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1、LOGO 接触网 你好！欢迎学习！ 崔乐梅 编著 5-1 供电与分段 接触网是一种特殊形式的供电线路，为保证供电的可 靠性、灵活性，缩小停电事故发生的范围，需进行电气分 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。当某区段发生事故或停电进行检修时，可以打开相 应段的隔离开关使该区段无电，而不致影响其他各段接触 网的运行。 接触网分段有横向分段和纵向分段两种形式。 v 一、横向分段 接触网线路（或线群）之间所进行的分段称为横向分 段。如站场内因各股道的作用不同进行的分段。 v 二、纵向分段 接触网沿线路方向所进行的分段称为纵向分段。如站 场和区间衔接处所进行的分段。 5-2 分段绝
2、缘器 在电气化区段，为保证装卸人员、机车检修人员及其他作业 人员的作业方便和人身安全，需设置分段绝缘器。 v 一、分段绝缘器的作用 分段绝缘器又称为分区绝缘器，是接触网电气分段的常用设 备。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，而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。利用分段绝缘器进行分段 的处所主要有：同一车站内不同车场之间及复线区段车站内上、 下行之间，货物线及有货物装卸作业的站线，机车整备线，电力 机车库线、专用线等处。这些处所由于受线路条件等因素的制约 ，难以布
3、置绝缘锚段关节，因而需设置分段绝缘器。 v 二、分段绝缘器的类型 目前，我国常见的分段绝缘器，有高铝陶瓷分段绝缘 器、菱形分段绝缘器。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。 v 1.C-1200 高铝陶瓷分段绝缘器 高铝陶瓷分段绝缘器结构如图5-1所示。其中绝缘元 件为高铝陶瓷绝缘棒，它由高强度玻璃纤维芯棒、高铝陶 瓷护套、密封垫圈、灌封层和金属接头组成，长度为 600mm，每侧用两根棒串接起来，总泄露距离是 1200mm。 图5-1 C-1200型高铝陶瓷分段绝缘器 1钢钻接触线接头线夹 2导流框架 3导流框架 4销钉 5接头 6横撑架 7角钢支架 8绝缘原件 9辅助滑
4、道 10导流角隙 11，14螺栓 12圆头销钉 13横撑管 v C-1200型高铝陶瓷分段绝缘器具有以下特点： v 1）采用高铝陶瓷护套克服了材质老化问题。 v 2）绝缘件比滑道高15mm，工作时不与受电弓滑板接触 ，改善了绝缘件工作条件。 v 3）绝缘件泄露距离为1200mm，提高了绝缘性能和防 污染能力，增强了工作的可靠性。 v 4）受电弓通过导流角隙时，利用拉弧工作原理，使导流 角隙起导流和灭弧作用，并在此设置辅助滑道，保证平稳 过渡。 v 5）可满足70km/h行车速度的要求。缺点为；高铝陶瓷 管在被受电弓冲击时易破碎，受电弓滑板通过导流间隙易 拉弧，因此不适合在通行速度较高的线路上使
5、用。 v 2.滑道式棱形分段绝缘器 滑道式棱形分段绝缘器结构如图5-2所示。滑道式菱形分段绝缘器，具有结 构简单、质量轻、便于安装和维护，防污性能好，可适应160km/h的行车 速度，目前应用较广泛。 1玻璃纤维树脂绝缘板 2桥绝缘子安装座 3导流板 4防闪络角隙 5-18裙硅橡胶桥绝缘子 v 3.其他分段绝缘器 随着电气化铁路运行速度的增加和复线电气化干线的发展，我国已引进 灭弧效率高、运行速度高、寿命长、方便维护的分段绝缘装置。 v 4.分段绝缘器的检调 （1）高铝陶瓷分段绝缘器： 1）检查绝缘子串和绝缘元件是否脏污，当绝缘子破损300 mm以上时应更 换。 2）检查绝缘件是否水平，应比滑
