机车自动过分相
电力机车自动过分相装置地面磁性设备说明书
电力机车自动过分相装置地面磁性设备技术说明书（GFX-3A型）目录1电力机车自动过分相装置地面磁性设备技术规格书 ........................................ - 3 - 1.1工作原理................................................................................................................ - 3 - 1.1.1概述..................................................................................................................... - 3 - 1.1.2主要性能 ............................................................................................................ - 3 - 1.1.3适用范围 ............................................................................................................ - 4 - 1.2地面磁感应器外观图........................................................................................... - 5 - 2地面磁感应器安装位置及性能指标 ..................................................................... - 7 - 2.1地面磁感应器安装位置....................................................................................... - 7 - 2.2地面磁感应器性能指标....................................................................................... - 9 - 2.2.1磁轨枕原材料及采用标准............................................................................... - 9 - 2.2.2磁轨枕生产工艺和检测说明.........................................................................- 10 - 3地面磁感应器安装规程 ........................................................................................- 12 - 3.1有渣轨道磁感应器的安装.................................................................................- 12 - 3.1.1安装作业流程..................................................................................................- 12 - 3.1.2信号轨枕位置标示流程 .................................................................................- 13 - 3.1.3中性区段的确定..............................................................................................- 14 - 3.1.4安装距离的确定..............................................................................................- 15 -3.1.5抽换安装 ..........................................................................................................- 16 - 3.1.6磁性装置的安装(现场组装情况下) ..............................................................- 16 - 3.1.7注意事项 ..........................................................................................................- 17 - 3.2无碴轨道磁感应器的安装.................................................................................- 18 - 3.2.1安装作业流程..................................................................................................