![]() 很多朋友乘坐火车出行时可能会发现,列车有时会突然变得很安静,空调和照明虽然正常工作,但仿佛进入了静音走行模式,车窗外还时不时闪过“禁止双弓”牌子。这是什么情况? 这些都与电气化铁路供电系统中的电分段、电分相与电力禁停区概念有关,下面具体了解一下这些专业名词的含义。 ![]() 基本概念 电分段可以简单理解为接触网供电系统的“区域管理员”,它主要作用是通过在接触网中设置电气和结构上相互隔离的装置,将长距离的接触网划分成多个独立的供电区段。所以,将接触网从电气上分开的区段就叫电分段。 ![]() 为防止对电网造成严重的三相不平衡,电气化铁路会采用分相、分段式供电。电分相就是设置在两个不同相位供电臂之间的一段无电区,长度通常在200至900m。电力机车和动车组列车通过电分相,需要短暂断电惰行。 ![]() 电力禁停区不是一个独立技术装置,而是基于电分段结构划出的一块禁止电力机车和动车组停车的特殊区域,用于警告列车司机在此区域内禁止停车。 电分段与禁停区 电分段根据其作用方式可以分为横向电分段和纵向电分段。横向电分段用于站场各条接触网之间,纵向电分段用于线路接触网上。 ![]() 横向电分段是不同接触网线路之间的电分段,用于复线上下行股道向,车站车场各股道的接触网电分段。比较常见的横向电分段为电力机车禁停区和分段绝缘器,这两种都属于同相电分段。 ![]() 分段绝缘器和电力机车禁停区是将同一相供电单元的接触网分隔成几个独立的供电范围,为上下行电气分隔、站场供电、机务整备和货物装卸等提供作业条件。通过电分段的设置,当接触网检修或发生故障时能缩小停电范围,减少对运输的干扰。当电力机车(动车组)越过电分段时可以不间断供电,同时减少司机过电分段时的频繁操作。 ![]() 横向电分段的设置缺点是电力机车禁停区和分段绝缘器均只能实现同相电分段。当电力机车或动车组通过电力禁停区及分段绝缘器时,受电弓会直接短接两个供电单元,由于电分段两端电压并非完全相等,必然存在电压差,从而产生电流。若列车长时间停留于电分段,受电弓滑板将承受持续的电热作用,此时,受电弓滑板的电阻接近于零,根据欧姆定律,短接电流极大(趋于无穷大),发热量随之呈指数级增长,瞬间即可烧损接触网或引发变电所跳闸。这也就是为什么严禁动车组在电力禁停区和分段绝缘器停车的原因。 ![]() 铁路现场规定,动车组列车在动车所库门外停车等信号时,不能越过“动车组一度停车”标,这是因为库门外有分段绝缘器,防止不按规定停车时受电弓长时间短接分段绝缘器两供电单元。车站、动车所股道内也设置有分段绝缘器,当动车组通过分段绝缘器时可明显看见电弧(火花),在动车所某些股道可能还会发生主断(VCB)自动断开现象。 纵向电分段是接触网沿线路方向进行的电分段,例如沿线路方向各供电臂之间的电分段。比较常见的纵向电分段是绝缘器分相和锚段关节分相,下面结合电分相一起了解纵向电分段。 电分相 在交流牵引供电系统中,为了平衡电力系统的A、B、C各相负荷,一般要实行各相轮流供电,所以各相之间要进行分开,这称为电分相。 ![]() 高速铁路接触网电分相一般采用两断口、带中性段的空气绝缘间隙的锚段关节式分相。因此,设置电分相可以实现不同相电分段,绝缘锚段关节电分相在中性区和列车行进方向的锚段间设有隔离开关,在动车组停于无电区且和来车方向锚段间满足绝缘条件时,通过闭合GK(隔离)开关可使机车恢复供电开出无电区。中性锚段不带电,也不接地,列车通过时起到过渡作用。 ![]() 电分相的主要弊端在于列车通过时需要断电,既增加了司机操作负担,也可能导致部分动车组丧失恒速功能。在越区供电情况下,相邻两供电臂的所有列车必须停车降弓,因为此时GK隔离开关已闭合,中性线带电,后续列车通过分相时受电弓将直接短接不同相位的供电单元,从而可能引发烧网事故。若列车在长大上坡道控速过低或因故停车,还可能滞留在分相无电区内。 ![]() 以六跨锚段关节式分相为例,其中性区长度约190m,实际无电区仅22m。重联动车组若前车升后弓、后车升前弓,或动车组同时升双弓,两受电弓滑板便会通过中性线将A相与B相直接短接,极易烧毁接触网,这也是电分相区列车“禁止双弓”的原因。为提示列车驶离无电区后及时闭合主断路器、恢复牵引回路与接触网的电气连通,在电分相的出口端设有合电标。 ![]() 铁路现场规定,在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)。 电分段、电分相与电力禁停区并非很高深的专业术语,而是保障列车安全运行的重要手段。下次再看到铁路线路上的供电标志,你能讲出来它背后的原理吗? 学习业务知识了解铁路资讯请关注铁道知识局 (部分内容来源:铁路供电、火车模型吧、太原铁路) 戳阅读原文,了解更多知识和资讯! |
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