电力机车自动过分相系统解决方案
SS4G电力机车自动过分相与电子柜故障原因分析
SS4G电力机车自动过分相与电子柜故障原因分析【摘要】自动过分相故障是SS4G型电力机车发生频率较高的故障，其成因是多方面的。
本文从电子柜方面入手，对其常见故障原因进行了分析，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0.前言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。
1.SS4型电力机车自动过分相装置的主要功能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的操纵，SS4G电力机车加装了自动过分相系统。
SS4G电力机车的自动过分相由地面感应器、车载感应器及信号处理装置组成过分相系统。
车感器负责感应接收地感器信号，信号处理装置完成信号处理，输出预告、强迫和恢复信号等功能。
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。
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，电子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。
HXD3B机车过分相控制系统的改进
些 故 障 。 天 津 机 务 段 对 ＨＸ￣３Ｂ机 车 在 ２０１１年 和 软件控 制逻辑 。将 控制 逻辑 改为与 门逻辑 ，即当机
第 ４１卷 第 １１期
Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１１
铁 道 技 术 监 督
ＲＡＩＬＷ ＡＹ ０ＵＡＬｌＴＹ Ｃ０ＮＴＲＯＬ
ＨＸＤ３Ｂ机车过分相控 制 系统 的改进
梁信 栋
（中国铁道科 学研究院研 究生院 ，北京 １０００８１）
摘 要 ：介绍 ＨｘＤ３Ｂ机车过分相 的原理 叙述 Ｈ Ｂ机车通过 自动过分相和半 自动过分相 的过程 。通 过对 Ｈ Ｂ机车 自动过分相故 障的统计和故 障原 因分析 ，提出对现有过分相控制逻辑 的改进建议 ，以及其 他降低机车过分相故 障的措施
ｌ ＨＸＤ３Ｂ机 车 通 过 分 相 区 的过 程
ＨＸＤ３Ｂ机 车通 过 分 相 区时 地 面 感 应 器 的埋 设 方式 如 图 １所示 。
１７０ ｍ ｌ ３５ ｍ １分相区 ｉ ３５ ｍ ｉ １７０ ｍ
强迫断信 面
地面磁感 器
ｌ ｌ ｌ［［］１］１］ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｉ ｌ：ｌ：：：￣ｌ １］ｌ ｌ １］ｌ ｌ ｌ ｌ［［１ ｌ ｔ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ
· ３０ ·
２０１３ ｑＩ １ｌ川 （总 第 ３２５期 ）
铁 道 技 术监 督
第 ４１卷 第 １１期
ＨＸ￣３Ｂ机 车现 有半 自动 过分 相 控 制 逻辑 如 图２ 进分相 区提 前跳 “主 断” 的情况 ，这种情 况 下 ，如
所 示 。
果乘务员操作不 当，很容易引起烧毁接触 网。因
动 过 分 相 按 钮 后 ， 如 果
ＶＣＵ监 测 到 地 面 磁 感 应 器
SS7C型电力机车自动过分相后主断合不上故障分析
料的截面直径 ， Ｅ为弹性模量 ，为力臂 （ ｚ 在此处为 ） 。
根据 刚度 Ｋ的计算公式 ， 因为 Ｅ和 ｄ 相同 ， 以 Ｄ 均 所 版和 ０版电流互感器母线 安装结构 的刚度 和 之 比
ｎ ： 为
ｎ ＝
ＫＤ
＝
筹＝９ ０７ ． ２９
图 ３ 母线安装 的改进结构
由此 可以看 出 ， Ｄ版结构 的 刚度 仅为 ０版结构 的 刚度 的 ０ ９ ，此 为电流互感 器母线 安装 结构失 效 ． ７９ ２
一
车 位 定 位 信 号 后 的 ４ ７ 线 对 地 脉 冲 电 压 均 在 １５— ２ｆ ０
１５Ｖ之间 。 １ 造成这种现象 的原 因主要是 自动过分相装置 使 用一段 时间后 ， 插头接 触不 良， 电器触头接 触电阻增 继
大或继电器机械犯卡 ，
（ 下转第 ６ １页）
个感应 接收器 接收到车位定位信 号 ，表 明机 车已通过
