大西客运专线接触网电分相的选择与应用

　2010年6月

第6期(总141) 铁　道　工　程　学　报JOURNAL OF RA I L WAY E NGI N EER I N G S OC I ETY Jun 2010

NO.6(Ser .141)

Ξ　收稿日期:2010-04-12

　ΞΞ作者简介:周凡,1963年出生,男,高级工程师,大西铁路客运专线有限责任公司总工程师。

文章编号:1006-2106(2010)06-0079-04

大西客运专线接触网电分相的选择与应用

Ξ

周　凡

ΞΞ

(大西铁路客运专线有限责任公司,　太原030024)

摘要:研究目的:为保证大同至西安铁路客运专线具有较高的供电质量,对国内外高速铁路所采用的接触网电分相形式进行分析与研究,考虑到我国铁路运营中不同的升弓方式、弓间距等因素的影响,经过比较与分析不同接触网电分相形式的特点,提出适合大西客运专线的电分相方式。

研究结论:通过研究与比较,建议接触网采取6跨电分相方案以及13跨电分相方案。6跨电分相具有受电弓断电时间短,列车速度基本不受影响,工程投资小等优点;13跨电分相具有适应性强,接触网不存在3支悬挂,施工过程中调整及运营维护工作量小等优点。关键词:客运专线;接触网;电分相;受电弓;供电质量中图分类号:U225.4 文献标识码:A

Choi ce and Appli cati on of Electri c Secti on I nsul ator of Overhead Cont act

W i re for Datong -Xi ’an Passenger Dedi cated L i n e

ZHO U Fan

(The Dat ong -Xi’an Passenger Dedicated Rail w ay Constructi on Co .L td,Taiyuan,Shanxi 030024,China )

Abstract:Research purposes:I n order t o guarantee the quality of power supp ly t o the Dat ong -Xi’an Passenger Dedicated Rail w ay,the analysis and study are done on the styles of the different electric secti on insulat ors of the overhead contact wire used at home and abr oad .Considering the influences of the different modes of pant ograph raising and the different pant ograph s paces,the suitable mode of electric secti on insulat or is p resented for Dat ong -Xi’an Passenger Dedicated L ine after making the analysis and comparis on of the characteristics of the different modes of electric secti on insulat ors .

Research conclusi on s:Thr ough the comparis on,it is p r oposed t o use the 6-s pan and 13-s pan electric secti on insulat or for Dat ong -Xi’an Passenger Dedicated L ine .The 6-s pan secti on insulat or has characteristics of short ti m e of the power cut with less influence on the running s peed of E MU and less constructi on invest m ent .The 13-s pan electric secti on insulat or can adap t t o the different pant ograph s paces with less adjust m ent during the installati on and less maintenance during the operati on because there are no 3-cantilever sus pensi on in overhead contact syste m.

Key words:passenger dedicated line;overhead contact wire;electric secti on insulat or;pant ograph;power supp ly quality

电气化铁路电力机车采用工频单相供电,为平衡电力系统各相负荷,牵引供电一般实行相序轮换供电,为此需要在接触网中设电分相将不同相电进行电气隔离以避免相间短路。电分相一般设置在牵引变电所出口及供电臂末端,由接触网部分、车载装置、地面信号装置等组成。电分相形式有器件式和关节式(又称为

空气间隙式),后者又有两断口与三断口2种方式。不同工程中具体采用的形式和设置地点需要相关专业共同配合完成。

我国最早的宝成电气化铁路曾使用八跨电分相,

这种八跨电分相无电区较长,在山区的电气化铁路坡度大,当时的列车速度低,机车闯八跨电分相后列车速度损失严重,易出现“途停”。后来开发出了无电区很短的由3组绝缘部件构成的器件式电分相,并在国内接触网普遍采用。铁路开始提速后,器件式电分相不能适应列车的高速运行要求,而关节式电分相因其不存在相对硬点,有利于改善弓网受流质量,随后在国内得到了广泛应用。

三断口关节式电分相比两断口关节式电分相增加了一个绝缘断口,在列车上双弓未设高压母线连通时,三断口电分相与列车双弓的间距没有关系,可以适应任何编组列车的通行。在2007年第6次大提速前,部分线路如京广线部分区段已经将既有两断口关节式电分相改为三断口式。

