成灌线接触网电分相地面磁感装置的设计与安装

唐伟

（中铁二院工程集团有限责任公司电气化设计研究院，工程师，四川 成都 610031）

成灌铁路，又称成灌快速铁路，是成都轨道交通中投入运营的第1条线路，也是中国第1条市域铁路。线路等级为客运专线，双线，自动闭塞。速度目标值：成都至郫县西为120 km/h，郫县西至青城山为220 km/h；最大坡度为20‰。最小曲线半径：速度220 km/h地段为2 200 m，120 km/h地段为600 m。正线线间距4.4 m。安靖（不含）至青城山正线及离堆公园支线采用无砟轨道；成都至安靖区间及所有站线均采用有砟轨道。

成灌线牵引供电采用单相工频25 k V交流供电制式，采用带回流线的直接供电方式。全线新建崇义变电所、郫县东分区所、青城山分区所、安靖开闭所、石马村开闭所，改建成都红花堰变电所。

接触网采用全补偿简单链形悬挂，正线接触线采用CTSH-120，张力20 k N，承力索采用JTMH-95，张力15 k N。在崇义变电所、郫县东分区所分相处设置八跨三断口锚段关节式电分相［1］；在成都变电所分相处设置器件式电分相。列车经过电分相时，通过列车车载过分相装置感应地面磁感装置的磁性信号，来控制列车自动断电过分相［2］。

1 自动过分相的设置及实施

成灌线采用CTCS-2列车运行控制系统，并安装了地面过分相应答器，但是由于动车组车载设备软件尚未升级，目前仅能识别该信息，但未进行逻辑处理，所以该方式尚无法实现列车自动过分相。只有通过设置地面磁感装置，以配合车载感应接收器来实现列车自动过分相。

1.1 设计位置 成灌线自动过分相系统主要由地面磁感装置（也称地面磁感器）、车载感应接收器（简称车感器）和自动过分相控制装置3个部分组成。在每个分相区前后分别埋设2个地面磁感器。地面磁感装置及标志牌的设置位置，如图1所示。

图1 成灌线电分相处地面磁感装置设置位置示意图（以下行线为例）

1.2 工作原理 机车过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、感应接收器和过分相控制装置共同完成。机车过分相的控制，由微机柜及机车控制回路完成。微机柜对机车过分相的自动控制，与司机操作控制并联，当司机操作控制过分相时，自动控制起监视作用。

机车运行至G1（G4）点时，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的预告地面定位信号，控制装置向微机柜发出过分相预告信号，微机柜根据此时机车的运行速度，控制电机电流平稳下降到0，发出断“主断”信号给控制电路，控制电路控制机车断劈相机断“主断”（预告模式）；同时，司机室蜂鸣器响3 s，提醒司机过分相区。当G1（G4）信号失效时，机车运行至G2（G3）点，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的强迫地面定位信号，控制装置向微机柜发出过分相强迫断信号，微机柜立即封电机电流，发出断“主断”信号给控制电路，控制电路控制机车断劈相机断“主断”。在正常接收到G1（G4）信号时，G2（G3）信号不起作用（强迫断模式）。

机车通过无电区后，根据接收G3（G1）点，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的合闸地面定位信号，则通过预告信号通道向微机柜送出合“主断”信号，司机室蜂鸣器响3 s，提醒司机已通过分相区。微机柜发出合“主断”给控制电路，控制电路控制机车合劈相机合“主断”。预备好后，微机柜控制电机电流缓慢恢复到过分相前工况。在正常接收 G3（G1）信号时，G4（G2）信号不起作用。

1.3 实施方案 成灌线无砟轨道区段，地面磁感器安装在上轨道板上，为了保证列车能感应到地面感应器的信号，磁感器的安装高度和对钢轨的安装距离均有着严格要求，现有的有砟轨道磁枕方式不能直接应用于无砟轨道。因此，成灌线采用了后植入锚栓方式来安装地面磁感器。

由于无砟轨道板均为预制式，如果采用在轨道板上预留凹坑，或预留锚栓孔的方式来安装地面磁感器，可能会存在预留位置错误或距分相距离不满足要求的问题。而采用后置入锚栓方式安装地面磁感器，则能保证安装位置的准确。接触网施工单位能够根据电分相的现场位置调整地面磁感器的安装位置。

2 自动过分相性能检测及分析

根据以上设计方案，在成灌线2处变电所、1处分区所的电分相位置安装了电分相地面磁感装置。2010年3月，铁科院利用CRH 2-010A试验车对成灌线进行了接触网动态检测，检测结果表明，地面电分相磁感装置能和动车组正确配合，列车上的感应接收器能感应接收到地面的预告信号（G1）和恢复信号（G3），并能根据此信号断/合主断路器的工作电流，保证了动车组安全通过分相区。成灌线全线成都变电所（成变）、郫县东分区所（郫变）、崇义变电所（崇变）自动过分相检测结果见表1［3］。

表1 自动过分相检测结果

在通过电分相时，列车能根据地面磁感装置的位置和信号及时断/合主断路器，使列车不带电通过电分相区，达到了电分相的设计目的和要求。

CRH 2-010A综合检测车分别在成灌线上行线、下行线，以200 km/h速度通过崇义变电所电分相时的网压波形，见图2、图3。

图2 成灌上行线崇义变电所电分相网压波形图

图3 成灌下行线崇义变电所电分相网压波形图

从图中可以看出，当列车经过崇义变电所电分相时，上行线、下行线地面磁感装置的预告信号（G1）能正常工作，能发出信号使“主断”断开，列车电压降为0，列车不带电通过电分相区；当预告信号正常工作时，迫断信号（G2）不起作用；在经过G3点时，G3点处的地面磁感装置能给出合“主断”信号，使列车电压恢复到过分相前的工作电压，确保了列车安全通过电分相区。

3 结束语

通过动态检测分析和1年多来的安全运营，表明成灌线接触网电分相设计方案合理，安全可靠，地面磁感装置在无砟轨道板上的安装简单，牢固可靠，便于维护检修，能正确激发列车上的感应接收器，与动车组配合正常，能够实现动车组自动过分相功能。

此种方式对于其它无砟轨道铁路电分相地面磁感装置的设计，具有很好的借鉴和参考作用，能够广泛应用于采用CTCS-2列控系统的无砟轨道铁路中。

［1］中铁电气化局.三断口式接触网电分相装置原理及其在客运专线铁路中的应用［C］.接触网电分相设计方案研讨会，天津，2007.

［2］于万聚.高速电气化铁路接触网［M］.成都：西南交通大学出版社，2003.

［3］铁科院.成都至都江堰铁路动态检测报告［R］.北京：铁科院，2010.