接触网的电分段和电分相

瑞
士：网上开关自动断电方式
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自动过电分相装置
我国电气化铁路建设初期采用的电分相装置为八跨等接触 网绝缘锚段关节式的气隙绝缘结构，后来，随着电气化铁路 的发展和科学技术的进步，采用了由绝缘材料制作的分相绝 缘器，并于20世纪80年代开始研究电分相地面自动转换装置， 1995年投入试运行。鹰厦、京郑线分别引进了瑞士AF公司的 柱上开关自动转换装置。广深线安装了地面磁铁传感车上自 动转换过分相子
分段绝缘器
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2.14.2 分段绝缘器
XTK消弧分段绝缘器
1—接头线夹；2—桥绝缘子；3—绝缘滑板；4—导流滑板；5—A型引弧棒；6—B型引弧棒。 图：XTK分段绝缘器安装示意图
XTK菱形分段绝缘器系郑州铁路局西安科研所研制的一种新型接触网绝 缘分段设备，它具有结构精巧、重量轻、易于安装调整，适用于行车速度 ≤160km/h的线路。
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2.14 接触网的供电与分段 目前现场常用的分段绝缘器有以下几种： 2.14.2 分段绝缘器
玻璃钢分段绝缘器 C1200高铝陶瓷分段绝缘器 菱形分段绝缘器 XTK消弧分段绝缘器 法国分段绝缘器 瑞士分段绝缘器
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2.14.2 分段绝缘器
DXF—（1.6）型 DXF—（1.6）型分段绝缘器是中铁电气化局集团有限公司科研所研制的 。它有效地解决了电力机车通过分段绝缘器时对绝缘的电弧烧伤以及烧坏 接触线、绝缘器件、金属构件和绝缘器上方承力索等问题，其结构如下图 所示。
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1、玻璃钢分相绝缘器 玻璃钢分相绝缘器一般由三根相同的玻璃钢绝缘件组成，每 根玻璃钢绝缘件长1.8m，底面做成斜槽，以增加表面泄漏距离 ，其结构如下图所示。
图：分相绝缘器安装结构图
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2、XTK分相绝缘器 XTK分相绝缘器是一种新型接触网分相设备，采用国内优质材料 及先进工艺制作，具有优良的耐弧耐磨性能，整体重量轻（T型 5.5kg，GL型6.2kg），长度T型为2200mm、GL型为2300mm，泄漏距 离为1800mm。其结构如下图所示。
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（二）我国自动过分相装置的应用情况 对国外的自动过分相装置进行了综合经济技术比较后，广深 线采用了地面磁铁传感、车上自动转换方式。几年来，经过 SS8 电力机车、 X-2000 摆式列车及广九 KTT 双层列车的运行考 验，较好地满足了200km/h速度电力机车的运行要求。
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为什么要换相？ 电分相的设置原则
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电分相及分相绝缘装置 电分相 在电分相绝缘器区段的相关位置需设立明显的断电标、合 电标和禁止双弓标，以提示机车司机关闭辅助机组，断开 主断路器，列车惰行通过电分相装置；过了电分相后，及 时合上主断路器，恢复机车受电。断、合电标和禁止双弓 预告标的安装位置如下图所示。
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柱上式电分相自动转换装置
当电力机车运行至c- d 之间时,A 组开关的线圈中无电流 通过, 磁铁释放, 5m s 时间内A 组真空开关断开, 使d- e- f- g 为无电区, 机车惰行。当电力机车运行至g- h 之间时,B 组开 关装置线圈有电流通过, 同理B 组真空开关闭合; 当机车驶离 i 点后, B组开关线圈失电使B 组开关断开, 但此时该开关不 起分断电流作用。这样A、B 两组开关回到初始状态。
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（6）电力机务段、折返段，动车组维修基地内的各检查坑所在线路及需上车 顶作业的线路均应根据检修作业需要进行单独电分段。 （8）双线电气化区段，应按满足上下行正线分别停电、检修安全的要求设置
（7）单线电气化区段，在车站两端的电源侧应设绝缘锚段关节式纵向电分段；
绝缘锚段关节式纵向电分段，安装负荷开关或消弧电动开关并纳入SCDA远动
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地面自动转换电分相装置
这种方案国际上以日本为代表, 解决了东海道新干线上 高速列车自动过分相的难题。国内郑州铁路局西安科研所 在咸阳附近对这种方案进行了研究和试验。这种方案的工 作原理见下图：
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柱上式电分相自动转换装置
A、B 两组真空开关在正常状态下均处于分断位置。当 电力机车运行至a- b 之间时,A 组开关装置线圈有电流通过, 磁铁吸合, 真空开关在15 m s 时间内闭合使cd段有电。
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自动过电分相装置 若列车速度按200km/m计算，每8-10分钟要过一点分相， 世界高速铁路发达的国家，都相应的采用了自动过电分相 装置。
分类:地面自动转换电分相装置、柱上式电分相自动转换装 置、车上式过电分相自动转换装置。
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车载断电自动转换电分相装置 系统组成：P101 1 地面感应装置 2 车载感应接受装置 3 主电路设备 4 控制设备
