车辆自动过分相系统研究

成铁科技2019年第1期CRH380A统型动车组自动过分相原理和故障应急处置分析1薇王薇：成都局集团公司成都动车段助理工程师联系电话：864-85604摘要本文对CRH380A动车组自动过分相原理和相关故障进行分析，希望能为机械师和应急指挥在相关故障处置中提供依据，减小对运输秩序的影响。

关键词自动过分相ATP磁钢应急处置1自动过分相工作原理300公里等级动车组自动过分相有两种方式: ATP自动过分相和车辆自动过分相（磁钢过分相）。

正常运行中优先采用ATP自动过分相，其次是车辆自动过分相。

两者均不能自动过分相时，司机采用手动过分相。

CRH380A型动车组使用的是GFX-3AS自动过分相系统，GFX-3AS主机位于04车和06车。

GFX-3AS系统与受电弓关联，受电弓升起所在车的GFX-3AS主机处于工作状态。

如下图1（自动过分相原理图）所示，ATP/ GFX过分相选择信号（M615）为OFF时，MON屏蔽ATP过分相信号（M614）,按照GFX（M611/ M612）信号执行过分相。

ATP/GFX过分相选择信号（M615）为ON时，MON屏蔽GKX过分相信号（M611/M612）,按照M614信号执行过分相。

图1自动过分相原理图如下图2（信号传送图）所示，ATP输出M615线为过分相选择信号线，当M615输出低电平时为磁钢过分相；当M615输出高电平时为ATP过分相,ATP过分相时M615、M614为持续输出信号。

M614/M615为ATP发送给中央的信号。

中央将接受的信号发送至环网，各终端均可获得此信号。

图2信号传送图1.1ATP自动过分相原理ATP过分相控制原理（短编组）：当ATP发出进分相指令时，中央装置检测到M615为高电平、M614为上升沿时将进分相命令发至环网，由各终端接受指令控制过分相，终端装置封锁牵引指令（9号线），Is后断开全列VCB；当ATP发出出分相指令时，中央装置检测到M615为高电平、M614为下降沿时将出分相指令发至环网，由各终端装置控制闭合全列VCB,5s后解除牵引封锁指令，根据牵引手柄档位施加相应牵引。

文章编号：１００８－７８４２（２０２０）０２－００８２－０４犆犚犎１型动车组自动过分相故障控制措施研究陈秉航（中国铁路南昌集团有限公司　福州动车段，福州３５０００１）摘　要　分析引发ＣＲＨ１型动车组自动过分相故障５方面原因。

通过分析３起运营故障现象，揭示动车组检修质量原因导致的自动过分相异常情况以及因动车组跨速度等级线路运行暴露出的动车组软件参数缺陷，针对性提出运营控制措施和参数优化建议。

关键词　ＣＲＨ１型动车组；自动过分相故障；检修质量；针对性措施中图分类号：Ｕ２２３．６ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－７８４２．２０２０．０２．１８ 随着高铁路网不断扩充，动车组列车运行交路更加密集，列车跨等级线路运行更加普遍，因线路固定设备原因及动车组设备原因导致的列车过分相故障多发，文中收集分析福州动车段近５年来ＣＲＨ１型动车组自动过分相故障数据，通过深入分析，查找故障控制措施。

１　犆犚犎１型动车组自动过分相控制机理１．１　动车组过分相工作过程动车组运行牵引供电采用单相工频交流供电方式，为保证电力系统三相供电平衡，接触网采用分相段供电方式，相段间建立分相区实施绝缘间隔。

列车在分相区内采用断电惰行方式运行。

动车组通过分相区时，接收到地面（磁钢）位置信号后自动过分相系统根据当时列车速度、位置自动平滑地降低牵引电流、分断主断路器，通过分相区后，自动闭合主断路器、控制牵引电流平滑上升。

