電力機車自動過分相地面磁感應(yīng)裝置

有碴軌道地面磁性設(shè)備是嵌入到軌枕里的永久磁鐵，有碴軌道是采用特殊裝配的磁性裝置，具有耐高溫、耐腐蝕、不會丟失、不會損壞等特點，適合安裝在室外。

磁軌枕（適用有碴軌道） 磁性裝置（適用無碴軌道）

（1）信號軌枕

采用特殊專用模具的鋼筋混凝土軌枕，具有使用壽命長，穩(wěn)定性高，養(yǎng)護工作量小等優(yōu)異特性。

（2）磁性感應(yīng)裝置

采用特殊工藝制造的磁體感應(yīng)裝置，具有磁場穩(wěn)定、抗震蕩、不易衰減、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異特性。

磁鋼本體采用貫穿的鋼柱在軌底焊接固定，再灌注特殊填充物把磁鋼本體與枕體粘結(jié)。

（3）無碴設(shè)備防護罩及其它附件

無碴設(shè)備采用特殊工藝制造的磁體感應(yīng)裝置，底部與鋼底板焊接成整體，罩內(nèi)與磁體粘結(jié)填充，磁鋼本體采用燒結(jié)的矩陣磁組，與高強度鋼底板焊接，再灌注特殊填充物把磁鋼本體與不銹鋼防護罩粘結(jié)充實?？箾_擊，抗震動，耐磨損，耐腐蝕。

每只磁性設(shè)備配備四顆特制不銹鋼膨脹螺栓，螺栓大小M10mm╳100mm。

每個裝置都具有清楚明顯的銘牌標(biāo)識，標(biāo)識內(nèi)容齊全：品牌，型號，制造商，生產(chǎn)年份，編號等。

巡道檢查：

巡道工在例行巡道檢查時，要注意檢查信號軌枕的完整性，如發(fā)現(xiàn)磁鋼部分被盜，被列車垂下品碰傷刮傷，在磁鋼和扣件之間的軌枕擋肩部位出現(xiàn)裂紋、松動等異常情況時，應(yīng)及時報告上級檢查處理，必要時予以更換。

需要更換或修復(fù)情況：

2 磁鐵被盜、開裂、損壞、松動和防護罩翹起等；

2 軌枕擋肩部位出現(xiàn)裂紋；

2 地面磁性設(shè)備磁場強度低于最低有效值；

2 當(dāng)防護罩磨損程度影響安全使用時，應(yīng)于更換;

避免隨意移動、抽除信號軌枕：

為了保證車載式自動過分相系統(tǒng)的正常使用，信號軌枕的鋪設(shè)位置與接觸網(wǎng)分相區(qū)密切相關(guān)，因此不可以隨便移動，甚至擅自抽除信號軌枕。

如果因為搶險或者恢復(fù)受災(zāi)地段等特殊需要不得已變動了信號軌枕，應(yīng)在相應(yīng)位置作出明顯標(biāo)記，并及時上報工務(wù)段調(diào)度通知鄰近機務(wù)段調(diào)度，以便及時通告司機以手動方式通過分相段。災(zāi)害因素消除，恢復(fù)正常線路后，應(yīng)在原位置盡快補齊缺少的信號軌枕，以便恢復(fù)該分相區(qū)地面磁性設(shè)備的地面定位功能。

電力機車自動過分相地面磁性設(shè)備主要性能：電力機車通過時會發(fā)出相應(yīng)信號給機車，通過車載感應(yīng)接收器和過分相控制裝置自動完成電力機車斷電過分相。自動過分相地面磁鐵式感應(yīng)裝置是嵌入到軌枕里的永久磁鐵，具有耐高溫、耐腐蝕、不會丟失、不會損壞等特點，適合安裝在室外

自動過分相地面裝置針對有碴軌道和無碴軌道分為兩種，有碴軌道為一端裝有磁性信號裝置的混凝土軌枕——信號軌枕；無碴軌道安裝是將永久磁鐵安裝在特制盒子里。信號裝置在機車通過時會發(fā)出相應(yīng)信號給機車。每個分相點需安裝四根信號軌枕（磁性裝裝置）。由來車方向計起，第一根信號軌枕（磁性裝置）為預(yù)告(斷主斷)，第二根信號軌枕（磁性裝置）為強迫斷（斷主斷），第三根信號軌枕（磁性裝置）為恢復(fù)（合主斷），第四根信號軌枕（磁性裝置）為備用恢復(fù)或機車反向運行時預(yù)告（斷主斷）。4根軌枕（磁性裝置）依次稱為1號、2號、3號和4號軌枕。

信號軌枕（磁性裝置）及磁性端位置示意圖見圖1：

適用的速度范圍：10～250km/h。

適用于單相50Hz、25kV交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)工程。

環(huán)境溫度：－40℃～80℃

風(fēng)偏設(shè)計風(fēng)速：優(yōu)于30m/s

結(jié)構(gòu)風(fēng)速：40m/s。

覆冰厚度（承力索/接觸線）：10 mm/5 mm

雷電日： 多雷區(qū)

海拔高度：≤ 5600m

地震烈度：≤Ⅷ度

在電氣化鐵道牽引區(qū)段，牽引供電采用單相工頻交流供電方式。為使電力系統(tǒng)三相負(fù)荷盡可能平衡，接觸網(wǎng)采用分段換相供電。為防止相間短路，必須在各獨立供電區(qū)之間建立分相區(qū)，各相間用空氣或絕緣子分割，稱為電分相。在分相區(qū)內(nèi)，接觸網(wǎng)不帶電，列車主斷路器打開，列車惰力運行通過分相區(qū)，可有效避免列車帶電通過分相區(qū)，造成拉電弧、燒損分相絕緣器、燒損列車機車及供電設(shè)備等事故。