- 18 - 3.2.2地面磁感应器位置标示流程.........................................................................- 19 - 3.2.3地面磁感应器螺孔位置标示注意事项 ........................................................- 21 - 3.2.4中性区段的确定..............................................................................................- 21 - 3.2.5安装距离的确定..............................................................................................- 22 - 3.2.6注意事项 ..........................................................................................................- 22 - 4组织供应和运输方案、应急处理预案、售后服务方式及承诺......................- 23 -4.1组织供应和运输方案.........................................................................................- 23 - 4.2应急处理预案......................................................................................................- 24 -1电力机车自动过分相装置地面磁性设备技术规格书1.1工作原理1.1.1概述电力机车自动过分相地面磁性设备（以下简称：地面装置，俗称“磁感应器”）是基于免维护地面定位技术的车载自动过分相控制系统的地面磁性设备。
电力机车采用地面带电自动过分相技术的必要性
电力机车采用地面带电自动过分相技术的必要性我国电气化铁道均采用25kV单相工频交流供电制式，为了平衡三相供电负荷，提高电力系统利用率，电气化铁道牵引变电所采用轮换接线，换相分段供电方式，无论采用何种供电制式，接触网都不可避免地要设置电分相设施。
该系统技术，利用地面自动过分相装置，实现了电力机车在主断路器关合状态下，乘务员免操作，带电、带负荷、安全、准确地自动通过电分相的运行。
提高了机车过分相的准确性，保持了列车牵引力和运行速度，有效地缩短了过分相的运行时间，提高了线路的综合运输能力。
克服了断电、惰行过分相，损失牵引力，延长运行时分，影响电气化铁路优势的发挥。
避免了手动误操作带电闯分相，烧毁接触网的故障，以及在多台机车牵引区段，由于操作不同步造成的列车冲动大，引起的断钩等运输安全隐患，提高了牵引供电系统运行的安全可靠性。
因此，电力机车采用地面带电自动过分相技术是可行和必要的。
地面带电自动过分相系统的技术原理地面带电自动过分相系统技术由列车识别、逻辑控制、操作执行、远动监控、接触网相分段转换区、机车兼容六个子系统组成。
主接线，见图1。
图1 系统全备用主接线及工作原理图系统正常运行：当机车从A相电源驶入位置传感器1CG范围，经轨道电路1CG动作，启动、控制真空断路器1ZK闭合，接触网的A相电源被输入到转换区给机车供电；当机车驶入中性段转换区的位置传感器2CG范围，启动控制真空断路器1ZK开断，仅在130ms的时间内，控制2ZK真空断路器跟随闭合，完成转换区的供电电源由A相，自动转换成B相电源，实现了接触网中性段转换区，不同供电电源的相位自动转换与连续供电。
机车在电分相区运行时，机车乘务员不用进行任何地操作。
机车继续行驶前进到达3CG位置传感器，操作执行子系统将真空断路器2ZK断开，转换区失去供电电源，恢复为无电区。
运行机车始终在机车断路器闭合状况下，实现了带电、带负荷、免操作，安全、准确地自动通过电分相区段。
自动过分相对电力机车的影响
自动过分相对电力机车的影响摘要：城市轨道交通和人们的实际生活息息相关，铁路电力机车的相关运行质量问题是人们关注的重点，其中，自动对分相对电力机车的影响是一个重要内容。
本文针对铁路领域有关电力机车在自动过分相过程中的影响问题进行了深层次的研究和讨论，希望能够帮助相关技术人员再进行工作实践创新过程中引发更多的思考，从而在整体上为我国电力机车运行的整体质量提升打下更为坚实的基础。
关键词：自动过分相；影响；电力机车引言：电力机车作为我国整体铁路设施建设中的重要内容，同样与国家经济的进一步发展和人民日常出行之间有着千丝万缕的联系。
因此为了能够更好地提升整体铁路电车运行的质量与效率，相关技术人员应当进一步结合国内外先进的相关自动过分相案例和经验作为自身的理论基础，同时顺应区域内电力机车的整体结构和运行实际情况作为切入点，最终构建出更加安全高效的电力机车通过自动过分相的运行方案设计，为保障铁路运输质量和操作人员的人身安全起到深远的积极影响。
一、自动过分相对电力机车的影响探究（一）有几率生成残压并造成其危害在实际进行电力机车通过自动分项区的实际运行过程中，由于整体机车在自动分项过程中，需要将其中的一侧开关进行断开，同时结合相应的变压器让一侧电车电压得到快速上升，而这样通过自动过分相的实际过程容易通过合闸时主电路之间的电流和电压影响造成相应的残压生成。
这样的残压生成不仅容易影响主电路的整体线路安全从而促使断路器跳闸中断线路，同时也有可能进一步通过超量电压从而击穿放电间隙产生其他的变电跳闸问题。
这样的实际问题都会造成电力机车的正常行驶受到严重影响，给整体电力机车的行驶和操控调配带来更多的误差。
[1]并且实际电力机车组自身的载重相对较轻时，这样的残压生成量反而会进一步增加，这不仅使得整体电车电网的电压数值进一步扩大，同时还会造成相应的电路支路环节造成一定的影响，从而对于整体电力机车的正常运行和操控质量起到深远的负面影响作用。