（ 断裂 ） 的主要原 因。
３ 解 决 方 案
通过 以上 分析 ，要解决 真空 主断路器和 高压 电流互
感器的连接母线失效 （ 断裂 ） 的问题 ， 主要 是要 减小 。 最
效 结构 的 Ｓ ４ 型机 车均 已经安装此 方案完 成 了改造 ， Ｓ改
没 有再发 现失效 的问题 。
通过这 次失效分析 ， 使我们更加 意识到 ， 在设计 过程 中必须 充分考虑每一个 细节 。 同样的结构 ， 只是 一个或几 个 比较关键 的尺寸发生变 化 ，整个结构 的性能可能会发 生质 的变化 ， 而影 响我们设计 的正确性 。 从
后 ，２ｆ ４ ７ 对地脉 冲 电压均 在 ８ ～８ ０ ５Ｖ之 间。对 于新投入 使 用的 自动过分相 装置 ，测量机车经过分相 区并接收到
GFX-3A型电力机车车载自动过分相装置技术报告
二、工作原理
该装置基于GPS和RFID（或磁铁信号）双重 定位机车位置技术。机车位置识别以RFID（或磁 铁信号）为主，GPS用于备份和监督作用。在每 个分相区前设置两个定位相点位置的射频卡，设 置一个GPS定位点，无电区后设置一个合主断射 频卡。如下图所示：(单位：m)
以正向运行方向为例说明分合主断过程： 以正向运行方向为例说明分合主断过程
4、 若未识别到射频卡信号，则遇到T1磁铁信号， 放弃GPS的805m分主断计程，开始T1磁铁的 195m分主断计程。若未遇到T1时，当遇到T2， 则进行强制分主断。 5、计程到分主断点后，控制机车降流至“0”，发分 主断信号给机车控制回路进行分主断。 6、当机车越过无电区后，有下列条件之一即发合主 断信号控制机车合主断： ⅰ. 检测到网压信号由无到有信号变化 ⅱ. 识别到合主断卡6#射频卡 ⅲ.过无电区后计程合主断
GFX-3A型电力机车车载自动过分相装置 GFX-3A型电力机车车载自动过分相装置
技术报告
深圳市丰泰瑞达实业有限公司
一、硬件组成
硬件组成 主机、显示器、车顶识别器、接触网上射频卡。 主机、显示器、车顶识别器、接触网上射频卡。 安装位置示意图
硬件外观图片
主机外观图
显示器外观图
接触网上安装射频卡图
车顶识别器安装图
注释： 注释： ① T1，T2，T3，T4为地埋磁铁位置。 ② K1---1#卡，K2---2#卡，K6---6#卡，为射频卡位置。 ③ XZ---正向GPS定位点位置。
反向方向射频卡设置及卡号：
注释： 注释： ① T1，T2，T3，T4为地埋磁铁位置。 ② K3---3#卡，K4---4#卡，K5---5#卡，为射频卡位置。 ③ XF---反向GPS定位点位置。
分段式同相供电系统机车自动过分相研究
分段式同相供电系统机车自动过分相研究自动过分相技术是指在分段同相供电系统中，机车能够自动感知分相点位置，并能控制接受对应的供电相位，以确保正常运行。
此技术对于提高电力牵引系统的可靠性、安全性和可维护性具有重要意义。
分段同相供电系统一般由电力牵引网、分相节电子转换器和机车三部分组成。
在供电网线路的某些节点上设置分相装置，将电力牵引网分为多段，每段的电压、相位、频率等参数可能会发生变化，因此在机车与分相节之间需要进行一个匹配。
通常，机车司机需要手动切换分相开关来选择对应的供电相位，这种方式存在较大安全隐患，也不够实用。
自动过分相技术的实现需要通过对分相点位置的感知和对供电相位的控制两个步骤来实现。
首先，需要使用传感器等设备对分相点进行实时监测和感知，并将该信息传递给机车控制系统。
其次，机车控制系统需要根据分相点位置信息和机车当前位置信息，自动选择最佳的供电相位，并通过控制第三轨集电鞋或者车顶双极动态接触线投入或退出对应的供电相位。
在自动过分相技术的设计和实现中，需要考虑以下几个方面：1.传感器选择：自动过分相技术需要使用电力角度传感器、强电压传感器、分相电容传感器等设备对电力牵引网进行实时监测和感知。
因此，需要选择可靠性高、精度高、抗干扰能力强的传感器，以确保自动过分相技术的稳定性和可靠性。
2.算法设计：自动过分相技术需要通过算法实现分相点位置的感知和供电相位的控制。
因此，需要根据机车运行状态、供电网参数变化等因素，设计合理的算法，以确保机车能够自动选择适合的供电相位，并且能够快速准确地切换。
3.系统验证：自动过分相技术的实现需要进行实际的系统验证和检测。