6、道高15mm，否则通过吊弦进行调整。 3）检查接头线夹、导流板、主绝缘及其他零部件连接情况。 4）导流角隙之间的间距不小于240mm。 （2）菱形分段绝缘器：1）检查承力索悬式绝缘子和桥式绝缘子是否 脏污，破损面积超过300mm以上时予以更换。2）分段绝缘器与 导线连接处应平滑。3）绝缘器工作面应平行于轨面，允许误差为 10mm，否则应调整吊弦长度。4）防闪络角隙间距为190- 220mm。 v 5分段绝缘器常见故障 1）分段绝缘器不水平，造成碰弓刮弓事故。 2）与导线接头线夹连接状态不良，形成硬点使接头处导线磨耗严重 。 3）分段绝缘器元件老化，形成裂纹，造成泄漏距离不够，发生闪络 击穿事故
7、。 4）分段绝缘器与导线连接螺栓松动，出现导线拉脱的断线事故。 5-3 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，U、V 相之间分开，实行U、V相轮流供电，称为电分相。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，通常由分相绝缘器实现。 电分相装置包括分相绝缘装置和相应的线路标志构成 。分相绝缘装置根据其实现方法分为分相绝缘器电分相和 锚段关节式电分相。 v 一、分相绝缘器电分相 分相绝缘器电分相在接触悬挂中串入分相绝缘器，实 现两侧接触悬挂的电气分段，机械上不分段。 电分相绝缘器的主要问题是由于各种
8、各样的原因，会经常烧 损或烧坏绝缘件，甚至破坏其绝缘性能。图5-3为XTK电分相绝 缘器，它不仅是一块绝缘元件，且从结构上增加消弧角，具有一 定消弧功能，是一种新型接触网电分相设备，它采用优质绝缘材 料和先进的制造工艺，电气绝缘性能好，并具有耐磨性能好、整 体质量轻、安装方便、使用寿命长等优点。根据所使用的导线类 型不同，它可分为T型和GL型两种类型。其整机长度：T型 2200mm，GL型2300mm。绝缘元件泄露距离为 1800mm，且两端设有引弧件，形成消弧角，具有较好的消弧 能力。在安装XTK电分相绝缘器时应注意技术要求，在调整好后 ，能避免其产生硬点，具有良好的运行效果。T型用于TCG
9、- 100及TCG-110等导线类型，GL型用于钢铝电车线。图5-4 所示为T型、GL型接头线夹安装图。 图5-3 XTK电分相绝缘器安装示意图 1绝缘元件 2接头线夹 3，4导流角隙 a）T型接头线夹 b）GL型接头线夹 图5-4 T型、GL型接头线夹安装图 分相绝缘器安装后应达到以下标准：1）绝缘元件安装正确 ，与接触线连接处的工作面应光滑没有扭曲和硬弯，无碰弓、打 弓现象。2）主绝缘件清洁无裂纹，无烧伤痕迹。3）接头线夹 应紧固，无裂纹和偏磨现象。4）XTK分相绝缘器与铜接触线连 接，采用T型接头线夹如图5-4 a）所示。安装接头线夹时，需 使线夹夹线部位的齿尖嵌入接触线燕尾槽中。5）X
10、TK分相绝缘 器与钢铝接触线采用GL型接头线夹，如图5-4 b)所示。 v 二、锚段关节式电分相 对于速度大于160km/h的准高速和高速电气化铁道，电分 相多采用锚段关节式电分相，用于满足高速时受电弓平衡通过。 锚段关节式电分相在使用中存在如下缺点： v 1）结构复杂，检修工作量大，一旦发生网故，抢修难度大。 v 2）中性区长，对列车运行速度影响大，在坡道设置时，对牵引 吨数和线路坡度会有严格的限制，分相区越长，对地形的适应性 越差。 v 3）两个空气间隙的存在要求重联机车牵引的受电弓间距必须限 制，否则可能造成相间短路。 v 4）受电弓在中性锚段和带电锚段过渡时，由于电位差的存在， 可能产
11、生电弧，会影响到过渡区内的接触线寿命。 v 三、电分相线路标志 为了防止受电弓通过电分相元件时，拉弧烧损绝缘元件、甚 至烧断线索，要求电力机车乘务员按照操作规程规定退级，关闭 辅助机组，快开主断路器，惰性在通过电分相装置后恢复机车运 行。在电分相两端设置线路标志以提示机车乘务员操作。线路标 志设置位置如图5-5所示。在双线电气化区段，考虑组织反方向 行车需要，在“合”、“断”标志背面，可分别加装“断”、“合”字 标，作为反方向行车的“断”、“合”电标使用。 图5-5 电分相线路标志设置位置 采用锚段关节式电分相时，标志牌设立如图5 -6所示。 5-4 自动过分相 接触网上每隔20-25km就设