电力机车自动过分相系统解决方案
GFX-3A型电力机车自动过分相系统一、系统背景：GFX-3A型电力机车自动过分相系统由深圳市丰泰瑞达实业公司和北京铁路局联合研制而成，于2007年7月18日通过铁道部科技司、运输局技术评审鉴定。
该系统针对电力机车而研制的自动过分相控制产品，其主要功能是当电力机车通过分相区时，系统根据机车速度、定位机车位置自动平滑降牵引电流、断开辅助机组和分“主断”，通过分相区后，自动闭合主断路器、闭合辅助机组和控制牵引电流平滑上升，实现电力机车通过分相区时操作的自动化，大大的减轻了乘务员的工作强度。
二、系统组成：系统双CPU热备份结构提高系统可靠性，主控系统具备自检预警功能和事件记录存储分析功能。
同时识别网上射频卡定位信号并同时兼容地面磁定位信号，双重技术多重定位信号实现电力机车精确可靠的自动过分相。
电车机车自动过分相装置包含车载装置部分和沿线定位装置两大部分。
车载部分包括：车载控制主机、车顶RFID阅读器、报警器（蜂鸣器、双色LED）、磁感应接收器及连接线缆等组成；沿线定位装置包括：接触网上射频定位卡和磁感应装置（磁轨枕）组成。
1.沿线定位装置（单向一处分相）射频定位卡：6套磁感应器（磁枕）：4套2.车顶RFID阅读器车顶阅读器安装于车顶I端，其功能是接收网上射频定位卡信息，阅读器将接收到射频卡定位信息传送给主机。
3.报警器和投/切开关报警器和投/切开关设计为一体部件（也可分开安装），安装于司机操作台前面板上，用于自动过分相的报警、声光显示、投入/切除装置。
4. 车载磁感应接收器车载磁感应接收器安装在机车的转向架上，接收器采用密封防水、防震设计处理，保证系统的可靠运行。
车载磁感应接收器基于电磁感应原理，感应接收线圈与地面感应器的磁场相结合，完成系统的定位识别。
三、分相定位点安装示意图该装置基于网上射频卡定位和地面磁铁信号双重定位机车位置技术自动过分相。
机车位置识别以网上射频卡定位为主，地面磁铁信号起备份和监督作用。
自动过分相对电力机车的影响
自动过分相对电力机车的影响摘要：对机车牵引变压器、整流器牵引电机系统、辅助电机系统在自动过电分相时的过渡过程进行了分析，指出了产生过电压和过电流的原因。
关键词：电力机车；过电分相；过电压；过电流电气化铁道电网采用单相供电，而电力系统则是三相供电系统。
为了使电气化铁道从电力系统三相电网取流基本对称，电气化铁道采用了分相分段取流的方法，即每隔20km~25 km设置一个分相段，相邻分相段由不相同的两相供电，相邻分相区有30 m左右的供电死区，这样就存在电力机车如何通过分相区的问题。
目前我国绝大部分线路采用的是司机手动过分相，即机车行至分相区时，司机先解除牵引力、关辅助机组、断主断路器，惰行通过分相区后，再逐项恢复。
这种方法不仅司机劳动强度大，而且通过无电区时间长，机车速度下降多，司机稍不留神，就会带电通过分相区，造成相间短路。
司机手动过电分相方法不满足现代铁道重载和高速发展的需要，自动过电分相转换装置的研究显得十分紧迫。
1 残压生成及其危害在自动过电分相中，当 1ZK 断开，2ZK 合上之前，测得机车主变压器一次侧电压高达 11 kV ～ 12 kV，我们称其为残压。
机车轻载时，残压更高，可接近 A 相电网电压。
残压生成是因为 SS 1 机车辅机系统采用了旋转劈相机供电。
在 1ZK 断开后，变压器辅助绕组和辅助电路异步机群之间仍构成闭合回路，其中有些电机处于发电状态，有的处于电动状态 [1 ]，辅机系统可等效于一个电源，辅助绕组上的电压耦合到主变压器的一次侧，就表现为残压（注：异步机群发电与人们通常认为的异步电机自励发电需要电容的理论是有差别的）。
残压衰减速度与机车的所处级位有关，级位越高衰减越快。
因为断电时间很短，仅有 130 m s 左右，2ZK 合上时残压仍保持很高的幅值。
笔者在试验室进行多次模拟试验中证明了这一点。
对相控机车或交直交机车，如在无电网供电时封锁整流器触发信号，能量仅在辅机系统内部衰减，衰减速度慢，残压将会一直接近于 A 相电压。
自动过分相操纵要求(机务段)
昆明机务段通知技术科［2015］39号起草：潘勇审核：王文俊批准：方伟关于玉溪南至河口北机车自动过分相操作注意事项段属各相关部门：目前，我段玉溪南至河口北运用的SS3型及SS3B型具有自动过分相装臵，为更好的使用该装臵，现将操纵注意事项及应急故障处臵明确如下，请涉及部门认真宣传、学习。
一、操纵注意事项1.正常过分相时不做任何操作。
加装车载兼容设备的电力机车通过安装有地面控制自动过分相系统的分相区时，不做任何操作通过分相，但必须密切注意辅机工作情况，发现异常时及时断开劈相机扳钮重新启动。
2.两种情况必须断电降弓过分相。
第3位及以后机车(第3位机车升弓可能短路接触网两相电源)；尾部升弓合闸机车（地面设备无法识别该机车）。
3.三种情况必须断电过分相。
接到车站地面控制自动过分相设备故障时；看见电动“断”标时（电动“断”标与线路垂直）；发生无流无压故障将低压柜内控制器切除开关臵切除位时。
4.SS3B型机车单节运行处臵。
SS3B型机车发生机车故障需切除一节机车时，必将全车过分相控制器开关臵切除位，否则会导致机车无流无压。
5.其它注意事项。
过分相发生原边过流、辅过流、窜车跳主断时重新合闸加载并立即对辅机进行检查；断电过分相时在电动“断”标处断电;HXD3系列电力机车未加装车载兼容设备的电力机车（低压柜无控制器）及未安装有地面控制自动过分相系统的分相（地面有断电标）执行原要求人工断电过分相。
二、应急故障处理1.控制器位臵及切除开关操作方法。
SS3型机车自动过分相装臵控制器安装在Ⅰ端低压柜中部，SS3B型机车自动过分相装臵控制器均安装于A、B节Ⅰ端低压柜中部。
自动过分相装臵投入工作时如图1所示，自动过分相装臵切除时如图2所示。