1　大西客运专线概况

根据《关于新建铁路大同至西安客运专线初步设计的批复》要求,大西客运专线的特点为:铁路等级,客运专线;列车类型,动车组;运输组织模式,采用高速车与高、中速跨线列车共线运行的运输组织模式。

在此前提下,可以得出大西客运专线接触网电分相的影响因素:

(1)接触网电分相采用绝缘锚段关节式,由于开行动车组,列车编组简单,故采用两断口绝缘锚段关节电分相可满足要求;

(2)动车组运行区段,需满足双列重联,受电弓按双弓考虑;

(3)两受电弓间最小距离不得小于190m,考虑到CRH双列重联两正常受电弓的间距为200～215m,可以作为我国动车组双列重联受电弓工作间距的参考标准;

(4)鉴于目前运行的动车双列重联运行时为机械性连接,双列动车无高压母线连接。

2　选择依据

近年来,针对我国铁路客货混运、高低速列车混跑及开行重载列车情况下复杂的接触网电分相与受电弓结合方式,铁道部出台了相应的文件(文献[2]、[4]、[5]、[6]、[7])给予明确。这些文件与有关规范一起作为本文研究的相关依据。

文献[2]第6条规定了“锚段关节式电分相设计应满足多机车多弓运输组织的需要”;文献[5]规定了4种动车组双列重联时的升弓参数(表1),并明确后弓-前弓模式不作为运行模式;文献[6]规定了当2列车联挂运行时,严禁“后弓-前弓”运行方式;文献[3]和[2]规定了当列车编组采用多弓运行时,若多弓有高压母线联接,任意2受电弓间的距离L必须小于电分相无电区D′的长度(图1),若多弓无高压母线连接,任意2受电弓之间的距离L应小于无电区的长度D′或大于中性段的长度(图1、图2);文献[7]在分析既有线接触网电分相长度改造方案时指出“基于目前CRH双列重联两正常受电弓间距200～215m的情况,以此作为我国动车组双列重联工作受电弓工作间距的设置标准”;文献[6]规定当两列车联挂运行时,两受电弓间最小距离不得小于190m;文献[4]指出应根据各线的线路坡度、行车速度、列车编组等条件,研究确定绝缘锚段关节电分相的具体型式,在通行列车编组复杂,不同列车双弓间距范围较大时,宜优先采用三断口形式。

表1　国内4种动车组双列重联弓间距汇总表升弓模式

CRH1CRH2CRH3

CRH4

前弓-前弓/mm214000201400200670211500前弓-后弓/mm366000251400307420270200后弓-前弓/mm6150015140093900152800后弓-后弓/mm214000201400200670211500

图1　双弓间有高压母线连接过分相示意图

图2　双弓间无高压母线连接过分相示意图

由此可知,关节式电分相设置必须考虑多弓运行情况,在动车组运行区段,应考虑满足双列重联双弓运行情况。接触网绝缘锚段关节式电分相采用两断口或三断口,主要依据各线的具体条件确定。

3　接触网电分相方案比较

结合大西客运专线特点,就两断口电分相形式提出了如下4种方案。

3.1　6跨方案

图3为接触网6跨电分相方案,该方案按照双弓

08　铁　道　工　程　学　报2010年6月

间无高压母线连接,弓间距L 大于中性段长度D ,由

2个4跨绝缘关节(重叠2跨)组成,适应于动车组双

列重联双弓无母线连接

。

图3　大西客运专线电分相6跨方案

6跨方案的优点是:受电弓断电时间少,列车速度

基本不受影响;馈线采用电缆时,分区所处分相跨数少,电缆绕行少,相应减小了工程投资。其缺点是:中间支柱需要安装3套腕臂来分别悬挂3支接触悬挂,使安装调整比较复杂,且需要双支柱实现;当双弓间有高压母线连接时,无法实现。

3.2　13跨方案

如图4所示,该方案按照无电区长度D ′大于弓间距设计,由2个5跨绝缘关节及3个中间跨组成。在一定跨距前提下,适应动车双列重联双弓在弓间距小于245m 时,有、无高压母线连接的情况

