接触网设备结构-分相绝缘装置

分相绝缘装置与自动过分相电分相及分相绝缘装置第一章器件式绝缘电分相第二章锚段关节式电分相第三章自动过分相第四章电分相线路标志分相绝缘器结构器件式绝缘电分相分相绝缘器安装主要要求分段（分相）绝缘器的检修以及检修记录的填写分相绝缘器的技术要求分相绝缘器故障01器件式绝缘电分相分相绝缘器结构分相绝缘器一般由两块、三块或四块相同的绝缘件组成。在分相绝缘器两端绝缘元件之间是不带电的，称为中性区。中性区的长短是考虑到机车双弓升起时不会短接不同相位的接触网，造成接触网相间短路而设置的一定距离的无电区段。器件式绝缘电分相分相绝缘器结构分相绝缘器电分相在接触悬挂中串入分相绝缘器，实现两侧接触悬挂的电气分段。根据所使用的导线类型不同，可分为T型和GL型两种类型。1.电分相绝缘器器件式绝缘电分相分相绝缘器结构XTK电分相绝缘器，它不仅是一块绝缘元件，且从结构上增加了消弧角，具有一定消弧功能，是一种新型接触网电分相设备。它可与CT100、CT110等铜接触线、GLCA100/215等钢铝接触线配合使用。2.XTK电分相绝缘器器件式绝缘电分相分相绝缘器结构2.XTK电分相绝缘器器件式绝缘电分相分相绝缘器结构XTK分相绝缘器与铜接触线安装要求XTK分相绝缘器与铜接触线安装采用了T型接头线夹；上线安装前事先在地面进行整机组装，装配时检查各部零件是否齐全，有无损伤；安装接头线夹时，须使线夹夹线部位齿尖嵌入接触线燕尾槽；整机安装后应通过调整线夹两侧吊线，使绝缘器工作面与线路轨面平行；安装线夹时，应留出80~100mm长接触线；安装完毕，应保证接触线可靠和各部件衔接处不存在硬点，避免受电弓拉弧、刮弓现象。器件式绝缘电分相分相绝缘器结构瑞典AF分相绝缘器（国产化后为BF-1型分相绝缘器），其耐弧、耐污、耐磨性及减少硬点等方面优于前两种产品。3.AF滑道式电分相绝缘器特点：该种分相绝缘器重量上比XTK型要重，导线连接接头高出金属滑到3~5mm，避免了受电弓与接头接触；长三角形布置的金属滑到分散了受力，减少了硬点；承力索绝缘子采用无裙边的聚四氟乙烯光棒绝缘子，有较好的自洁功能。器件式绝缘电分相分相绝缘器结构京津城际高铁在站场中使用的AF滑道式分相绝缘器器件式绝缘电分相分相绝缘器结构电分相线路标志分相绝缘器结构器件式绝缘电分相分相绝缘器安装主要要求分段（分相）绝缘器的检修以及检修记录的填写分相绝缘器的技术要求分相绝缘器故障01器件式绝缘电分相电分相线路标志为了防止受电弓通过电分相元件时，拉弧烧损绝缘元件、甚至烧断线索，要求电力机车乘务员按照操作规程规定退级，关闭辅助机组，断开主断路器，惰性通过电分相装置后恢复机车运行。特设“断”、“合”字标。器件式绝缘电分相电分相线路标志器件式绝缘电分相电分相线路标志在分相绝缘器的两端，上行和下行方向均应设立“断”、“合”标示牌告知司机。这是为了防止受电弓通过中性区时，拖带电弧烧损绝缘件和接触线或造成其他事故。器件式绝缘电分相电分相线路标志设置位置：电分相线路标志分相绝缘器结构器件式绝缘电分相分相绝缘器安装主要要求分段（分相）绝缘器的检修以及检修记录的填写分相绝缘器的技术要求分相绝缘器故障01器件式绝缘电分相分相绝缘器安装主要要求分相绝缘器，有一段无电区，靠电力机车惯性滑行通过，所以分相不要设在大坡道的上坡线路上；在分相绝缘器两端设立断合标志牌，用以通知电力机车司机过分相时先断开机车主断路器，过后再合上；在距分相绝缘器75m处设立禁止双弓标志，通知司机不允许电力机车升双弓；分相绝缘器底部应平滑，不要造成硬点，以利于电力机车顺利通过。器件式绝缘电分相分相绝缘器的技术要求分相绝缘器主要绝缘有效长度不得小于1800mm，中性区不少于30m；绝缘元件安装端正，与接触线连接处底部光滑，无打弓，碰弓现象；主绝缘元件清洁、无裂纹、烧伤痕迹；接头线夹紧固、无裂纹、线夹无偏磨；承力索上绝缘子串应在主绝缘正上方，清洁无脏污；各部螺栓紧固，涂油良好。器件式绝缘电分相分段（分相）绝缘器的检修以及检修记录的填写分段绝缘器检调周期为3个月，而分相绝缘器没有检修周期，根据情况自行安排。器件式绝缘电分相分相绝缘器故障电力机车通过分相绝缘器之前，未断开机车主断路器，电力机车从接触网上继续取流，造成有电侧与中性区段拉弧，电弧烧损分相接头线夹、分相绝缘元件或烧损、烧断接触线；因长期运行造成主绝缘元件脏污，引起对中性区长时间闪络放电烧损绝缘件或接触线；因接触网在分相处形成硬点，造成接触线磨耗严重被拉断或绝缘件磨耗损伤严重；分相接头线夹螺栓松动、脱落，造成接触线抽脱；电力机车受电弓升双弓经分相绝缘器，造成相间短路引起跳闸、烧损分相绝缘元件或接触线。