同时，还需要对系统的可靠性、安全性和维护性进行全面的评估和测试。
总之，自动过分相技术的实现对于进一步提高电力牵引系统的可靠性、安全性和可维护性具有重要意义。
未来，这种技术将会得到更广泛的应用和推广。
浅谈ss3b型电力机车自动过分相系统
4 结束语
图 1 DIO01 插件加装电阻
自动过分相装置是保障电气化铁路列车运行安 全的一项重要装置。柳州机务段针对 SS3B型机车自 动过分相装置出现的问题，从实际出发，积极组织技 术攻关，剖析故障原因，采取相应的整治措施，取得 了比较明显的效果，自动过分相装置故障大幅度地 下降。2018 年第三季度，仅发生自动过分相装置故 障 29 件，比 2018 年第二季度下降了 50%。该段改造 和使用机车 CSNR-ANU0302 系列自动过分相装置 的做法，对同行有良好的借鉴作用，且，造成电力机车自动过分相装置在此分相点无法 完成自动闭合主断路器，限制机车功率输出问题，与 自动过分相装置数据分析结果一致。
2.2 存在问题 2.2.1 自动过分相装置受信号干扰误动作 机车运 行在流塘至洛满站间 27 km 分相，自动过分相装置 在断电标处自动合主断，机车乘务员人为分主断避 免带电闯分相，共发生 4 件。现场检查其原因主要 是：车辆品质轨边动态检测系统（属柳州车辆段的设 备）TPDS 的开关磁钢、计轴测速磁钢干扰，导致自 动过分相装置误动作。 2.2.2 自动过分相装置电源开关位置不合理 由于 黔桂线双班单司机值乘，当自动过分相装置故障导 致过完分相后无法人为闭合主断、提手柄机车无功 率，只能不停车才能关闭自动过分相装置电源。 2.2.3 机车乘务员对自动过分相装置不熟悉 在一 个季度内共发生 6 件机车乘务员接班未开自动过分 相装置误报故障；7 件该装置故障漏报活，导致机车 回段，检修人员无法通过运行日志和机车故障信息 判断和处理故障。
3 对策措施
3.1 提高自动过分相装置抗干扰能力 在自动过 分相主机 DIO01 插件加装电阻（见图 1），提高主机 车感器采集磁钢信的幅值。通过改造后第三季度未 发生 K27 分相断电标处自动合主断故障,消除了带 电闯分相的安全风险隐患。
分段式同相供电系统机车自动过分相研究
分段式同相供电系统机车自动过分相研究分段式同相供电系统是一种常见的铁路供电系统，其特点是将整个线路分成若干段，每段分别接在不同的变压器上供电。
在机车长距离运行过程中，可能会出现供电段之间的分相，这就需要机车自动过分相功能来保证机车正常运行。
本文将对分段式同相供电系统机车自动过分相进行研究分析。
2. 机车自动过分相的原理机车自动过分相是指机车在接收分段式同相供电系统的供电时，当遇到供电段之间分相的情况，能够通过自身的控制系统进行智能切换，使机车能够实现正常的牵引和制动操作。
其原理是利用机车上的电子设备对供电段之间的分相情况进行监测和识别，一旦出现分相，机车控制系统能够及时作出调整，保证机车的安全运行。
3. 机车自动过分相的实现方式机车自动过分相的实现方式通常包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面，机车需要配备检测分相的传感器和执行过分相切换的继电器等设备；在软件方面，机车需要具备相应的判别逻辑和控制算法，能够对分相情况进行准确识别，并作出及时的响应。
机车自动过分相还需要考虑与供电系统的通信协议和接口标准，以实现与供电系统的互联互通。
4. 机车自动过分相的研究进展随着铁路技术的不断发展和机车自动化水平的不断提高，机车自动过分相技术也在不断得到完善。
目前，国内外一些铁路企业和研究机构已经开展了相关的研究工作，提出了一些成熟的方案和解决方案。
这些方案包括基于传感器技术和智能控制算法的自动过分相系统，以及基于信息化技术和通信网络的远程监控和故障诊断方案等。
这些研究成果为机车自动过分相技术的实现提供了重要的技术支持。
5. 机车自动过分相的应用前景机车自动过分相技术的应用前景非常广阔。
随着分段式同相供电系统的广泛应用，机车自动过分相技术已经成为铁路运输中不可或缺的重要技术。
机车自动过分相技术的成熟应用将有助于提高铁路运输的安全性和可靠性，减少供电故障对机车运行的影响，提高机车的运行效率和经济性。