１．２　接触网分相区地面定位方式速度为２５０ｋｍ／ｈ以下线路规定：犪＝３５ｍ，犫＝１７０ｍ；速度为２５０ｋｍ／ｈ以上线路规定：犪＝３６０ｍ，犫＝１４０ｍ。

动车组到达Ｇ１处收到地面磁钢信号作为过分相的预告信号，此时主断路器断开。

通过分相区，列车到达Ｇ３处收到磁钢信号作为恢复信号，动车组主断闭合。

（图中Ｇ２、Ｇ４磁钢为备用磁钢，Ｇ１、Ｇ３号失效时备份使用）图１　２５０犽犿／犺以下线路地面感应器埋设参考图１．３　ＣＲＨ１型动车组过分相逻辑关系图２、图３揭示动车组在分相区运行期间列车运行控制系统对自动过分相信号逻辑控制原理。

车辆自动过分相系统研究车辆自动过分相系统研究[摘要] 文章根据线路环境、主断断开方式及控制方式，描述了三种自动过分相方式的组成及控制原理，分析三种自动过分相的优缺点，并就目前动车组的自动过分相控制方式提出建议。

[关键词] 自动过分相；地面自动过分相；地面感应磁钢过分相；车载设备自动过分相[作者简介] 倪大勇，南车青岛四方机车车辆股份有限公司工程师，研究方向：机车车辆通信信号，山东青岛，266111；于伟凯，南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛，266111 [中图分类号] U260.36 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2013）01-0045-0004接触网是为电力机车或电动车组提供电能的特有供电线路，是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。

我国电气化铁路采用工频单相交流制供电，为了减小单相电力牵引负荷对电力系统造成的不良影响，牵引变电所的各供电臂需换相供电，如图1所示。

图中A、B、C分别指牵引变压器输出的A、B、C三相电。

在普速接触网中，电力机车过分相是由司机根据地面指示标志，手动降弓通过接触网分相绝缘区的。

而在高速运行中，靠司机手动降弓过分相是不可靠、不安全、不现实的；在高速电气化铁路中，为了提高过分相的安全性、可靠性并最大限度地减少动能损失，通常采用自动过分相方式来代替手动方式过分相。

目前车辆自动过分相主要有地面自动过分相、地面感应磁钢自动过分相、车载设备自动过分相三种形式。

一、自动过分相（一）地面自动过分相地面过分相的工作原理见图2。

在接触网分相处嵌入一个中性段，其两端分别由绝缘器JY1、JY2与二相接触网绝缘。

JY1、JY2不采用一般的由绝缘物构成的分相绝缘器，而采用锚段关节结构，以保证受电弓滑过时能连续受流。

2台真空负荷开关QF1、QF2分别跨接在JY1、JY2上，使接触网两相能通过它们向中性段供电。

在线路边设置4台无绝缘轨道电路CG1～CG4作为机车位置传感器。

严云升　1940年生,1962年毕业于上海交通大学电力机车专业,高级工程师(教授级),主持了国产电力机车微机控制系统的开发设计工作。

综述与评论 电力机车自动过分相方案的探讨株洲电力机车研究所(株洲412001) 严云升摘　要:介绍了3种自动过分相方案的工作原理及实际应用情况,分析了它们各自的优点和缺点,并建议在准高速和高速电气化线路上采用第3种方案,即车上自动控制断电方案。

关键词:电力机车　接触网　电分相　供电死区　中性段　自动过分相收稿日期:1999206223 为使电力系统三相负荷尽可能平衡,电气化铁道的接触网采用分段换相供电。

为防止相间短路,各相间用空气或绝缘物分割,称为电分相。

国内接触网上每隔20km ～25km 就有一长约30m 的供电死区。

在此无电区外一定距离处设有“断”、“合”提示牌,电力机车通过时须退级、关闭辅助机组、断开主断路器,惰行通过无电区后再逐项恢复,这样受电弓是在无电流情况下进出分相区的,从而保证了受电弓和接触网的寿命。