目前動車組的過分相控制有手動過分相、自動過分相和ATP過分相三種。手動過分相方式主要用于信號系統(tǒng)故障時的過分相區(qū)操作。ATP過分相是指CRH3動車組在300 km/h線路上（如新建的京滬高鐵）運行時，采用ETCS（歐洲列車控制系統(tǒng)）信號控制通過分相區(qū)外，其他都采用GFX-3A信號控制。 2100433B

磁感應(yīng)傳感器是一種將磁信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。利用磁學(xué)量與其他物理量的變換關(guān)系，以磁場作為媒介，也可將其他非電物理量信號轉(zhuǎn)換為電信號，磁感應(yīng)傳感器如圖1所示。

磁感應(yīng)傳感器有兩種驅(qū)動方式，一種是用永久磁鐵驅(qū)動，另一種是用電磁線圈驅(qū)動。前者多用于檢測，如用磁鐵做成運動部件，一旦接近磁感應(yīng)傳感器便可使它吸合發(fā)出信號。后者多用于控制，若電磁線圈通電，觸點便可吸合。用磁感應(yīng)傳感器來取代靠碰撞接觸的行程開關(guān)，可提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命；因而在可編程序控制器中常用來作為行程到位的發(fā)信裝置。

霍爾元件和霍爾集成電路是目前國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的一種磁感應(yīng)傳感器。前者是分立型結(jié)構(gòu)，后者是將霍爾元件與放大器等制作在一片半導(dǎo)體材料上的電路型結(jié)構(gòu)。兩者相比，霍爾集成電路有微型化、可靠性高、壽命長、功耗低以及負(fù)載能力強等優(yōu)點。霍爾傳感器適用于氣動、液動、氣缸和活塞泵的位置測定，亦可作限位開關(guān)用。與電感式傳感器相比較，霍爾傳感器有以下優(yōu)點：可安裝在金屬中，可并排緊密安裝，可穿過金屬進行檢測。其缺點是：檢測距離受磁場強度及被檢測物體接近方向的影響，有可能出現(xiàn)兩個工作點，固定時不允許使用鐵質(zhì)材料。

霍爾傳感器屬于有源磁電轉(zhuǎn)換元件，它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便的把磁輸入信號轉(zhuǎn)換成實際應(yīng)用中的電信號，同時又符合工業(yè)場合實際應(yīng)用易操作和可靠性的要求。

霍爾傳感器具有無觸點、低功耗、長使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點，內(nèi)部采用環(huán)氧樹脂封裝成一體，所以能在各類惡劣環(huán)境下可靠地工作。

分相封閉母線在大型發(fā)電廠中的使用范圍為：從發(fā)電機出線端子開始，到主變壓器低壓側(cè)引出端子的主回路母線，自主回路母線引出至廠用高壓變壓器和電壓互感器、避雷器等設(shè)備柜的各分支線。

分相封閉母線主要用于大型發(fā)電機組，對200MW及以上發(fā)電機引出線回路中采用分相封閉母線的目的是：

（1）減少接地故障，避免相間短路。大容量發(fā)電機出口的短路電流很大，給斷路器的制造帶來極大困難，發(fā)電機也承受不了出口短路的沖擊。封閉母線因有外殼保護，可基本消除外界潮氣?；覊m以及外物引起的接地故障，提高發(fā)電機運行的連續(xù)性。母線需要分相封閉，也基本杜絕相間短路的發(fā)生。

（2）消除鋼構(gòu)發(fā)熱。敝漏的大電流母線使得周圍鋼構(gòu)和鋼筋在電磁感應(yīng)下產(chǎn)生渦流和環(huán)流，發(fā)熱溫度高、損耗大，降低構(gòu)筑物強度。封閉母線采用外殼屏蔽可以根本上解決鋼構(gòu)感應(yīng)發(fā)熱問題。

（3）減少相間短路電動力。當(dāng)發(fā)生短路很大的短路電流流過母線時，由于外殼的屏蔽作用，使相間導(dǎo)體所受的短路電動力大為降低。

（4）母線封閉后，便有可能采用微正壓運行方式，防止絕緣子結(jié)露，提高運行安全可靠性，為母線采用通風(fēng)冷卻方式創(chuàng)造了條件。

（5）封閉母線由工廠成套生產(chǎn)，質(zhì)量較有保證，運行維護工作量小，施工安裝簡便，而且不需設(shè)置網(wǎng)欄，簡化了結(jié)構(gòu)，也簡化了對土建結(jié)構(gòu)的要求。

在200MW及以上發(fā)電機引出線回路中，采用分相封閉母線的優(yōu)點是：由于母線封閉在外殼內(nèi)，不受環(huán)境和污穢影響，防止相間短路和消除外界潮氣、灰塵引起的接地故障，同時由于外殼多點接地，保證人觸及時的安全；由于外殼渦流和環(huán)流的屏蔽作用，使殼內(nèi)的磁場大為減弱，外部短路時，母線間的電動力大大降低；當(dāng)電流通過母線時，外殼感應(yīng)出來的環(huán)流也屏蔽了殼外磁場，解決了附近鋼構(gòu)的發(fā)熱問題；外殼可作為強制冷卻的通道，提高了母線的載流量；安裝維護工作量小。不過也有些缺點，主要是：由于環(huán)流和渦流的存在，外殼將產(chǎn)生損耗；有色金屬消耗量大；母線散熱條件差。

分相封閉母線按外殼電氣連接方式的不同，可分為：分段絕緣式、全連式和帶限流電抗器的全連式共三種。其中第三種在我國尚未采用。