电力机车自动过分相地面磁感应装置

有碴轨道地面磁性设备是嵌入到轨枕里的永久磁铁，有碴轨道是采用特殊装配的磁性装置，具有耐高温、耐腐蚀、不会丢失、不会损坏等特点，适合安装在室外。

磁轨枕（适用有碴轨道） 磁性装置（适用无碴轨道）

（1）信号轨枕

采用特殊专用模具的钢筋混凝土轨枕，具有使用寿命长，稳定性高，养护工作量小等优异特性。

（2）磁性感应装置

采用特殊工艺制造的磁体感应装置，具有磁场稳定、抗震荡、不易衰减、耐高温、耐腐蚀等优异特性。

磁钢本体采用贯穿的钢柱在轨底焊接固定，再灌注特殊填充物把磁钢本体与枕体粘结。

（3）无碴设备防护罩及其它附件

无碴设备采用特殊工艺制造的磁体感应装置，底部与钢底板焊接成整体，罩内与磁体粘结填充，磁钢本体采用烧结的矩阵磁组，与高强度钢底板焊接，再灌注特殊填充物把磁钢本体与不锈钢防护罩粘结充实。抗冲击，抗震动，耐磨损，耐腐蚀。

每只磁性设备配备四颗特制不锈钢膨胀螺栓，螺栓大小M10mm╳100mm。

每个装置都具有清楚明显的铭牌标识，标识内容齐全：品牌，型号，制造商，生产年份，编号等。

巡道检查：

巡道工在例行巡道检查时，要注意检查信号轨枕的完整性，如发现磁钢部分被盗，被列车垂下品碰伤刮伤，在磁钢和扣件之间的轨枕挡肩部位出现裂纹、松动等异常情况时，应及时报告上级检查处理，必要时予以更换。

需要更换或修复情况：

² 磁铁被盗、开裂、损坏、松动和防护罩翘起等；

² 轨枕挡肩部位出现裂纹；

² 地面磁性设备磁场强度低于最低有效值；

² 当防护罩磨损程度影响安全使用时，应于更换;

避免随意移动、抽除信号轨枕：

为了保证车载式自动过分相系统的正常使用，信号轨枕的铺设位置与接触网分相区密切相关，因此不可以随便移动，甚至擅自抽除信号轨枕。

如果因为抢险或者恢复受灾地段等特殊需要不得已变动了信号轨枕，应在相应位置作出明显标记，并及时上报工务段调度通知邻近机务段调度，以便及时通告司机以手动方式通过分相段。灾害因素消除，恢复正常线路后，应在原位置尽快补齐缺少的信号轨枕，以便恢复该分相区地面磁性设备的地面定位功能。

电力机车自动过分相地面磁性设备主要性能：电力机车通过时会发出相应信号给机车，通过车载感应接收器和过分相控制装置自动完成电力机车断电过分相。自动过分相地面磁铁式感应装置是嵌入到轨枕里的永久磁铁，具有耐高温、耐腐蚀、不会丢失、不会损坏等特点，适合安装在室外

自动过分相地面装置针对有碴轨道和无碴轨道分为两种，有碴轨道为一端装有磁性信号装置的混凝土轨枕——信号轨枕；无碴轨道安装是将永久磁铁安装在特制盒子里。信号装置在机车通过时会发出相应信号给机车。每个分相点需安装四根信号轨枕（磁性装装置）。由来车方向计起，第一根信号轨枕（磁性装置）为预告(断主断)，第二根信号轨枕（磁性装置）为强迫断（断主断），第三根信号轨枕（磁性装置）为恢复（合主断），第四根信号轨枕（磁性装置）为备用恢复或机车反向运行时预告（断主断）。4根轨枕（磁性装置）依次称为1号、2号、3号和4号轨枕。

信号轨枕（磁性装置）及磁性端位置示意图见图1：

适用的速度范围：10～250km/h。

适用于单相50Hz、25kV交流电气化铁路接触网工程。

环境温度：－40℃～80℃

风偏设计风速：优于30m/s

结构风速：40m/s。

覆冰厚度（承力索/接触线）：10 mm/5 mm

雷电日： 多雷区

海拔高度：≤ 5600m

地震烈度：≤Ⅷ度

在电气化铁道牵引区段，牵引供电采用单相工频交流供电方式。为使电力系统三相负荷尽可能平衡，接触网采用分段换相供电。为防止相间短路，必须在各独立供电区之间建立分相区，各相间用空气或绝缘子分割，称为电分相。在分相区内，接触网不带电，列车主断路器打开，列车惰力运行通过分相区，可有效避免列车带电通过分相区，造成拉电弧、烧损分相绝缘器、烧损列车机车及供电设备等事故。