2.自动过分相装臵故障现象及处臵方法。
自动过分相装臵切除作业时，SS3型机车将Ⅰ端低压柜内控制器开关臵“切除”位。
SS3B 机车需要同时将A 、B 节Ⅰ端低压柜内控制器开关臵“切除”位。
故障现象及处理方法如下表所示：“自动过分相装置”投入工作切除“自动过分相装置”昆明机务段2015年5月14日。
SS4G电力机车自动过分相与电子柜故障原因分析
信 号处理装 置共 同完 成 ． ．电子 柜对机车 过分相 自动控制 ． 与 司机操 作控 制并联 ． 当司机操作控制过分 相 ． 自动控 制起 监视作用 机车运 行至 Ｇ １ （ Ｃ ４ ） 点． 自动过 分相信号 处理器接 收到感应 接收器感应 的预
８１ ： ２ Ｂ１ ４ 一Ｏ ９： １ Ａ２１ ＃ ０ ９： ２ Ｚ ６ —一
了分 析 ， 并 提 出 了相 应 的 故 障 处理 方 法 。
【 关键词 】 过分相 ； 电子柜 ； 机 车； 原因
（ ２ ） 丰 富了 Ｂ组控制功能 ， 增 加特性控制 、 防空转控制 、 转 向架控 ０ ． 前 言 同 Ａ组一样具有准恒速特性 的分架 闭环 控制功能 ． 避免 了原 随着列 车运行速度的提高和电气化铁路运 营里程的不断延长 ． 对 制功能 ． 机车车辆安全运行标准的要求也越来越 高 高速重 载是 中国铁路 的发 来开环控制两架电流不均和易造 成窜车等问题 （ ３ ） Ａ组增加故障记录 、 诊断功能。 展方 向。 因此 电力机车安全 、 准确 、 可靠地通过分相 区间也越来越引起 大家的关注。 （ ４ ） 增加 了传感器过流 、 短路 保护功能 ， 可有效 的防止由于传感 器 过流 、 短路而造成开关电源保护或烧损采样 电阻 （ ５ ） 增加 了自动过分相的控制功能 ， 减轻司机操作 工作量 、 减少过 在铁道 电气化牵 引区段 ．牵引供电采用单 相工频交流供 电方式 电气化铁路 的供电接触 网采用分相段供电 ． 各分相段采用长度不等 的 无 电 区动 力 损 失 时 间 （ ６ ） 增 加多段经济桥转换的控制电路 ． 以提高功率 因素。 绝缘间隔 （ 即分相 区间 ） ， 为 了保证 电力机车断 电运行 ， 安全通过分相 （ ７ ） 增加 了防寒功能 ． 一 ４ Ｏ ℃正常工作 。 区间 长期 以来断电运行均 由乘务员根据提示操作完成 。 提前断 电和 （ ８ ） 电磁兼容性 好 ， 通 过了 Ｔ Ｂ 厂 ｒ ３ ０ ２ １ — ２ ０ ０ １ 原《 铁道机 车车辆 电 滞后合闸 的操纵现象屡 见不鲜 ． 随着 列车运行速度 的提高 ． 特别是在 标 准所规定 的各项 电磁兼容试验。 准高速 、 高速线路上 ， 每小时通过 多个分 相区 ， 手动操纵 ， 对运行安 全 子装置》 ３ ． 自动 过 分 相 故 障产 生原 因分 析 及 故 障 处理 极为不利 ， 乘务员稍有疏忽就会产生拉 电弧 、 烧分相绝缘器等现象 ． 由 电子柜故障进而引发 自动过分相装置发生故 障． Ｓ Ｓ ４ Ｇ型电力机车 此引起变电所跳闸 ． 中断供 电， 造成行车事故。 为 了减少并改善乘 务员 由于加装 Ｇ Ｆ Ｘ 一 ３ Ｓ自动过分相 系统 ． 电子柜的特性控制器插件主程序 的操纵 ． Ｓ Ｓ ４ Ｇ电力机车加装 了 自动过分相 系统 模块 （ Ｍ２ ７ Ｃ１ ０ ０ １ ） 与Ｇ Ｆ Ｘ一 ３ Ｓ自动过分 相不兼 容 ， 我们 经过 比对 ， 写 出 １ ７ ０ ｍ ３ Ｉ ５ ｒ ａ １ 分相 区 ｌ ３ ５ ｍ 电子柜特性控制器主程序 （ ｕ ３ 、 ｕ ４ ） 和电子柜整机线束布线图。 迫断 信号 ３ ． １ 电子柜线 束改造 ＼ 回 Ｇ ２ Ｇ４ ３ ． １ ． １ 输入信 号 （ １ ） 预告 ： （ 既有线 ． ４ ５ １ ＃ ） 。
电力机车自动过分相涌流分析
电力 机 车 自动 过分 相 涌流 分 析
罗礼． ， 全 王 毅， 常 广
（ 北京交通 大学 电气工程学院 ， 北京 １０ ４ ） ０ ０４
摘 要 ： 电力机 车通过 分 区段 时 ， 用地 面 自动过 分相技 术 ， 应 实现供 电 电源的 自动 切换 ， 电力机 车 变
压 器要 进 行 断 电和上 电操作 ， 由于 电力机 车 变压 器是 带 负载 开 断 ， 电后 的 变压 器存在 残 压 ． 断 残压 与待 投入 相 的 系统 电压 的频 率 、 位 、 相 幅值 都 可能 不 同， 上 变压 器剩磁 的作 用 ， 上 电瞬 间可能会 加 在 产 生很 大的 涌流 ． 文分析 了电力机 车 变压器 在投 入 时 系统 的 暂 态响 应 ． 本 通过 仿 真 ， 对 不 同的 系 针
中图分 类号 ： ＴＭ２ ５ ４ １．
文 献标 志码 ： Ａ
Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｎｒ ｓ ｕ ｒ ｎ ｕ ｉ ｇ ａ ｔ － ａ ｓ ｎ ｈ ｓ ａ ｙ ｉ ｆ ｉ ｕ ｈ ｃ ｒ ｅ ｔ ｄ ｒ ｎ ｕ ｏ ｐ ｓ ｉ ｇ ｐ ａ ｅ ｏ ｌｃ ｒｃ ｌ ｃ ｍ ｏ ｉ ｅ ｆｅ ｅ ｔ ｉ ｏ ｏ ｔｖ
ｌｚ ｓｔ ｅｔａ ｓｅ ｔｒｓ ｎ ｅｏ ｈ ｒｎ ｆｒ ｒｗｈ ｎ ｐ ｗｅ ｕ ｐｉｄ．Ｔｈ ｏ ｇ ｉ ｌｔ ｎ，ｉ ｉ ｄ — ｙ ｅ ｈ ｒｎ ｉ ｅｐ ｓ ｆｔ ｅｔａ ｓｏ ｍｅ ｅ ｎ ｏ ｏ ｒｉ ｓ ｐ ｌ ｓ ｅ ｒ ｕ ｈ ｓｍｕａｉ ｏ ｔ ｓ ｅ
电力机车自动过分相装置地面磁性设备
电力机车自动过分相装置地面磁性设备介绍随着电力机车的大规模应用，确保机车运行的安全性和可靠性成为重要的任务。
其中一个关键的装置是自动过分相装置，用于监测机车运行时地面磁性设备的位置和状态，并根据需要将电机输出进行分相，以确保机车与地面磁性设备的匹配。
本文将介绍电力机车自动过分相装置所使用的地面磁性设备的原理、结构和功能，以及在机车运行过程中的应用。
