重載列車的地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)探討

張曉光

摘 要：地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)是近幾年來發(fā)展起來的新技術(shù)，可以滿足多種鐵路運(yùn)輸需求，該項(xiàng)技術(shù)有效彌補(bǔ)了以往的電氣化鐵路通過接觸網(wǎng)時(shí)的技術(shù)缺陷，提高了鐵路運(yùn)輸效率。該技術(shù)結(jié)合了較多的技術(shù)，例如自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)，該技術(shù)降低了司機(jī)的操作難度，同時(shí)提高了列車的安全性，是提升鐵路運(yùn)輸服務(wù)安全平穩(wěn)的重要技術(shù)保障。該文分析了自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的原理，并闡述了這項(xiàng)技術(shù)的作用。

關(guān)鍵詞：電氣化 地面控制 分相 系統(tǒng)技術(shù)

中圖分類號：U296 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（c）-0059-02

近年來，地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)作為一項(xiàng)新技術(shù)被應(yīng)用于鐵路牽引力供電方面，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在機(jī)車通過接觸網(wǎng)分相時(shí)可以對地面系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行整體控制，在無需人工操作的情況下，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域之間電源的自動(dòng)切換，在短暫的失電后就可以自動(dòng)恢復(fù)之前的工作狀態(tài)，有效阻止了列車在坡道上的速度跌損，方便了司機(jī)操作。另外，這項(xiàng)技術(shù)消除了接觸網(wǎng)分相設(shè)備地列車運(yùn)行中的限制因素，保障了列車砸運(yùn)行中的安全性，提高了列車行駛過程中的平穩(wěn)性，進(jìn)而提升了鐵路運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量。

1 地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的分析

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)車地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，開啟了無需人為操作的時(shí)代，機(jī)車在帶負(fù)荷的情況下，可以比較安全穩(wěn)定地進(jìn)行中性轉(zhuǎn)換區(qū)的轉(zhuǎn)換，保持了機(jī)車的牽引力以及運(yùn)行速度，有效防止了機(jī)車通過過分相時(shí)的速度跌損現(xiàn)象，縮短了基礎(chǔ)通過過分相的運(yùn)行時(shí)間。另外在使用地面走的過分相技術(shù)之前，由于工作人員的失誤，會(huì)造成機(jī)車帶電闖分相等事故，地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用降低了事故發(fā)生頻率，機(jī)車運(yùn)行系統(tǒng)技術(shù)水平的提高，提高了機(jī)車運(yùn)輸效率，進(jìn)而提高了牽引供電及機(jī)務(wù)系統(tǒng)的安全可靠性。由此可見，地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用是非常有必要的，是我國機(jī)車運(yùn)行系統(tǒng)發(fā)展中的重要成果，是高速、高坡、重載運(yùn)輸運(yùn)行系統(tǒng)中比較好的選擇。

地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面，地面控制自動(dòng)過分相裝置的機(jī)車，機(jī)車兼容技術(shù)可以滿足各類型的電力機(jī)車、動(dòng)車組以及直流、交流等機(jī)車，保證自動(dòng)過分相的協(xié)調(diào)動(dòng)作和安全運(yùn)用；系統(tǒng)轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)滿足大容量負(fù)荷轉(zhuǎn)換要求，機(jī)車識(shí)別技術(shù)可以準(zhǔn)確判斷機(jī)車的運(yùn)行位置，并能及時(shí)啟動(dòng)后續(xù)轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)。

2 地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的工作原理

機(jī)車在正常行駛過程中，機(jī)車從A相行駛到B相，在機(jī)車駛?cè)氲谝粋€(gè)區(qū)域時(shí)，軌道電路啟動(dòng)，其中的真空斷路器閉合，給機(jī)車供電使用。當(dāng)機(jī)車行駛到中間位置時(shí)，在短暫的失電后，其中的真空斷路器處于關(guān)合狀態(tài)，電源輸入由A相自動(dòng)轉(zhuǎn)換到B相，持續(xù)給機(jī)車供電。其中機(jī)車在轉(zhuǎn)換區(qū)行駛時(shí)，無需人為操作，這項(xiàng)技術(shù)可以根據(jù)機(jī)車行駛情況進(jìn)行不同相位電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，并給機(jī)車持續(xù)供電，使得機(jī)車可以自動(dòng)通過電分系相區(qū)段。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，裝置系統(tǒng)會(huì)根據(jù)具體情況進(jìn)行啟動(dòng)備用裝置的轉(zhuǎn)換與運(yùn)行，保障了機(jī)車的正常行駛。另外，備用裝置的使用范圍比較廣，可以滿足不同的情況，保持自動(dòng)過分相系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，持續(xù)給機(jī)車供電。

3 重載列車的地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

神朔鐵路西起陜西省神木縣，東至山西朔州市，正線全長266 km，最大線路坡度為12‰，為雙線雙向電氣化鐵路，采用的是由西安鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所研究的地面帶電自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)，線路重車方向?yàn)樯衲局了分?，雙機(jī)重聯(lián)牽引。

2008年，神朔鐵路公司進(jìn)行了地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，采用的是萬噸重載列車的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，重載列車通過過分相的實(shí)驗(yàn)速度約為40 km/h，機(jī)車運(yùn)行的安全性穩(wěn)定性得到了極大提高，有效提高了鐵路綜合運(yùn)輸效率，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功開創(chuàng)了自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域。目前，神朔鐵路具備兼容設(shè)備的電力機(jī)車，實(shí)現(xiàn)了牽引動(dòng)力資源的共享，充分發(fā)揮了地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的作用，提高了全線的安全運(yùn)輸生產(chǎn)和綜合運(yùn)輸效益。