目前动车组的过分相控制有手动过分相、自动过分相和ATP过分相三种。手动过分相方式主要用于信号系统故障时的过分相区操作。ATP过分相是指CRH3动车组在300 km/h线路上（如新建的京沪高铁）运行时，采用ETCS（欧洲列车控制系统）信号控制通过分相区外，其他都采用GFX-3A信号控制。 2100433B

磁感应传感器是一种将磁信号转换为电信号的装置。利用磁学量与其他物理量的变换关系，以磁场作为媒介，也可将其他非电物理量信号转换为电信号，磁感应传感器如图1所示。

磁感应传感器有两种驱动方式，一种是用永久磁铁驱动，另一种是用电磁线圈驱动。前者多用于检测，如用磁铁做成运动部件，一旦接近磁感应传感器便可使它吸合发出信号。后者多用于控制，若电磁线圈通电，触点便可吸合。用磁感应传感器来取代靠碰撞接触的行程开关，可提高系统的可靠性和使用寿命；因而在可编程序控制器中常用来作为行程到位的发信装置。

霍尔元件和霍尔集成电路是目前国内外应用较为广泛的一种磁感应传感器。前者是分立型结构，后者是将霍尔元件与放大器等制作在一片半导体材料上的电路型结构。两者相比，霍尔集成电路有微型化、可靠性高、寿命长、功耗低以及负载能力强等优点。霍尔传感器适用于气动、液动、气缸和活塞泵的位置测定，亦可作限位开关用。与电感式传感器相比较，霍尔传感器有以下优点：可安装在金属中，可并排紧密安装，可穿过金属进行检测。其缺点是：检测距离受磁场强度及被检测物体接近方向的影响，有可能出现两个工作点，固定时不允许使用铁质材料。

霍尔传感器属于有源磁电转换元件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又符合工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。

霍尔传感器具有无触点、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封装成一体，所以能在各类恶劣环境下可靠地工作。

分相封闭母线在大型发电厂中的使用范围为：从发电机出线端子开始，到主变压器低压侧引出端子的主回路母线，自主回路母线引出至厂用高压变压器和电压互感器、避雷器等设备柜的各分支线。

分相封闭母线主要用于大型发电机组，对200MW及以上发电机引出线回路中采用分相封闭母线的目的是：

（1）减少接地故障，避免相间短路。大容量发电机出口的短路电流很大，给断路器的制造带来极大困难，发电机也承受不了出口短路的冲击。封闭母线因有外壳保护，可基本消除外界潮气。灰尘以及外物引起的接地故障，提高发电机运行的连续性。母线需要分相封闭，也基本杜绝相间短路的发生。

（2）消除钢构发热。敝漏的大电流母线使得周围钢构和钢筋在电磁感应下产生涡流和环流，发热温度高、损耗大，降低构筑物强度。封闭母线采用外壳屏蔽可以根本上解决钢构感应发热问题。

（3）减少相间短路电动力。当发生短路很大的短路电流流过母线时，由于外壳的屏蔽作用，使相间导体所受的短路电动力大为降低。

（4）母线封闭后，便有可能采用微正压运行方式，防止绝缘子结露，提高运行安全可靠性，为母线采用通风冷却方式创造了条件。

（5）封闭母线由工厂成套生产，质量较有保证，运行维护工作量小，施工安装简便，而且不需设置网栏，简化了结构，也简化了对土建结构的要求。

在200MW及以上发电机引出线回路中，采用分相封闭母线的优点是：由于母线封闭在外壳内，不受环境和污秽影响，防止相间短路和消除外界潮气、灰尘引起的接地故障，同时由于外壳多点接地，保证人触及时的安全；由于外壳涡流和环流的屏蔽作用，使壳内的磁场大为减弱，外部短路时，母线间的电动力大大降低；当电流通过母线时，外壳感应出来的环流也屏蔽了壳外磁场，解决了附近钢构的发热问题；外壳可作为强制冷却的通道，提高了母线的载流量；安装维护工作量小。不过也有些缺点，主要是：由于环流和涡流的存在，外壳将产生损耗；有色金属消耗量大；母线散热条件差。

分相封闭母线按外壳电气连接方式的不同，可分为：分段绝缘式、全连式和带限流电抗器的全连式共三种。其中第三种在我国尚未采用。