劉偉
(中國鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司供電部,內(nèi)蒙古 呼和浩特010050)
在電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)中,電分相將接觸網(wǎng)相鄰供電臂間由不同變電所所供不同標(biāo)稱電壓或相位電進(jìn)行隔離,以防止異相短路造成接觸網(wǎng)斷線[1]。速度160km/h 及以上線路,由于列車速度高,依靠司機(jī)肉眼識別線路的電分相標(biāo)識已經(jīng)很難保證機(jī)車正確過分相,而且司機(jī)勞動強(qiáng)度很大,必須采取自動過分相方式。
既有電氣化鐵路線路中,大部分采用地面磁感應(yīng)器裝置實現(xiàn)列控自動過分相。由車載控制裝置和地面磁感應(yīng)器兩部分組成。地面磁感應(yīng)器安裝在軌道上,提供預(yù)告信號、強(qiáng)迫斷信號、恢復(fù)信號,為車載控制裝置提供是否臨近電分相或已通過電分相判斷依據(jù)。車載控制裝置根據(jù)接收到的地面感應(yīng)器信號,進(jìn)行自動過分相功能的相應(yīng)控制[2]。京包客專呼和浩特至包頭段既有設(shè)計為160km/h 客貨混跑線路,接觸網(wǎng)電分相處地面磁感應(yīng)器設(shè)置方式如圖1 所示。
圖1 京包客專呼和浩特至包頭分相磁感應(yīng)器設(shè)置
圖中,電分相中性區(qū)兩端垂直投射到鋼軌上的位置,分別至第一個磁感應(yīng)器安裝位置的距離為a;b 為第一個磁感應(yīng)器至第二個磁感應(yīng)器的距離。京包客專呼和浩特至包頭地面磁感應(yīng)器a、b 距離規(guī)格為:a=a0+30m,b=265m。
2015 年實施提速開行200km/h 動車組,為滿足開行動車組過分相要求,在線路分相中性區(qū)不小于400 米處附近(列車前進(jìn)方向)增設(shè)“動車合”標(biāo)識,表示自該標(biāo)識之后動車組應(yīng)合主斷路器。線路反方向按相同原則設(shè)置[3],如圖2 所示。
圖2 京包客專呼和浩特至包頭分相標(biāo)志設(shè)置
地面磁感應(yīng)器自動過分相技術(shù),車載設(shè)備在分相點識別精度上不夠穩(wěn)定,受列車運行速度、橫向擺動及沿線電磁干擾信號等,會引起分相點位置識別信息丟失、誤動作等情況客觀存在[4]。
隨著我國高速鐵路發(fā)展,列車運行控制系統(tǒng)已由以地面信號為主的機(jī)車信號、列車運行監(jiān)控記錄裝置發(fā)展為以車載信號為主的CTCS-2 級和CTCS-3 級列控系統(tǒng)。京包客專呼和浩特至包頭開行200km/h 動車組前進(jìn)行了CTCS-2 列控系統(tǒng)改造,列控系統(tǒng)地面應(yīng)答器中含有電分相信息,具備了動車組列控自動過分相功能。
動車組在正向運行時, 將有三組區(qū)間無源應(yīng)答器組發(fā)送分相區(qū)信息。第一組設(shè)置在分相區(qū)外方第7 個閉塞分區(qū)入口處,第二組為第三組外方最近的應(yīng)答器組,第三組設(shè)置在距分相區(qū)線路允許最高速度運行10s 外方最近的閉塞分區(qū)[5],如圖3 所示。
圖3 應(yīng)答器組自動過分相設(shè)置
電分相信息包括正、反向斷電標(biāo)里程,正反向斷電標(biāo)距離信息。與電分相中性區(qū)不同,列控分相區(qū)起始為電分相正向斷電標(biāo)至反向斷電標(biāo)。動車組通過列控系統(tǒng)地面應(yīng)答器組隨行車信息同步接收電分相信息。過分相區(qū)操作由過分相控制信號控制,當(dāng)動車組列車運行到距離分相區(qū)一定距離,向列車發(fā)出前方過分相(包含至分相區(qū)的距離、分相區(qū)長度等)信息,在距離分相區(qū)的走行距離時間3s 處,過分相控制信號“有效”狀態(tài)輸出,動車組斷電,通過分相區(qū)130 米處,動車組合電,實現(xiàn)自動過分相功能[6],過分相過程如圖4 所示。
圖4 列控自動過分相設(shè)置
與地面磁感應(yīng)器過電分相固定地點斷電不同,動車組采用列控自動過分相時,斷電位置是動態(tài)的,它與運行速度有關(guān),速度高時距電分相遠(yuǎn),速度低時距電分相近。過分相安全無干擾,且理論上能夠提高運營效率。
2019 年9 月25 日中國鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司組織CRH5 型動車組列控自動過分相試驗,通過呼和浩特至包頭下行線電分相數(shù)據(jù)如表1 所示。
表1 列控自動過分相結(jié)果
選取2019 年9 月26 日同一組CRH5 型動車組在京包客專呼和浩特至包頭圖定運行時,下行線地面磁感應(yīng)器自動過分相數(shù)據(jù)如表2 所示。
表2 地面磁感應(yīng)器自動過分相結(jié)果
通過表1、表2 中數(shù)據(jù)可以看出,京包客專呼和浩特至包頭既有線提速200km/h 區(qū)段,CRH5 型動車組在采用兩種不同自動過分相方式時,列控自動過分相速度衰減率低,過分相效率相對較高。
4.1 列控自動過分相主要涉及接觸網(wǎng)、信號專業(yè)協(xié)調(diào)配合,分相區(qū)斷/合電位置、斷合電標(biāo)距離等電分相列控數(shù)據(jù)由接觸網(wǎng)專業(yè)負(fù)責(zé)提供[6],信號專業(yè)負(fù)責(zé)列控數(shù)據(jù)編制。工程實施中,要求緊密配合、相互協(xié)調(diào),避免列控數(shù)據(jù)編制有誤,出現(xiàn)列控數(shù)據(jù)車地不匹配問題。
4.2 與接觸網(wǎng)電分相LKJ 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提示功能不同,電分相列控數(shù)據(jù)直接參與控車,數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度要求較高。各專業(yè)采集列控工程數(shù)據(jù)表基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時要運用先進(jìn)的手段,區(qū)段長度避免采用人工皮尺測量,盡量減小人為誤差和設(shè)備誤差。
4.3 因與新建高鐵CPⅢ基準(zhǔn)定位精度存在差距,既有線列控改造要同步考慮各專業(yè)提報數(shù)據(jù)精準(zhǔn)參照點,建議統(tǒng)一以工務(wù)專業(yè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)測量,選取橋梁、隧道等設(shè)備作為測量基準(zhǔn)點,避免參照存在安裝誤差的百米標(biāo)等。工程建設(shè)中,接觸網(wǎng)、信號專業(yè)施工單位應(yīng)相互配合,共同測量電分相兩端最近的第三組應(yīng)答器與電分相之間實際距離,與計算距離進(jìn)行校核,保證分相列控數(shù)據(jù)精度。
既有線列控工程改造時,列控系統(tǒng)提供電分相信息,具備實現(xiàn)動車組列控自動過電分相功能,過分相無干擾,既能保障動車組行車安全,又能提高通行效率。建議動車組優(yōu)先采用列控自動過分相,地面磁感應(yīng)器自動過分相作為冗余備用。