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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。
铁道通信信号RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION2020年3月第56卷第3期March 2020Vol. 56 No. 3动车组ATP 车载设备自动过分相问题分析研究陈曦 田密 张亮摘 要：针对装备ATP 车载设备的动车组，在现场运营中异常带电过分相问题，分别从ATP 侧和车辆侧进行分析.找出问题产生的原因并对后续如何避免该问题进行了相关探讨。
关键词：动车组；ATP 车载设备；自动过分相Abstract : To address the problem that an EMU with ATP may trigger on-site abnormalities inoperation when it is passing a neutral zone under the condition of being electrified , the causationof this problem is analyzed respectively on the side of ATP and on the side of vehicle and how toavoid such a problem in the future is explored.Key words ： EMU ； On-board ATP ； Passing a neutral zone automatically DOI ： 10. 13879/j. issnl000-745& 2020-03. 19573动车组车辆本身不带能源，所需能源由铁路附 近的牵引变电所将电流通过接触网传输给列车。
列车在长距离行驶过程中，接触网供电来自于不同的 变电所，两变电所接触网供电交接处会有一段无电 区即分相区。
为了保证列车安全通过分相区，动车组需具备自动过分相的功能，保证动车组安全惰行 通过无电区，而无需进行升降弓。
上海铁道增刊2019年第2期87电r uns动辺分ili目技朮月祈王波通号（长沙）轨道交通控制技术有限公司摘要保证重载高速列车顺利平稳通过电分相区段，对目前的接触网电分相及供电方式提出了新的要求。
通过从最初的自动过分相装置到目前的同相供电技术的基本原理及应用的梳理研究，为进一步应用提供参考。
关键词自动过分相装置；同相供电技术重载高速轨道交通，牵引供电一般均采用单相交流25kV电压等级供电，单一供电臂不能过长，一般不超过20 km（AT供电也不超过40km）,各个供电臂之间必须设置分相装置。
虽然分相装置技术不断进步，从最初的器件式向关节式发展.从最初的六跨式关节、七跨式,直到十一跨式，但所有关节都存在中性段问题，机车必须在经过中性段时进行断电通过。
这对机车的速度、分相设置的位置、相关的信号标识、司乘人员的精力、及其他辅助的设施等都提出了要求。
特别是重载列车，大坡度区段，曾经发生过列车停在中性区，请求救援的事件发生，给正常运输秩序带来很大的影响。
在市域铁路中，由于线路曲线半径较大、速度较慢，很容易发生机车停留在中性区的现象。
随着列车速度的提高，为了克服这些问题，采取了一系列技术措施。
1早期的自动过分相技术（装置）1.1地面自动转换电分相装置通过轨道电路来控制断路器S1、S2的断、合;保持中性段分别与A相段和B 相段同相,保证机车通过Fl、F2断口时,可以不断电通过（如图1所示）。
图1地面转换过电分相结构图1.2柱上式电分相自动转换装置和地面自动转换电分相原理基本相同，主要是在支柱的杆顶布置，省去了地面建设和空间，结构相对简单。
在设备和结构上是对称布置的，能够适应正反向行车要求。
1.3车上式过电分相自动转换装置主要是在店里机车控制室及电分相区域安装必要的装置和设备，以至于不需要人工干预而实现电力机车自动转换的电分相装置。
主要是地面感应器，车载感接收装置，主电路设备，控制设备等自动进行机车主断路器的断、合操作。
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。
关于和谐型电力机车过分相系统试验的思考尹梦迪摘要：和谐型电力机车过分相系统的功能验证，一直是机车试验的重点。
在这里通过了解过分相系统的工作原理，回顾两种和谐型电力机车过分相系统暴露的问题，分析故障原因，并就如何优化完善试验方法进行思考。
关键词:机车试运；性能检验；质量分析1 机车过分相系统介绍为了保证电力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，乘务员稍有疏忽就会产生拉电弧、烧分相绝缘器、烧接触网等现象，造成行车事故。