机车自动过分相技术必将成为未来铁路运输领域的重要发展方向。
电力机车自动过分相方案的探讨
严云升 1940年生,1962年毕业于上海交通大学电力机车专业,高级工程师(教授级),主持了国产电力机车微机控制系统的开发设计工作。
综述与评论 电力机车自动过分相方案的探讨株洲电力机车研究所(株洲412001) 严云升摘 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 自动过分相收稿日期:1999206223 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20km ～25km 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JY 1、JY 2与二相接触网绝缘。
JY 1、JY 2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。
浅谈电气化铁路自动过分相设置问题处理措施
着 列 车 运 行 速 度 的 提 高 和 电气化 铁 路 运 营 界 因素丢 失所 致 。 准 的 要 求也 越 来 越 高 ， 自 动、 科学、 安全 、 便 ３ 原 因分析
（ ２ ） 电磁 枕 在 出厂 前 要 严 格 控 制 质量 ，
捷、 高 效 成 为 了当今 运 输 产业 的首 选 ， 设 备
（ １ ） 分相 位 置 设 置 不合 理 主要 原 因 是在 在设 备 元件 运 输 途 中必 须 要 制 定 切 实 可 行
的 运 行 品质 可 控 成 为 了当今 维 护 领 域 的焦 进 行 电气化 线 路设 计 初 期 ， 设计 单位 仅 考虑 的 操 作 办 法 ， 防 止 设 备 在 运 输 过 程 中造 成 点话 题 ， 安 全运 行 也 成为 了运 输 产业 的 终极 供 电臂的 输 电长 度 ， 重 点放 在 了电线 路 输 出 损坏 ， 同时 在安 装 过 程 中必 须按 工艺 流 程 ， 进 行 综 合 考察 和评 估 才 能够 实现 。 目标 ， 因此 运 输 产业 产品 质量 的首 选 必须 要 长 度 是 否超 范 围， 是 否有 效 应 用 了变 电 所馈 防 止 因误 碰 电 磁 枕 造 成 磁 力下 降 失 去 作 出的 最 大能 效 ， 对分 相 与运 输 之 间的 矛盾 和 用 。 电磁 枕 是否 能 够 产 生最 大功 效 未 进行 细致 （ ３ ） 建 议 在 电 力 机 车 运 行芯 片 中涉 人 分 相 里程 的数 据 ， 写入 Ｌ ＫＪ 基础 数 据 库 内 ， 取 Ｌ Ｋ Ｊ 数 据 传 输 装 置 自动 向 动作 元 件 发 出 指
纵机车带电自 动过 分相的新时代。 在运营过程中自 动过分相位置设 置及电碰枕装 置存在的问 题， 提 出了 解决及预防的措 施。
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。
大秦线电力机车自动过分相系统的改进
地 面 悬 应 器 埋 设方 式
图 １ 地 面感应器 埋设 示意
２ 地面 感应 器埋设 方 案
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 。
骚ｌ：—； Ｉ一～ Ｉ １ｌ 一 １２ ：器接收到车位定位信号 （ ｌ Ｇ 感应器信号 ） ，控制 装置记录机车即时速度 ，控制装置根据速度计算 出 延时时间 ｔ ０ 。ｔ 时间包括 司机指令 回零时间、各辅助 机组 断 开时 间 、劈 相机 断开 时间 和主 断路器 断开 时间 。 同时，司机台的过分相指示灯亮 ，表示控制装 置已接 收到分相点前车位定位信号 ，控制装 置开始进行 自动 过分相控制。经过延 时 ｔ ，控制装 置分别执行司机 后 指 令 回零 ，劈相 机断 开动作 （ 备 中继 闭合 ） 预 ，最后 执 行主 断路 器 断 开 动 作 。 机 车无 负 荷 通 过 分 相 区 间后 ， 如控制装置的任何一个感应 接收器接收到车位定位信 号 ，表明机车已通过分相区间，控制装置分别执行主 断路 器 闭合 （ 预备 中继 断开 ） 、闭合 劈 相机 、启 动劈相 机 、压缩机和通风机 ，最后 恢复司机指令 。机车恢复 原有状态。表明控制装置已完成 自动过分相控制 。
