中铁十七局集团有限公司勘察设计院山西太原030032
摘要：针对专用线具体情况，选择合适的分相装置类型，当接触网分相装置必须在坡道设置时，分相设置的位置研究。
关键词：铁路、接触网分相装置、类型、坡道、经行计算
Abstract:Accordingtothespecificsituationofspecialline,thesuitabletypeofphaseseparationdeviceisselected.Whenthephaseseparationdeviceofcatenarymustbesetontheramp,thepositionofphaseseparationdeviceisstudied.
Keywords:railway,catenaryphaseseparationdevice,Types,ramp,travelingcalculation
1.引言
牵引供电接触网是铁路系统的重要构成部分。由于牵引接触网是为电力机车提供能量的装置，由于接触网的唯一性，牵引接触网的设置是否合理正确是事关机车能否安全正常运行的基础。铁路提速、载重量提高和高密度运行对牵引接触网的安全性、稳定性提出了更高的要求。分相装置是电力牵引网的必要组成部分，分相会导致机车暂时失电，机车靠惯性通过无电区。由于线路条件施工影响或临时限速改变既有的列车运行状态或锚段接头分相位置不合理，如在坡道上、信号机附近，分相中性无电区设置不合理等。机车发生停在分相中性非电气区的事故概率大大增加，仅在2010年才发生在某铁路局内部的有关分相的事故就有十几个。机车一旦停在分相无电区导致列车无法脱离，停止运行，严重危及安全，影响行车效率。为此，必须引起高度重视。本研究通过金鸡滩项目的分相类型选择及其位置设置展开研究。
2.项目背景
金鸡滩铁路专用线项目为榆林的煤矿专用线，从晋神铁路孟家湾站接轨，线路长9公里，通常设计接轨专用线用电从接轨处的接触网取电，相位相同，但本项目由于考虑变电所两侧容量的平衡，将金鸡滩供电改为由神木西方向取电，导致与接轨站相序不同，需要设置分相装置。由于接轨站至专用线出口为350曲线，长度613m。接着为坡度9.7‰的坡道。分相的设置位置是否合理事关机车能否顺利通过。为保证从站内发车，重车顺利通过分相中性区，结合金鸡滩铁路的实际情况，对金鸡滩铁路接触网分相的设置及改进情况进行研究。
3.分相装置
在牵引供电系统中，牵引变电所将三相交流电变换位单相27.5kv的交流电，通过接触网供给电力机车。在一段线路中为保证电力系统的A、B、C相负荷的平衡，需要在牵引变电所处改变供电的相位，进行轮流供电。在不同相接触网的衔接处，为保证接触网的通畅，设置分相装置，各相之间利用空气间隙或者绝缘装置进线隔离，防止各相之间电气短路，又保证电力机车受电弓的物理顺滑通过。目前分相装置当前有两种形式。
器件式电分相，是利用专门的分段绝缘器组合形成的。中性区很短，结构简单，造价低，但此方式会有硬点，高速运行受电弓易打弓，中性区较短当有双弓牵引间距大于中性区长度时候，机车运行需要降弓运行，否则会造成短路事故，综上原因器件式分相不适合高速铁路和客运动车线路，适合重载铁路、大坡道使用，在140km/h以下的铁路中有较多的应用。。
两种分相中间都有一段无电区将两侧不同相位的接触网隔离开，机车需保证一定速度，靠惯性滑过无电区，不能在无电区内停留。规范要求：当相分离不可避免地设置在6%以上的大匝道区段时，应根据电力机车的功率、牵引质量和坡度进行校核，以确保电力机车不会停滞在接触网的中性区段。
4.设计方案
本专用线从晋神铁路接轨，若机车无法通过分相，将导致车尾停在接轨线晋神铁路上，严重影响接轨站的运输和列车安全，所以需要保证足够的距离让车提速通过分相。接轨站出口为半径350的曲线，在曲线区段，不易调整接触网，容易出现打弓事故，无法安装分相。接着在直线区段为9.7‰的坡道，由于机车刚出站，没有达到一定的车速，为了防止车达不到速度，上坡时无法利用惯性通过分相中性区。·
分相类形方案选择，方案一：采用器件式分相。方案二：采用六跨式分相。
金鸡滩铁路专用线铁路为货运线，主要运输品为煤炭，列车从接轨站始发进入专用线，列车运行速度低。①此专用线机车采用HXD型电力机车牵引，牵引质量为5000T，仅需要一台电力机车，需要的中性区较短，器件式分相即可满足要求。②该专用线坡度为9.7‰，属于大坡道重载，器件式分相中性区短，列车较容易通过中性区，适合采用器件式分相。③专用线列车运行速度慢，硬点问题不会造成影响，适合采用器件式分相。④器件式分相结构简单明了维修简单，关节式分相结构复杂维修费用贵。结合以上几点，器件式分相更适合于本专用线使用，本专用线选择器件式分相形式的方案。
分相位置方案。方案一：距离接轨线出口DK0+560m直线处设置。方案二：距离接轨线出口DK1+100m直线处设置,如下图。
本项目采用分相达到分段功能，分段点不宜距离接轨点过远。但为保证车辆提速到一定速度能顺利通过分相，需要在合适的地点设置分相装置。经过行车计算，DK0+560里程设置分相，列车速度无法提速到足够车速，无法保证顺利通过分相，会停留在分相中性区的位置,将分相位置调整至DK1+100处，经过行车计算，列车能够顺利通过分相。经过计算确定选择分相位置为DK1+100处。
5.总结：
通过对器件式分相和关节式分相的优缺点和适用性对比，结合金鸡滩铁路专用线情况，分相装置选择器件式分相，并且将位置选择距离接轨点由原方案的650m处更改至1100m处，保证了列车可以顺利通过电分相。采用器件式分相既降低了工程费用，减少后期维护，达到了使用功能，提高了经济效益。
列车不得停在电分相内，误停在分相无电区，影响列车运营，导致客车延误、易发生撞车等事故，是不容忽视的安全隐患。设计必须高度重视，根据机车型号、列车载重、线路坡度等数据采取科学的行车计算设计电分相位置，保证位置合理，切实保证行车安全。
参考文献：
[1]于万聚.高速电气化铁路接触网.成都:西南交通大学出版社，2003
[2]中国铁路总公司.铁路技术管理规程[M].北京:中国铁道出版社，2017
[3]电气化铁道设计手册[S].北京:中国铁道出版社，1988
[4]铁路电力牵引供电设计规范[S].北京:中国铁道出版社，2016