针对这种情况，后期全路机车安装自动过分相装置，其主要功能是当电力机车通过分相区前，自动分断主断路器，通过分相区后，自动闭合主断路器、从而实现电力机车通过分相区时操作的自动化。
1.1自动过分相系统工作原理自动过分相系统的车载部分由感应接受器（简称车感器）、自动过分相信号处理器和信号指示三部分组成，系统结构如下图1：过分相装置的地面部分包括四个地面磁感应器，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。
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。
机车过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、车感器和车感信号处理装置共同完成。
机车过分相的控制，由微机系统及机车控制回路完成。
机车运行至G1(G4)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的预告地面定位信号，信号处理器向微机系统发出过分相预告信号，微机根据此时机车运行速度，控制电机电流平稳下降到0，发出断‘主断’信号给控制电路，控制电路控制机车断主断（预告模式）；当G1(G4)信号失效时，机车运行至G2(G3)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的强迫地面定位信号，信号处理器向微机发出过分相强迫断信号，微机立即封锁电机电流输出，发出断‘主断’信号。
在正常接收到G1(G4)信号时G2(G3)信号（强迫断模式）不起作用。
机车通过无电区后，根据接收G3(G1)点，自动过分相信号处理器接收到感应接收器感应的合闸地面定位信号，则向微机送出合‘主断’ 信号，在正常接收G3(G1)信号时G4(G2)信号不起作用。
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。
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。
无车通过时，2台真空负荷开关均断开，中性段无电。
当机车从A相驶来达到CG1处时，真空负荷开关QF1闭合，中性段接触网由A相供电。
待机车进入中性段、到CG3处时，QF1分断，QF2随即迅速闭合，完成中性段的换向过程。
由于此时中性段已由B相供电，机车可以在不用任何附加操纵、负荷基本不变的条件下通过相分段。
待机车驶离CG4处后，QF2分断、装置回零。
反向来车时，由控制系统自动识别，控制2台真空负荷开关以相反顺序轮流闭合，采用这种方法过分相，断电时间约为0.1 s～0.15 s。
（二）地面感应磁钢自动过分相
1. 系统组成
系统组成包括以下设备：
（1）地面感应信号接收器（或称车感器）：基于电磁感应原理，感应接收线圈与地面感应器的磁场相结合，完成系统的定位识别。
（2）地面感应器：地面感应器是嵌入到轨枕里的永久磁铁。
（3）信号处理器：控制系统是由系统信号处理单元以及控制单元组成。
系统控制单元则由动车组的控制系统来实现，主要功能是采集由系统信号处理器输出的定位信息、动车组速度、司机指令、牵引电流、供电网压等相关机车信息，并根据接收到信号处理器输出的定位信息、动车组运行速度，确定控制牵引电流下降的速率和确定断开主断路器的位置。
通过分相区后，根据接收到信号处理器输出的定位信息，控制闭合主断路器和控制牵引电流平稳上升。
2. 工作原理
地面感应装置的具体布置图如图3所示：图中1#地面感应器为预告信号感应器，2#地面感应器为强迫感应信号感应器，3#为反向强迫感应信号感应器，4#为反向预告感应信号感应器。
地面感应信号接收器是安装在电力机车或动车组车体（如图4所示），通过感应地面感应装置完成列车定位和过分相动作触发，当电力机车通过电分相区时，地面感应信号接收器将感应一个幅值和宽度
与机车运行速度相对应的信号。
在通过分相区前，动车组地面感应过分相装置应能够在列车高速运行时通过装于列车上的感应接收器可靠地感应到地面定位磁感应器，并能把感应到的分相预告信号和强迫断开主断路器信号传送到自动过分相装置的信号处理器，信号处理器应能够根据接收到的信息给动车组车辆信息控制系统传送相应指令，指导动车组控制系统发出动车组卸载、惰行并断开主断路器的功能，以此达到安全通过接触网分相区的目的；通过分相区后，车载感应接收器能够通过接收地面定位磁感应器发出的信息向信号处理器发出分相区已通过的信息，信号处理单元把相应信息处理后向动车组控制系统传送相应指令，指导控制系统闭合主断路器并恢复负载，自动过分相装置复位，准备通过下一个分相区。
（三）车载设备自动过分相