。

图4　大西客运专线电分相13跨方案

13跨方案的优点是:在动车双列重联弓间距小于

245m 时,可满足双弓间有无高压母线连接的要求;不存在悬挂3支接触网情况,调整及运营维护工作量小。其缺点是:当双弓间距大于245m 但小于522m 时,若双弓间有高压母连连接,受电弓滑过分相区,前弓同时接触A (B )相电及中性段,后弓同时接触B (A )相电及中性段,会使相间短路;馈线采用电缆,在分区所处电缆需要绕行至分相外上网,较6跨方案增加投资约90万元/处;无电区较长,在列车驶过时,对速度有一定影响。

3.3　14跨方案

如图5所示,该方案按照无电区长度D ′大于弓间

1

8第6期周　凡:大西客运专线接触网电分相的选择与应用

距设计,由2个4跨绝缘关节及6个中间跨组成。根

据欧洲标准50367—2006的有关规定,双弓弓间距不应大于400m ,目前国内动车组前———后弓模式长为

366m 。因此该方案适应各类弓间距和有、无高压母线

连接的情况

。

图5　大西客运专线电分相14跨方案

14跨方案的优点是:可以适应不同弓间距,有、无高压母线连接的情况;不存在悬挂3支接触网情况,调整及运营维护工作量小。其缺点是:馈线采用电缆,在分区所处电缆需要绕行至分相外上网,较6跨方案增加投资约147万元/处;无电区较长,在列车驶过时,列车失速严重。3.4　16跨方案

如图6所示,该方案按照无电区长度D ′大于弓间距设计,由2个5跨绝缘关节及6个中间跨组成。根据欧洲标准50367—2006的有关规定,双弓弓间距不大于400m,目前国内动车组前———后弓模式长为366m 。因此该方案适应各类弓间距和有、无高压母线连接的情况

。

图6　大西客运专线电分相16跨方案

16跨方案的优点是:可以适应不同弓间距和有、

无高压母线连接的情况;不存在悬挂3支接触网情况,调整及运营维护工作量小。其缺点是:馈线采用电缆,在分区所处电缆需要绕行至分相外上网,较6跨方案增加投资约157万元/处;无电区较长,在列车驶过时,列车失速严重。

4　结论

通过分析与比较,6跨电分相具有受电弓断电时间短、列车速度基本不受影响、工程投资小等优点;13跨电分相具有适应性强、接触网不存在3支接触悬挂、施工过程中调整及运营维护工作量小等优点。

根据接触网锚段关节电分相的中性段或无电区的

长度满足CRH 系列动车组重联升双弓、双弓间无高压母线连接的运行要求,升弓方式按“前-前弓”、“后-后弓”方式,双弓间距离为200.67～214m 。接触网锚段关节式电分相的中性段长度不大于190m 或无电区长度大于220m ,故建议大西客运专线采取6跨双断口分相方案以及13跨双断口分相方案。

参考文献:

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(下转第97页)

2

8　铁　道　工　程　学　报2010年6月

分负荷提供电力保障。

(3)响应国家节能政策,采用并网的太阳能光伏发电系统,为北京南站提供部分电能,起到示范效果。

(4)变配电所的高低压系统均纳入SCADA系统的监控范围,实现对各监控对象的遥测、遥控、遥调、遥信,遥视。

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(编辑　曹淑荣)

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(编辑　曹淑荣)

79

第6期李康彦　周　凡:北京南站供配电系统设计研究

电气化铁路接触网关节式电分相的研究

电气化铁路接触网关节式电分相的研究 摘要：本文针对电气化铁路两种较常应用的关节式电分相的特点、存在的问题和解决的方案进行研究。。 关键词：电气化、电分相、锚段关节 一、关节式电分相的结构特点 1.七跨锚段关节式电分相结构分析 七跨式绝缘锚断关节式电分相，它是由二个4跨绝缘锚段关节交叉组合而成，从头到尾共有七个跨距，故称七跨锚段关节式电分相。其原理是利用2个四跨绝缘锚段关节的空气绝缘间隙来达到电分相的目的。中性区正常情况下不带电（无机车通过时），但不允许接地，其对地仍按25kv电压等级要求绝缘。一般考虑在关节处行车方向远端设置一台手动隔离开关，以疏导中性区的故障机车。七跨锚段关节式电分相如图1、2所示。 图1 七跨锚段关节式电分相结构图 图2 七跨锚段关节式电分相直线平面图 当电力机车准备经过电分相时，机车主断路器打开，受电弓不降弓通过。电力机车在电分相中性无电区范围内利用中性锚段来作工作支，使受电弓平稳的由一端正线锚段运行到另一端的正线锚段，该中性嵌入线从左侧的中1处变为工作支，到右侧中2处开始抬升，变为非工作支，可保证约有100～150m长的中性区。机车乘

