廣鐵集團公司科研所
目錄一、 綜述2
二、 系統組成4
2．1 系統組成4
2．2 系統外觀圖4
三、 工作原理6
3．1 地面感應訊號接收器7
3．2 控制系統8
3．3 燈顯指示11
四、 主要效能指標12
五、 外形尺寸和感應接收器安裝要求15
六、 系統對外連線圖17
七、 系統電路原理圖19
八、 售後服務21
一綜述 高速過載是中國鐵路的發展方向。隨著列車執行速度的提高和電氣化鐵路運營里程的不斷延長，對機車車輛安全執行標準的要求也越來越高，因此電力機車安全、準確、可靠地通過分相區間也越來越引起大家的關注。
在鐵道電氣化牽引區段，牽引供電採用單相工頻交流供電方式。為使電力系統的三相供電負荷平衡和提高電網的利用率，電氣化鐵路的供電接觸網採用分相段供電，各分相段採用長度不等的絕緣間隔（即分相區間），電力機車通過分相區間必須斷電惰行。為了保證電力機車安全通過分相區間，在分相區前、後30m線路左側設定斷、合標誌牌，以提示乘務員操縱機車安全通過分相區。
長期以來斷電執行均由乘務員操作完成，提前斷電和滯後合閘的操縱現象屢見不鮮。由於列車無電執行時間較長，列車速度損失較大。同時，隨著列車執行速度的提高，特別是在準高速、高速線路上，每小時通過多個分相區，手動操縱過於頻繁，對執行安全極為不利，乘務員稍有疏忽就會產生拉電弧、燒分相絕緣器等現象，由此引起變電所跳閘，中斷供電，造成行車事故。
為了適應鐵路提速和高速發展的需要以及保證電氣化鐵路的安全執行，鐵道部科教司於2023年下達了《車載式自動過分相系統的研製》的科技攻關計畫，其主要任務是：
電力機車上過分相方案的系統設計；
研製滿足機車運用要求的自動過分相裝置和地面裝置；
完成車載及地面裝置的安裝、執行試驗以及運用考核。
《車載式自動過分相系統的研製》於2023年6月通過鐵道部科教司的科技成果鑑定，與會專家一致認為該系統技術已達到國內領先水平。
gfx－2型電力機車自動過分相系統由廣鐵集團公司科研所、機務處和懷化機務段共同針對非微機控制電力機車而研製的。其主要功能是當電力機車通過分相區時，系統根據當時機車速度、位置自動平滑降牽引電流、斷輔助機組和分斷主斷路器，通過分相區後，自動閉合主斷路器、閉合輔助機組和控制牽引電流平滑上公升，從而實現電力機車通過分相區時操作的自動化，大大的減輕了乘務員的工作強度。系統採用了高可靠plc作為控制單元、免維護的地面定位方式，實現精確控制電力機車通過分相區。
本裝置適用於非微機控制的相控電力機車。
二系統組成
2．1 系統組成
系統由感應接收器（簡稱車感器）、自動過分相信號控制裝置和訊號指示三
部分組成，系統結構如下圖1
圖 1 車載自動過分相系統結構圖
2．2 系統外觀
圖2 自動過分相訊號處理器安裝圖
圖3 車感器安裝圖
圖4 訊號指示安裝圖
三工作原理
本系統是基於免維護地面定位技術的車載自動過分相控制系統。機車通過感應地面定位訊號確定機車與分相點的相對位置，地面定位和機車感應訊號分別採用斜對稱埋設和備份接收，以保證自動過分相的安全和可靠。
圖5 地面感應器的埋設方式
如圖5所示，預先根據要求在每個分相區前後分別埋設兩個地面感應器。
以機車ⅰ端向前執行為例，安裝在機車ⅰ端左側的感應接收器設為1號，右側設為2號，ⅱ端左側的感應接收器設為3號，右側設為4號（ss4g機車只安裝1和2號感應接收器，沒有安裝3和4號感應接收器）。單線執行，機車在通過地面磁**應器時，2號或4號感應接收器接收到車位定位訊號(g1感應器訊號)，控制裝置記錄機車即時速度v，控制裝置根據速度計算出延時時間t。t=170m/v-t0，t0時間包括司機指令回零時間、各輔助機組斷開時間、零位連鎖動作、劈相機斷開時間和主斷路器斷開時間。
同時，司機臺的過分相指示燈亮，表示控制裝置已接收到分相點前車位定位訊號，控制裝置開始進行自動過分相控制。經過延時t後，控制裝置分別執行司機指令回零，通風機、壓縮機和劈相機斷開動作，最後執行主斷路器斷開動作。機車無負荷通過分相區間後，如控制裝置的任何乙個感應接收器接收到車位定位訊號，表明機車已通過分相區間，控制裝置分別執行主斷路器閉和，啟動劈相機、壓縮機和通風機，取消零位連鎖，最後恢復司機指令。
機車恢復原有狀態。司機臺的過分相指示燈熄滅，表明控制裝置已完成自動過分相控制。