1. 车载设备自动过分相指令
车载设备（ATP）主要是通过输出以下两路信号来控制过分相：一路是车载/磁钢选择信号（ATP/GFX），用以区分是由车载设备过分相系统（ATP）还是面感应过分相装置（GFX）来控制列车过分相；
一路用以驱动列车操纵过分相装置。
2. 对应CTCS等级的车载过分相
车载ATP系统存在CTCS2、CTCS3等级的ATP过分相控制方式，两种等级下过分相控制方式分别如下：
（1）运行等级为CTCS-3时
当车载设备运行等级为CTCS-3级时，ATP/GFX选择信号输出高电平（=“1”），此时由ATP控制列车过分相，列车收到该信号启动ATP控制过分相装置，ATP通过DMI向司机发出提示。
此时，牵引供电分相信息与列车行车许可一起由RBC提供给列车，车载设备不处理接收到的应答器提供的过分相信息。
当列车运行到距牵引供电分相区前一定距离时（行车许可已延伸到分相区时），RBC向列车发送前方分相区信息，包括：至分相区距离、分相区长度等。
车载设备接收到RBC传送的前方被激活的分相区信息后，实时监督列车运行速度及位置，并进行如下操作：
当列车前端距分相区还有13秒（A点）走行距离时，车载DMI
显示列车通过前方分相区；
当列车前端距分相区还有3秒（B点）走行距离时，车载设备通过1组继电器接点或MVB（=“1”）条件，触发列车相关过分相操作。
当列车前端越过分相区一定距离（车头距离工作受电弓的距离）（E点）后，车载设备取消原触发列车相关过分相的操作。
详细的过分相过程如图5所示。
（2）运行等级为CTCS-2时
当车载设备运行等级为CTCS-2级时，ATP/GFX选择信号平常状态输出低电平。
牵引供电分相信息与列车行车许可一起由应答器提供给列车。
当列车运行到距牵引供电分相区前一定距离时（行车许可已延伸到分相区时），在分相区前相应的两组应答器分别向列车发送分相区信息，包括：至分相区距离、分相区长度等。
车载设备接收到应答器传送的前方被激活的分相区信息后，ATP/GFX选择信号输出高电平（=“1”），此时由ATP控制列车自动过分相。
ATP实时监督列车运行速度及位置，并进行以上相同于CTCS-3
级的操作，不同之处在于在列车前段端越过分相区一定距离后，必须取消ATP/GFX选择信号。
详细的过分相过程如图6所示。
二、三种自动过分相方式对比
地面自动过分相、地面磁钢感应自动过分相、车载设备自动过分相系统的优缺点对比如下：
（一）地面自动过分相
优点：车辆在通过中性区时，由安装于地面的真空开关进行切换，会导致车辆短时失电，但失电时间很短且与分相区长度无关。
缺点：由于动车组是被动地断开电源，在真空开关断开时以及再次另一相真空开关合闸时，可能在中性区接触网上会引发操作过电压产生，不仅会直接造成接触网烧伤断线，牵引变电所馈线断路器跳闸，中断供电和运输，而且容易引起车顶过电压保护设备动作，车上变压器损坏，直接威胁牵引供电系统和车辆的安全运行。
（二）地面磁钢感应自动过分相
优点：很好地解决了地面自动过分相存在的弊端，采用车辆主动卸载，然后断开主断路由的主动断开电源的自动过分相装置。
缺点：由于地面磁钢位置已经埋设固定，无法更改，而车辆在进入分相区前断开主断路由需要一定的动作时间，这样地面磁钢的位置以及主断路由的动作时间就限制了车辆的速度不能超过一定限值，如果车辆速度超过限制，则会导致车辆带电冲进分相区，导致弓网拉弧等危害；而且失电时间与分相区长度有关，分相区长度越长，失电时间也越长。
（三）车载设备自动过分相
优点：车载设备自动过分相综合考虑了主断动作时间、车辆运行速度以及与分相区的距离因素，避免了地面磁钢感应自动过分相的弊端，且为主动断开电源，也解决了地面自动过分相系统的缺点。
缺点：失电时间与分相区长度有关，分相区长度越长，失电时间也越长。
三、建议
综合以上论述，目前在满足ATP运营要求的CTCS2、CTCS3线路区段，可以采用车载设备自动过分相的方式进行过分相，同时，将地面磁钢感应自动过分相方式作为车载设备自动过分相方式的一种冗
余备用，在车载设备故障或者地面不满足ATP系统CTCS2、CTCS3运营要求时，可直接采用地面磁钢感应进行车辆自动过分相；但是从车辆运营角度长远考虑，最优过分相方式还是车辆失电时间最短、对车辆速度影响最小的地面过分相，故建议继续深化研究地面过分相在两分相区切换时所造成的过电压以及谐波振荡的解决方案。
[参考文献]
[1]姚孝刚.自动过分相系统设计与改进[J].机车电传动，2009，（4）.
[2]李官军，冯晓云. 高速动车组自动过分相功能检测系统研制与仿真[J].电工技术学报，2007，（7）.
[3]林磊.自动分相装置试验的浅析[J].电气化铁道，1998，（3）.
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