但这样操作,一方面影响了行车速度,另一方面增加了司机的劳动强度,操作稍有疏忽就会拉电弧烧分相绝缘器。

对准高速、高速线路,每小时就要过10多个分相区,靠司机操作实属困难。

对高坡重载区段,手动过分相会引起列车大幅降速,延长咽喉区段的运行时间,降低线路运能。

因此必须考虑列车自动过分相的方案,及早取消司机的手动过分相操作。

国外仅有少数国家研究和采用自动过分相装置,其技术方案基本上有3种:地面开关自动切换方案,柱上开关自动断电方案,车上自动控制断电方案。

下面将对这3种方案进行介绍、分析和比较。

1　地面开关自动切换方案这种方案国际上以日本为代表,解决了东海道新干线上高速列车自动过分相的难题。

国内郑州铁路局西安科研所在咸阳附近对这种方案进行了研究和试验。

这种方案的工作原理见图1。

在接触网分相处嵌入一个中性段,其两端分别由绝缘器JY 1、JY 2与二相接触网绝缘。

JY 1、JY 2不采用一般的由绝缘物构成的分相绝缘器,而采用锚段关节结构,以保证受电弓滑过时能连续受流。

车辆自动过分相(磁钢过分相)英文回答：Vehicle automatic phase separation (magnetic steel phase separation) is a technology that is used to ensure the proper functioning of the vehicle's engine and transmission system. It is a process in which the vehicle's onboard computer system monitors and adjusts the timing and distribution of the ignition spark to the engine cylinders and the fuel injection to the engine, in order to optimize the performance and fuel efficiency of the vehicle.This technology is achieved through the use of sensors and actuators that are connected to the vehicle's engine and transmission system. The sensors monitor various parameters such as engine speed, throttle position, air and fuel flow, and temperature, while the actuators adjust the timing and distribution of the ignition spark and fuel injection based on the data received from the sensors.The automatic phase separation technology ensures that the engine operates at its peak performance level under all driving conditions, whether it is idling, cruising, or accelerating. It also helps to reduce emissions and improve fuel economy by ensuring that the engine is running at its most efficient state at all times.In addition, the magnetic steel phase separation technology also helps to protect the engine from damage and wear by preventing knocking and pre-ignition, which can occur when the timing and distribution of the ignition spark and fuel injection are not properly synchronized.Overall, vehicle automatic phase separation (magnetic steel phase separation) is a crucial technology that contributes to the overall performance, efficiency, and longevity of the vehicle's engine and transmission system.中文回答：车辆自动过分相（磁钢过分相）是一种技术，用于确保车辆的发动机和变速器系统的正常运行。

浅析城际动车组自动过分相原理及典型故障分析处理摘要：本文介绍某项目160km/h城际动车组自动过分相的工作原理，通过典型故障分析处理，为排查过分相失败故障提供思路及方法。

关键词：自动过分相；工作原理；典型故障分析处理；引言：随着动车组速度的不断提高，动车组在一个分相区内的运行时间减少，如再采用传统的手动过分相区的方法，司机每隔十几分钟就需要进行一遍复杂的过分相操作（如：手柄退级、关闭辅助机组、断开主断路器，通过分相区后又要合主断路器、开启辅助机组、手柄进级）。

这样不仅增加了司机的劳动强度，而且也大大增加了出现误操作造成事故的概率，对动车组运行速度也有较大影响。

因此，必须采用不需要人为操作的自动过分相控制系统。

动车组长距离行驶过程中，接触网供电会来自不同的变电所。

两变电所接触网供电交接处会有一段无电区。

自动过分相能够保证动车组安全惰行通过无电区，而无需进行升降弓。

一、自动过分相系统简介某城际动车组磁感应自动过分相采用XGZ-C型自动过分相控制系统。

该系统主要由地面铺设的磁钢以及动车组上安装的车载感应器、主机、硬线电路组成。

其主要功能是当车辆通过分相区时，通过磁感应器感应轨道两侧地面磁信号获取分相区区位置后系统发出相应的控制信号，使机车控制系统根据当时机车速度、位置，自动平滑降牵引电流、断辅助机组和分断主断路器。

