关于重联动车组过分相的探讨

白天玉

【摘 要】在繁忙的高速铁路运输组织中，为了满足发送旅客的需求，尤其是在高峰期，需要开行重联动车组。重联动车组在运行过程中，不可避免的会发生受电弓故障，当其中一組的运行受电弓发生故障后，启用另一台受电弓时，与之重联动车组的运行受电弓如何匹配，以确保动车组在过关节式分相绝缘器安全稳定运行，保证高速铁路的运输秩序。

【关键词】动车组 铁路 探讨

1 动车组在过分相绝缘器时的基本要求

动车组能够以较高的速度运行在高速铁路线上，实现旅客的位移，将旅客从一个城市送到另一个城市。而动车组所需的巨大动能来源于牵引供电系统。每一个牵引供电臂的供电范围一般是20—30㎞，每一个供电臂之间必须设置一组分相绝缘器。动车组在过分相绝缘器时必须具备两个条件，否则就会造成事故，影响高速铁路的安全稳定运行：（1）动车组在过分相绝缘器时，必须断掉主断路器，空载惰性滑行越过；（2）受电弓在通过分相绝缘器时，分相绝缘器的动态参数必须满足两侧供电臂对空气绝缘间隙的要求。满足上述两个条件的目的就是要杜绝将分相绝缘器两端的不同供电臂造成短路，防止造成断线塌网事故。

2 动车组受电弓的位置结构

本文所计算的各项数据以及得出的结论均以CRH2A型动车的参数为基准，其他车型以此类推。如图1所示。

3 六跨关节式分相绝缘器的结构参数

（1）所谓关节式分相绝缘器就是采用绝缘锚段关节的结构特点，将两端A、B两相电分隔开来。其中A、B两相的最大电位差（电压）可达43.3KV。

（2）目前采用较为广泛的是6跨关节式分相绝缘器（如图2所示），其结构及参数如下：

1）六跨关节式分相绝缘器由3个锚段组成，即从B相方向过来到F柱下锚的锚段；从A相方向过来到C柱下锚的锚段；从A柱起锚到H柱落锚的中性锚段；2）一般采用8棵支柱构成，每棵支柱的跨距为50 m，总长300 m（D、E柱间距为2.5 m）。其中，A、H柱为锚柱，B、G柱为转换住，C、F柱为中心柱，D、E柱为转换柱。3）从B—C柱间的分隔绝缘子到G—H柱间的分隔绝缘子的间距为中性段（图中黄色线段），长度为≤190m；4）三个锚段在空中布置的相对位置：A相锚段、B相锚段与中性锚段在水平方向和垂直方向的投影间距均为500mm；5）在中心柱处两接触悬挂距轨面的距离等高，在转换住处两接触悬挂距轨面的距离高差为500mm；

（3）六跨分相绝缘器为两断口安装方式，设计标准状态为两个500 mm的空气间隙。

（4）考虑施工维修误差的参数变化。

1）TG/GD124-2015 《高速铁路接触网运行维修规则》中规定：

转换柱处两悬挂垂直距离、水平距离。标准值：设计值（500mm）。 标准状态：标准值±20mm。警示值：标准值±30mm。限界值：标准值±50mm。

2）考虑误差参数的极限值。误差达到限界值时，转换柱处两悬挂垂直距离、水平距离最小为450 mm。

（5）考虑动车组受电弓运行时的动态变化：1）TG/GD124-2015 《高速铁路接触网运行维修规则》中明确，受电弓动态包络线应符合下列规定：受电弓动态抬升量150mm（线岔始触区为200mm），横向摆动量直线区段为250mm，曲线区段为350mm。2）最大负误差与受电弓的抬升量叠加后，两组接触悬挂的空气间隙减小的最大量为200 mm；如果其中一个转换柱的静态误差为最大负值，在加上受电弓的最大抬升量，则该处的空气间隙的最小值为500-50-150=300 mm。

4 动车组不同升弓方式的匹配关系

4.1 前后车均升后弓

该运行方式为最常规的运行方式，前后两个受电弓的间距就是一列动车组的总长度，即201.4 m。该升弓方式完全符合中国铁路总公司文件铁总科技【2014】172号《铁路技术管理规程》高速铁路部分第170条规定：动车组重联或长编组时，工作受电弓间距为200—205 m。在特殊情况下，工作受电弓间距不满足200—205m 时，须校核分相布置与受电弓间匹配情况，并通过上线运行试验确认。

4.2 前后车均升前弓

该运行方式为其中一列动车组的受电弓发生故障后，两列重联动车组均降下后弓，升前弓运行，前后两列动车的受电弓间距也是201.4m，满足规程要求。

4.3 前车升前弓，后车升后弓

该运行状态下，前后两个受电弓的距离为251.4m和243.78m两种情况，重联动车组在过六跨分相绝缘器时，由于前后动车组的自动过分相装置分别按照各自的运行位置进行启动，只要受电弓正下方的自动过分相装置运行良好，在过分相前分别启动、断电、取电。相当于分相前后各有一列动车在单独运行，能够实现稳定过分相的目的。

4.4 前车升后弓，后车升前弓

该运行状态下，前后两个受电弓的距离为151.4m和143.78m两种情况。当第一个受电弓到达中心柱F时，受电弓将第一个空气间隙短接，第二个受电弓的位置在B柱与C柱之间，该跨距的最大空气间隙是500mm，考虑误差限界值和受电弓最大抬升量合计200 mm，分相绝缘器两相间的空气绝缘间隙只剩300 mm，不满足规程要求的400 mm。因此，不能保证设备的安全稳定运行。

5 结语

经过上述分析计算，两列动车组重联时，只有一种升弓方式不能满足要求：即前车升后弓，后车升前弓。同样，也进一步说明了一列动车过分相时不能同时升双弓运行。