（毕业设计论文）《试析电分相在高速电气化铁道的改进建议》.docVIP

PAGE 1 概述 分相绝缘装置(简称电分相)是25kV/50Hz电气化铁路实现相与相之间电气隔离必不可少的设备。在交流供电牵引供电系统中，电力机车是单相供电的，为了平衡电力系统的A、B相之间要进行分开，这称为电分相。 根据上述要求，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。两个牵引变电所之间的接触网，可以实现单边供电，也可以实现双边供电。在单边供电的情况下，在牵引变电所之间的适当位置设置分相装置，把接触网分成两段，在每段由一个牵引所供电。 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、 跨等舣绝缘锚段关节组成的气隙绝缘结构．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(140km／h以下)不太高的情况下能基本满足弓网关系要求，大大减少施工维修难度，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，器件式电分相硬点成为干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I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。 本文就器件式电分相和关节式电分相优缺点及存在的问题进行分析，并探讨自动过分相技术，对电分相的设计及运行管理提出建议。 2电分相设置 2.1 电分相分类 电分相装置分为四种类型，即常规电分相装置、地面自动转换电分相装置、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。 实现电分相，当前常规电分相采用的有两种办法，其一是利用锚段关节进行电分相，另一种是利用专门的电分相装置进行电分相，后者称为电分相绝缘器。电分相绝缘器与锚段关节不同，它只能用于电气上的绝缘，而导线在机械上则是通过电分相绝缘器连接在一起，不能作为机械分段。而绝缘锚段关节则既可以实现电气分开，也可以实现机械方面的分开。 2.2 器件式电分相 图2.2.1 1－玻璃钢绝缘器 2－中性区接触线 3－中性区承力索 4－悬式绝缘子 5、6－带不同相位的接触线 7－吊弦 器件式电分相采用绝缘器件进行分相绝缘如图2.2.1所示。是一种由三组分段绝缘元件串联组成的分相设备，串联在接触线中，绝缘元件为环氧树脂玻璃布层压板，每件绝缘元件长度为1.8米，宽度为25mm，高度为60mm,在底部开有斜沟槽。两端部绝缘元件之间的不带电段称为中性段，电力机车通过中型区段时为断电惰性通过；电分相绝缘器的两端的接触网为不同相供电，它保证列车安全通过而不发生短接事故。因此，中性段不宜过长，其长度以电力机车升起双弓时不短接不同相接触为限。电分相绝缘上方的承力索，通过与绝缘元件相应的3片悬式绝缘子（每串为4片）断开。分相绝缘器的设置应注意：避开线路的大坡道，以利于电力机车惰性，同时还要考虑信号显示、调车作业、供电线径及维修管理方面等条件。 电分相绝缘器件的问题是由于各种原因，会经常烧损绝缘器件。电力机车在到达断电预告标处，电力机车操作规程规定，这时需推级，关闭辅助机组，断开主断路器，惰性通过电分相装置，在机车到达合闸预告标时，要进行一系列上述的反向操作。这种常规电分相装置不仅影响到重载、高速和行车安全，而且对司机是个沉重的思想负担，如果遇到大坡道或高速区段，给司机的操作带来很大的难道，如稍有疏忽，操作不当就会造成拉弧、烧伤分相绝缘器等事故。在列车运行速度较低时，尚可实行这种操作。 2.3 器件式电分相对接触悬挂的弹性的影响 接触悬挂的弹性是表示接触悬挂结构好坏的重要指标之一。所谓弹性，就是接触悬挂在受电弓抬升力的作用下所具有的升高性能，即在受电弓压力的作用下，每单位垂直力使接触线的升高。接触悬挂的弹性，对于受电弓的受流质量是一个重要的因素。衡量弹性好坏的标准有二：一是弹性的大小，它取决于接触线的张力（链形悬挂包括承力索）的量值；二是弹性均匀程度，它取决于悬挂结构、悬挂的类型和某些附在接触线的集中负荷程度等。由于器件式电分相的安装结构必然在