通过分相区后，自动闭合主断路器、闭合辅助机组和控制牵引电流平滑上升，从而实现动车组通过分相区时的自动化操作，大大减轻司机的工作强度。

某城际动车组过分相示意图如图1所示图1某城际动车组自动过分相示意图二、动车组磁感应过分相工作原理动车组通过地面感应定位信号确定动车组与分相点的相对位置。

地面定位和动车组感应信号分别采用斜对称埋设和备份方式接收。

预先根据要求在每个分相区前后方分别埋设2个地感器，前方轨道右侧为G1，左侧为G2；后方轨道右侧为G3，左侧为G4。

如图2所示。

图2地感器示意图根据图3所示过分相电气原理图分析，当动车组I端向前工况且沿图2箭头方向运行至G1地感器时，T2收到地面感应信号，经过分相主机内部PLC模块处理后输出DC110V 1s预告信号给动车组，动车组卸载并分主断；动车组运行至G2地感器时，T1收到地面感应信号，经过分相主机内部PLC模块处理后通过=21-A202-X1:14点输出输出DC110V 1s，E22_01过分相强迫信号给动车组，动车组立即断主断；此时过分相指示灯=21-S103亮，HMI并给司机信息提示自动过分相进入，动车组惰性通过分相区到达G3地感器时，T2再次收到地面感应信号，经分相主机内部PLC模块处理后通过=21-A202-X1:13输出DC110V 1s，E22_00过分相预告/恢复信号给动车组，动车组恢复工况到G1状况主断自动闭合，此时过分相指示灯=21-S103灭，HMI并给司机信息提示自动过分相通过，动车组运行至G4地感器时，T1再次收到地面感应信号，若此时恢复信号已发，则不对动车组输出恢复信号，若G3接收失效，则发送恢复信号给动车组。

关于电力机车过分相问题的探讨0引言为使电力系统三相负荷尽可能平衡,电气化铁道的接触网采用分段换相供电。

为防止相间短路,在不同相供电臂之间的连接处用绝缘装置分割,形成了二个供电臂之间绝缘分割区域,称为分相区。

电力机车在进入分相区前,通过人控(司机操作)或机控(设备控制)2种方法,切断机车用电负载,使电力机车受电弓在无电流情况下滑行通过分相区后,再恢复机车用电负载。

上述人控和机控的2种过分相操作方法,由于受操作者可能存在的失误和设备故障失控,带电过分相的现象还难以杜绝,而一旦发生,轻则受电弓、分相装置受损,严重时造成接触网烧损,中断铁路运输,给电气化铁路行车安全构成严重威胁。

因此,研究和完善过分相的设备改进方案,强化配套的管理工作,提升电力机车过分相的可靠性成为十分重要的课题。

1过分相装置原理简述目前国内外研究和采用的自动过分相装置,技术方案有3种：即地面开关自动切换方案,柱上开关自动断电方案,车上自动控制断电方案。

1)地面开关自动切换方案日本新干线采用地面开关自动切换过分相方案。

在接触网分相处设置一个中性区段,两端分别由绝缘器F1、F2与二相接触网绝缘,一般采用锚段关节结构,以保证受电弓滑过时能连续受流。

2台真空断路器S1、S2分别跨接在接触网两相上并能通过它们向中性区段供电,在无机车通过时,S1闭合、S2断开。

钢轨两侧设置4个机车位置感应器CG1~CG4(或利用轨道电路实现位置检测),当机车驶入CG1点时,机车自然由A相供电;当机车驶入CG2点,但还未到CG3点时,控制电路使断路器S1断开,S2闭合,此时中性段由B相供电;当机车驶出CG4点时,控制电路使S1闭合,S2断开,恢复到没机车时的状态。

机车反向通过分相区时CG1~CG4发出相反顺序动作。

工程实施要考虑设备在线检修备份等因素并设置分区所,实际方案较以上复杂得多。

这种过分相方案断电时间约0.1~0.15s,其优点是：接触网无供电死区,无需司机操作,车上主断路器无须动作,自动换向时接触网中性段瞬间断电时间短,可适用于不同机车速度;缺点是：过分相后合闸的电流冲击较大,建造和运行维护费用很高。

第二节 工作原理本系统是基于免维护地面定位技术的车载自动过分相控制系统。

机车通过感应地面定位信号确定机车与分相点的相对位置，地面定位和机车感应信号分别采用斜对称埋设和备份接收，以保证自动过分相的安全和可靠。

图5 地面感应器的埋设方式如图5所示，预先根据要求在每个分相区前后分别埋设两个地面感应器。

以机车Ⅰ端向前运行为例，安装在机车Ⅰ端左侧的感应接收器设为1号，右侧设为2号，Ⅱ端左侧的感应接收器设为3号，右侧设为4号(如图6所示)。

图6 地面感应接收器在机车上安装位置示意图机车按图5箭头方向运行在通过地面磁性感应器时，T2号或T4号感应接收器接收到车位定位信号(G1感应器信号)，控制装置记录机车即时速度V ，控制装置根据速度计算出延时时间t ，t=170m/v-t 0，t 0时间包括司机指令回零时间、各辅助机组断开时间、劈相机断开时间和主断路器断开时间。