文 献 标 志 码 ：Ａ 中 图分 类 号 ：Ｕ ６ ．１ ２ ４９ ８
高速重载是 中国铁路的发展方 向。随着列车运行 速度的提高、电气化铁路运营里程 的不断延 长和列车 载重 的增加 ，对 机车 车 辆 安全 运 行 标 准 的要 求 也 越 来 越高 ，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 。 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 。为使电力系统 的三相供 电负荷平衡 和 提高电网的利用率 ，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 的绝 缘 间 隔 （ 即分 相 区间 ） ，电力机 车通 过分 相 区间必 须断 电惰行 。为了 保 证 电力 机 车 安 全 通 过 分 相 区 间 ，在 分 相 区前 、后 ３ ０ ｍ线路左侧设置断、合标志牌 ，以提示乘务员操纵 机车安全通过分相 区。长期 以来断电运行均 由乘务员 操作完成 ，提前断 电或滞后合 闸的操纵现象屡见不鲜。 由于列车无电运行 时间较长 ，列车速度损失较 大。同 时，随着列车运行速度的提高，特别是在 准高速 、高 速线路上 ，每小时通过多个分 相区 ，手动操纵过于频 繁， 对运行安全极 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 ，由此引起变电所跳闸， 中断供电，造成行车事故。 大秦线 是我 国主要 的铁 路 重 载线 路 ，列 车 的安 全 运行要求一系列 的技术保 障。电力机 车 自动过分相系 统是保证重载 ２ ｔ 万 机车安全 、准确、可靠地通过分 相区间的技术 。自动过分相系统的主要功能是当电力 机车通过分相区时，系统根据 当时机车速度 、位置 自 动平滑降牵引电流、断辅助机组和分断主断路器 ，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 ，从而实现 电力机 车通过分相区 时操作的 自动化 ，大大地减轻 了乘 务员 的工作强度 。 系统采用 了高可靠 Ｐ Ｃ作为控制单元、免维护 的地面 Ｌ 定位方式 ，实现精确控制电力机车通过分相区。 １ 系统 介绍
浅谈电气化铁路自动过分相设置问题处理措施
浅谈电气化铁路自动过分相设置问题处理措施作者：孙卫来源：《科技创新导报》 2014年第33期孙卫(中铁电气化铁路运管公司海南维管段海南海口 570312)摘要：阐述了接触网地面控制带电自动过分相系统技术，是近年来应用在电气化铁路牵引供电方面的一项新技术。
通过系统综合联动实现机车带电自动过分相功能。
此项技术在运输生产中不仅减小了司机对列车的操纵难度，还降低了列车运行安全隐患、压缩了区间运行时间、释放了运输效率，而且对提升运输服务安全平稳性也起到了关键性的作用，同时，在电气化铁路牵引供电技术完善方面，开启了电气化铁路无需人工操纵机车带电自动过分相的新时代。
在运营过程中自动过分相位置设置及电磁枕装置存在的问题，提出了解决及预防的措施。
关键词：自动过分相电磁枕安全设计中图分类号：U22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)11(c)-0050-01高速、重载是中国铁路的发展方向。
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，对机车车辆安全运行标准的要求也越来越高，自动、科学、安全、便捷、高效成为了当今运输产业的首选，设备的运行品质可控成为了当今维护领域的焦点话题，安全运行也成为了运输产业的终极目标，因此运输产业产品质量的首选必须要进行综合考察和评估才能够实现。
1 自动过分相电磁枕的作用其主要功能是当电力机车通过分相区时，系统根据当时机车速度、位置自动平滑降牵引电流、断辅助机组和分断主断路器，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，从而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。
