自动过分相地面磁性设备技术规格书及安装手册.docx
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自动过分相地面磁性设备技术规格书及安装手册
电力机车自动过分相装置
地面磁性设备
技术规格及安装规程
第一节工作原理
1.1工作原理
（1）概述
电力机车自动过分相地面磁性设备是基于免维护地面定位技术的车载自动过分相控制系统的地面磁性设备。
机车通过感应地面定位信号确定机车与分相点的相对位置，地面定位和机车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。
（2）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下图：
（3）系统技术性能
电力机车过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、感应接收器和过分相控制装置共同完成。
机车过分相的控制，由微机柜及机车控制回路完成。
微机柜对机车过分相的自动控制，与司机操作控制并联，当司机操作控制过分相，自动控制起监视备份作用。
地面磁感应器的埋设方式见下图：
机车运行至G1（G4）点，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的预告地面定位信号，控制装置向微机柜发出过分相预告信号，微机柜根据此时机车运行速度，控制电机电流平稳下降到0，发出断‘主断’信号给控制电路，控制电路控制机车断劈相机、断‘主断’（预告模式）；同时，司机室蜂鸣器响3s，提醒司机过分相区。
当G1（G4）信号失效时，机车运行至G2（G3）点，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的强迫地面定位信号，控制装置向微机柜发出过分相强迫断信号，微机柜立即封电机电流，发出断‘主断’信号给控制电路控制机车断劈相机、断‘主断’。
在正常接收到G1（G4）信号时G2（G3）信号不起作用（强迫断模式）。
机车通过无电区后，根据接收G3（G2）点，自动过分相控制装置接收到感应接收器感应的合闸地面定位信号，则通过预告信号通道向微机柜送出合‘主断’信号，司机室蜂鸣器响3s，提醒司机已通过分相区。
微机柜发出合‘主断’给控制电路，控制电路控制机车合劈相机、合‘主断’。
预备好后，微机柜控制电机电流缓慢恢复到过分相前工况。
在正常接收G3（G2）信号时G4（G1）信号不起作用。
1.2地面磁性设备组成及外形
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。
第二节技术条件参数
2.1采用技术标准
制造工艺符合TB/T2075要求，具有质量轻、强度高、耐腐蚀、耐振动疲劳的优异特性。
所采用零部件满足TB/T2073《电气化铁道接触网零部件技术条件》的要求；均按照TB/T2074《电气化铁道接触网零部件试验方法》的要求进行试验。
严格满足TB/T3197《车载控制自动过分相系统技术条件》的技术要求。
采用螺纹连接紧固的零件，其紧固件有有效的防松措施，以确保在大修期内紧固件不松动。
所有零件及不锈钢螺栓进行应力腐蚀检验，以确保零件在使用期内不产生开裂和其它影响使用的缺陷。
2.2应用范围
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。
2.3工作和环境条件
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）：
10mm/5mm
雷电日：
多雷区
海拔高度：
≤5600m
地震烈度：
≤Ⅷ度
2.4主要技术性能参数
（1）地面感应器磁性装置的磁场强度：
距离磁感应装置正上方≤300mm条件下不低于40高斯（出厂时检测）；
道路上安装完成后，地面感应器磁性装置磁场强度：
水平方向距离钢轨内侧工作边（335±15）mm，垂直方向距离钢轨表面（110+10）mm处，不低于36高斯。
（现场检测）
磁性装置最大磁能积（BH）max230kJ/m3
剩余磁感应强度Br1.1T
磁性装置密度7.4g/cm3
磁性装置硬度550HV
