八跨三斷口分相改造方案探討

1、<p>　　八跨三斷口分相改造方案探討</p><p>　　[摘 要]本文對(duì)目前某些客運(yùn)專(zhuān)線采用的八跨三斷口錨段關(guān)節(jié)電分相形式在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的局限進(jìn)行分析，并探討其實(shí)用的改造方案。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]客運(yùn)專(zhuān)線；接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)； 電分相錨段關(guān)節(jié) </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：H319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）08-

2、0272-02 </p><p><b>　　0 前言 </b></p><p>　　中國(guó)高速鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)歷經(jīng)幾年的摸索與實(shí)踐，目前已相對(duì)較為成熟。但在摸索的過(guò)程中難免會(huì)遺留一些問(wèn)題，對(duì)這些遺留問(wèn)題的合理解決，仍然是我們牽引供電從業(yè)者目前面臨的一個(gè)重大課題。我國(guó)早期投運(yùn)的高速鐵路在電分相設(shè)計(jì)上都探索性的采用了不同的形式，如十二跨錨段關(guān)節(jié)式長(zhǎng)分相和八跨三斷口錨段關(guān)節(jié)式

3、分相。通過(guò)近幾年的實(shí)踐檢驗(yàn)，都顯示出它們?cè)诟咚勹F路運(yùn)行中的不適之處。近期京津城際的十二跨錨段關(guān)節(jié)式電分相改造工作已經(jīng)完成，其兩斷口間的距離由原來(lái)的200m左右，加長(zhǎng)至233m，滿足了京津城際運(yùn)行重聯(lián)動(dòng)車(chē)的需要。但部分客運(yùn)專(zhuān)線采用的八跨三斷口錨段關(guān)節(jié)式分相存在的問(wèn)題，并未引起有關(guān)部門(mén)的重視。本文將對(duì)其不適于高鐵運(yùn)行的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出適于運(yùn)營(yíng)高速鐵路八跨三斷口錨段關(guān)節(jié)式電分相改造的簡(jiǎn)易方案。 </p><p>&

4、lt;b>　　1 缺陷分析 </b></p><p>　　國(guó)內(nèi)部分高速鐵路在設(shè)計(jì)時(shí)出于各種原因考慮，采用了八跨三斷口錨段關(guān)節(jié)式電分相。但通過(guò)實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，證明這種形式并不適于高速鐵路，因此，在現(xiàn)在的高鐵設(shè)計(jì)中不再被采用。其缺陷主要有以下七點(diǎn)： </p><p>　　（1）分相跨度長(zhǎng)，列車(chē)斷電滑行距離長(zhǎng)，失速嚴(yán)重。 </p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)復(fù)

5、雜，檢調(diào)工作量大。 </p><p>　?。?）無(wú)電區(qū)長(zhǎng)，電力機(jī)車(chē)（或動(dòng)車(chē)組）因故停在分相無(wú)電區(qū)的概率高。 </p><p>　?。?）設(shè)計(jì)不統(tǒng)一，導(dǎo)致預(yù)案修訂的復(fù)雜化。如北京鐵路局管內(nèi)的高速鐵路，只有石太客專(zhuān)一條鐵路采用八跨三斷口錨段關(guān)節(jié)式電分相。在“電力機(jī)車(chē)（或動(dòng)車(chē)組）因故停在分相無(wú)電區(qū)救援方案”上，須對(duì)石太客專(zhuān)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的規(guī)定。 </p><p>　?。?）電力

6、機(jī)車(chē)（或動(dòng)車(chē)組）因故停在分相無(wú)電區(qū)時(shí)救援程序復(fù)雜。八跨三斷口分相的救援程序看似簡(jiǎn)單（根據(jù)受電弓的具體位置，選擇合前方網(wǎng)隔前行或合后方網(wǎng)隔退行。不需要本行分相的另一側(cè)供電臂停電。），實(shí)則相對(duì)復(fù)雜。因?yàn)?，三斷口分相的無(wú)電區(qū)救援必須由機(jī)車(chē)司機(jī)下車(chē)確認(rèn)受電弓的具體位置。這一過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)行影響嚴(yán)重。尤其是動(dòng)車(chē)組的受電弓往往距離駕駛室較遠(yuǎn)。而兩斷口分相的無(wú)電區(qū)救援則不需確認(rèn)受電弓的準(zhǔn)確位置。 </p><p>　　另外