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设计原则
1．在变电所、分区所所在车站的一侧设置电分相，在行车 前进方向的一侧设置纵向联络隔离开关，并纳入远动系统。 除在单相变压器变电所的电分相纵向联络开关为常闭外， 其余均为常开。 2．全线上下行正线间电气分开。 3．按照以一个供电臂为单元“V”停检修设计，预留逐站逐 区间“V”检修的条件。 4．对编组站、客运站各独立的场设独立供电线。场与场间 设置电分段，有条件时设置绝缘锚段关节，无条件时采用 分段绝缘器。
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接触网电分相及其设置原则
相关名词 供电臂
供电分区
设置原则： 1为减少接触网分相数量，避免分区亭开关设备承受线间电压，为双 边供电或越区供电提供技术平台，两相邻变电所之间的接触网一般应采 用同一相电源供电； 2 接触网电分相区一般设置在牵引变电所和分区亭出口，牵引变电 所供电分区处，铁路局分界处； 3 不得将接触网电分相区设置在大于5‰的坡道区段或距车站进站 信号机的距离小于500m的范围内。
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2.14 接触网的供电与分段
2.14.1供电与分段 作用：保证供电的灵活性；缩小事故范围。 分类：横向分段，纵向分段。
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2.14 接触网的供电与分段
横向分段
接触网线路之间进行的电分段，它用于复线上下行股道间， 车站，车场各股道间的接触网电分段； 由分段绝缘器和隔离开关、悬式绝缘子（用于软横跨）实 现； 1 复线和多线路区段，正线间总是分开的； 2 大站上，每个车场单独分段； 3 装卸线、整备线等均应分段。 ◆注意：1 横向分段采用分段绝缘器进行分段。 2 站场和区间均应有单独的供电线路。 3 复线区段，区间每条正线应有单独的供电回路。
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5．对于机务段、机务折返段设独立供电线。并与正线或其 他场电气分开，段内电力机车整备线、机修线根据机务要 求设置电分段及隔离开关。 6．编组站、客运站场内分束供电，原则上1束不超过6股电 化股道。 7．供电线一般按照独立架设设计，同一径路上的两路以上 供电线可供电线支柱合架。在枢纽内编组站、客运站等独 立架设困难局部区段，考虑与网柱合架。
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2.14 电分相及分相绝缘装置 电分相 分相绝缘器用于接触网需要分相供电的电分段处，避 免在接触网上发生相间短路，同时承受一定的机械负荷。 在变电所出口以及两牵引变电所之间（供电臂末端）必 须设电分相装置。 分类：常规电分相装置、地面自动转换电分相装置、柱上 断载自动转换电分相装置、车载断电自动转换电分相装置
DXF—（1.6）型分段绝缘器具有较强的消弧性能、结构简单、长度合 理、重量轻、一定的机械和电气强度以及安装、维护方便等优点，降低 了机车通过时的冲击，提高了分段绝缘器的工作平稳性，减少了离线， 改善了受流质量。
图：DXF—（1.6）分段绝缘器
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消弧装置 硅橡胶绝缘子 电连接线
承力索 接触线
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2.14 接触网的供电与分段
纵向分段
接触网沿线路方向进行的电分段叫纵向电分段。用于沿线路方向接触网 之间的电分段，如沿线路方向各供电臂之间的电分段。
由绝缘锚段关节实现。

接触网沿线路方向所进行的分段 站场和区间的衔接处进行纵向分段； 区间一般不进行分段； 大型人工建筑物，这些建筑物的接触网单独供电。
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2.14.2 分段绝缘器
法国分段绝缘器 法国高速电气化铁路采用的是一种复合分段绝缘器，它由绝缘棒、消弧 角隙、滑道及相应配件、组件组成。具有重量轻、结构紧凑、绝缘性能好 等优点，如下图所示。
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2.14.2 分段绝缘器 图中的分段绝缘器的绝缘棒是由玻璃纤维加强树脂材料制成的 ，并覆涂有硅橡胶保护层，使用寿命可达20年，能在-300C ~ +700C的大气温度下运行。 主要机械性能是：最大工作负荷为2000deN；断裂负荷为 8000de N；重量为9kg。主要电气性能是：最高电压为27.5kV；最 大电流为600A；无接触绝缘器滑道耐压为160kV/min（干闪）， 55kV/min（湿闪）；消弧角隙为220mm；两个消弧角隙之间电弧 持续时间为2~6S（750A、25kV）；最大允许运行速度为280km/h 。
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2.14 接触网的供电与分段
2.14.2 分段绝缘器
《设规》（TB10009-98）中规定： 在有几个电气化车场的车站上，宜将每个车场单独分段。装卸线、旅 客列车整备线、机车整备线等均应单独分段，并在该处安装带接地刀 闸的隔离开关。路外专用线应单独电分段。封闭的水鹤、到发线、安 全线、牵出线、机车走行线等不宜设接触网电分段。
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工作原理
该方案的工作原理是当机车得到过分相预告信号后, 首先 进行确认, 然后封锁触发脉冲, 延时断开主断路器, 使机车惰 行通过无电区。在通过无电区后, 由机车自动检测网压从无 到有的跳变并确认, 再合主断路器, 顺序启动辅机, 然后限制 电流上升率, 启动机车。该方案中, 除分相预告信号与地面 设施有关外, 其余一切操作都由机车自动完成, 无需人工干 预。
系统。 （9）区间一定长度的接触网之间应设绝缘锚段关节式纵向电分段；