务人员须按照设置的“断”、“合”、电力机车禁“停”标志断、合机车主断路器（如图3、4所示）。 为了保证电力机车正常通过绝缘锚段关节式电分相绝缘器，原则上要求单台受电弓升弓运行，确需多台受电弓同时升弓时，对受电弓间距离应做限制。 图3 下行方向行车标志的设置 图 4 上行方向行车标志的设置 2.八跨锚段关节式电分相结构分析 八跨锚段关节式电分相的结构如图5所示。图中Z表示直线区段；J表示绝缘锚段关节；ZJ为支柱装配形式。 图 5 八跨锚段关节式电分相的平面图不管是哪种型式，其结构都是利用2个绝缘锚段关节重合1跨或2跨，再增加1个分相锚段组成，即：分相锚段与既有接触网的2个下锚支组成2个绝缘锚段关

接触网锚段关节电分相

接触网工程课程设计 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 201 年月日 1 基本题目 1.1题目 电分相式锚段关节设计：对各类锚段关节进行分析比较，确定应用锚段关节实现电分相的条件，对电分相式锚段关节进行设计，在传统的器件式电分相方面上的改进。 1.2 题目分析 不同牵引变电所的供电，由于交流电相位不同，必须进行分相绝缘，称为电分相。电分相类型和材质的不同对机车受电弓取流的稳定性、受电弓的质量、列车最高速度和牵引变电所继电保护等都有影响。当今电气化铁路不断提速，对行车安全要求很高，因此选用好的电分相对列车行车安全、稳定非常重要。为适应高速铁路的弓网受流，根据设计规定时速200 km以上接触网的电分相均采用带中性段的绝缘锚段关节式电分相。电分相锚段关节在设计上都必须满足以下几个最基本要求：保证受电弓的平滑过渡；每

个断口（空气绝缘间隙）必须能满足相间绝缘要求；断口间距应与机车受电弓间距满足一定的配合关系，即有2个断口电分相锚段关节（含3个断口除外）的间距≠重联或大编组动车组允许同时升起的2个受电弓间的距离，防止2个受电弓同时将2个断口短接造成相间短路；设置位置符合线路坡度及距信号机距离要求。本文分析了传统器件式电分相与应用锚段关节实现电分相的特点以及使用电分相式锚段关节改进器件式电分相的方式。 2题目论述 2.1 概述 目前我国电气化铁路电力机车和动车都采用单相供电，为平衡电力系统各相负荷，牵引供电一般实行三相电源相序轮换供电，即电气化铁道牵引变电所向接触网供电的馈线是不同相的，保证铁路牵引供电网实现相与相之间电气隔离，在不同相供电臂的接触网对接处设置了绝缘结构，称电分相。我国高速铁路电分相一般设置在牵引变电所出口处及供电臂末端、铁路局分界处，主要由接触网部分、车载装置、地面信号装置等组成。 我国早期电气化铁路采用结构复杂的接触网八跨、六跨、五跨等双绝缘锚段关节组成的电分相（简称关节式电分相）。在20世纪80～90年代电气化工程改造中普遍采用绝缘材料制作的结构简单的器件式电分相。随着铁路不断提速，为了尽量减少接触网上硬点，保护机车受电弓和接触线，减少弓网事故率，满足列车受流要求，到20世纪末我国电气化铁路提速改造中又普遍采用由两个绝缘锚段关节组成的关节式电分相。目前我国和大多数国家的高速电气化铁路电分相均采用这种形式，这类电分相能克服器件式电分相在列车高速行驶时存在的硬点问题。可以预见，它也必将成为我国高速电气化铁路的首选型式。 2.2 电气化铁路接触网电分相的分类 接触网换相供电时每隔20～30km就设一个电分相，电气化铁路电分相从结构划分有器件式和关节式两大类。 (1)器件式电分相 器件式电分相是利用电分相绝缘器串接在一起而形成一种在电气上分开、在机械上不分段的电分相结构。常用器件式电分相构造图如图1所示，其是由三组分相绝缘元件串接在接触线中而构成的分相设备，绝缘元件为环氧树脂玻璃布层压板，每个绝缘元件长度为1.8m，宽度为25mm，高度为60mm，在底部开有斜沟槽。也有用四组绝缘元件串联组成分相器的，增加一组绝缘元件是为了增加可靠性，同时增加中性区的有效长度，以适应高速及新型电力机车运行的需要。