地面磁性设备的原理地面磁性设备是一种利用磁性材料和电路设计实现的装置，用于检测机车位置并与机车自动过分相装置进行通信。
它主要由以下几个部分组成：1.磁性材料：地面磁性设备使用特殊的磁性材料，通常是具有较高饱和磁通密度和低矫顽力的软磁材料。
这些材料能够产生较强的磁场，以便机车能够准确地检测到其位置。
2.感应线圈：地面磁性设备内部包含感应线圈，用于检测机车所携带的传感器或设备发送的信号。
当机车位置发生变化时，感应线圈会感受到相应的变化，并将信号传输给自动过分相装置。
3.控制电路：地面磁性设备中的控制电路负责对感应线圈信号进行处理和分析，以确定机车的准确位置。
控制电路还负责将处理后的信号发送给自动过分相装置，以实现自动过分相的功能。
地面磁性设备的结构地面磁性设备的结构相对简单，通常由以下几个部分组成：1.磁性材料层：磁性材料层是地面磁性设备的最上层，用于产生较强的磁场。
它通常采用特殊的磁性材料制成，如永磁材料或软磁材料。
2.感应线圈：感应线圈是地面磁性设备中的一个重要组成部分，负责监测机车位置的变化。
感应线圈通常位于磁性材料层下方，并且与控制电路连接。
3.控制电路：控制电路是地面磁性设备的核心部分，负责对感应线圈信号进行处理和分析。
控制电路通常位于感应线圈下方，并且与自动过分相装置连接。
地面磁性设备的功能地面磁性设备主要具有以下几个功能：1.位置检测：地面磁性设备能够准确地检测机车的位置，并将该信息传输给自动过分相装置，以便进行分相操作。
2.运行状态监测：地面磁性设备还能够监测机车的运行状态，如速度和加速度等，以确保自动过分相装置能够根据实际情况进行相应的调整。
电力机车自动过分相方案的探讨严云升
电力机车自动过分相方案的探讨摘要：介绍了3种自动过分相方案的工作原理及实际应用情况，分析了它们各自的优点和缺点，并建议在准高速和高速电气化线路上采用第3种方案，即车上自动控制断电方案。
关键词：电力机车接触网电分相供电死区中性段自动过分相为使电力系统三相负荷尽可能平衡，电气化铁道的接触网采用分段换相供电。
为防止相间短路，各相间用空气或绝缘物分割，称为电分相。
国内接触网上每隔20k m～25k m就有一长约30m的供电死区。
在此无电区外一定距离处设有“断”、“合”提示牌，电力机车通过时须退级、关闭辅助机组、断开主断路器，惰行通过无电区后再逐项恢复，这样受电弓是在无电流情况下进出分相区的，从而保证了受电弓和接触网的寿命。
但这样操作，一方面影响了行车速度，另一方面增加了司机的劳动强度，操作稍有疏忽就会拉电弧烧分相绝缘器。
对准高速、高速线路，每小时就要过10多个分相区，靠司机操作实属困难。
对高坡重载区段，手动过分相会引起列车大幅降速，延长咽喉区段的运行时间，降低线路运能。
因此必须考虑列车自动过分相的方案，及早取消司机的手动过分相操作。
国外仅有少数国家研究和采用自动过分相装置，其技术方案基本上有3种：地面开关自动切换方案，柱上开关自动断电方案，车上自动控制断电方案。
下面将对这3种方案进行介绍、分析和比较。
1地面开关自动切换方案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图1。
在接触网分相处嵌入一个中性段，其两端分别由绝缘器J Y1、J Y2与二相接触网绝缘。
J Y1、J Y2不采用一般的由绝缘物构成的分相绝缘器，而采用锚段关节结构，以保证受电弓滑过时能连续受流。
2台真空负荷开关Q F1、Q F2分别跨接在J Y1、J Y2上，使接触网两相能通过它们向中性段供电。
在线路边设置4台无绝缘轨道电路C G1～C G4作为机车位置传感器。
合宁客运专线电力机车自动过分相原理分析
隔 开 电分 相 ． 合 宁 客专 接触 网采用
的是 六跨 电分 相 列车 过分 相 的方 式采 用 车上 自动控 制 断 电 这种方
宁 设 计 长度 １ ９ ０ ｍ） ． 正 常状 态 下该
区段 是无 电的 中性 段 的长度 应 配 合 动 车 双 弓通 过 时 ． 不 至于 发 生相 间短 路 而设置 在 分相 的 中心柱 Ｄ 两侧 ． 距 中心 柱 １ ０ ． ５ ｍ 处 各设 置一
合宁客运专线 电力机车 自动过分相原理分析
彭 龙 虎
（ 中 国铁 建 电气化局 集 团南方工程 有 限公 司 湖 北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ １ ）
摘 要 ： 结合 合 宁客 运 专线 的 实际施 工 经验 ， 对 时速 ２ ５ ０ ｋ ｍ客 专接 触 网的 六跨 电分相 施 工 原理、 电力机 车 自动过 分相 系统 工作 方式 、 地 感 器安装 原理 进行 详 细分析 。
图 ２ 地 面 感 应 器
合 宁线 的 电 分 相 接 触 网采 用
六跨布置 ． 相 当 于两 个 四跨 绝 缘 锚 段 关 节叠 加 ． 通过 对 支 柱跨 距 的严 格 要 求 为安 装 电力 机 车 自动 过 分 相 系统 配 套 ： 通 过 承 导线 拉 出值及 非 支 抬高 量 的精确 控 制 ． 保 证 电分 相 的绝 缘 性 能 。 其 平 面示 意 图如 图
组 绝缘 子 ． 保 证 相 邻 两锚 段 的 电器
气绝 缘 。
１ ． ２ 接 触 网 调 整 技 术 要 求
电分 相 处 接 触 网布 置 原 理
１ ． １ 六跨 电分 相接触 网布置
在 中心 柱 Ｄ处 ． 两 非支 装 在一 套 双 腕臂 上 面 ． 中性 线装 在 一套 单
电力机车自动过分相装置地面磁性设备
电力机车自动过分相装置地面磁性设备电力机车自动过分相装置地面磁性设备是一种铁路交通系统中的安全设施，它的主要作用是避免电力机车行驶过程中的电流过大而引发的火灾及损坏设备的情况，同时也可以实现电力机车自动过分相的功能。
本文将会从以下几个方面来介绍这种设备。
一、电力机车自动过分相的功能及原理电力机车的主变压器在工作时会利用较高的电压将电流输送到电动机，从而驱动车轮转动。