7、，三斷口分相的無(wú)電區(qū)救援雖說(shuō)不需要本行分相的另一側(cè)供電臂停電，與兩斷口分相的無(wú)電區(qū)救援相比較看似縮小了影響范圍，實(shí)則沒(méi)有。因?yàn)?，在電力機(jī)車(chē)（或動(dòng)車(chē)組）因故停在分相無(wú)電區(qū)救援時(shí)，分相兩側(cè)上、下行供電臂內(nèi)的所有電力機(jī)車(chē)和動(dòng)車(chē)組需全部降弓，分相兩側(cè)供電臂要退出并聯(lián)。即兩斷口分相無(wú)電區(qū)救援時(shí)須停電的供電臂內(nèi)機(jī)車(chē)需全部降弓，而對(duì)應(yīng)的三斷口分相救援時(shí)不需停電的供電臂內(nèi)機(jī)車(chē)也需全部降弓。而一條供電臂的停電與否，只是一臺(tái)斷路器的一次分合操作，時(shí)間不過(guò)2

8、～3s，對(duì)救援過(guò)程的影響幾乎可以忽略不計(jì)。綜上所述，三斷口分相的“不需要本行分相的另一側(cè)供電臂停電”并未縮小影響范圍。 </p><p>　　（6）影響供電可靠性，制約了越區(qū)供電的靈活性。越區(qū)供電是保障牽引供電可靠性的重要手段。因?yàn)榘丝缛龜嗫诜窒嘤腥齻€(gè)斷口，但只有兩臺(tái)網(wǎng)隔，因此其不具備越區(qū)功能。即無(wú)法通過(guò)其實(shí)現(xiàn)牽引變電所兩側(cè)供電臂的互越。目前，高鐵牽引變電所的每一套主變壓器系統(tǒng)都是由兩臺(tái)單相變壓器分別向變電所兩側(cè)

9、供電臂供出不同相的電源。在備用的主變壓器系統(tǒng)檢修時(shí)，運(yùn)行系統(tǒng)的一臺(tái)變壓器故障后，采用牽引變電所兩側(cè)供電臂互越是一種非常方便的越區(qū)措施，而三斷口分相限制了這一措施的使用。 </p><p>　?。?）列車(chē)停于電分相內(nèi)后，救援程序復(fù)雜。在八跨三斷口分相內(nèi)有一段“危險(xiǎn)區(qū)”（指考慮到可能存在的檢調(diào)誤差，在圖1中心柱兩側(cè)，非工作支可能低于工作支情況存在的某一范圍）。只有準(zhǔn)確定位機(jī)車(chē)受電弓不在“危險(xiǎn)區(qū)”內(nèi)，才可以采用“合前方

10、網(wǎng)隔前行或合后方網(wǎng)隔退行”的方式救援。如當(dāng)時(shí)不能確定受電弓的準(zhǔn)確位置，則只能采用機(jī)車(chē)救援。詳細(xì)說(shuō)明如下： </p><p>　　圖1為八跨三斷口分相結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)列車(chē)停于分相無(wú)電區(qū)時(shí)，在不考慮檢調(diào)誤差的情況下先通過(guò)機(jī)車(chē)司機(jī)了解受電弓位于中心柱前方或后方，如受電弓位于中心柱前方，則合前方網(wǎng)隔（W2）前行；如受電弓位于中心柱后方，則合后方網(wǎng)隔（W1）退行足夠距離再前行闖分相。 </p><p>　

11、　在考慮檢調(diào)誤差的情況下，我們必須考慮在“危險(xiǎn)區(qū)”范圍內(nèi)，有可能出現(xiàn)非工作支低于工作支的現(xiàn)象。如果仍然采用上述方法，可能造成嚴(yán)重后果。例如當(dāng)機(jī)車(chē)受電弓位于A點(diǎn)（圖中黑三角）處，合上W1網(wǎng)隔后，中性線1帶電，如果存在檢調(diào)誤差的話，“危險(xiǎn)區(qū)”內(nèi)中心柱左側(cè)中性線2可能低于中性線1。此時(shí)受電弓與中性線2（不帶電）實(shí)接觸，與中性線1（帶電）虛接觸。在這種情況下機(jī)車(chē)壓互可以檢測(cè)到網(wǎng)壓，可以合主斷路器啟動(dòng)機(jī)車(chē)，虛接取流產(chǎn)生電弧，且機(jī)車(chē)啟動(dòng)時(shí)受電弓位移

