关键词：CRH3型动车组、CRH3型动车组、GFX-3A过分相、CTCS过分相、手动过分相
一、概述
接触网供电电压为AC 25kV/50Hz电压。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），动车组通过分相区间必须断电惰行。
交流供电的轨道交通系统过分相主要分为车载过分相及地面过分相。为避免相间短路，要求列车在升双受电弓之间的距离在200～215m之间。CRH3型动车组采用车载过分相，过分相时若不对牵引变流器进行保护将会产生冲击，过分相时需要提前断开主断路器，过分相区后合主断投入牵引变流器时需检测相位。
二、分相区介绍
分相区在标准EN?50367(参考N1）中定义，分相区间的距离为23至58km，分相区的无电区的长度约100m，分相区总长度约为190m，分相区结构如图1所示。
分相供电区长度为23～58km;
分相段上的中性段总长度≤200m 或 无电区的长度≥220m。
图1 分相区结构.png)
三、CRH3型动车组过分相
3.1过分相方式及原理
CRH3型动车组优先采用CTCS过分相，当CTCS有效时， CTCS系统控制列车通过分相区。如果当CTCS在分相区失效时，GFX-3A通过分相区起到控制列车的作用。当GFX-3A在分相区无信号时，通过手动的方式过分相。
在分相区内，接触网不带电，列车主断路器打开。列车通过电压保持模式使车载电源供电。
驶入/驶出分相区时，列车的操作过程，信号系统通过SIBAS KLIP和MVB把进入分相区的信号报告给车辆控制。
1）CCU在MVB上建立“分相区”信号。
2）CCU激活“分相区”的带背光键。
3）不受牵引控制器位置影响，TCU将牵引力降到零并将牵引变流器切换到电压保持状态。
4）主断路器的关断按取决于路径/速度实现。在司机的HMI主显示器上以明亮标记“VCB off”显示“主断路器断开”状态。
5）信号系统通过SIBAS KLIP和MVB把分相区结束的信号报告给CCU，CCU将MVB的“分相区”信号重置。熄灭“分相区”的带背光键。
6)在正常闭合条件下（例如网压正常超过3秒）并且实现下列条件后，列车控制将主断路器再次闭合。
7)主断路器再次闭合后，牵引控制单元终止电压保持状态，根据牵引控制器的位置建立牵引力。
3.2 GFX-3A轨道信号过分相区
GFX-3A轨道信号适用于速度等级在200km/h及以下的列车过分相，当采用GFX-3A时，由CTCS产生的过分相信号需要被锁闭以防止GFX-3A和CTCS 间的冲突。GFX-3A过分相轨道示意如图2所示。
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图2 GFX自动过分相
当接近或驶出分相区时，分相区检测传感器将开始或结束的信号过分相控制单元将此过分相信息（分相区开始和结束信号）传递给列车控制。
接到过分相G1预告信号后，列车断开主断路器，启动电压保持模式。若没有收到过分相预告信号，发送G2信号，且自动断开主断路器，并开始电压保持模式。在分相区结束G3位置信号发出且列车离开分相区后，，主断路器再次自动闭合，G4位置取消自动过分相信号。
3.3 CTCS过分相
CRH3型动车组正常情况下使用CTCS过分相，时速300km/h及以上时时使用CTCS-3（RBC闭塞系统提供信号）系统，时速300km/h以下时使用CTCS-2（BTM天线提供信号）系统。现以列车300km/h驶入和驶出分相区进行介绍。
列车时速300km/h驶入分相区：
1：CTCS给列车控制系统发出过分相信号
2：列车控制系统自动要求TCU将牵引力降低为0；
3：TCU建立中间电压保持模式激活；
4：TCU中间电压保持模式完成；
5：主断断开
列车以300km/h时速驶离分相区：
1：信号系统向CCU发送驶离分相区信号；
2：检测到接触网网压保持3秒钟；
3：CCU发出合主断命令；
4：TCU中间电压保持模式结束激活；
5：牵引力按照牵引手柄所在位置建立
3.4 手动过分相
手动过分相时，必须隔离信号系统的分相信号以防止ETCS、GFX-3A之间的冲突。主要应用于信号系统故障时的过分相操作，时序图如图5所示。
手动进入分相区：
1：轨道旁的信号板提示即将进入分相区；
2：司机按下“过分相”按钮；
3：TCU中间电压保持模式激活；
4：TCU中间电压保持模式激活完成；
5：主断断开
手动过分相驶离分相区：
1：分相区结束；
2：列车离开分相区；
3：CCU发出合主断命令；
4：TCU中间电压保持模式结束激活；
5：牵引力按照牵引手柄所在位置建立
四 总结
为了安全平稳通过分相区，CRH3动车组采用了自动过分相控制及手动控制两种方式。自动过分相控制采用CTCS系统及GFX-3A装置过分相；如果上述设备在过分相时失效，则由司机通过司机操作台右侧区域上的蓝色按钮手动控制通过分相区。
论文作者:苏晓伟
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/28
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