但是，如果电压过高，电流过大，就会导致机车损坏或发生火灾等严重后果。
为了避免这种情况的发生，我们需要电力机车自动过分相装置来对电压电流进行监测和控制。
电力机车自动过分相装置在检测到电流过大时，在车辆的转向器上进行动作，并将电源从一组变压器切换到另一组变压器，以避免火灾和设备损坏的发生。
二、地面磁性设备的作用地面磁性设备是电力机车自动过分相的关键部分。
由于铁路交通的复杂性及车辆与地面的接触，电力机车在行驶过程中很难直接检测到电流的变化情况，这就需要地面磁性设备的支持。
地面磁性设备主要有两种类型：电子感应型和磁性感应型。
电子感应型地面磁性设备可以检测机车是否处于正常工作状态。
当机车工作正常时，设备中的电磁绕组不会发生变化。
而当电力机车电流过大时，电磁绕组中的电流会增加，从而改变了电磁感应强度。
此时，接收器会发出警报，并显示相关信息。
磁性感应型地面磁性设备采用的是磁性原理。
当机车通过设备时，设备会感应车辆上的磁场变化，从而检测到电流是否过大，并触发自动过分相系统。
三、技术的优越性电力机车自动过分相装置地面磁性设备的使用，能够显著提高交通安全，并且减少了因电力机车电流过大而引发的后果。
实际上，自动过分相装置的使用，在铁路交通事故尤其是因过载电流而引起的火灾中起到了至关重要的作用。
与传统的人工调节相位相比，自动过分相装置可以在更短的时间内检测电流的变化，并自动采取措施以避免可能的损坏或火灾等意外事件，大大提高了交通运输的安全性。
总之，电力机车自动过分相装置地面磁性设备是铁路交通安全的重要保障之一，它的使用不仅能够保护设备免受损坏，而且能够为乘客提供更高质量的运输服务。
电力机车自动过分相地面感应器检测装置概述
对采集数据 进行计算 ， 结 台线路 信
息、地感 器 信 忠显示 列 车 信患 、地 感器 信患 和 线路信 息
保 护 接 口电路 ：保 护 接 口电路 采 用高 速 光 电耦 合
使其 输 出信 号 与 Ａ／ Ｄ采 样 电路 接 口匹配 。接 收调 理 后
的地 感信号 ， 然后进 行 Ａ Ｄ 采样 。 ／
行 增 、 、 、 。整 个 系统 的数据 分为 基础 数据 和地 感 删 改 查
器采集 数据 两个部 分 。 基 础数 据存 储 的是整 个程 序运行 所 需 的数据 支 持 ，
检 测装置 。
３ 信 号 采 集 系统 设计 、
（ ） 件 设 计 系统 框 图 １硬
地面 感应 器是 控制信 号发 生器 ， 由于 露 天安 装在 轨 忱上 ， 工作 条件恶 劣 ， 容易发 生 损坏 、 失以 及磁 性减 弱 丢 等 ， 而导致 自动 过分相 装 置故 障 。为保证 自动 过分相 从
保 了 自动 过 分 相 装 置 的 有 效 性 。
关键 词 ： 自动 过 分 相 地 面 感 应 器 检 测
。
１ 概 述 、
电气化 铁路 开通 以后 ， 为防 止 电力 机车 通过 无 电区
导 致 弓网事 故 ， 阳铁路 局 在长 大 线 、 沈 沟海 线 及秦 沈
储 分析 的分 离 ，前端数 据 采集设 备使 用单 独封 装机 箱 ，
号通过 运算放 大器进 行放大 ， 滤波 处理 ， 然后将其 调整
，、
技术 论文
面证 丽
为标 准 的 ０～５ Ｖ信 号 ， Ａ Ｄ 采样电路使 。 供 ／ Ａ Ｄ采 样 电路 ： ／ 首先对 地感 器信 号进 行 阻抗 变换 ， （） ２ 系统结 构 ●数据管 理 、 储 、 存 显示 、 查询 、 印部 分 打 这 部分 主要 通过 对数 据库 的读 写操 作 ， 实现 数据进
自动过分相对电力机车的影响
自动过分相对电力机车的影响摘要：在分析自动过分相对电力机车的影响时，与信号轨枕的铺设位置与接触网分相区联系密切，所以不能出现随意移动的情况，更不能擅自将信号轨枕抽除。
若有特殊情况导致信号轨枕变动，应该在相应位置标记，第一时间上报工务段调度，保证司机能利用手动的方式通过分相段，将产生的影响降到最小。
关键词：自动过分相；电力机车；影响引言我国电气化铁路在发展中，应用的供电模式为单相工频交流25Kv模式，将电分相装置安装在接触网。
现阶段，电力机车经过分相区的方式有三种，分别是半自动、自动和手动，全自动过分相是我国目前应用较为普遍的方式，这种方式不需要人工干预，投入的成本小。
但在过分相时，机车的牵引力会丧失，线路运能下降。
因为HXD1型电力机车主要利用地面带电自动过分相技术，所以自动过分相会在一定程度上影响电力机车，必须强化分析与研究。
1过分相概述1.1 过分相的存在通过建立完善的电气化铁路系统，将各个区域的供电站的电力进行有效分配，使得各个区域的电力能按照预定的相序进行传输，有效避免可能发生的混乱和危害。
因此，采用分相区是达到安全可控的关键。
通常，分相区被安装在供电站，通过使用隔离来保证安全。
这样当受电弓从一个供电区过渡到另一个供电区，无电流状态下进出分相区，可以保证它们的使用寿命，并且可以防止由于供电线路接地而产生的电弧危害。
1.2 过分相的方式现阶段，过分相的方式主要包括三种，分别为自动、半自动以及手动。
手动过分相是在分相区域之外设有“断”“合”指示牌，当发现“断”的指示牌，应该立即把自控器的操作调节至零，然后关闭阻断路器，使得机车能安全地穿越没有电源的环境。
但若发现“合”的指示，则应该重新调整主断，以确保牵引系统的正常运行。
半自动是指当进入分相区域，发现“断”标志，应该先把控器手柄拉回原位，然后点击“自动过分相”的按键，这样主断路能够迅速断开，当司机经历完整个分相程序，并且发现正确的电流值，能够让主断路器重新连接起来。
电力机车自动过分相系统地感器技术条件
附件电力机车自动过分相系统地感器技术条件一、概述1、简介机车自动过分相系统由车载控制装置和地面定位装置两部分组成。
地面定位装置由埋设在分相区前后端四根信号轨枕（简称地感器）组成，当电力机车（动车组）通过地感器时向车载自动过分相装置发出地面定位信号。