2 现场存在的问题2.1 分相设置位置不合理(1）分相设置在上坡道上。
电力机车在运行途中根据调度命令及车站工作人员的指令将会提高或降低运行速度，一旦速度降至一定程度，且运行在上坡道的分相处，在机车失去牵引动力的同时，又无法通过惯性滑移出分相区域，导致机车停于分相处，影响铁路正常运输秩序。
关于电力机车过分相问题的探讨
关于电力机车过分相问题的探讨0引言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,在不同相供电臂之间的连接处用绝缘装置分割,形成了二个供电臂之间绝缘分割区域,称为分相区。
电力机车在进入分相区前,通过人控(司机操作)或机控(设备控制)2种方法,切断机车用电负载,使电力机车受电弓在无电流情况下滑行通过分相区后,再恢复机车用电负载。
上述人控和机控的2种过分相操作方法,由于受操作者可能存在的失误和设备故障失控,带电过分相的现象还难以杜绝,而一旦发生,轻则受电弓、分相装置受损,严重时造成接触网烧损,中断铁路运输,给电气化铁路行车安全构成严重威胁。
因此,研究和完善过分相的设备改进方案,强化配套的管理工作,提升电力机车过分相的可靠性成为十分重要的课题。
1过分相装置原理简述目前国内外研究和采用的自动过分相装置,技术方案有3种：即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。
1)地面开关自动切换方案日本新干线采用地面开关自动切换过分相方案。
在接触网分相处设置一个中性区段,两端分别由绝缘器F1、F2与二相接触网绝缘,一般采用锚段关节结构,以保证受电弓滑过时能连续受流。
2台真空断路器S1、S2分别跨接在接触网两相上并能通过它们向中性区段供电,在无机车通过时,S1闭合、S2断开。
钢轨两侧设置4个机车位置感应器CG1~CG4(或利用轨道电路实现位置检测),当机车驶入CG1点时,机车自然由A相供电;当机车驶入CG2点,但还未到CG3点时,控制电路使断路器S1断开,S2闭合,此时中性段由B相供电;当机车驶出CG4点时,控制电路使S1闭合,S2断开,恢复到没机车时的状态。
机车反向通过分相区时CG1~CG4发出相反顺序动作。
工程实施要考虑设备在线检修备份等因素并设置分区所,实际方案较以上复杂得多。
这种过分相方案断电时间约0.1~0.15s,其优点是：接触网无供电死区,无需司机操作,车上主断路器无须动作,自动换向时接触网中性段瞬间断电时间短,可适用于不同机车速度;缺点是：过分相后合闸的电流冲击较大,建造和运行维护费用很高。
浅谈电力机车过分相
浅谈电力机车过分相摘要：本文通过分析电力机车掉分相的原因及危害，制定详细的预防措施，以期减少该类事故的发生概率，保证维护正常的铁路运输秩序。
关键词：电力机车；过分相；危害；措施引言近年来，随着我国铁路的长足发展，电力机车的运用得到了良好的普及，有力的提高了铁路运输能力。
但随着电力机车的运营，电力机车掉分相的事故也时有发生，这严重干扰了正常的运输生产秩序，对铁路运输安全构成了威胁。
本文通过模拟分析，现场调研等方法就电力机车掉分相的原因展开分析，制定详细的安全预防措施。
1.电力机车掉分相区的原因电力机车掉进分相区的原因是多种多样的，大多数是因为乘务员的操纵习惯引起的，部分属于机车故障等非人为因素，具体原因如下所示：1.1机车故障等非人为因素造成列车停于分相区内。
1.2天气不良情况下遇等信号或坡道等特殊情况控速不当，提速困难，造成列车无法具备最低闯分相动能速度。
1.3有坡道情况下的进站（进路）信号机前控速不当。
1.4区间或机外红灯、黄灯前控速不当，列车速度过低。
此种情况较为常见，乘务员为避免机外（区间）停车，一般会将列车速度控制的很低，等列车运行至分相区前时，已错过抢速地点，无法储备闯分相动能。
1.5出站信号机距分相区较近时，回手柄过早。
1.6人为操纵列车不当，监控动作造成列车停于分相区。
1.7临时慢行限速低，慢行地点前控速不当。
2.电力机车掉分相区的危害2.1机车掉入分相区因电网无电使机车失去动力，无法移动。
2.2增加救援难度（使用内燃机车救援时动力不足，使用电力机车救援时需要考虑停车位置距前方有电区的距离）。
2.3如果不能及时安排救援机车，易发生由于机车无电，空压机不能工作，不能给后部车辆提供足够的制动风源而导致列车溜逸。