磁性装置抗压强度800Mpa
（2）磁性装置磁感应强度的衰减量为＜8‰/年。
（3）地面感应器磁性装置的工作环境温度为≤80℃。
（4）地面磁性设备轨枕无断裂、破损
（5）磁性装置无碰伤、刮伤和松动。
（6）磁性装置的防护罩表面清洁，无太多的铁屑、矿粉等吸附物。
（7）地面磁性设备磁性装置的中心距相邻钢轨内侧工作边的水平距离为335mm，允许最大偏差为：
±15mm。
（如下图所示）
有碴轨道
无碴轨道
（8）地面磁性设备安装位置应符合设计要求，允许最大偏差为：
±2m，地面磁性设备的安装位置及磁性端朝向如下图所示：
第三节地面磁性设备的安装
3.1有碴轨道磁性设备的安装
3.1.1安装作业流程
（1）确定统计各分相点里程；
（2）确定分相点所处站段和领工区；
（3）确定所需轨枕型号或特殊分相点如桥梁隧道等特殊轨枕的型号；
（4）收集确定各材料库收货人的姓名、电话、地址、邮编，并通知生产制造商生产发货；
（5）施工单位根据安装图纸在分相点前后对应更换轨枕的位置作好标记。
并用油漆标示磁性信号对应端；
（6）在收到货后，按照一般混凝土轨枕锚固螺栓；
（7）将磁性轨枕在线路旁按油漆标示位卸下，尽量对准油漆位，以减小换枕时搬运距离；
（8）信号轨枕位置及磁性端朝向示意图
3.1.2信号轨枕位置标示流程
（1）按里程找到上行（或下行）分相点；
（2）即按机车通过分相点时方向向分相点步行寻找；
（3）确定中性区段的垂直投影范围（注意：
中性区段不是中性区，确定方法参见后面“中性区段的确定”）；
（4）以中性区段的垂直投影来车方向端向来车方向测量35米，±2米范围内，确定任何一根轨枕作为强迫信号轨枕（2#信号轨枕）位置，并在背向来车方向轨枕左端用油漆标写“磁钢”字样，以作为磁性装置朝向端；
（5）以标示的强迫信号轨枕（2#信号轨枕）位置向来车方向测量170米，±2米范围内，确定任何一根轨枕作为预告信号轨枕（1#信号轨枕）位置，并在背向来车方向轨枕右端用油漆标写“磁钢”字样，以作为磁性装置朝向端；
（6）返回中性区段，找到中性区段的垂直投影去车方向端；
（7）以中性区段的垂直投影去车方向端向去车方向测量35米，±2米范围内，确定任何一根轨枕作为恢复信号轨枕（3#信号轨枕）位置，并在背向来车方向轨枕右端用油漆标写“磁钢”字样，以作为磁性装置朝向端；
（8）以标示的恢复信号轨枕（3#信号轨枕）位置向去车方向测量170米，±2米范围内，确定任何一根轨枕作为备用恢复信号轨枕（4#信号轨枕）位置，并在背向来车方向轨枕左端用油漆标写“磁钢”字样，以作为磁性装置朝向端；
3.1.3中性区段的确定
根据分相区不同的结构形式（器件式电分相或锚段关节式电分相），中性区段依照以下方式确定：
①以器件式电分相的中性区段如下图所示;
②以锚段关节形式分相的中性区段如下图所示;
3.1.4安装距离的确定
以中性区段两端垂直投射到钢轨上向左右两侧分别测量35m，再以35m这个点向左右分别测量170m定下另一个点，即另一个点离中性区段为205m。
注意：
测量距离不进入中性区段（主要是中性区段而不是中性区），只在中性区段左、右端部向左、右分别测量35m、170m。
如下图：
3.1.5抽换安装
①抽出离中性区段35m、205m处的左右各2根共4根轨枕，换上4根特制轨枕。
特制轨枕的磁铁位置一定要与图中磁铁位置一致。
②35m、205m处的距离如果刚好落在一根轨枕上，则取该根轨枕作为需要更换的轨枕，如果落在两根轨枕之间，则取该两根轨枕中的任何一根轨枕作为需要更换的轨枕。
③磁铁磁性比较强，安装时注意安全，尽量使手表、磁卡、呼机、手机等远离磁铁。
注意铁器在磁性装置附近的使用，尽量不要靠近磁铁，拿好拿稳铁器，以免造成伤害。
④磁铁应尽量避开信号机，钢轨接头（无缝钢轨除外）和其他一些轨道上的装置，不要距离太近。
如果特制轨枕的位置刚好在钢轨接头等处，可以将特制轨枕的安装位置以35m±2m、170m±2m的位置作适当调整（即向左、右可以在2m以内作适当调整）。
但尽最大努力以35m、170m为标准安装。
3.1.6磁性装置的安装（现场组装情况下）
（1）安装磁性装置时注意磁性装置的中心距钢轨内侧工作边的水平距离。
磁性装置的中心距相邻钢轨内侧工作边的水平距离为335mm，允许最大偏差为：