同时，司机台的过分相指示灯亮，表示控制装置已接收到分相点前车位定位信号，控制装置开始进行自动过分相控制。

经过延时t 后，控制装置分别执行司机指令回零，通风机、压缩机和劈相机断开动作，最后执行主断路器断开动作。

机车无负荷通过分相区间后，如控制装置的任何一个感应接收器接收到车位定位信号，表明机车已通过分相区间，控制装置分别执行主断路器闭合，启动劈相机、压缩机和通风机，最 T3 T1Ⅱ端端T4 T2后恢复司机指令。

机车恢复原有状态。

司机台的过分相指示灯熄灭，表明控制装置已完成自动过分相控制。

在某些特殊情况下，如：地面感应器丢失、感应接收器故障或信号线断等原因。

控制装置的T2号或T4号感应接收器接收不到车位定位信号。

控制装置的T1号或T3号感应接收器接收到车位定位信号(G2感应器信号)，司机台的指示信号灯亮，表示控制装置已接收到车位定位信号，控制装置立即执行司机指令回零，通风机、压缩机、劈相机和主断路器断开动作。

2.1感应接收器自动过分相的关键技术是定位，定位是否准确是系统准确性和可靠性的关键。

自动过分相系统组成及功能企业名称：姓名考评职业：自动过分相系统组成及功能摘要：高速重载是中国铁路的发展方向。

随着列车运行速度的提高和电气化铁路运营里程的不断延长，对机车车辆安全运行标准的要求也越来越高，因此电力机车安全、准确、可靠地通过分相区间也越来越引起大家的关注。

关键词：自动过分相系统、地面感应信号接收器、信号处理器1.引言在铁道电气化牵引区段，牵引供电采用单相工频交流供电方式。

为使电力系统的三相供电负荷平衡和提高电网的利用率，电气化铁路的供电接触网采用分相段供电，各分相段采用长度不等的绝缘间隔（即分相区间），电力机车通过分相区间必须断电惰行。

为了保证电力机车安全通过分相区间，在分相区前、后30m 线路左侧设置断、合标志牌，以提示乘务员操纵机车安全通过分相区。

长期以来断电运行均由乘务员操作完成，提前断电和滞后合闸的操纵现象屡见不鲜。

由于列车无电运行时间较长，列车速度损失较大。

同时，随着列车运行速度的提高，特别是在准高速、高速线路上，每小时通过多个分相区，手动操纵过于频繁，对运行安全极为不利，乘务员稍有疏忽就会产生拉电弧、烧分相绝缘器等现象，由此引起变电所跳闸，中断供电，造成行车事故。

为了适应铁路提速和高速发展的需要以及保证电气化铁路的安全运行，自动过分相系统具有很重要的作用，因此GFX－3A型自动过分相系统在高速铁路上得到了广泛应用。

2.系统组成2.1 系统组成系统由感应接受器（简称车感器）和自动过分相信号处理器两部分组成，系统结构如下图1：图 1 车载自动过分相系统结构图2.2 系统外观图2 自动过分相信号处理器图图3 车感器安装图3. 工作原理本系统是基于免维护地面定位技术的车载自动过分相控制系统。

