成灌線接觸網電分相地面磁感裝置的設計與安裝

唐偉

（中鐵二院工程集團有限責任公司電氣化設計研究院，工程師，四川 成都 610031）

成灌鐵路，又稱成灌快速鐵路，是成都軌道交通中投入運營的第1條線路，也是中國第1條市域鐵路。線路等級為客運專線，雙線，自動閉塞。速度目標值：成都至郫縣西為120 km/h，郫縣西至青城山為220 km/h；最大坡度為20‰。最小曲線半徑：速度220 km/h地段為2 200 m，120 km/h地段為600 m。正線線間距4.4 m。安靖（不含）至青城山正線及離堆公園支線采用無砟軌道；成都至安靖區間及所有站線均采用有砟軌道。

成灌線牽引供電采用單相工頻25 k V交流供電制式，采用帶回流線的直接供電方式。全線新建崇義變電所、郫縣東分區所、青城山分區所、安靖開閉所、石馬村開閉所，改建成都紅花堰變電所。

接觸網采用全補償簡單鏈形懸掛，正線接觸線采用CTSH-120，張力20 k N，承力索采用JTMH-95，張力15 k N。在崇義變電所、郫縣東分區所分相處設置八跨三斷口錨段關節式電分相［1］；在成都變電所分相處設置器件式電分相。列車經過電分相時，通過列車車載過分相裝置感應地面磁感裝置的磁性信號，來控制列車自動斷電過分相［2］。

1 自動過分相的設置及實施

成灌線采用CTCS-2列車運行控制系統，并安裝了地面過分相應答器，但是由于動車組車載設備軟件尚未升級，目前僅能識別該信息，但未進行邏輯處理，所以該方式尚無法實現列車自動過分相。只有通過設置地面磁感裝置，以配合車載感應接收器來實現列車自動過分相。

1.1 設計位置 成灌線自動過分相系統主要由地面磁感裝置（也稱地面磁感器）、車載感應接收器（簡稱車感器）和自動過分相控制裝置3個部分組成。在每個分相區前后分別埋設2個地面磁感器。地面磁感裝置及標志牌的設置位置，如圖1所示。

圖1 成灌線電分相處地面磁感裝置設置位置示意圖（以下行線為例）

1.2 工作原理 機車過分相信號的感應、處理，由地面磁感應器、感應接收器和過分相控制裝置共同完成。機車過分相的控制，由微機柜及機車控制回路完成。微機柜對機車過分相的自動控制，與司機操作控制并聯，當司機操作控制過分相時，自動控制起監視作用。

機車運行至G1（G4）點時，自動過分相控制裝置接收到感應接收器感應的預告地面定位信號，控制裝置向微機柜發出過分相預告信號，微機柜根據此時機車的運行速度，控制電機電流平穩下降到0，發出斷“主斷”信號給控制電路，控制電路控制機車斷劈相機斷“主斷”（預告模式）；同時，司機室蜂鳴器響3 s，提醒司機過分相區。當G1（G4）信號失效時，機車運行至G2（G3）點，自動過分相控制裝置接收到感應接收器感應的強迫地面定位信號，控制裝置向微機柜發出過分相強迫斷信號，微機柜立即封電機電流，發出斷“主斷”信號給控制電路，控制電路控制機車斷劈相機斷“主斷”。在正常接收到G1（G4）信號時，G2（G3）信號不起作用（強迫斷模式）。

機車通過無電區后，根據接收G3（G1）點，自動過分相控制裝置接收到感應接收器感應的合閘地面定位信號，則通過預告信號通道向微機柜送出合“主斷”信號，司機室蜂鳴器響3 s，提醒司機已通過分相區。微機柜發出合“主斷”給控制電路，控制電路控制機車合劈相機合“主斷”。預備好后，微機柜控制電機電流緩慢恢復到過分相前工況。在正常接收 G3（G1）信號時，G4（G2）信號不起作用。

1.3 實施方案 成灌線無砟軌道區段，地面磁感器安裝在上軌道板上，為了保證列車能感應到地面感應器的信號，磁感器的安裝高度和對鋼軌的安裝距離均有著嚴格要求，現有的有砟軌道磁枕方式不能直接應用于無砟軌道。因此，成灌線采用了后植入錨栓方式來安裝地面磁感器。

由于無砟軌道板均為預制式，如果采用在軌道板上預留凹坑，或預留錨栓孔的方式來安裝地面磁感器，可能會存在預留位置錯誤或距分相距離不滿足要求的問題。而采用后置入錨栓方式安裝地面磁感器，則能保證安裝位置的準確。接觸網施工單位能夠根據電分相的現場位置調整地面磁感器的安裝位置。

2 自動過分相性能檢測及分析

根據以上設計方案，在成灌線2處變電所、1處分區所的電分相位置安裝了電分相地面磁感裝置。2010年3月，鐵科院利用CRH 2-010A試驗車對成灌線進行了接觸網動態檢測，檢測結果表明，地面電分相磁感裝置能和動車組正確配合，列車上的感應接收器能感應接收到地面的預告信號（G1）和恢復信號（G3），并能根據此信號斷/合主斷路器的工作電流，保證了動車組安全通過分相區。成灌線全線成都變電所（成變）、郫縣東分區所（郫變）、崇義變電所（崇變）自動過分相檢測結果見表1［3］。

表1 自動過分相檢測結果

在通過電分相時，列車能根據地面磁感裝置的位置和信號及時斷/合主斷路器，使列車不帶電通過電分相區，達到了電分相的設計目的和要求。

CRH 2-010A綜合檢測車分別在成灌線上行線、下行線，以200 km/h速度通過崇義變電所電分相時的網壓波形，見圖2、圖3。

圖2 成灌上行線崇義變電所電分相網壓波形圖

圖3 成灌下行線崇義變電所電分相網壓波形圖

從圖中可以看出，當列車經過崇義變電所電分相時，上行線、下行線地面磁感裝置的預告信號（G1）能正常工作，能發出信號使“主斷”斷開，列車電壓降為0，列車不帶電通過電分相區；當預告信號正常工作時，迫斷信號（G2）不起作用；在經過G3點時，G3點處的地面磁感裝置能給出合“主斷”信號，使列車電壓恢復到過分相前的工作電壓，確保了列車安全通過電分相區。

3 結束語

通過動態檢測分析和1年多來的安全運營，表明成灌線接觸網電分相設計方案合理，安全可靠，地面磁感裝置在無砟軌道板上的安裝簡單，牢固可靠，便于維護檢修，能正確激發列車上的感應接收器，與動車組配合正常，能夠實現動車組自動過分相功能。

此種方式對于其它無砟軌道鐵路電分相地面磁感裝置的設計，具有很好的借鑒和參考作用，能夠廣泛應用于采用CTCS-2列控系統的無砟軌道鐵路中。

［1］中鐵電氣化局.三斷口式接觸網電分相裝置原理及其在客運專線鐵路中的應用［C］.接觸網電分相設計方案研討會，天津，2007.

［2］于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網［M］.成都：西南交通大學出版社，2003.

［3］鐵科院.成都至都江堰鐵路動態檢測報告［R］.北京：鐵科院，2010.