勞凱軍，黃寶權(quán)，楊樹昌

0 引言

漢宜鐵路作為國(guó)內(nèi)“四縱四橫”鐵路主干網(wǎng)絡(luò)中滬漢蓉快速客運(yùn)通道的重要組成部分，其列車運(yùn)行速度快、密度高，采用科學(xué)合理的接觸網(wǎng)電分相技術(shù)，對(duì)于列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。本文將通過對(duì)比各種電分相模式性能的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合漢宜鐵路的實(shí)際情況，對(duì)漢宜鐵路接觸網(wǎng)關(guān)節(jié)式電分相應(yīng)用及改進(jìn)情況進(jìn)行論述。

1 國(guó)內(nèi)接觸網(wǎng)電分相的主要類型及其特點(diǎn)

相，其結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)如下：

（1）雙斷口十二跨（十三跨）長(zhǎng)分相（圖1）：該電分相的優(yōu)點(diǎn)是越區(qū)供電簡(jiǎn)便，當(dāng)機(jī)車停于無電區(qū)時(shí)，供電調(diào)度員通過遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)處理也方便快捷；缺點(diǎn)是無電區(qū)過長(zhǎng)導(dǎo)致速度損失嚴(yán)重，從而增加了機(jī)車停于無電區(qū)故障的發(fā)生概率。另外該電分相僅適用于動(dòng)車雙列重聯(lián)機(jī)車雙弓間距不超過215 m的情況，當(dāng)雙弓間距超過215 m 時(shí)則有可能同時(shí)短接2 個(gè)斷口，導(dǎo)致相間短路的危險(xiǎn)，因而限制了動(dòng)車組的運(yùn)行方式。

國(guó)內(nèi)電氣化鐵路的發(fā)展具有起點(diǎn)低、跨度大、時(shí)間短的特點(diǎn)，因此造成接觸網(wǎng)電分相技術(shù)多樣化共存的現(xiàn)狀，目前國(guó)內(nèi)電氣化鐵路主要采用接觸網(wǎng)電分相技術(shù)有器件式電分相和關(guān)節(jié)式電分相2 類。

器件式電分相結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，中性區(qū)很短，適合重載、大坡道區(qū)段使用，在時(shí)速140 km 以下的一些線路中得到了應(yīng)用，但其存在硬點(diǎn)大的缺點(diǎn)，不能滿足高速鐵路接觸網(wǎng)性能的相關(guān)要求。

關(guān)節(jié)式電分相由2 個(gè)絕緣錨段關(guān)節(jié)組成，它消除了器件式電分相存在硬點(diǎn)的缺陷，目前已成為國(guó)內(nèi)高速電氣化鐵路的首選。國(guó)內(nèi)應(yīng)用的關(guān)節(jié)式電分相主要有3 種形式：雙斷口十二跨（十三跨）長(zhǎng)分相、雙中性段三斷口八跨電分相、雙斷口六跨短分

圖1 雙斷口十二跨長(zhǎng)分相示意圖

（2）雙中性段三斷口八跨電分相（圖2）：該電分相的優(yōu)點(diǎn)是能夠解決客貨混跑電力機(jī)車受電弓多弓運(yùn)行的條件限制，且當(dāng)條件允許時(shí)，可通過兩側(cè)饋線不停電的情況下將機(jī)車救援出無電區(qū)。缺點(diǎn)是越區(qū)供電不靈活，不利于供電安全，另外列車停于無電區(qū)危險(xiǎn)區(qū)段時(shí)，救援反而更加復(fù)雜。

（3）雙斷口六跨短分相（圖3）：該電分相的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)車組斷電滑行距離短，速度損失小，極少發(fā)生動(dòng)車組停于無電區(qū)的故障。缺點(diǎn)是越區(qū)供電不靈活，動(dòng)車組停于無電區(qū)時(shí)救援方式復(fù)雜。當(dāng)動(dòng)車組帶電通過電分相且時(shí)速大于200 km 時(shí)，受電弓可能會(huì)產(chǎn)生拉弧，導(dǎo)致相間短路。

圖2 雙中性段三斷口八跨電分相示意圖

圖3 雙斷口六跨短分相示意圖

2 關(guān)節(jié)式電分相在漢宜鐵路中的應(yīng)用

2.1 在路基區(qū)段的應(yīng)用與改進(jìn)

根據(jù)TG/03-2009《鐵路客運(yùn)專線技術(shù)管理辦法》（試行）（200～250 km/h 部分）第133 條之規(guī)定：接觸網(wǎng)電分相裝置應(yīng)采用帶中性段的空氣間隙的錨段關(guān)節(jié)形式。中性段長(zhǎng)度應(yīng)小于200 m 或無電區(qū)長(zhǎng)度大于220 m。即是指短分相模式（中性段長(zhǎng)度小于受電弓間距）和長(zhǎng)分相模式（受電弓間距大于無電區(qū)長(zhǎng)度）。再結(jié)合前文對(duì)幾種電分相技術(shù)優(yōu)劣性的分析，可以看出，雙斷口六跨短分相更適合漢宜鐵路的技術(shù)條件。且目前國(guó)內(nèi)普遍采用的“地面磁鐵感應(yīng)車上轉(zhuǎn)換”的機(jī)車自動(dòng)過分相裝置，其投資較低，設(shè)備可靠性、安全性高，檢修維護(hù)簡(jiǎn)單，短分相也是一種與之配合較好的電分相。二者結(jié)合起來在漢宜鐵路路基區(qū)段的應(yīng)用情況如圖4所示。