12、置一个长度约30m的电分相 区，随着高速铁路的发展，列车通过电分相的时间越来越短。例 如直供区段，供电臂长20km，车速为160km/h时，每 7.5min就要通过一个电分相；AT供电区段，供电臂长40km ，车速为300km/h时，每8min就要通过一个电分相。传统的 电力机车过分相技术是车上手动切换，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。接近分相 区时，先将机车操纵手柄回零，也称降流过程，关闭辅助机组， 再断开主断路器，通过分相区后，再以相反的顺序操作。这样受 电弓是在无电流情况下进出分相区的，从而保证了受电弓和接触 网的寿命。 手动操作通过分相区的主要问
13、题是:一方便影响了行车速度 ，另一方便不仅耗费司机精力，增加劳动强度，而且过多地分散 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和 技术水平，没有技术设备保障，对行车安全极为不利，稍有疏忽 操作不当或瞭望不及就会拉电弧烧损分相绝缘器甚至造成断线， 直接危及设备及行车安全。对高坡重载区段，手动过分相会引起 列车大幅度降速，延长咽喉区段的运行时间，降低线路运营能力 。因此，传统的手动切换方式已无法适应电气化铁路的发展，尤 其无法满足高速电气化铁路的需要，所以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：地面自动转换电 分相装置、柱上断载自动转换电分相装置及车载断
14、电自动转换电 分相装置。 v 一、地面自动转换电分相装置 地面自动转换电分相装置原理图如5-7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处时，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，有控制系统两 个开关以相反顺序轮流断开和闭合。 图5-7 地面自动转换
15、电分相装置 v 二、柱上断载自动转换电分相装置 其基本原理图如图5-8所示，图中L1、L2为磁控线包，K1 、K2为真空灭弧室，MOA为过电压吸收器，x-y段为中性绝缘 滑道，2、3为两个分段绝缘器。假使机车由左向右行驶，由U相 驶入，依次经过ab、cd、xy、ef、gh各区段，进入V相。当机 车行驶到1-2的位置，即进入线包受流区时，机车通过时磁控线 包L1受流，真空灭弧室K1合闸，2-x区段带电。当机车驶过2 以后，离开了控制线包受流区，进入K1供电的分断区，真空灭 弧室分闸，机车断载。此时机车不带电过2-3间电分相的x-y主 绝缘区。过了3以后，机车通过V相的受流线包L2得到V相的电 流
16、，经过4以后，由V相供电。机车反方向行驶时，同理，依次 由V相过渡到U相。 图5-8 柱上断载自动转换电分相装置 v 三、车载断电自动转换电分相装置 车载断电自动装换电分相装置包括4种设备：1）地面感应 装置，称地感应。它安装在电分相区域中的相应位置，能准确为 电力机车进行分相断电过电分相提供准确的位置信息。2）车载 感应接收装置，称信息接收器。它是安装在电力机车上，专门用 于接收地感信息的装置。3）主电路设备。它是实现过电分相时 断开、分合主电路电源的主体设备。4）控制设备。它是实现自 动化及智能化的主体设备。 其地面感应装置布置如图5-9所示。4个地面感应器为钕铁 硼永磁体，磁铁一般预制在水泥块内部或封装在工程塑料内，然 后骑跨式固定在铁轨端部，上表面低于钢轨面15mm，中心离 钢轨内侧面水平距离为250mm。车载感应接收器装在机车两端 排障器下方的两侧位置。用于接受地面感应器信号，该装置基本 不用维护。 机车按照图示方向进行时，2#、4#车载感应装置应可靠 接收到1#地
