中国标准动车组过分相系统原理及应用

中国标准动车组过分相系统原理及应用
作者：侯俊腾
来源：《中国科技博览》2018年第32期
[摘要]本文针对标准动车组自动过分相信号处理器、车载感应器、车载感应器插头和插座、信号处理器用20芯插头进行简介，并概述了标准动车组过分相系统的基本工作原理及过分相系统在动车组运行中的工作逻辑，最后？讲解了日常对过分相装置的检修及故障诊断、处理。

[关键词]自动过分相系统；信号处理器；车载感应器
中图分类号：TS205 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0268-02
1 标准动车组自动过分相系统组成概述
因变电所提供的电力相位不同，所以在变电所与变电所之间的接触网中设置无电压区间。

为了防止机车辆设备的损坏，车辆以惯性方式通过该无电压区间。

即在进入无电压区间前，停止牵引，断开真空断路器，依靠惯性在无电压区间行驶，待驶出无电压区间后，接入真空断路器，再进行牵引行驶。

动车组对此是自动进行控制的，故配置了过分相自动检测系统。

动车组通过中性区示意图如图1：
标准动车组在03、06车各装有一套过分相处理系统，每套自动过分相系统主要包括自动过分相信号处理器、车载感应器、车载感应器插头和插座、信号处理器用20芯插头。

1.1 自动过分相信号处理器
信号处理器由机箱、电源滤波器、可编程逻辑控制器、接口电路板、20芯插座等组成，主要应用于采集车感器接收的定位信号，根据动车组运行方向，处理相应的信息并发出相关的指令信号。

信号处理器外部接口信号处理器通过采用三螺旋槽结构的卡口快速连接。

每台设备配置了2个电连接器，分别标记为X1、X2。

X1连接器用于接收车感器感应信号输入，X2连接器用于供电输入、接收动车组运行方向信号、输出分相指令信号。

结构爆炸图如图2，表1：
1.2 车载感应器
车感器由感应接收器体、尼龙护管、橡胶护管、卡箍等组成，对于动力分散的动车组，在动车组安装四个车感器（T1、T2、T3、T4）用于接受线路上的定位信号，其中两个装在右边
用于感应右侧地面信号，另两个装在左边用于感应左侧地面信号，车感器前后相互备份。

车感器感应信号传输接口采用浩亭系列五芯电连接器，连接器位于车感器引出电缆末端。

1.3 转换插座
转换插座由插座外壳、插孔、接触体组成，每个车感器配套一个转换插座用于传输车感器感应的地面信号。

1.4 20芯航空插头
20芯插头由外壳及插孔组成，主要用于车载感应器接收到的信号的输入及输出。

2 标准动车组过分相系统基本工作原理
标准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。

如图3所示，车载感应器通过无线感应到轨道旁地面定点设备产生信号，发送给信号处理器，信号处理器经过逻辑处理后向列车控制系统发出指导通过中性区信号。

过分相系统分别安装在03车与06号车上。

通常由装有受电弓的车辆的过分相检测装置自动进行动作。

线路上地面信号发生器的位置通过车载信号接收器接收，其中车载信号接收器中的2个（T2及T4）设置在右侧与G1、G3相对应，其他2个设置在左侧与地面定位信号G2、G4相对应，但T1、T3或T2、T4都是作为双重系统使用的。

车载信号接收器采用前后互联方式，另在车上装有1台信号处理器，对T1、T2、T3、T4车载信号接收器接收的信号进行处理，并向动车组控制系统传输4种信号。

接收到的信号由过分相检测装置进行信号处理并向动车组控制系统传输预告信号、强制中断信号、故障信号及工作信号的4种信号。

前进方向先头车辆的信号处理器是根据动车组的前进信号进行动作的，首先由前进方向先头车辆的信号接收器T2（及T4）接收G1所发出的信号并传至信号处理器。

接着，由信号处理器向动车组控制系统发送预告信号，动车组立即停止牵引行驶（牵引或再生制动），断开真空断路器。

若动车组到达G1点时没有接收到G1所发出的信号。

动车组到达G2点时，6号车的传感器T1（及T3）则将从G2接收的信号传至信号处理器，由信号处理器将强制信号传至动车组控制系统，当无预告信号接收到强制信号的场合，则指令真空断路器立即断开。