分相绝缘装置与自动过分相电分相及分相绝缘装置第一章器件式绝缘电分相第二章锚段关节式电分相第三章自动过分相第四章长分相方案短分相方案锚段关节式电分相长短结合的关节式电分相方案机车停在无电区的处理三断口分相方案01锚段关节式电分相短分相方案采用分相绝缘器的电分相装置在应用中存在多种问题：分相绝缘器存在明显的硬点；绝缘器绝缘部件表面易出现烧伤（甚至烧断）；停电检修困难等。对于速度大于160kM/h的准高速和高速电气化铁道，电分相多采用锚段关节式电分相。我国电气化铁道接触网通常采用的锚段关节式电分相有六跨、七跨式、八跨式和九跨式、十一跨式等，在不同线路均有采用。锚段关节式分相从分相长度上分为：长分相和短分相；从空气间隙绝缘的个数分类分为：两断口式分相和三断口式分相锚段关节式电分相短分相方案短分相：指中性段的长度小于双弓间距。长分相：电分相无电区长度大于双弓间距。铁道部2003年颁部的《京沪高速铁路设计暂行规定（下册）》和2005年颁部的《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》中均规定我国时速200公里以上接触网的电分相均采用带中性段的绝缘锚段关节式电分相无电区：指靠近中性段中心的两绝缘转换柱绝缘子外侧间的距离。中性段：指最外两绝缘转换柱绝缘子内侧间的距离。锚段关节式电分相短分相方案短分相方式的分相装置由两个连续的绝缘锚段关节组成，有一个中性段、两个空气绝缘断口。绝缘锚段关节可以采用四跨或五跨关节。从六跨到九跨关节式分相在中国都有采用。目前应用较多的是提速线路中使用的七跨分相和高速铁路中使用的六跨分相。中国高铁的六跨式分相由两个四跨绝缘锚段关节重叠两跨构成。锚段关节式电分相短分相方案锚段关节式电分相短分相方案优点：动车断电滑行距离短，双弓运行时动车组断电滑行距离在400m以上，滑行时间约5s（300km/h速度下），速度损失小；无电区短，较少发生动车停于无电区故障；对动车组的升弓方式制约小；当馈线采用电缆时，因分相跨数少，电缆绕行小，减少了投资。缺点：中间柱要安装三套腕臂，安装调整复杂，双弓有母联时不能适应。锚段关节式电分相短分相方案七跨双断口锚段关节式电分相短分相方案七跨双断口双网隔电分相锚段关节，将上述六跨电分相锚段关节的等效无电区距离再延长一个跨距，以避免地面感应车载自动断电系统故障，发生动车带电过分相时高速运行的受电弓拉长电弧将异相短接。同时在分相的2个断口都加装网隔，并进行电气闭锁，以利于越区供电。锚段关节式电分相短分相方案八跨三断口双中性段三断口八跨电分相锚段关节形式是为解决客货混跑电力机车受电弓多弓运行条件限制，特从意大利罗马—那不勒斯（Rome—Naples）高速电气化铁道设计中引进的。八跨三断口由3个连续的绝缘锚段关节组成，有2个中性段，3个断口。无电区长度约98m，中性区长度为285m。动车组断电过分相，断电滑行距离约528m，滑行时间约为7s（300km/h速度下），速度损失也较大。该电分相锚段关节可以适应于无高压母线连接的任意双弓间距运行。

锚段关节式分相长分相方案下图为郑西高铁采用的一种长分相方案，整个分相有18跨。该分相方案中采用了两个五跨绝缘锚段关节作为绝缘断口，无电区长度大于400m。锚段关节式电分相长短结合的关节式电分相方案长短结合的关节式电分相装置，主要由一个六跨关节式电分相和一个五跨绝缘锚段关节构成。当五跨关节的开关闭合时，工作状态为短分相方式；当五跨关节的开关打开时，工作状态为长分相方式。长分相方案短分相方案锚段关节式电分相长短结合的关节式电分相方案机车停在无电区的处理三断口分相方案01锚段关节式电分相三断口分相方案三断口式分相是由三个连续的绝缘锚段关节组成，3个绝缘关节共形成了3个断口和2个中性段。锚段关节式电分相三断口分相方案在高速铁路接触网电分相前方设断电标，断电标设置在电分相中性区段起始位置前第2根支柱上（该支柱距电分相中性区段起始位置不小于80m）；在接触网电分相后方设合电标，合电标设置在电分相中性区段终止位置后400m处附近的接触网支柱上（该支柱距电分相中性区段终止位置不小于400m）。线路反方向按上述规定设置断电标、合电标。