2、地感器作用向车载自动过分相装置提供“预告”、“强迫”“恢复”以及当线路办理反向行车时的“预告”及“恢复”定位信号。
二、技术条件1．地面感应器（磁钢）地面感应器中心磁感应强度≥36GS（距离钢轨表面110mm高处测量）；工作温度（环境）≤80℃；2、埋设距离预告信号（1#）距强迫信号（2#）距离为170±2m；强迫信号（2#）距“断”字牌距离为5±2m；恢复信号（3#）距“合”字牌距离为5±2m；恢复信号（4#）距恢复信号（3#）距离为170±2m。
地感器埋设位置如图1所示。
图1地感器埋设位置示意图对于大秦线重载运煤专线，1#、2#距离为260～275m，2#距断字牌距离为28～40m，及3＃、4＃位置如下图所示：图2大秦线地感器埋设示意图三、地面感应器的维护1、日常检查承担对地面信号养护维修的单位例行巡视检查时，应注意检查信号轨枕的完整性，如发现磁铁被盗、开裂、损坏、松动和防护箍翘起等现象，以及信号轨枕挡肩部位出现裂纹等异常情况时，应及时报告有关部门。
如发现感应器的不锈钢防护箍表面吸附了太多的铁屑、矿粉等细小异物，应及时清除，以免影响磁场。
2、定期检查地感器的磁场强度测量每半年检测一次，不锈钢防护箍磨损每年检查一次。
2．1 磁场强度2．1．1 测量地感器磁场强度采用毫特拉斯计，型号HT20。
2．1．2 测量方法：把HT20豪特拉斯计垂直放置在地感器表面上方，其顶部与钢轨表面垂直距离110mm。
2．1．3 地感器磁场强度参数：出厂检测必须大于40GS。
使用中最低有效值应大于36GS。
2．2 不锈钢防护箍磨损检查不锈钢防护箍钢板与道砟接触部位的磨损情况。
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2。
1 系统组成
系统由感应接受器(简称车感器）、自动过分相信号处理器和信号指示三部分组成，系统结构如下图1
图1 车载自动过分相系统结构图2。
2 系统外观
图2 自动过分相信号处理器安装图1. 2端
司机台
正常指示灯
过分相报警蜂鸣器
Ⅰ端向前预告信号
车感信号处理装置强断信号微机柜
Ⅱ端向前
车感器跳“主断”
T1 T4 T2 T3 合“主断”机车控制回路
图3 车感器安装图图4 信号指示安装图
三工作原理
本系统是基于免维护地面定位技术的车载自动过分相控制系统。
机车通过感应地面定位信号确定机车与分相点的相对位置,地面定位和机车感应信号分别采用斜对称埋设和备份接收,以保证自动过分相的安全和可靠。
图5 地面感应器的埋设方式
如图5所示,预先根据要求在每个分相区前后分别埋设两个地面感应器。
机车过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、车感器和车感信号处理装置共同完成。
机车过分相的控制，由微机柜及机车控制回路完成.
微机柜对机车过分相的自动控制，与司机操作控制并联，当司机操作控制过分相,自动控制起监视作用.
机车运行至G1（G4)点,自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的预告地面定位信号，信号处理器向微机柜发出过分相预告信号，微机柜根据此时机车运行速度，控制电机电流平稳下降到0，发出断‘主断’信号给控制电路,控制电路控制机车断劈相机、断‘主断’(预告模式)；同时，司机室蜂鸣器响3s，提醒司机过分相区.当G1（G4）信号失效时,机车运行至G2(G3）点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的强迫地面定位信号，信号处理器向微机柜发出过分相强迫断信号，微
机柜立即封锁电机电流，发出断‘主断’信号给控制电路控制机车断劈相机、断‘主断'。
在正常接收到G1（G4）信号时G2（G3）信号不起作用（强迫断模式）。
机车通过无电区后，根据接收G3(G1）点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的合闸地面定位信号信号，则通过预告信号通道向微机柜送出合‘主断’信号，司机室蜂鸣器响3s,提醒司机已通过分相区.微机柜发出合‘主断’给控制电路,控制电路控制机车合劈相机、合‘主断’。
预备好后，微机柜控制电机电流缓慢恢复到过分相前工况。
在正常接收G3（G1）信号时G4（2)信号不起作用。
3．1地面感应信号接收器
自动过分相的关键技术是定位，定位是否准确是系统准确性和可靠性的关键。
地面感应信号安装在机车的转向架上，采用密封防水、防震设计处理，保证系统的可靠运行。
安装在机车转向架上的地面感应信号接收器通过地面感应器时，在地面感应信号接收器上感应一个幅值和宽度与机车运行速度相对应的信号。
地面感应接收器安装于机车下部转向架的两侧，共四个。
前后相互备份。
3．1．1 地面感应接收器
地面感应接收器基于电磁感应原理，感应接收线圈与地面感应器的磁场相结合，完成系统的定位识别.具有识别准确高、相应时间短、抗干扰能力强、无故障运行时间长等优点。
3．1．2 地面感应器
地面感应器是嵌入到轨枕里的永久磁铁，具有耐高温、耐腐蚀、不会损坏等特点，适合安装在室外.
地面感应器的安装见附件1。
3．2 控制系统
控制系统是由系统信号处理单元以及控制单元组成。
系统信号处理器采集感应接收器接收的定位信号、机车运行方向、处理相应的信息、发出相关的信息指令、自
诊断故障信息、输出显示信息等功能。
系统控制单元则由机车的微机轨来实现，主要功能是采集由系统信号处理器输出的定位信息、机车速度、司机指令、牵引电流、供电网压等相关机车信息，并根据接收到信号处理器输出的定位信息、机车运行速度，确定控制牵引电流下降的速率和确定断开主断路器的位置。
通过分相区后,根据接收到信号处理器输出的定位信息，控制闭合主断路器和控制牵引电流平稳上升。
信号处理器的面板示意图如图6所示.