±15mm。
如下图所示：
（2）尺寸定位后将磁性装置上的螺杆（轨枕下方）垫上平垫、弹垫，然后用螺母拧紧。
（3）将磁性装置与轨枕接触的地方用密封胶密封。
现场组装注意：
●检查即将安装的轨枕有无断裂；
●磁性装置有无碰伤和松动，有无太多的铁屑、矿粉等吸附物。
●安装磁性装置时应特别注意将工具和其他铁器等远离磁性装置，因磁性装置的磁力超强，容易造成安全隐患。
3.1.7注意事项
（1）4根信号轨枕必须严格按照图的位置来放置。
即不管是单线还是复线，不管是上行还是下行，安放的位置永远是如图中的位置。
注意：
4个信号轨枕成斜对称布置，信号轨枕所在位置一定不能错。
（2）一个分相点（即一个中性区段）附近安装4根（1套）信号轨枕。
这4根轨枕完全一样，也不分编号，只有轨枕型号之分。
（3）信号轨枕的磁性装置一定要与图中黑色标志一致。
（4）35m、170m处的距离如果刚好落在一根轨枕上，则取该根轨枕作为需要更换的轨枕，如果落在两根轨枕之间，则取该两根轨枕中的任何一根轨枕作为需要更换的轨枕。
（5）磁性装置磁性比较强，安装时注意安全，尽量使手表、磁卡、呼机、手机等远离磁性装置。
注意铁器在磁性装置附近的使用，尽量不靠近磁性装置，拿好拿稳铁器，以免造成伤害。
（6）信号轨枕应尽量避开信号机、钢轨接头（无缝钢轨除外）和其他一些轨道上的装置，不要离得太近。
如果信号轨枕的位置刚好在钢轨接头等处，可以将特制轨枕的安装位置以35m±2m、170m±2m的位置作适当调整（即向左、右可以在2m以内作适当调整）。
但尽最大努力以35m、170m为标准安装。
3.2无碴轨道磁性设备的安装
3.2.1安装作业流程
（1）确定统计各分相点里程；
（2）确定分相点所处站段和领工区；
（3）确定所需地面磁性设备型号、数量等；
（4）收集确定各材料库收货人的姓名、电话、地址、邮编，并通知生产制造商生产发货；
（5）施工单位根据安装图纸在分相点前后对应安装的位置作好标记。
并用油漆标示磁性信号对应端（见3.2.2地面磁性设备位置标示流程）；
（6）标记好地面磁性设备位置后，再标识出每一只地面磁性设备的四个膨胀螺栓的孔位置（见3.2.3地面磁性设备螺孔位置标示注意事项）；
（7）用冲击电钻，Ф14mm的钻头钻孔，孔深为100mm±5mm；钻孔时注意孔与轨道板平面垂直。
（8）预装螺栓：
先将膨胀螺栓安装在地面磁感应器上的四个孔位上，加螺帽；
特别注意：
地面磁性设备磁性极强，从包装箱取出时做好防护，在安装工作范围用较厚的木板或其他不被磁吸合的材料把钢轨挡住。
去掉包装的地面磁性设备严禁堆放在一起。
在开通的线路上安装时，安全防护员要做好安全防护，一旦出现意外地面磁性设备与钢轨吸合了（一旦吸合，不能轻易分开，费时较长），通知调度该区段封闭。
（9）安装：
从钢轨外侧并低于轨面水平方向将地面磁感应器放到已打好孔的指定位置，铭牌方向向轨道外侧，将螺栓对齐四个孔。
用木锤或橡胶锤平稳的向下敲螺栓至到位，地面磁性设备底板与轨道板平行接触。
用扳手或套筒将螺帽紧固旋紧。
3.2.2地面磁性设备位置标示流程
（1）按里程找到上行（或下行）分相点；
（2）即按机车通过分相点时方向向分相点步行寻找；
（3）确定中性区段的垂直投影范围（注意：
中性区段不是中性区，确定方法参见后面“中性区段的确定”）；
（4）以中性区段的垂直投影来车方向端向来车方向测量35米，±2米范围内，确定任何两个相邻承轨台之间的位置作为强迫信号地面磁性设备（2#地面磁性设备）位置，并在背向来车方向轨道左边用油漆标写“磁钢”字样，以作为磁性装置朝向端；
（5）以标示的强迫信号地面磁性设备（2#地面磁性设备）位置向来车方向测量170米，±2米范围内，确定任何两个相邻承轨台之间的位置作为预告信号地面磁性设备（1#地面磁性设备）位置，并在背向来车方向轨道右边用油漆标写“磁钢”字样，以作为磁性装置朝向端；
（6）返回中性区段，找到中性区段的垂直投影去车方向端；
（7）以中性区段的垂直投影去车方向端向去车方向测量35米，±2米范围内，确定任何两个相邻承轨台之间的位置作为恢复信号地面磁性设备（3#信号地面磁性设备）位置，并在背向来车方向轨道右边用油漆标写“磁钢”字样，以作为磁性装置朝向端；