接触网七跨锚关节分相供电示意图和检修工艺

一、接触网七跨分相示意图 无电区区锚2 区锚1 无电锚接触网七跨锚关节电分相供电示意图 救援 分段绝缘子抬高500 中心柱，两支水平距离 500，导高相同。中心柱，两支水平距离500，导高相同。 工支拉出值控制在-300～+300 ，非支拉出值根据工支拉出值进行相应的调整，但必须保证两悬挂距离不小于

二、关节式分相 （一）技术标准 1.3.1转换柱处两悬挂的垂直距离、水平距离 设计值：450mm；接触线分段绝缘子的下裙边高于工作支接触线250mm以上。 安全值：设计值+50mm。 限界值：同安全值。 1.3.2中心柱处两悬挂的垂直距离、水平距离 ①垂直距离 标准值：等高（设计值）。 安全值：20mm（设计值+50mm）。 限界值：20mm（设计值+50mm）。 注: 括号外为接触线的值，括号内为承力索的值。 ②水平距离：同转换柱（即设计值：450mm；安全值：设计值+50mm；限界值：同安全值）。 ③中心柱处接触线等高点接触线高度不应低于相邻吊弦点，允许高于相邻吊弦点0～10mm。 1.3.3电力机车通过时，为避免受电弓通过接触线工作支对过渡线在短时间内充放电，必须调整过渡处的接触线，使其参数符合运行要求，即：中心柱至转换柱跨距长度的1/3内两接触线等高，允许误差20mm，（等高点在中心柱两侧1/3跨距处，等高处的长度为2m以上）。 1.3.7下锚处非工作支接触线导高为H+500mm（H为工作支接触线导高），下锚非工作支接触线平缓抬高。

1.3.10锚段关节式电分相中性区长度符合设计要求，地面传感器的纵向距离应符合设计要求（见附录4），允许误差±1m。 （二）准备工作 1. 人员：车梯作业不少于11人，作业车作业不少于7人（不含司机）。 2. 工具：绝缘车梯（作业车）、绝缘滑轮组（或紧线器）、扭力扳手、扭铁板、木榔头、测量工具、安全工具、防护工具等。 3. 材料：吊弦线夹、定位线夹、定位环、锚支定位卡子、Φ3.5不 锈钢丝、黄油等。 （三）检修步骤 1. 检调转换柱处两接触悬挂间的水平距离和垂直距离。 2. 检查锚支、工作支及定位管偏转是否灵活（在极限温度时不能卡滞）,电分段锚支分段绝缘子串至锚支悬挂固定（定位）点间的距离是否符合要求。 3. 检查两锚段工作支接触线过渡（四跨为中心柱、三跨为跨中）处两支接触线距轨面高度值（H x+20），且是否相等,间隙是否符合要求，等高处过渡点长度是否符合要求。 4. 检查电分段锚段关节两接触悬挂间的绝缘间隙是否符合要求。 （四）处理方法 1. 电分段锚支分段绝缘子串至锚支悬挂固定（定位）点间的距 离小于规定：