圖4顯示，漢宜鐵路接觸網(wǎng)在電分相的兩側(cè)轉(zhuǎn)換柱均安裝了電動(dòng)隔離開關(guān)，當(dāng)通過遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)操作分區(qū)所開關(guān)進(jìn)行越區(qū)供電失靈時(shí)，可通過操作電分相兩側(cè)隔離開關(guān)合閘實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電，作為一種備用的越區(qū)供電方式，對(duì)于供電安全也有積極意義。另外，電分相兩側(cè)轉(zhuǎn)換柱均安裝電動(dòng)隔離開關(guān)，對(duì)于列車停于無電區(qū)故障的救援也提供便利，以往發(fā)生列車停于無電區(qū)故障時(shí)，只有當(dāng)列車受電弓靠近安裝隔離開關(guān)一側(cè)時(shí)，方可采用合上接觸網(wǎng)隔離開關(guān)的方式進(jìn)行救援，分相兩側(cè)均安裝隔離開關(guān)后，不論列車停于無電區(qū)的任何位置，即可通過合上距列車受電弓最近一側(cè)的接觸網(wǎng)隔離開關(guān)，待受電弓通過中心柱后，再斷開該側(cè)接觸網(wǎng)隔離開關(guān)，合上另一側(cè)接觸網(wǎng)隔離開關(guān)，從而使列車通過無電區(qū)。

圖4 漢宜鐵路六跨關(guān)節(jié)式電分相示意圖

2.2 在漢宜鐵路橋梁區(qū)段的應(yīng)用與改進(jìn)

如前文所述，由于漢宜鐵路接觸網(wǎng)采用大張力設(shè)計(jì)，承力索和接觸線的張力分別為15 kN、 20 kN，且橋梁區(qū)段的接觸網(wǎng)支柱跨距較短（32 m），假如橋梁區(qū)段仍采用六跨關(guān)節(jié)式電分相，在錨段關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換柱處接觸線要抬高500 mm 會(huì)相當(dāng)困難。另外漢宜鐵路接觸網(wǎng)橋梁區(qū)段采用了無拉線獨(dú)立下錨的下錨方式，即當(dāng)下錨支經(jīng)過轉(zhuǎn)換柱后，先將接觸線下錨然后將承力索延長(zhǎng)一跨下錨，延長(zhǎng)的承力索下錨支對(duì)于電分相內(nèi)的絕緣結(jié)構(gòu)也有一定影響。因此，漢宜鐵路在六跨關(guān)節(jié)式電分相的基礎(chǔ)上，拓展出一種十跨關(guān)節(jié)式電分相，既保留六跨電分相的優(yōu)良性能，又能適用于漢宜鐵路橋梁區(qū)段的特點(diǎn)（圖5）。

對(duì)照?qǐng)D4和圖5，可以看出，六跨關(guān)節(jié)式電分相實(shí)際上是由2 個(gè)四跨絕緣錨段關(guān)節(jié)組成，而十跨關(guān)節(jié)式電分相實(shí)際上是由2 個(gè)特殊的五跨絕緣錨段關(guān)節(jié)組成的，這樣就加長(zhǎng)了非工作支抬高時(shí)的跨距，解決了非工作支接觸線抬高500 mm 較為困難的問題。同時(shí)，無電區(qū)的長(zhǎng)度以及中性區(qū)段的長(zhǎng)度仍與六跨關(guān)節(jié)式電分相相同，自動(dòng)過分相裝置的設(shè)置也與六跨關(guān)節(jié)式電分相一致。

圖5 漢宜鐵路十跨關(guān)節(jié)式電分相示意圖

考慮到延長(zhǎng)的承力索下錨支對(duì)于分相絕緣性能的影響，漢宜鐵路在圖5中的節(jié)點(diǎn)Ⅰ部位采用了一種特殊的設(shè)計(jì)，將延長(zhǎng)的承力索下錨支卡絕緣安裝后連接不銹鋼絞線，經(jīng)過承力索下錨支轉(zhuǎn)化滑輪裝置后下錨，這樣既能適應(yīng)漢宜鐵路承力索獨(dú)立下錨的特點(diǎn)，也能滿足電分相內(nèi)絕緣性能的要求。

3 結(jié)語

通過對(duì)器件式電分相以及幾種關(guān)節(jié)式電分相性能對(duì)比，結(jié)合漢宜鐵路接觸網(wǎng)路基區(qū)段和橋梁區(qū)段不同布置的特點(diǎn)，漢宜鐵路路基區(qū)段采用了六跨關(guān)節(jié)式電分相，橋梁區(qū)段采用了特殊的十跨關(guān)節(jié)式電分相，電分相無電區(qū)兩側(cè)均安裝隔離開關(guān)，同時(shí)結(jié)合地面磁感應(yīng)式自動(dòng)過分相裝置，形成了漢宜鐵路獨(dú)特的接觸網(wǎng)電分相模式。漢宜鐵路自2012年7月1日正式運(yùn)營(yíng)以后，電力牽引供電系統(tǒng)一直安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，也證明了漢宜鐵路的電分相技術(shù)是安全、科學(xué)的。

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