长分相方案短分相方案锚段关节式电分相长短结合的关节式电分相方案机车停在无电区的处理三断口分相方案01锚段关节式电分相机车停在无电区的处理对于高速铁路，在来车和前进方向都设有开关，当出现列车停在无电区时，先由列车调度员命令来车方向上列车停车降弓，然后供电调度对来车方向供电臂接触网停电，然后闭合分相处两开关后，机车升弓受电驶离中性区后，供电调度回复正常供电状态，即断开分相处两开关，恢复来车方向供电。当只有前进方向设置开关时，当机车停于无电区且来车方向锚段间满足绝缘条件时，通过闭合隔离开关，可使机车恢复供电，开出无电区。在隔离开关没有纳入远动时，需要接触网工区派员到现场确认受电弓来车方向锚段间满足绝缘条件时，闭合隔离开关，机车自行驶离无电区。地面自动切换电分相装置手动过电分相自动电分相02手动过电分相手动过电分相手动过电分相手动过电分相退级（减小牵引负荷电流）→关辅助机组→断主断路器→靠机车惯性不降受电弓通过电分相，过分相后按照线路的标志，合主断路器→合辅助机组→进级并限制电流增加率，以避免”闯动”。这种操作的成功与否，依赖于司机的技能水平和道路信号的指示，一旦疏忽，就会造成带电闯分相，严重影响牵引供电系统的安全运行。传统的手动切换方式已无法适应我国电气化铁路的发展，尤其无法满足高速电气化铁路的需要，所以发展自动过分相技术势在必行。地面自动切换电分相装置手动过电分相自动电分相02手动过电分相地面自动切换电分相装置

机车（动车组）达CG1→传感器发信号→将QF1闭合→中性段接到U相→机车带电通过第一个空气间隙；机车（动车组）达CG3→断开QF1后闭合QF2→中性段与V相连接→机车可以顺利通过第二个空气间隙断电时间为QF1和QF2切换时间间隔，约为0.1～0.15s手动过电分相地面自动切换电分相装置（U）电源（V）电源中间断电区轮轨在线检测电路「断开」开关断路器（QF1）「闭合」开关断路器（QF2）※无列车状态手动过电分相地面自动切换电分相装置（U）电源（V）电源架线中间断电区轮轨在线检测电路※列车靠近「断开」开关断路器（QF1）「闭合」开关断路器（QF2）手动过电分相地面自动切换电分相装置（U）电源（V）电源架线中间断电区轮轨※

在线检测※进入中间断电区、在线检测「断开」开关断路器（QF1）「闭合」开关断路器（QF2）手动过电分相地面自动切换电分相装置（U）电源（V）电源架线中间断电区轮轨在线※开关断路器（QF2）「断开」「断开」开关断路器（QF1）「断开」开关断路器（QF2）手动过电分相地面自动切换电分相装置（U）电源（V）电源架线中间断电区轮轨在线※开关断路器（QF1）「闭合」「闭合」开关断路器（QF1）「断开」开关断路器（QF2）手动过电分相地面自动切换电分相装置优点：接触网无供电死区，无须司机操作，机车上主断路器无须动作，自动切换时接触网中性段瞬间断电时间很短，而且时间与列车速度无关，可适用0~350km/h速度范围，对行车中可能出现的限速、一度停车等情况均能正常工作。缺点：真空负荷开关大负荷分断并动作频繁；中性区长度确定困难，对于只有单机单弓运行或双机重联（两台机车紧靠连接）运行时，中性段长度可以按照双机长度来确定。中性段的长度必须考虑本区段运行模式的多样性。过分相区后合闸时的电流冲击较大；投资较大，要建立分区所，运营维护成本高。手动过电分相地面自动切换电分相装置2.柱上自动切换电分相装置L1,L2磁控线包；K1，K2真空灭弧室；ab、cd、ef、gh电分段器；xy相间主绝缘；MOA过电压吸收器。当机车（动车组）到1—2间→L1的线圈带电→K1闭合→2-x区段带电；当机车到驶过2以后→L1的线圈失电→K1断开。机车断载，不带电过电分相的x-y主绝缘区。机车到f区段→L2的线圈带电→K2闭合；当机车驶过4时→L2的线圈失电→K2断开。手动过电分相地面自动切换电分相装置优点:比地面过分相方案结构简单，真空开关设备装载支柱上，无需设置分区所，供电死区(d-e-f-g或者c-d-e-f)比现有的分相区短，无需司机操作，机车上的主断路器不需分断。缺点:过分相后机车电流有很大冲击，造成机车主断路器跳闸导致机车冲动;靠近分相两端易产生明显的电弧;分相区接触网分段比较多，接触网结构复杂，易形成硬点;机车向一个方向行驶时，A、B两组开关中只有一组开关动作是必须的，另一组开关动作是多余的，造成机械电气磨损;存在一定长度的供电死区，而且断电时间比较长而且和机车速度有关。实际应用中还要解决过渡过程中的过电压和涌流问题。手动过电分相地面自动切换电分相装置3.车上自动切换电分相装置车载自动断电过分相系统由安装于