动车组通过感应地面定位信号确定与分相点的相对位置，地面定位和感应信号分别采用斜对称埋设和备份接收，以保证自动过分相的安全和可靠。

图5 地面感应器的埋设方式如图5所示，预先根据要求在每个分相区前后分别埋设两个地面感应器。

列控atp自动过分相列控ATP自动过分相随着科技的不断发展，轨道交通的安全性和效率得到了极大的提高，其中一项重要的技术就是列控ATP系统。

ATP系统是自动列车保护系统的缩写，它通过了解运行的列车信息，并与信号系统和车载设备进行交互，实现自动列车控制和保护功能。

而列控ATP系统中的自动过分相功能更是为行车安全和效率作出了巨大贡献。

自动过分相是列车在运行过程中的一个关键环节，它能够自动地调整列车的运行速度，确保列车在经过限速区域时以合适的速度通过。

通过准确的列车位置信息和运行计划，ATP系统可以提前计算出列车在不同区域的运行速度，并将这些信息传达给列车驾驶员和信号系统。

首先，自动过分相功能可以提高列车的行车安全性。

在传统的人工驾驶模式下，驾驶员需要凭借经验和记忆来控制列车的运行速度，容易受到人为因素的影响，导致速度不稳定、超速或者过分相速度不准确等问题。

而ATP系统的自动过分相功能能够根据实时的列车位置和运行计划，自动调整列车速度，确保列车在进入限速区域时以合适的速度通过，降低了事故的发生概率。

其次，自动过分相功能可以提高列车的运行效率。

在传统的人工驾驶模式下，驾驶员需要凭借经验和记忆来控制列车的速度，容易出现速度波动，从而降低了列车的平均运行速度。

而ATP系统的自动过分相功能能够根据列车位置、限速区域和运行计划等信息，实时地计算出列车的最佳速度，并将速度信息传递给列车驾驶员和信号系统，确保列车以最佳速度平稳地通过限速区域，提高了列车的运行效率和时刻表的准确性。

再次，自动过分相功能可以减少人为操作对列车的影响。

在传统的人工驾驶模式下，驾驶员需要凭借经验和记忆来控制列车的速度，容易受到疲劳、疏忽或者其它因素的影响，从而导致速度不准确或者忽略限速区域。

而ATP系统的自动过分相功能能够根据实时的列车位置和运行计划，自动地调整列车速度，减少了人为操作对列车的影响，保证了列车的运行安全和稳定性。

综上所述，列控ATP系统中的自动过分相功能对于提高列车的行车安全性和运行效率具有重要意义。

动力集中型动车组自动过分相控制策略研究发表时间：2020-12-28T05:10:20.247Z 来源：《防护工程》2020年27期作者：王德民刘艳龙杨天奇[导读] 本文阐述了动力集中型动车组2种不同自动过分相控制策略，并对每种控制策略及控制逻辑实现进行了研究分析。

动力集中型动车组过分相策略分为同时过分相模式和独立过分相模式，两种自动过分相模式都可实现自动过分相。

两种自动过分相模式为动力集中型动车组在过分相时提供了更多选择，可缩短动车组到无电区断主断距离，为动车组在过分相期间提供更多动力，保证动力集中型动车组安全通过分相区。

王德民刘艳龙杨天奇中车大连电力牵引研发中心有限公司辽宁大连 116052摘要：本文阐述了动力集中型动车组2种不同自动过分相控制策略，并对每种控制策略及控制逻辑实现进行了研究分析。

动力集中型动车组过分相策略分为同时过分相模式和独立过分相模式，两种自动过分相模式都可实现自动过分相。

两种自动过分相模式为动力集中型动车组在过分相时提供了更多选择，可缩短动车组到无电区断主断距离，为动车组在过分相期间提供更多动力，保证动力集中型动车组安全通过分相区。

关键词：动力集中型动车组；同时过分相模式；独立过分相模式；1、概述分相区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。

由于分相区两端供电相位不同，动车组在行驶过程中经过分相区时需要断开高压，避免车辆高压设备损害。

具有自动过分相功能的动车组可以在分相区前后自动实现主断的分断和闭合，够保证动车组安全惰行通过无电区，而无需人工操作。

动力集中型动车组是一款新型动车组，不同于动力分散动车的是可以采用灵活编组方式，编组方式分为短编组和长编组两种方式。

短编组为1动+7拖+1控，如图1所示，短编组允许重联运行；长编组为1动+18拖+1动，如图2所示，长编组不允许重联运行，由于长编组和短编重联长度已经接近运用的最大长度以及整列结构特殊性，动车组在自动过分相过程中较其他动车组或机车车辆也提出更多的需求。