接触网的分段、分相绝缘装置

分段、分相绝缘装置 一、供电与分段 接触网是一种特殊形式的供电线路，为了保证供电的可靠性和灵活性，并缩小停电事故发生的范围，要进行电气分段。被分段的接触网在电气方面是独立的，并用隔离开关连接。其分类有横向分段与纵向分段之分。如图2—5—1所示。 图2-5-1 电气分段示意图 1.横向分段 横向分段是用于接触网复线上下行股道间、车站、车场各股道间等等线路之间的电分段。由分段绝缘器和隔离开关、悬式绝缘子（用于软横跨）来实现的。横向分段一般是采用分段绝缘器进行分段的；站场和区间应有单独的供电线路；复线区段，区间每条正线应有单独的供电回路。 根据检修规程要求： （1）复线和多线路区段，正线间总是分开的； （2）在大站上，每个车场都需单独分段； （3）装卸线和装备线也均应进行分段； 2.纵向分段 纵向分段是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；一般是由绝缘锚段关节实现的。 二、分段绝缘装置 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。

目前我国常用到的分段绝缘器有高铝陶瓷分段绝缘器和菱形分段绝缘器。它们在结构上既保证机车受电弓平滑通过，又能满足供电分段的要求。自我国六次铁路大提速后，由于高铝陶瓷分段绝缘器的缺点很多，现在逐步减少使用了，用得最广泛的是菱形分段绝缘器。乐昌接触网工区也普遍在使用。 滑道式菱形分段绝缘器的结构如图2—5—1所示。 受电弓通过分段绝缘器时，受电弓滑板与导流板和绝缘件同时接触。分段绝缘器绝缘件采用玻璃纤维树脂绝缘棒，是高强度的引拨棒，具有较高的机械强度、绝缘强度和耐磨性。导流板用磷青钢制成，具有较好的导电性和耐磨住。防闪络角隙为保护桥绝缘子而设，其角隙为220mm ，角隙件材质为不锈钢。整个分区绝缘器的泄漏距离1200mm 。用于钢铝接触线上时，总长度3058mm ，用于铜接触线上时，因接头线夹不同，总长度为2812mm 。滑道式菱形分段绝缘器具有结构简单、质量轻、便于安装维护、防污性能好的特点，可适应160KM/h 的行车速度，应用十分广泛。 三、电分相及分相绝缘装置 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 相之间要进行分开称为电分相。电分相通常是由分相绝缘器实现的。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。分相绝缘装置根据其实现方法可分为分相绝缘器和锚段关节式电分相。 电分相装置包括分相绝缘装置和相应的线路标志构成。如图2—5—2所示。 图2-5-1 滑道式菱形分段绝缘器 1—接头线夹；2—18裙硅橡胶桥绝缘子；3—绝缘滑板；4—导流滑板；5—A 型引弧棒；6—B 型引弧棒

适应高铁接触网的电分相

一种适应于高速电气化 铁路的接触网电分相 一、前言 随着列车速度的大幅度提高，器件式电分相对电力机车受电弓冲击大(俗称硬点)成为困扰我国电气化铁路提速改造的主要问题之一。由于锚段关节式电分相（以下简称关节式电分相）由两个绝缘锚段关节组成，消除了器件式电分相存在的硬点大问题，在我国新建电气化铁路及提速改造中被普遍采用。广深、武广、哈大、京秦、宁西线等铁路电气化改造、京广、陇海线铁路第五次大提速改造均采用了关节式电分相。正在建设中的胶济、郑徐、浙赣线以及计划建设中的京沪、武广、郑-西高速客运专线也计划采用关节式电分相。目前，世界大多数国家的高速电气化铁路电分相也均采用该种型式。 本文根据目前关节式电分相存在问题及意大利罗马-那不勒斯（Rome-Naples）高速电气化铁路采用的电分相设计原理，提出一种新型的三个绝缘锚段关节双中性段关节式电分相型式，可较好解决关节式电分相对电力机车受电弓多弓运行条件的限制，建议尽快在我国新建电气化铁路和提速改造中采用，实现接触网电分相改造的跨越式发展。 二、目前采用的关节式电分相存在的主要问题 1、由于绝缘锚段关节有三跨、四跨和五跨三种型式，锚段关节跨距长度不同，两个关节的衔接布置也有多种方式，关节式电分相存在四跨、五跨、七跨、八跨、九跨、十跨、十二跨等多种型式，中性

