相；ATP过分相又分为C2区段的应答器过分相和C3区段的RBC过分相，下面我们来说说它们各自的工作原理。磁缸过分相；在动车组列车上装有GFX-3A设备；它分为车上的主机和车体转向架上的GFX-3A的感应器；配合地面的磁缸设备实现自动过分相。在C2区段中使用A TP的应答器过分相，C2CU(CTCS-2主机控制核心单）接收BTM传来的数据，结合T C R传来的数据和当前列车速度计算速度曲线实现自动过分相功能。380B在C2状态下ATP过分相和GFX-3A互为冗余；在C3状态下就禁用GFX-3A完全依靠RBC 过分相。在C3区段，动车组利用RBC实现自动过分相，C3等级下过分相控制，根据R B C发送的分相区信息实现自动过分相。并遵循以下原则：1 )车头距分相区起点l〇s时（根据当前速度和距离计算出时间）给出过分相提示；2)车头距分相区起点一定时间（CRH380A/A L为3S，CRH380B/BL 为10S)时输出过分相信号；3)车头越过分相区终点130米后撤过分相控制信号。C3等级下车载设备一直输出G FX禁
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止信号。C2等级过分相控制C2等级下，C2主控单元应答器接收分相区信息（动车组接受应答器信息的装置BTM )安装在车头下方实现自动过分相控制，并遵循以下原则：1)车头距分相区起点10S时给出过分相语音提示；2)车头距分相区起点一定时间（CRH380A/A L为3S，CRH380B/B L为10S)时输出过分相信号控制信号；3)车头越过分相终点130米后撤过分相信号控制信号。从应答器接收到分相区
预告信息后，立即输出G FX禁止信号；车头越过分相终点600米后停止输出G FX禁止信号。2)磁钢过分相控制：主要为动车组运行至电分相前通过磁感应装置来实现断合主断目的，主要用在ATP无法实现自动过分相场景，比如机信模式，调车模式下过器件式分相（本段入江山存车场）就必须打开GFX〇
三、 停进分相的原因
在动车组正常运行时，车间对一些关键分相都做了相关提示卡，及分相区红灯的操作要求，一般动车组是不太可能停进分相区，但由于在一些特殊场景下，如行车设备故障(A TP故障、车辆故障产生制动停车）②司机误操作（ASD 动作、380B误回A SC手柄等造成停车）③司机对担当区段分相位置不熟悉，分相处所线路纵断面不清楚，分相前盲目等信号等，则可能停进分相区，停进分相区将严重干扰整个运输秩序，从我段担当区段看除杭长高铁大部分十一跨外，其余基本为六跨，整个分相区可分三部分中间为中性无电区，两边则为过渡区，滑板经过绝缘锚段关节的过渡区时，两侧接触线分别由工作支变为非工作支或由非工作支变为工作支。在接触线等高区域，滑板与两支接触线同时接触，在等高区域外只与一支接触线接触。
四、 越区供电原理
分相隔离开关是牵引供电系统重要组成部分，一般设置在列车前进方向的接触网与中性区段之间，当
列车误停中性区段时，可以闭合分相隔离开关，使中性区段带电，让列车驶出中性区段。
在闭合分相隔离开关使中性区段带电时，要求分相另一端供电臂停电，当列车驶离停电供电臂后，将分相隔离开关断开，并恢复供电。在越区供电时，中性区后方将停电，受电弓位置对于越区供电后是否可以安全，可靠受流取电至关重要。
五、 存在的问题
绝缘锚段关节式分相结构分析，列车过分相时，受电弓滑板在通过中间跨距的过程中，先是接触一个锚段，然后是两个锚段，最后是转到另一个锚段的接触导线上。从带电接触线过渡到中性段接触线，若受电弓处于中性线的起锚点至转换跨距内这一过渡区段，由于受电弓有一个向接触网约70N的推力，接触网被顶起一段高度，在一段距离内受电弓碳滑板存在与带电接触网向中性区过渡，越过转换跨距后过渡完毕（正常过分相时即使主断断开也会在此区段产生电弧）。只有在转换跨距内，带电接触网线和中性段接触网线等高时，才能保证受电弓的可靠取流。当实施越区供电后，当列车可以感应到网压，在受电弓和中性段接触网未可靠接触的情况下取电会造成接触网拉弧或熔线。由于这个问题存在，那么在实施供电前，司机确认至少一个受电弓的位置处于转换位置之后至关重要，否则要么无法取电，要么拉弧熔线。并且受电弓会将前一单元向中性区的供的电导入停电单元，可能会对供电安全构成威胁。相当于此时受电弓把前一供电单元通过合隔离开关导通中性无电区，再通过受电弓导通
后面停电单元。由于断电标距中性区在髙铁有不少于80米的距离，因此在现场当列车运行中因某种原因停在分相区时，不论既有机车还是动车组均采取换前弓，检査是否有网压，若有网压，立即大电流启动列车。此时存在的安全隐患与前述基本相似，只不过是中性段接触线向带电接触线过渡。综上所述，转换距这两段，表面是都是有网压可取流，但都是不可靠，会造成拉弧或熔断，真正可取电，必须确认受电弓在转换距外。由于根据锚段关节设置及网线来判断可靠受流点对未受过专业培训的司机是无法做到的，且各种分相结构差异以及受夜间等条件限制现场确认可靠受流点更是困难。
2021宣布灭绝的动物六、建议改进措施
1 )供电部门在转换点处可否设置明显标识，作为明确停进分相后，司机申请越区供电依据以及作为停于分相区换弓取流依据。目前上海局规定为：按规定向调度员汇报停车的行别、位置及原因、动车组型号及编组情况，并通知机械师。机械师按规定下车（能在车上确认除外）运行方向第一架状态良好的受电弓位置两侧接触网支柱号后报告司机，司机转报列车调度员，其目的就是由供电调度通过接触网支柱号，判断前后受电弓位置，以及是否在上述转换距内。如果能在接触网线上相对位置设置标识，那就更方便，更精准便于确认，提高处理效率，因为一旦随车机械师确认错误，就可能造成烧网等严重后果，一般分相区的两个转换距很短，增加标识很容易辨认，通过支柱编号，再加标识，双重互控安全导向。
2)加强司乘人员业务培训，熟练掌握分相区应急处置，认识到分相区取电的风险。
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胡兴荣（1976-)，男，汉族，本科，中国铁路上海局集团公司杭州机辆段，高级技师，研究方向：动车组关键作业环节制定及改进
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