自动过分相

4.5.1 分段绝缘器的故障形式及原因

分段绝缘器一般是安装在各车站装卸线、机车装备线、电力机车库线、专用线等处。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过，当某一侧接触网发生故障或因检修需要停电时，可打开分段绝缘器处的隔离开关，将该部分接触网断电，使其他部分接触网仍能正常供电，从而提高了接触网运行的可靠性和灵活性。

目前我国常用的分段绝缘器为滑道式菱形分段绝缘器。现场出现的分段绝缘器故障主要是绝缘部件故障，根据表现形式可以分为显性故障和隐性故障。显性故障可以明显看到绝缘器构架遭到破坏：通常为一根主绝缘板断裂，绝缘器被拉直，有时桥式绝缘子被烧损变形、甚至在一侧断裂。绝缘器的隐性故障则表现出架构完整，有时只能在特定环境下才能构成故障，主要是：绝缘强度降低，绝缘滑道底部爬弧严重，停电线路有网压，甚至恶劣天气造成绝缘滑道击穿，引起跳闸。从分段绝缘器的工作要求和工作现状可以看出，分段绝缘器工作在不利的环境中，其工作现状并不能满足工作要求的条件是造成分段绝缘器故障的主要原因。从故障产生的机理来分析：绝缘原件的机电性能保证了其正常工作的状态，由于分段绝缘器故障主要是绝缘部件故障，所以造成分段绝缘器故障的主要原因是破坏了其具有的机电性能。

4.5.2 分段绝缘器的改进和建议

4.5.2.1 对分段绝缘器的改进

1.分段绝缘器应当安装在跨中

优点：（1）增大偏转角

（2）易于确定分段绝缘器安装高度

（3）避免分段绝缘器偏离受电弓中心

2.分段绝缘器的两端要保证宽度，即分段绝缘器滑道在两端部分不可过窄。

3.将分段绝缘器街头线夹部分改为套接锁扣结构。

优点：这样不仅受电弓很容易将不平的分段绝缘器顶平，在分段绝缘器被顶平后因为其端部的套接锁扣结构，分段绝缘器可以保持平整的长时间不变，有利于其他电力机车受电弓的顺利通过。

4.可适当降低分段绝缘器的高度：受电弓在70N的的静态接触压力下对正线接触线的抬高量为30mm，对侧线的抬高量40到50mm，因此分段绝缘器的安装抬高量可参考这一值适当降低，不须达到70mm。

5. 每安装完一组绝缘器后，必须用长600mm的水平尺模拟受电弓滑过绝缘器工作面，保证接触可靠及在各元件的衔接处无硬点。

6. 研制高可靠性绝缘器：现今使用的各种分段绝缘器各有利弊，没有绝对可靠的分段绝缘器。

4.5.2.2 对分段绝缘器的建议

1. 对比选择新型分段绝缘器

根据目前国内出现过的分段绝缘器，进行对比分析如下：

可见菱形分段绝缘器在安装维护和运行安全性方面，有明显的优势，在既有线上又装有最多，所以在满足其运行条件的处所，应使用菱形分段绝缘器。根据目前洛阳供电段管内机车基本上都是双滑板受电弓的实际情况，仿德国Adtranz 绝缘器有着突出的绝缘性能和耐弧能力。

所以，从根本上解决问题的方案应该是在大多数的上下行渡线、运转场仍然采用菱形分段绝缘器；在机务段、折返段，经常作业的货线、专用线，个别大的运转场及其渡线应采用仿德国Adtranz的分段绝缘器。

在既有菱形分段绝缘器的线路上更换新型分段绝缘器，应充分考虑几何尺寸的变化、有利于过车的方向性、与承力索绝缘子的配合等因素，还应加强对新设备的监控，掌握长期运行的特点，确保新设备安全运行。

2. 加强重点处所既有菱形分段绝缘器的管理

（1）加强清扫维护

对重点处所分段绝缘器应根据电力机车整备量、周边环境污染程度加强对分段绝缘器绝缘部件的清扫，缩短绝缘滑道的清扫周期，特别对炭粉附着较严重的绝缘滑道底部要使用丙酮进行有效的清扫。

（2）加强分段绝缘器使用的管理

通过有效手段，加强车站、机务段人员对分段绝缘器使用条件的学习，并严格按规定操作隔离开关、使用分段绝缘器，使分段绝缘器在良好的工作条件下运行。同时，还应提高司机正确操作的能力，避免机车在分段绝缘器下方停留、取电，避免闯分段情况的发生。

随着铁路业务需求的不断变化和电气化铁道的飞速发展，对接触网电分段设备的综合要求越来越高。通过深入分析分段绝缘器的故障、评价分段绝缘器的性能、提供有效的问题解决方案，为积极研发、引进新型分段绝缘器，高效管理既有设备提供新思路，提高电气化铁道的装备和管理水平。

4.6 分相绝缘器过分相的改进与建议

4.6.1 分相绝缘器过分相改进的背景

在单相交流牵引供电系统中，电力机车是由单相电供电的，为了平衡电力系统的U、V、W各相负荷，一般要实行U、V相轮流供电，所以U、V相之间要进行分开，这称为电分相。电分相通常是由分相绝缘器实现的，因此在变电所出口处及两牵引变电所之间（供电臂末端）必须设电分相装置。我国电气化铁道接触网一般采用分相绝缘器作为不同相之间的绝缘，电力机车在接触网分相绝缘器处必须断电通行，机车依靠列车的惯性闯过分相绝缘器区段，根据《铁路技术管理技规》第356条第6项规定，电力机车在分相绝缘器处至少要断电惰性运行90m （快速列车165m）。接触网分相绝缘器成为影响运输能力和列车提速的一大难

题。

4.6.2 自动过分相

随着高速铁路的发展，列车通过电分相的时间越来越短。而我国传统的电力机车过分相技术是在车上手动切换，电力机车通过分相区时，机车乘务员必须按照线路上设置的断合标志进行操作。这种手动操作通过分相区的主要问题是：一方面影响了行车速度，另一方面不仅耗费司机精力，增加劳动强度，而且过多的分散了司机行车的注意力，行车安全完全依赖于机车司机的注意力技术水平，没有技术设备保障，对行车安全极为不利。为此，发展自动过分相技术势在必行。

目前自动过分相技术的实现方法主要分为：地面自动装换电分相、柱上断载自动转换电分相装置及车载断电自动转换电分相装置。

4.6.2.1地面自动转换电分相装置

地面自动装换电分相装置原理图如图4-所示，电分相处设置JY1、JY2二处绝缘，一般由锚段关节式电分相实现，绝缘间是中性区。在JY1、JY2两端跨接两个真空负荷开关QF1、QF2，当机车从A相驶来，到CG1时，开关QF1闭合，中性段接触网由A相供电，机车通过JY1时，JY1两端等电位；机车到达CG3时，QF1断开，QF2迅速闭合，完成中性段供电的换相变换，机车在此过程中可以不用任何附加操作；待机车驶离CG4处时，QF2断开，装置恢复原始状态。反向行驶时，由控制系统控制两个开关以相反顺序轮流断开和闭合。

图4-8 地面自动转换电分相装置

这种自动过分相装置的优点在于：接触网无供电死区；无需司机操作；机车上主断路器无需动作，自动切换时接触网中性段瞬时断电时间很短，而且时间与