（8）以标示的恢复信号地面磁性设备（3#地面磁性设备）位置向去车方向测量170米，±2米范围内，确定任何两个相邻承轨台之间的位置作为备用恢复信号地面磁性设备（4#地面磁性设备）位置，并在背向来车方向轨道左边用油漆标写“磁钢”字样，以作为磁性装置朝向端；
3.2.3地面磁性设备螺孔位置标示注意事项
（1）地面磁性设备螺栓孔位置的确定是保障地面磁性设备安装完成后，地面磁性设备中心距离钢轨内侧工作边为（335±15）mm的关键。
（2）为了方便确定螺孔位置，安装前可制作一个与地面磁性设备底板大小一样木板或者其他板材做为模板，也打一样的孔，保证制作的模板中心与钢轨内侧工作边为（335±15）mm。
以便标示螺孔位置时方便操作。
（3）确定螺孔位置时从轨道板侧面可以观察，注意避开轨道板内部钢筋。
如遇钢筋可调整安装位置，在±2m范围内调整。
3.2.4中性区段的确定
根据分相区不同的结构形式（器件式电分相或锚段关节式电分相），中性区段依照以下方式确定：
①以器件式电分相的中性区段如下图所示;
②以锚段关节形式分相的中性区段如下图所示;
3.2.5安装距离的确定
以中性区段两端垂直投射到钢轨上向左右两侧分别测量35m，再以35m这个点向左右分别测量170m定下另一个点，即另一个点离中性区段为205m。
注意：
测量距离不进入中性区段（主要是中性区段而不是中性区），只在中性区段左、右端部向左、右分别测量35m、170m。
如下图：
3.2.6高速和重载线路的安装位置要求
由于不同速度的机车跨线运行，在设计时速超过250km/h的线路以及重载线路的地面磁性设备安装距离视设计技术方案而定。
一般是把35m加大到60m，170m加大到265m。
具体安装距离应与设计部门沟通。
3.2.7注意事项
（1）4只地面磁性设备必须严格按照图的位置来放置。
即不管是单线还是复线，不管是上行还是下行，安放的位置永远是如图中的位置。
注意：
4只地面磁性设备成斜对称布置，地面磁性设备所在位置一定不能错。
（2）一个分相点（即一个中性区段）附近安装4只（1套）地面磁性设备。
这4只地面磁性设备完全一样，也不分编号。
（3）地面磁性设备一定要与图中黑色标志位置一致。
（4）磁性装置磁性比较强，安装时注意安全，尽量使手表、磁卡、呼机、手机等远离磁性装置。
注意铁器在磁性装置附近的使用，尽量不靠近磁性装置，拿好拿稳铁器，以免造成伤害。
（5）地面磁性设备应尽量避开信号机、钢轨接头（无缝钢轨除外）和其他一些轨道上的装置，不要离得太近。
如果地面磁性设备的位置刚好在钢轨接头等处，可以将地面磁性设备的安装位置以35m±2m、170m±2m的位置作适当调整（即向左、右可以在2m以内作适当调整）。
但尽最大努力以35m、170m为标准安装。
（6）去掉包装的地面磁性设备严禁堆放在一起！
第四节地面磁性设备的日常维护和定期检修
4.1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。
如发现感应器的防护罩表面吸附了太多的铁屑、矿粉等细小异物不易自然清除时，请协助扫除。
4.2检测地面磁性设备纵向位置
操作方法：
用30~50m卷尺沿线路中心分别对电分相中性区段两侧的2#、1#和3#、4#地面磁性设备的纵向位置进行检测。
当偏差超过10m时，由工务部门配合调整至标准位置。
4.3检测磁性装置的磁场感应强度
地面磁性设备的磁场强度测量每半年检测一次。
操作方法：
用量程范围为0~200mT~2000mT的高斯计和1m卷尺，水平方向距离钢轨内侧工作边（335±15）mm，垂直方向距离钢轨表面（110+10）mm处，测量其磁场强度。
当磁场强度低于36高斯时必须更换，更换工作由工务部门配合完成。
注意：
测量时，高斯计探头尽量与地面磁性设备上表面平行。
4.4需要更换或修复情况
①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；
③地面磁性设备磁场强度低于最低有效值；
④当防护罩磨损程度影响安全使用时，应于更换;
4.5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。
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