区距离也长短不一。这些关节式电分相的共同特点是均由两个绝缘锚段关节和一段接触网中性区组成。由于关节式电分相由两处空气绝缘间隙实现电气绝缘，即使是两个电气隔离的受电弓（如多机牵引、电力机车附挂、牵引机车后挂有接触网检测车、多弓运行的电动车组等情况）在受电弓间距不满足限制条件时都有可能造成相间短路（限制条件如表一所示）。实际运行中，这类故障已经多次发生。 表一我国部分电气化铁路关节式电分相限制多弓运行条件 为此，铁道部《第五次大面积提速调图有关规章制度标准暂行规定》的通知（铁运[2004]26号）中规定重联机车运行至锚段关节式电分相时必须单弓运行通过，这样就对重联机车或电动车组的机车乘务员提出了更高要求。在运行至关节式电分相时，乘务员不但要进行机车主断路器断、合电操作，还要降下其它受电弓。这样，在高速运行时机车乘务员就需频繁进行上述操作（如运行速度为160km/h时，8-10分钟需进行一次上述操作），无疑会增加乘务员的劳动强度。一旦遗忘或操作不及时就会造成接触网相间短路，烧断接触线或承力索，造成较大的供电事故，中断运输。

接触网 锚段关节电分相

接触网工程课程设计 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 201 年月日

1 基本题目 1.1题目 电分相式锚段关节设计：对各类锚段关节进行分析比较，确定应用锚段关节实现电分相的条件，对电分相式锚段关节进行设计，在传统的器件式电分相方面上的改进。 1.2 题目分析 电分相是为了满足接触网不同相供电而在两相交接处设立的分相隔离装置，电分相类型和材质的不同对机车受电弓取流的稳定性、受电弓的质量、列车最高速度和牵引变电所继电保护等都有影响。当今电气化铁路不断提速，对行车安全要求很高，因此选用好电分相才对列车行车安全、稳定非常重要。为适应高速铁路的弓网受流，2005年国内颁布的《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》中规定：时速200 km以上接触网的电分相均采用带中性段的绝缘锚段关节式电分相。电分相锚段关节在设计上都必须满足以下几个最基本要求：保证受电弓的平滑过渡；每个断口（空气绝缘间隙）必须能满足相间绝缘要求；断口间距应与机车受电弓间距满足一定的配合关系，即有2个断口电分相锚段关节（含3个断口除外）的间距≠重联或大编组动车组允许同时升起的2个受电弓间的距离，防止2个受电弓同时将2个断口短接造成相间短路；设置位置符合线路坡度及距信号机距离要求。本文分析了传统器件式电分相与应用锚段关节实现电分相的特点以及使用电分相式锚段关节改进器件式电分相的方式。 2题目论述 2.1 概述 目前我国电气化铁路电力机车和动车都采用单相供电，为平衡电力系统各相负荷，牵引供电一般实行三相电源相序轮换供电，即电气化铁道牵引变电所向接触网供电的馈线是不同相的，保证铁路牵引供电网实现相与相之间电气隔离，在不同相供电臂的接触网对接处设置了绝缘结构，称电分相。我国高速铁路电分相一般设置在牵引变电所出口处及供电臂末端、铁路局分界处，主要由接触网部分、车载装置、地面信号装置等组成。 我国早期电气化铁路采用结构复杂的接触网八跨、六跨、五跨等双绝缘锚段关节组成的电分相（简称关节式电分相）。在20世纪80～90年代电气化工程改造中普遍采用绝缘材料制作的结构简单的器件式电分相。随着铁路不断提速，为了尽量减少接触网上硬点，保护机车受电弓和接触线，减少弓网事故率，满足列车受流要求，到20世纪末