2.4目前列车的换长较大，一旦掉入分相区，列车可能占用两个区间。
2.5申请跨区供电，会对其他在本供电臂下运行的列车造成影响，增加运输成本。
3.防止掉分相的措施3.1各车间根据但当区段，编制印发担当区段内各分相绝缘区的坐标点及分相前后线路纵断面情况，规定各分相前的最短启动加速距离和最低闯分相速度，并组织乘务员学习。
大秦线GFX-4L自动过分相系统浅析
田
大秦线 ＧＦＸ－４Ｌ自动过分相 系统浅析
（２）正 常情 况下 应 满 足在 接 收 到强 迫 信 号之 前 主 置 向 ＬＣＵ发 出脉宽 为 ２ｓ的 １１０Ｖ断主断路器信 号 ，
断 路 器 断 开 。 由于 ＬＯＣＯＴＲＯＬ控 制 的 要求 ，ＧＦＸ一４Ｌ 断 开主 断路 器 。
系 统 从 接 受 到 预告 信 号 到 主 断路 器 断开 需 要 ９．５ｓ时
图 １ 自动 过 分 相 地 面 感 应 器 埋 设 图
强迫信号 、预告信号的地 面感应器埋设距离应该 满足 以下 两个 要 求 ：
（１）机 车前 端 接 收 到恢 复 信 号 时 ，保 证 机 车 升 后 弓的情况 下 ，能 在通 过 无 电 区后 闭合 主 断路器 。ＳＳ４Ｇ 车 钩 中心 距 为 ３２．８３ｍ，设 计 时 速 为 １００ｋｍ／ｈ，而 该 系 统恢复信号地面感应器距无电区为 ６０ｍ，并且预 留 １ｓ 的走 行距 离 。
机车 Ａ节 ｌ号感应接 收器接 收到强迫信 号（Ｇ２
感应 器信号 ），控制装置 向 ＬＯＣＯＴＲＯＬ系统发 出脉宽
ＬＯＣＯＴＲＯＬ发 出脉宽为 ３ｓ的 １ １０Ｖ恢 复信号 ，同时过
分 相 指示 灯 灭 。双 机 重联 时 ，自动 过 分相 控 制 装 置 的
重联／单机开关切换到重联位 ，则延长行走 ５０ｍ闭合
主 断 路 器 和 向 ＬＯＣＯＴＲＯＬ系 统 发 出脉 宽 为 ３ｓ的
１１０Ｖ恢复信号 。
■
·
置状态和主／从反馈的信号，实现多机重联或组合 自动
过 分相 控 制 ，可 以在不 使 用 ＬＯＣＯＴＲＯＬ系统 时 实 现 单独 自动过 分相 控制 。ＧＦＸ一４Ｌ自动 过分 相 系统 在 大 秦线上运用技术相对 比较成熟 ，但是机车本身就是一 个复杂庞大的综合系统 ，不确定性因素导致的故 障时 有 发生 。通 过分 析 ＧＦＸ一４Ｌ自动 过 分相 系统 在 ＳＳ４Ｇ 电力机车上 的应用及一些常见故 障，可 以为系统故障 快速处理提供方法措施 ，保 障机车安全运行 。 １ 系统 工作 原理 １．１ ＧＦＸ一４Ｌ自动过 分相 系统 组成
过分相方案
电气化铁道阻尼式分相研究摘要：论文对电气化铁道阻尼式分相方案进行了研究，给出了3种阻尼式分相方案。
分析了方案中电阻对列车过分相的阻尼作用，并用Matlab/Simulink进行了仿真计算，表明阻尼式分相方案可以降低机车过分相时的暂态过电压，该方案安全可靠，是可行的。
关键词：电气化铁道；关节式分相；自动过分相；阻尼式分相；过电压0、引言我国现行的牵引网单边供电模式和现有的牵引变电所接线方式及其换相连接，决定了牵引网上必然存在电分相环节，简称分相。
我国的电气化铁路以前多采用器件式分相，在电力机车运行速度较低的情况下基本能满足需求。
随着我国高速铁路的发展，器件式分相和列车提速之间的矛盾日益凸现出来:在机车通过分相时容易产生打火等现象，对受电弓、接触线以及分相绝缘器造成伤害，大大限制了机车以较快的速度运行，不能满足我国当前经济快速发展而带来的对铁路速度提升的要求。
与其相比，锚段关节式分相由于其结构上的特殊性，可以实现两个锚段和两段接触线的平滑过渡，减少接触网的硬点，减轻列车通过分相时所造成的弓网的损坏。
由于这些优点，锚段关节式分相得以在我国的铁路建设中逐步取代器件式分相，并成为高速电气化铁路分相的使用类型。
电力机车多采用惯性通过分相的方式。
为防止电力机车带电通过而烧坏接触网悬挂部件，导致相间短路等，电力机车在将要经过分相时，必须先退级，关闭辅助机组，断开主断路器，使机车惰行通过分相区;在通过分相之后，再进行合断路器，恢复负载的操作，完成过分相的过程。
在普速铁路上，这一过程是由司机手动完成的。
由于分相频繁，列车司机必须在极短时间内完成过分相步骤，劳动强度极大，特别是在高速铁路中，过分相几乎无法由司机手动完成，必须采用自动过分相技术。