12、緩慢，持續(xù)電弧可能燒損或燒斷接觸網(wǎng)。這是一個(gè)客觀存在的、并對(duì)運(yùn)行安全構(gòu)成威脅的潛在風(fēng)險(xiǎn)。 </p><p>　　在救援過(guò)程中，需要列車(chē)調(diào)度員下令，命令機(jī)車(chē)司機(jī)下車(chē)確認(rèn)受電弓位置（位于XX#接觸網(wǎng)支柱XX方向多少米），并且動(dòng)車(chē)的受電弓距離車(chē)頭還有幾節(jié)車(chē)廂的距離，機(jī)車(chē)司機(jī)下車(chē)走幾節(jié)車(chē)廂的距離確認(rèn)受電弓準(zhǔn)確位置，然后回到司機(jī)室報(bào)告列車(chē)調(diào)度員。列車(chē)調(diào)度員通知供電調(diào)度員。供電調(diào)度員分析后選擇救援方式。這一過(guò)程既復(fù)雜、又耗時(shí)

13、，將嚴(yán)重影響運(yùn)行。 </p><p><b>　　2 改造方案 </b></p><p>　　目前采用八跨三斷口分相的高速鐵路均為運(yùn)營(yíng)線路，將現(xiàn)有的八跨三斷口分相改造為目前其他高鐵普遍采用的六跨雙斷口雙網(wǎng)隔分相，工程浩大、影響運(yùn)行，是不現(xiàn)實(shí)的。因此我們提出一個(gè)簡(jiǎn)易方式，工程量小，又不影響正常運(yùn)行?，F(xiàn)詳述如下： </p><p>　　如圖2所示：

14、將網(wǎng)隔W2的引線由a點(diǎn)倒至b點(diǎn)，然后再c、d點(diǎn)間加裝電連接。改造后其效果在簡(jiǎn)單示意圖上如圖3所示： </p><p>　　即將網(wǎng)隔W2由“斷口3”移到了“斷口2”，用電連接將“斷口3”短接。之所以采用以上方法是因?yàn)椤皵嗫?”與“斷口3”的間距接近200m，重聯(lián)動(dòng)車(chē)組的雙弓有短接異相電的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)如此改造后，1、2斷口間的距離約96m，規(guī)避了這一風(fēng)險(xiǎn)。但是還存在一個(gè)問(wèn)題就是純無(wú)電區(qū)太短。當(dāng)前新建高鐵中普遍采用的六跨錨

15、段關(guān)節(jié)式電分相其中心柱兩側(cè)非工作支絕緣子間距為20m（即純無(wú)電區(qū)），即當(dāng)發(fā)生動(dòng)車(chē)帶電過(guò)分相時(shí)引發(fā)持續(xù)電弧的距離。持續(xù)電弧的弧根會(huì)收縮至兩絕緣子外側(cè)。如圖4所示： </p><p>　　如圖5所示：八跨三斷口分相改造后其“絕緣子1”與“絕緣子2”間的距離即替代了六跨錨段關(guān)節(jié)式分相的上述純無(wú)電區(qū)距離。目前“絕緣子1”與“絕緣子2”間的距離為5m。改造時(shí)需將兩絕緣子的間距加長(zhǎng)至20m。拉長(zhǎng)持續(xù)電弧的距離，增強(qiáng)去游離，促

16、進(jìn)電弧熄滅。這樣改造后的分相在技術(shù)參數(shù)上就與目前高速鐵路普遍采用的六跨錨段關(guān)節(jié)式電分相相同了。相關(guān)參數(shù)如圖5所示： </p><p>　　并且八跨三斷口分相是由三個(gè)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)疊加構(gòu)成，各斷口的絕緣距離及檢調(diào)標(biāo)準(zhǔn)均符合要求且不需調(diào)整（六跨錨段關(guān)節(jié)式電分相是由兩個(gè)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)疊加構(gòu)成）。改造時(shí)，只需倒接網(wǎng)隔引線、加裝電連接并將絕緣子1與絕緣子2間的距離加長(zhǎng)即可。這些工作均可利用天窗時(shí)間完成，不會(huì)對(duì)運(yùn)行造成影

17、響。 </p><p>　　改造后既解決了電力機(jī)車(chē)掉入分相后的復(fù)雜救援過(guò)程，又使電分相具備了越區(qū)功能。將使目前采用八跨三斷口分相的高速鐵路的供電可靠性產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)的飛躍。如能配合磁枕倒移及LKZ換裝等，還可減少列車(chē)惰性距離，有效提升運(yùn)輸潛力。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 于萬(wàn)聚.高速電氣化鐵路接觸