4 地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢

（1）提高了機(jī)車運(yùn)行的安全性。

在鐵路運(yùn)輸過程中，當(dāng)遇到長大坡道情況時(shí)，司機(jī)需要對列車進(jìn)行牽引力或動(dòng)力制動(dòng)操縱，其中需要司機(jī)較高的操作水平及技術(shù)。有些地段比較復(fù)雜，有較多的人們無法控制的因素影響了列車的安全行駛，嚴(yán)重影響了運(yùn)輸生產(chǎn)。例如，接觸網(wǎng)分相使的設(shè)置給機(jī)車的行駛埋下了安全隱患，加大了司機(jī)操作難度。列車行駛到坡道時(shí)，需要較大的牽引功率來維持機(jī)車的運(yùn)行速度，但是這時(shí)候如果遇到接觸網(wǎng)分相斷電的情況，這就嚴(yán)重阻礙了機(jī)車的正常行駛。遇到接觸網(wǎng)分相閉合的情況，列車的速度發(fā)生跌損，此時(shí)，如果司機(jī)沒有采用大功率的牽引，列車的速度將會(huì)極度減小，使得列車突停。另外，在加大牽引力的操作中，需要司機(jī)較高的技術(shù)水平，否則列車車鉤由于受到突前引力的影響而造成斷鉤事故。地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，有效解決了上面提到的各種問題，為機(jī)車的運(yùn)輸管理提供了理論基礎(chǔ)。從實(shí)際操作分析，當(dāng)列車行駛到大高坡區(qū)段時(shí)，需要進(jìn)行大功率牽引輸出，當(dāng)遇接觸網(wǎng)分相斷、合電地點(diǎn)無需人為操作，接觸網(wǎng)A、B可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，自動(dòng)恢復(fù)到分相前的工況。

（2）提高了運(yùn)輸效率。

當(dāng)機(jī)車運(yùn)行到高坡區(qū)段時(shí)，對區(qū)段的運(yùn)行時(shí)分要求比較高，使用自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)之前，機(jī)車通過接觸網(wǎng)分相時(shí)需要人工操作，過分相后，司機(jī)操作機(jī)車，需要經(jīng)過較長時(shí)間才能恢復(fù)至過分相前的速度，這種情況下，司機(jī)操縱牽引列車很難滿足列車運(yùn)行時(shí)分要求。自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用可以緩解機(jī)車在坡道速度的跌損，縮短了機(jī)車通過接觸網(wǎng)分相的時(shí)間，克服了機(jī)車運(yùn)行中由于接觸網(wǎng)設(shè)備等的限制因素，極大地提高了運(yùn)輸效率。

（3）提升機(jī)車的運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，提升機(jī)車的服務(wù)質(zhì)量是非常有必要的，滿足人們的生活需求，鐵路運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量在運(yùn)輸生產(chǎn)中涉及的范圍比較廣，主要體現(xiàn)在對人或物的安全平穩(wěn)性。當(dāng)機(jī)車行駛在比較復(fù)雜的線路時(shí)，司機(jī)需要有較高的操作水平，如機(jī)車上坡時(shí)，司機(jī)需要使用大功率牽引，對司機(jī)的操作要求比較高，當(dāng)遇接觸網(wǎng)分相斷電時(shí)，為了保障機(jī)車正常的運(yùn)行速度，司機(jī)就要采取控制功率的方式進(jìn)行操縱。當(dāng)列車行駛到合電地點(diǎn)時(shí)，涉及需要采取大功率輸出，來保證列車的速度恢復(fù)到過分相前的速度，對司機(jī)的技術(shù)要求比較高，司機(jī)的操作不當(dāng)會(huì)影響到機(jī)車的安全性和平穩(wěn)性。由于操作人員的業(yè)務(wù)水平的差異，以及其他的一些外界因素的影響，使得列車以平穩(wěn)的狀態(tài)運(yùn)行是比較困難的。目前有些部門加大了對操作人員的技術(shù)培訓(xùn)資金投入，但是在實(shí)際操作中的效果仍然不明顯。

地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用調(diào)整了高坡操縱辦法，解決了機(jī)車牽引列車因接觸網(wǎng)分相斷、合電的人工操作所產(chǎn)生的不平穩(wěn)現(xiàn)象，有效提升了鐵路運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際情況，從根本上解決了機(jī)車通過接觸網(wǎng)分相需要人工操作的復(fù)雜過程。

5 結(jié)語

地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中具有較多的優(yōu)勢，提高了機(jī)車運(yùn)輸過程中的安全性，提高了機(jī)車的綜合運(yùn)輸效率，將機(jī)車的運(yùn)輸能力發(fā)揮到最大，降低了列車行駛中的安全隱患。進(jìn)一步提高了接觸網(wǎng)三相供電的技術(shù)含量，是提升鐵路服務(wù)質(zhì)量的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 溫建民，王幫田，方志國，等.高速鐵路地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)的研究與運(yùn)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011（4）：104-108.

[2] 馬浩宇，鄭瓊林，冉旺，等.地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)應(yīng)用于重載列車的研究[J].鐵道機(jī)車車輛，2012，32（4）：120-126.

[3] 羅文驥，謝冰.電氣化鐵道地面帶電自動(dòng)過分相系統(tǒng)技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].鐵道機(jī)車車輛，2008，28（z1）：27-33.

[4] 肖培龍.地面自動(dòng)過分相系統(tǒng)列車位置檢測及智能復(fù)原技術(shù)[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2012，9（1）：5-8.