關(guān)于重聯(lián)動車組過分相的探討

白天玉

【摘 要】在繁忙的高速鐵路運輸組織中，為了滿足發(fā)送旅客的需求，尤其是在高峰期，需要開行重聯(lián)動車組。重聯(lián)動車組在運行過程中，不可避免的會發(fā)生受電弓故障，當(dāng)其中一組的運行受電弓發(fā)生故障后，啟用另一臺受電弓時，與之重聯(lián)動車組的運行受電弓如何匹配，以確保動車組在過關(guān)節(jié)式分相絕緣器安全穩(wěn)定運行，保證高速鐵路的運輸秩序。

【關(guān)鍵詞】動車組 鐵路 探討

1 動車組在過分相絕緣器時的基本要求

動車組能夠以較高的速度運行在高速鐵路線上，實現(xiàn)旅客的位移，將旅客從一個城市送到另一個城市。而動車組所需的巨大動能來源于牽引供電系統(tǒng)。每一個牽引供電臂的供電范圍一般是20—30㎞，每一個供電臂之間必須設(shè)置一組分相絕緣器。動車組在過分相絕緣器時必須具備兩個條件，否則就會造成事故，影響高速鐵路的安全穩(wěn)定運行：（1）動車組在過分相絕緣器時，必須斷掉主斷路器，空載惰性滑行越過；（2）受電弓在通過分相絕緣器時，分相絕緣器的動態(tài)參數(shù)必須滿足兩側(cè)供電臂對空氣絕緣間隙的要求。滿足上述兩個條件的目的就是要杜絕將分相絕緣器兩端的不同供電臂造成短路，防止造成斷線塌網(wǎng)事故。

2 動車組受電弓的位置結(jié)構(gòu)

本文所計算的各項數(shù)據(jù)以及得出的結(jié)論均以CRH2A型動車的參數(shù)為基準(zhǔn)，其他車型以此類推。如圖1所示。

3 六跨關(guān)節(jié)式分相絕緣器的結(jié)構(gòu)參數(shù)

（1）所謂關(guān)節(jié)式分相絕緣器就是采用絕緣錨段關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)特點，將兩端A、B兩相電分隔開來。其中A、B兩相的最大電位差（電壓）可達43.3KV。

（2）目前采用較為廣泛的是6跨關(guān)節(jié)式分相絕緣器（如圖2所示），其結(jié)構(gòu)及參數(shù)如下：

1）六跨關(guān)節(jié)式分相絕緣器由3個錨段組成，即從B相方向過來到F柱下錨的錨段；從A相方向過來到C柱下錨的錨段；從A柱起錨到H柱落錨的中性錨段；2）一般采用8棵支柱構(gòu)成，每棵支柱的跨距為50 m，總長300 m（D、E柱間距為2.5 m）。其中，A、H柱為錨柱，B、G柱為轉(zhuǎn)換住，C、F柱為中心柱，D、E柱為轉(zhuǎn)換柱。3）從B—C柱間的分隔絕緣子到G—H柱間的分隔絕緣子的間距為中性段（圖中黃色線段），長度為≤190m；4）三個錨段在空中布置的相對位置：A相錨段、B相錨段與中性錨段在水平方向和垂直方向的投影間距均為500mm；5）在中心柱處兩接觸懸掛距軌面的距離等高，在轉(zhuǎn)換住處兩接觸懸掛距軌面的距離高差為500mm；

（3）六跨分相絕緣器為兩斷口安裝方式，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為兩個500 mm的空氣間隙。

（4）考慮施工維修誤差的參數(shù)變化。

1）TG/GD124-2015 《高速鐵路接觸網(wǎng)運行維修規(guī)則》中規(guī)定：

轉(zhuǎn)換柱處兩懸掛垂直距離、水平距離。標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計值（500mm）。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)值±20mm。警示值：標(biāo)準(zhǔn)值±30mm。限界值：標(biāo)準(zhǔn)值±50mm。

2）考慮誤差參數(shù)的極限值。誤差達到限界值時，轉(zhuǎn)換柱處兩懸掛垂直距離、水平距離最小為450 mm。

（5）考慮動車組受電弓運行時的動態(tài)變化：1）TG/GD124-2015 《高速鐵路接觸網(wǎng)運行維修規(guī)則》中明確，受電弓動態(tài)包絡(luò)線應(yīng)符合下列規(guī)定：受電弓動態(tài)抬升量150mm（線岔始觸區(qū)為200mm），橫向擺動量直線區(qū)段為250mm，曲線區(qū)段為350mm。2）最大負(fù)誤差與受電弓的抬升量疊加后，兩組接觸懸掛的空氣間隙減小的最大量為200 mm；如果其中一個轉(zhuǎn)換柱的靜態(tài)誤差為最大負(fù)值，在加上受電弓的最大抬升量，則該處的空氣間隙的最小值為500-50-150=300 mm。

4 動車組不同升弓方式的匹配關(guān)系

4.1 前后車均升后弓

該運行方式為最常規(guī)的運行方式，前后兩個受電弓的間距就是一列動車組的總長度，即201.4 m。該升弓方式完全符合中國鐵路總公司文件鐵總科技【2014】172號《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》高速鐵路部分第170條規(guī)定：動車組重聯(lián)或長編組時，工作受電弓間距為200—205 m。在特殊情況下，工作受電弓間距不滿足200—205m 時，須校核分相布置與受電弓間匹配情況，并通過上線運行試驗確認(rèn)。

4.2 前后車均升前弓

該運行方式為其中一列動車組的受電弓發(fā)生故障后，兩列重聯(lián)動車組均降下后弓，升前弓運行，前后兩列動車的受電弓間距也是201.4m，滿足規(guī)程要求。

4.3 前車升前弓，后車升后弓

該運行狀態(tài)下，前后兩個受電弓的距離為251.4m和243.78m兩種情況，重聯(lián)動車組在過六跨分相絕緣器時，由于前后動車組的自動過分相裝置分別按照各自的運行位置進行啟動，只要受電弓正下方的自動過分相裝置運行良好，在過分相前分別啟動、斷電、取電。相當(dāng)于分相前后各有一列動車在單獨運行，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定過分相的目的。

4.4 前車升后弓，后車升前弓

該運行狀態(tài)下，前后兩個受電弓的距離為151.4m和143.78m兩種情況。當(dāng)?shù)谝粋€受電弓到達中心柱F時，受電弓將第一個空氣間隙短接，第二個受電弓的位置在B柱與C柱之間，該跨距的最大空氣間隙是500mm，考慮誤差限界值和受電弓最大抬升量合計200 mm，分相絕緣器兩相間的空氣絕緣間隙只剩300 mm，不滿足規(guī)程要求的400 mm。因此，不能保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

5 結(jié)語

經(jīng)過上述分析計算，兩列動車組重聯(lián)時，只有一種升弓方式不能滿足要求：即前車升后弓，后車升前弓。同樣，也進一步說明了一列動車過分相時不能同時升雙弓運行。