电化铁路背后的知识| 电分相技术介绍

2024-8-17 11:16| 发布者: 一生平安| 查看: 5692| 评论: 0

摘要: 从1958年第一条电气化铁路开始修建，我国铁路发展到今天已经有了翻天覆地的发展。截至2023年底，我国铁路营业里程达到15.9万公里，其中高铁达到4.5万公里。在技术发展的背后，有着这么一个不为大众所知的部分——分 ...

从1958年第一条电气化铁路开始修建，我国铁路发展到今天已经有了翻天覆地的发展。截至2023年底，我国铁路营业里程达到15.9万公里，其中高铁达到4.5万公里。在技术发展的背后，有着这么一个不为大众所知的部分——分相区。今天就一起来认识一下电分相技术。

一分相区是什么

分相区（英文名称：Neutral Zone或Dead Zone）是电气化铁路的无电区间，是将不同变电所供出的不同相位的电，通过两个分相开关进行隔离，以防止异相电短路并造成熔断接触网。

在电气化铁道牵引区段，牵引供电采用单工频交流供电方式。接触网是在列车上部与受电弓接触的接触线，单相电的一线，还有一线是地，通过铁轨回去，形成回路。

为使电力系统三相尽可能平衡，接触网采用分段换相供电。为防止相间短路，必须在各独立供电区之间建立分相区，各相间用空气或绝缘子分割，这种就称为电分相。

电分相一般设置于交流电化线路的变电站附近、两交流变电站供电区域的分隔处，或交流与直流供电的交界处。简单说，电分相就是有一段接触网没有电。

二分相区的作用

我们的电网系统传输的是三相交流电，为了尽可能保证牵引变电所三相平衡运行，所以就要每隔大约50-60公里换一根不同相位的相线，主要有以下功能。

隔开两相不同相位的交流电源。
隔开两处不同电压的接触网（例如高铁接触网电压就要比普铁略高）。
隔开交流与直流接触网（国内不存在）。

此处插个小知识：铁路系统中的电是在国家电网取电，而国家电网供给的是三相电，当三相不平衡时会导致发电机运行不平稳，甚至导致整个电网的不稳定。

三如何过分相区

※过分相区的机车操作

当我们看见铁路边出现了“禁止双弓-T断-断”的牌子时候就说明机车要过分相了，这时在接触网杆的边上还会有一根馈电杆。

电力机车上安装有两台受电弓，正常运行时一般只升后弓，前弓备用（也有升前弓的情况）。当司机看到“禁止双弓”牌子的时候，需要确认单弓运行，功率手柄回零位，断开主断路器。

那么，为什么要禁止双弓呢？

这是因为，电力机车的两个受电弓之间是通的，假设某个分相的无电区小于机车两个弓之间的距离，那么一场灾难就会降临——相间短路。相当于之间导通两根相线，比导通零线威力还大，接触网和受电弓很可能之间熔掉。

为什么要断开主断路器功率手柄回零位呢？

因为这样可以保证防止电力机车因两区间电力相位不同而产生相位电位差，导致电力机车设备受损。

机车通过分相区后，会有一个“合”电标，司机此时合上主断路器，恢复功率手柄位置。

※列车过分相区如何供电

在分相区内，接触网不带电，列车主断路器打开，列车的牵引和车载供电不能由接触网供电。为了保证在过分相区时向车载电源的持续供电，必须维持对中间牵引电路的供电，在“驾驶”模式或者电制动情况下，可以转换为牵引系统中间电路的“直流环节电压保持”模式，即列车采取些许“制动”，而牵引电机则转为发电机状态，通过逆变器向中间牵引电路供电。简单说，其实就是列车依靠惯性冲过分相区，并且通过牵引电机将动能转变为电能。

※列车停在接触网分相无电区的处置

分相区大概长100米，短分相区长190米，这段接触网是没有电的，正常状态下是靠列车的惯性通过分相区，而发生意外时，列车可能会停在分相无电区。发生这种情况如何处理呢？

当至少还有一个受电弓可以取电时，采用换弓、退行闯分相等方式自救。

不具备自救条件，但具备向中性区远动送电时，司机在得到列车调度员“已向中性区远动送电准许升弓”的通知后，方可升弓驶出分相区，驶出分相区后通知列车调度员（车站值班员）恢复正常运行。这么说来，实际上中性区也是可以有电的，只是平时不带电而已。

不具备向中性区远动送电时，司机得到列车调度员发布邻线限速160km/h 及以下的调度命令口头指示的通知后，组织相关人员按规定对列车进行防护，并确认列车前、后方接触网无电区长度，向列车调度员报告；根据列车调度员提出的救援方案，做好救援有关工作，这时可以采取内燃机车拖动的方式进行救援。

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