目前主要分为车载自动过分相、地面自动过分相方案等。
车载自动过分相模拟司机手动过分相，即自动断辅助电路、断主断路器、合主断路器、合辅助电路等一系列操作过程。
该方式的最大特点是列车过分相时，需断电，列车靠惯性通过中性段，既影响列车的运行速度，同时又由于主断路器频繁开闭，使用寿命大受影响，增加了投资和运行费用;切换动作频繁造成的过电压，还会影响机车的电气设备;在切换过程中还可能出现铁磁谐振现象，影响自动过分相的可靠性。
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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。
在每个分相区前设置三个射频卡定位点和两个磁铁定位点，反相定位点对等设置。
如下图所示：
注：1、T1、T2、T3、T4为地面磁感应器位置，T1和T4为预告点；T2和T3为强迫点
2、K1～K6为网上射频定位卡安装在承力索上，各位置定义如下：
上行方向： K6-6#(预告卡) 、K1-1#（卸载卡）、K2-2#（分主断卡）
下行方向： K5-5#(预告卡) 、K3-3#（卸载卡）、K4-4#（分主断卡）四、工作原理：
机车运行至K6点时读到预告卡信号，蜂鸣器发出蜂鸣声，提示司机距离分相还有2Km，并开始分相前计程；机车运行至K1点时读到1#卸载卡，开始按1#卡
575m位置计程，机车运行至K2点时读到2#分主断卡，开始按2#卡275m位置计程，并根据当时机车速度，发出卸载信号开始降流，当机车电流降至“0”，发出分主断信号。
当识别到T1或T2磁铁信号时，若前面已识别到1#或2#卡则不启动磁铁分主断计程，仍以射频卡分主断计程。
若未识别到射频卡信号，则遇到T1磁铁信号，开始T1磁铁的205m分主断计程。
若未遇到T1时，当遇到T2，则进行强制分主断。
当机车越过无电区后，有下列条件之一即发合主断信号控制机车合主断：
●检测到网压信号由无到有信号变化
●识别到磁铁恢复信号或反向射频卡信号
●过无电区后计程合主断
反向行车自动过分相原理和正向行车一样，因为每处分相定位点完全对称安装。
该装置是基于无线射频定位技术（RFID）、磁感应技术和机车“公里标”数据（TAX2箱公共信息）定位方式相结合的车载自动过分相控制装置。
机车在区间运行时，以公里标数据为依据，结合当前机车速度，进行机车距前方下一个相点距离运算和校准；进入分相区前2km区域后，机车运行位置定位以RFID为主，机车公里标数据用于定位备份和故障诊断，保证机车自动过分相的安全、可靠性。
五、工作原则：
●系统设计原则：装置自动控制下，手动优先
●分相前三个射频卡定位点和两个磁感应器定位点相互关联验证，保证过分相
的可靠性，即使个别定位点失效，不影响正常自动过分相。
●若装置故障，报警器显示红灯，蜂鸣器发出蜂鸣声提示司机切除自动过分相，
只要把操作端开关打到切除位，装置与机车操制完全切除，投/切开关只与操作端有关，非操作端投/切开关处于任何位置都不影响。
●主控系统具有完善的自检功能，当装置正常时，报警器显示绿灯，司机可以
通过投/切开投入自动过分相。
●主控系统具有完善事件存储功能，自动过分相全部运行记录及相关故障信息
全部记录在存储器中，便于下载分析。
●防误动作，装置结合公里标数据判断机车运行位置，机车运行在区间时，即
使由于干扰感应到磁信号，主控系统不会发出输出控制。
●卸载/加载机车牵引电流信号为2级线性斜率方式，适合机车各种工况（零
位、牵引、电制）。
六、技术特点
1）机车定位技术
机车位置定位引入射频定位卡（RFID）技术，其特点：
结构简单、体积小、易安装、免维护，适应恶劣工作环境。
唯一ID序列号，不会出现误识别现象。
安装在沿线接触网的承力索上，防人为破坏。
2）射频识别技术且兼容地磁信号并结合公里标定位技术，提高机车位置定位的精准性。
3）内核双CPU热备份结构，提高设备平均无故障运行周期。
4）运算、输出最佳分主断位置，降低机车速度损失。
5）斜率电流控制技术，解决了机车过分相冲动问题。
6）具有完整的故障自检及报警提示功能。
7）模块化设计，结构简单，安装维护方便。
8）冗余设计，便于功能扩展。
方案提供商：深圳市丰泰瑞达实业有限公司。