在某些特殊情況下，如：地面感應器丟失、感應接收器故障或訊號線斷等原因。控制裝置的2號或4號感應接收器接收不到車位定位訊號。
控制裝置的1號或3號感應接收器接收到車位定位訊號(g2感應器訊號)，司機臺的指示訊號燈亮，表示控制裝置已接收到車位定位訊號，控制裝置立即執行司機指令回零、輔助電源、零位連鎖和主斷路器斷開動作。
3．1地面感應訊號接收器
自動過分相的關鍵技術是定位，定位是否準確是系統準確性和可靠性的關鍵。地面感應訊號安裝在機車的轉向架上（或排障器上），採用密封防水、防震設計處理，保證系統的可靠執行。
安裝在機車轉向架上的地面感應訊號接收器通過地面感應器時，在地面感應訊號接收器上感應乙個幅值和寬度與機車執行速度相對應的訊號。
地面感應接收器安裝於機車下部轉向架（或排障器）的兩側，共四個。前後相互備份。（ss4改機車安裝在排障器的兩側，共兩個。兩節車的裝置相互備份）。
如果，自動過分相控制裝置的檢測到機車處於重聯狀態，則延長行走一段距離閉合主斷路器（ss4g延長行走50m，ss7系列延長行走30m）。
3．1．1 地面感應接收器
地面感應接收器基於電磁感應原理，感應接收線圈與地面感應器的磁場相結合，完成系統的定位識別。具有識別準確度高、響應時間短、抗干擾能力強、無故障執行時間長等優點。
3．1．2 地面感應器
地面感應器是嵌入到軌枕裡的永久磁鐵，具有耐高溫、耐腐蝕、不會損壞等特點，適合安裝在室外。
地面感應器的安裝見附件1。
3．2 控制系統
控制系統是由系統訊號處理單元以及控制單元組成。系統訊號處理單元具有採集感應接收器接收的定位訊號、機車執行方向、處理相應的資訊、發出相關的資訊指令、自診斷故障資訊、輸出顯示資訊等功能。系統控制單元則由控制裝置的執行電路來實現，主要功能是根據由系統訊號處理單元輸出的訊號，控制牽引電流下降、通風機、壓縮機和劈相機斷開動作，最後執行主斷路器斷開動作。
通過分相區後，根據接收到的定位訊號，控制閉合主斷路器和控制牽引電流平穩上公升。
自動過分相控制裝置的面板示意圖如圖6所示。
自動過分相控制裝置的背面示意圖如圖7所示。
自動過分相控制裝置在前進方向右側的感應接收器分別接收到預告感應器訊號和反向強迫感應器訊號，以及前進方向左側感應接收器分別接收到強迫感應器訊號和反向預告感應器訊號，將遮蔽感應接收訊號2分鐘後開始感應接收訊號。
自動過分相控制裝置在通電、遮蔽接收訊號結束或通過分相點後進行一次自檢。
自檢不通過則速度/故障指示燈發出1hz的故障訊號（紅色和綠黃色指示燈交替亮），裝置停止使用，採用手動控制過分相。
控制裝置在接收到手動閉合主斷路器訊號和通過分相區後裝置自檢時進行裝置復位。
圖6 控制裝置的面板示意圖
說明：狀態指示燈：
i0.0 ——感應接收器1接收到感應訊號則閃亮
i0.1 ——感應接收器2接收到感應訊號則閃亮
i0.2 ——感應接收器3接收到感應訊號則閃亮
i0.3 ——感應接收器4接收到感應訊號則閃亮
i0.4 ——主斷路器合脈衝訊號，閉合時亮，斷開時滅
i0.5 ——機車ⅰ端向前時亮
i0.6 ——機車有速度時閃亮
i0.7 ——機車ⅱ端向前時亮
i1.0 ——
i1.1 ——
i1.2 ——
i1.3 ——主斷路器合繼電器狀態檢測訊號，自檢時閃亮
i1.4 ——主斷路器斷繼電器狀態檢測訊號，自檢時閃亮
i1.5 ——主斷路器斷繼電器狀態檢測訊號，自檢時閃亮
q0.0 ——過分相時接收到感應訊號，發出3s過分相信號
q0.1 ——過分相時發出斷開司機指令訊號
q0.2 ——機車速度大於5km/h時發出速度正常訊號（紅色指示燈亮），機車速度低於5km/h時發出無速度訊號（綠黃色指示燈亮），裝置自檢故障時發出1hz的故障訊號（紅色和綠黃色指示燈交替亮）
q0.3 ——過分相時發出斷開輔機訊號
q0.4 ——過分相時發出斷開劈相機訊號
q0.5 ——過分相時發出1s主斷路器斷開訊號
q0.6 ——過分相結束時發出1s主斷路器閉合訊號
q0.7 ——控制裝置自檢時發出自檢訊號
q1.0 ——過分相時發出控制裝置接入控制電路的訊號，過分相結束取消控制裝置的接入（採用轉換開關裝置取消此功能）
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