动车组到达G3点时，6号车的传感器T2（及T4）则将从G3接收的信号传至信号处理器，由信号处理器通过预告电路向动车组控制系统传输恢复信号，动车组则闭合真空断路器恢复到G1以前的状况。

在朝该方向行进时，信号处理器将无视G4的信号，信号处理器在通过G4点后则自动进行复位并进入下一个过分相通过进程。

接收到工作信号的故障信息时，则在车辆信息控制装置内记录故障信息，同时故障指示灯点亮。

整个过分相流程示意如图4：
3 标准动车组自动过分相系统日常维护及故障处理
3.1 自动过分相系统日常维护
（1）检查车载感应器有无丢失、损坏，连接电缆、护套有无断裂破损。

检查各车载感应器及安装支架的紧固状况，各紧固件安装螺栓无松动，断裂现象。

（2）检查信号处理器紧固状况，各紧固件安装螺栓不得松动，断裂。

20芯航空插头、插座的连接状况良好，接触良好。

（3）检查转换插座连接紧固无丢失、损坏现象，插座接触良好，紧固牢靠。

（4）检查20芯航空插头应处于外观、紧固良好，接触体应无折损、熔损等不良现象，接触体安装牢固，无缩针现象。

3.2 自动过分相系统故障处理
当动车组在运行过程中出现自动过分相系统故障时，应立即隔离自动过分相系统，动车组采用其它方式进行过分相，保证动车组的运行。

3.2.1 断电应急预案
当动车组在运行过程中出现自动过分相系统工作信号无输出时，应立即隔离自动过分相系统，动车组采用ATP过分相和手动过分相进行过分相，保证动车组的运行。

3.2.2 方向信号错误应急预案
当动车组在运行过程中出现自动过分相系统无动车组方向信号输入时或输入信号同时为高情况，应立即隔离自动过分相系统，动车组采用ATP过分相和手动过分相进行过分相，保证动车组的运行。

3.2.3 ATP过分相和手动过分相
手动过分相为司机操作手动过分相按钮，进行手动过分相控制，手动过分相具有最高优先级，任何时候都可以操作，操作后网络立即屏蔽磁钢过分相和ATP过分相信号，之前向TCU 发送的过分相信号继续维持，并通过VCB断开输出继电器断开真空断路器，过完分相区后，网络撤销过分相信号，同时通过VCB闭合输出继电器闭合真空断路器，恢复之前的牵引束过分相。

ATP过分相的信号由主控车采集，在主控车进行过分相控制，分相区前，网络检测到[ATP过分相]信号为高电平时，网络控制开始ATP过分相，封锁牵引指令，向所有TCU发送
过分相信号，延迟800ms后，发出过分相断主断信号；在ATP过分相过程中，网络检测到以下条件结束ATP过分相控制：
（1）网络检测到[ATP过分相]信号为低电平，立即退出；
（2）在ATP过分相过程中，网络检测到[手动过分相开关]信号为高电平时，网络ATP过分相控制切换到手动过分相控制，屏蔽[ATP过分相]信号，切换过程中网络不恢复牵引指令，也不输出闭合主断指令。

4 总结
本论文对中国标准动车组自动过分相系统的设备组成、工作原理及日常维护、故障处理方面进行了讲解，突出了自动过分相系统在标准动车组运行中的关键作用。

参考文献
[1] 郭育华，连级三，张昆仑.自动过分相对电力机车的影响[J].机车电传动，2000（2）：7-9.
[2] 严云升.电力机车自动过分相方案的探讨[J].机车电传动，1999（6）：2-3.
作者简介
侯俊腾（1991—），男，汉，山东省莱州市，诊断工程师，硕士研究生，中车青岛四方机车车辆股份有限公司，动车组故障诊断。