信号处理器的背面示意图如图7所示。
信号处理器在通电、屏蔽接收信号结束或通过分相点后进行一次自检.
信号处理器在前进方向右侧两个感应接收器分别接收到预告感应器信号和反向强迫感应器信号，以及前进方向左侧两个感应接收器分别接收到强迫感应器信号和反向预告感应器信号，则屏蔽接收信号16S开始接收感应信号，否则屏蔽接收信号2分钟开始接收信号。
图6 信号处理器的面板示意图
•正常指示灯：信号处理器进行自检，当检测到有一路感应接收回路有故障时，正常指示灯闪亮.当检测到所有感应接收回路有故障时,正常灯灭。
信号处理器正常工作指示灯亮。
•工作指示灯：信号处理器工作时,工作指示灯亮.信号处理器不能正常工作，则工
作指示灯灭。
•试验按钮：可用于试验自动过分相系统工作是否正常。
在Ⅰ端司机室的手柄放在“前”位，按动试验按钮，可模拟自动过分相强迫断。
等2分钟后或断合一次信号处理器的电源开关。
在Ⅰ端司机室的手柄放在“后”位,按动试验按钮，可模拟自动过分相预告断.自动过分相预告断在机车静止状态时，要等30s后断主断路器。
•电源开关: 信号处理器的电源开关。
信号处理器故障时可以关闭电源。
•T1指示灯：车感器信号1指示,接收到感应信号时闪亮。
•T2指示灯：车感器信号2指示，接收到感应信号时闪亮。
•T3指示灯:车感器信号3指示，接收到感应信号时闪亮。
•T4指示灯：车感器信号4指示，接收到感应信号时闪亮。
•前指示灯：机车向前信号输入到信号处理器时，指示灯亮。
•后指示灯:机车向后信号输入到信号处理器时，指示灯亮。
•预告/恢复指示灯：信号处理器输出预告信号和恢复信号时,指示灯亮。
•强迫指示灯:信号处理器输出强迫信号时，指示灯亮。
•重联指示灯：机车选择恢复点信号输入到信号处理器时，指示灯亮。
图7 信号处理器的背面示意图
说明：
外接插头:X2、X3、X4和X5信号处理器与感应接收器外接插头，X1与微机柜、机车控制电路和110V电源的连接插头外接插头。
3．3灯显指示
灯显指示的主要功能是显示整个系统运行的状况。
当系统接收到信号时能及时、准确的发出灯光及蜂鸣声以提醒司机。
在机车的Ⅰ、Ⅱ端司机室的操纵台上安装一个工作指示灯，一个接收到预告信号指示的蜂鸣器.
蜂鸣器用于指示接收到预告信号的状况,当机车通过埋设在地面的预告感应器时,感应接收器接收到地面信号.信号处理器接收到感应接收器接收的信号，向微机柜发出过分相区的预告信号。
同时，通过蜂鸣器向司机发出自动过分相已经工作。
如机车通过“禁止双弓"标牌时，蜂鸣器没有响,可以采用手动过分相。
四主要性能指标
4．1使用环境
☞海拔高度不超过2500m;
☞最高周围空气温度为40℃，允许在40℃存放；
☞最低周围空气温度为－40℃，允许在－40℃存放；
☞周围空气湿度：最湿月份平均最大相当湿度不大于95％（该月月平均最低温度为25℃)；
☞相对于机车垂向、横向、纵向存在着频率f为1~50Hz时等于1g；
☞因机车连挂时冲击，沿机车纵向激起的加速度不大于3g；
☞信号处理器安装在能防止风、沙、雨、雪直接侵袭的车体内.
4．2额定参数
☞型号：GFX3S型自动过分相装置
☞工作电压：DC77V~137V；
功耗：6W；
☞绝缘电阻：≥500ΜΩ;
☞工作温度：－25℃~70℃；
☞适用速度范围 10～300km/h;
☞感应接收器直流电阻：620Ω±5％;
4．3技术要求
车载自动过分相装置信号处理器的元件满足TB/T3021—2001《铁道机车车辆电子装置》标准的规定；
4．4 工作性能
左边地感器信号输出（强迫信号）110V、脉宽1s±10％
右边地感器信号输出（预告信号）110V、脉宽3s±10%
恢复信号（从预告信号通道输出）110V、脉宽3s±10％接收相应时间≤0。
05s±10％
五外形尺寸和感应接收器安装要求
车载自动过分相信号处理器外形及安装尺寸如图8：
图 8
感应接收器的外形、安装尺寸和连线插头插座定义如下图9：
图9
车载自动过分相装置的感应接收器安装如图10（距钢轨内侧335mm—10mm，距
钢轨踏面110mm＋20mm）。
图10
六系统对外连接图
6.1 20芯插座X1的定义（信号可根据机车控制系统的要求进行选
择）
6.2 3芯插座X2的定义
6.3 3芯插座X3的定义
6.4 3芯插座X4的定义
6.5 3芯插座X5的定义
七系统电路原理图
GFX-3S型电力机车自动过分相系统说明书
八售后服务
售后服务
整个系统在安装调试过程中,我所将派1～2名技术人员现场指导装车。
正常运用后，保证期为18个月,我所将提供一定量的备品用于保质期的更换和现场维护；保质期期满后，我所将对该系统有效使用期内进行维护。
合同保质期内，用户的服务需求，均做到积极到位协助工作；积极协查和处理故障；配件维修保持七日返回,收发货情况及时通报用户。
合同保质期外,提供有效使用期的技术支持服务,并进行定期的质量回访，协助有效使用期内维修和技术升级改造.。