关于规范接触网关节式电分相设计的建议

关于规范接触网关节式电分相设计的建议 一、前言 分相绝缘装置(简称电分相，下同)是25Kv50HZ电气化铁路实现相与相之间电气隔离必不缺少的设备。我国早期电气化铁路采用的电分相为结构复杂的接触网八跨、六跨、五跨等双绝缘锚段关节组成的气隙绝缘结构（简称关节式电分相，下同）。后来，引进和研制了绝缘材料制作的器件式电分相。这类电分相结构简单，在速度不太高的情况（140km/h以下）下能基本满足弓网关系要求，大大减少了施工和维修难度，在20世纪80-90年代电气化工程改造中被普遍采用。器件式电分相有一个极大优点，其中性区很短，特别适合在重载、大坡度区段使用。 近年来随着列车速度的大幅度提高，器件式电分相的硬点大成为困扰电气化铁路提速改造的主要问题之一。由于关节式电分相由两个绝缘锚段关节组成，消除了器件式电分相存在的硬点大问题，在20世纪末我国电气化铁路提速改造中又被普遍采用。目前，世界大多数国家的高速电气化铁路电分相也均采用该种型式。可以预见，它也必将成为我国高速电气化铁路的首选型式。 众所周知，器件式电分相依靠绝缘杆件实现相间绝缘，有电气连接的两个受电弓跨接在电分相两端才能造成相间短路，电气化区段的有关人员通常也认为只要单台电力机车禁止双弓、断电，就能安全通过电分相。但是，运营中发现，对关节式电分相，即使是两个电气隔离的受电弓（如多机牵引、电力机车附挂、牵引机车后挂有接触网检测车等情况）在一定的条件下仍可以造成相间短路（如图1所示）。据调查，这类故障在京广、哈大等线已采用

关节式电分相的电气化线路已经发生多次，而我国电气化铁路有关设计和管理人员对该问题还未引起足够的重视。本文就关节式电分相存在的问题进行分析，对电分相的设计及运行管理提出建议，供参考。 二、目前采用的关节式电分相存在的主要问题 关节式电分相由两个绝缘锚段关节和一段接触网中性区组成。由于绝缘锚段关节有三跨、四跨和五跨三种形式，跨距长度不同，两个关节的衔接布置也有多种方式，造成目前存在四跨、五跨、七跨、八跨、九跨、十跨、十二跨等多种型式，中性区距离也长短不一（参见图2—图7）。在运行中存在如下弊端： 1、由于关节式电分相由两处空气绝缘间隙实现电气绝缘，电力机车及所连挂的车辆多弓运行时，任何两个受电弓间距必须限制。否则，就可能造成两个受电弓滑板同时搭接在两个空气间隙引起接触网相间短路。关节式电分相的空间结构没有相对统一的标准，会给电力机车的运行和运输 组织增加难度。 2、由于我国《电力牵引供电设计规范》目前对关节式电分相没有统一的

电分相原理

电气化铁路关节式电分相得研究 张与平 摘要:本文针对电气化铁路两种较常应用得关节式电分相得特点、存在得问题与解决得方案进行研究。。 关键词:电气化、电分相、锚段关节 一、关节式电分相得结构特点 1、七跨锚段关节式电分相结构分析 七跨式绝缘锚断关节式电分相,它就是由二个4跨绝缘锚段关节交叉组合而成,从头到尾共有七个跨距,故称七跨锚段关节式电分相。其原理就是利用2个四跨绝缘锚段关节得空气绝缘间隙来达到电分相得目得。中性区正常情况下不带电(无机车通过时),但不允许接地,其对地仍按25kv电压等级要求绝缘。一般考虑在关节处行车方向远端设置一台手动隔离开关,以疏导中性区得故障机车。七跨锚段关节式电分相如图1、2所示。 图1 七跨锚段关节式电分相结构图 图2 七跨锚段关节式电分相直线平面图 当电力机车准备经过电分相时,机车主断路器打开,受电弓不降弓通过。电力机车在电分相中性无电区范围内利用中性锚段来作工作支,使受电弓平稳得由一端正线锚段运行到另一端得正线锚段,该中性嵌入线从左侧得中1处变为工作支,到右侧

中2处开始抬升,变为非工作支,可保证约有100～150m长得中性区。机车乘务人员须按照设置得“断”、“合”、电力机车禁“停”标志断、合机车主断路器(如图3、4所示)。 为了保证电力机车正常通过绝缘锚段关节式电分相绝缘器,原则上要求单台受电弓升弓运行,确需多台受电弓同时升弓时,对受电弓间距离应做限制。 图3 下行方向行车标志得设置 图 4 上行方向行车标志得设置 2、八跨锚段关节式电分相结构分析 八跨锚段关节式电分相得结构如图5所示。图中Z表示直线区段;J表示绝缘锚段关节;ZJ为支柱装配形式。 图 5 八跨锚段关节式电分相得平面图不管就是哪种型式,其结构都就是利用2个绝缘锚段关节重合1跨或2跨,再增