CN108859868A - 一种同相供电方式下的车载自动过分相的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种同相供电方式下的车载自动过分相的方法和系统。其中的系统包括：多个牵引变电所、运行方式判断设备、车载控制设备和磁感应器组。应用本发明使得同相供电系统中的列车可以在牵引变电所的分相点处正常按贯通方式或分段方式运行而不需要断电通过，在同相供电系统中的牵引变电所处由于相邻牵引变电所越区或其他情况需要同相供电系统中的牵引变电所进行异相供电时则可以按电分相方式运行，实现自动断电过分相。

Description

一种同相供电方式下的车载自动过分相的方法和系统

技术领域

本申请涉及铁路系统同相供电技术领域，尤其涉及一种同相供电方式下的车载自动过分相的方法和系统。

背景技术

在我国现行的电气化铁路供电系统中，为了求得对电力系统的平衡，现有技术中的供电系统中的牵引变电所一般都是采用三相进线换相连接，接触网一般采用分段分相供电，各相之间装设电分相装置。因此，列车在过分相时要退级、断电，并依靠惯性通过“电分相”。然而，由于其机械、电气上的弱点，电分相不仅已经成为速度和牵引力损失的主要原因，而且也是整个系统最薄弱的环节之一。

采用单相变压器供电的同相供电系统和采用同相供电装置的同相供电系统能够取消牵引变电所出口接触网电分相，提高列车运行的安全可靠性，并提高供电能力和线路运力，节能节容，具有显著的经济、社会综合效益。

但是，由于事故情况下越区供电的需要，现有技术中的牵引变电所出口处仍然是按电分相设置，现有的过分相装置均要求途经的机车断电通过，因此导致即使牵引变电所为同相供电，但机车仍然是按异相供电断电通过，从而使得同相供电牵引变电所正常运行可以取消电分相的这一巨大优势无法得以实现。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种同相供电方式下的车载自动过分相的方法和系统，从而使得同相供电系统中的列车可以在牵引变电所的分相点处正常按贯通方式或分段方式运行而不需要断电通过，在同相供电系统中的牵引变电所处由于相邻牵引变电所越区或其他情况需要同相供电系统中的牵引变电所进行异相供电时则可以按电分相方式运行，实现自动断电过分相。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种同相供电方式下的车载自动过分相的系统，该系统包括：多个牵引变电所、运行方式判断设备、车载控制设备和磁感应器组；

所述多个牵引变电所依次设置在轨道沿线，且每个牵引变电所均具有至少一个依次设置在轨道沿线的分相点；每个分相点均设置有一个运行方式判断设备和磁感应器组；

所述运行方式判断设备包括：运行方式判断器、第一隔离开关和第二隔离开关；

所述运行方式判断器的一端分别与第一隔离开关和第二隔离开关的常开常闭接点连接，所述运行方式判断器的另一端分别与磁感应器组中的第一磁感应器和第二磁感应器连接；所述运行方式判断器用于根据第一隔离开关和第二隔离开关的通断状态来接通或断开第一磁感应器所在的第一电磁感应回路和第二磁感应器所在的第二电磁感应回路；

所述第一隔离开关的一端与牵引变电所的第一供电臂连接，所述第一隔离开关的另一端与电分相中性区的接触网连接；所述第二隔离开关的一端与牵引变电所的第二供电臂连接，所述第二隔离开关的另一端与电分相中性区的接触网连接；

所述磁感应器组包括：依次设置在分相点附近的单股道上的第一磁感应器、第二磁感应器、第三磁感应器、第四磁感应器、第五磁感应器和第六磁感应器；

所述车载控制设备设置在列车上，用于根据磁感应器组的各个磁感应器的磁感应信号，控制所述列车在所述牵引变电所的分相点处按贯通方式或分段方式运行而不需要断电通过，或者按电分相方式运行。

其中，所述车载控制设备包括：

车载自动控制器和分别设置在列车的前端和后端的两个信号接收设备。

其中，当所述车载控制设备依次经过第一磁感应器和第二磁感应器时，如果所述信号接收设备检测到第一磁感应器以及第二磁感应器的磁感应信号，则所述列车以不断电的运行方式通过当前的分相点；否则，所述列车转换到电分相的运行方式断电运行；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第三磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第三磁感应器的磁感应信号驱动所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第四磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未分闸，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第四磁感应器的磁感应信号强制所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第五磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第五磁感应器的磁感应信号驱动所述列车的主断路器合闸，恢复到过分相前的工况；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第六磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未恢复到过分相前的工况，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第六磁感应器的磁感应信号强制所述列车的主断路器恢复到过分相前的工况。

本发明中还提供了一种同相供电方式下的车载自动过分相的方法，该方法包括如下步骤：

在轨道沿线设置多个牵引变电所，并在每个牵引变电所的每个分相点处设置运行方式判断设备和磁感应器组；

在列车上设置车载控制设备；

根据同相供电系统的具体情况预先确定各个牵引变电所的各个分相点的运行方式，并根据所确定的运行方式通过控制信号控制各个分相点的第一隔离开关和第二隔离开关的通断状态，使得该分相点处于对应的运行状态；

根据第一隔离开关和第二隔离开关的通断状态判断该分相点当前所处的运行状态，并根据分相点的运行状态接通或断开第一磁感应器所在的第一电磁感应回路和第二磁感应器所在的第二电磁感应回路；

列车使用车载控制设备中的信号接收设备检测磁感应器组中的各个磁感应器的磁感应信号，并根据检测到的各个磁感应信号，使用不同的运行方式通过该分相点。

其中，所述磁感应器组包括在每个分相点附近的单股道上依次设置的第一磁感应器、第二磁感应器、第三磁感应器、第四磁感应器、第五磁感应器和第六磁感应器。

其中，所述第一磁感应器、第二磁感应器、第三磁感应器、第四磁感应器、第五磁感应器和第六磁感应器分别设置在所述单股道上预先确定的多根预埋式轨枕的两端

其中，将第一磁感应器、第三磁感应器和第五磁感应器设置在所述单股道10的一侧，并将第二磁感应器、第四磁感应器和第六磁感应器设置在所述单股道的另一侧。

其中，所述列车使用车载控制设备中的信号接收设备检测磁感应器组中的各个磁感应器的磁感应信号，并根据检测到的各个磁感应信号，使用不同的运行方式通过该分相点包括：

当列车上的信号接收设备依次经过第一磁感应器和第二磁感应器时，如果所述信号接收设备既检测到第一磁感应器的磁感应信号，也检测到第二磁感应器的磁感应信号，则所述列车以不断电的运行方式通过当前的分相点；否则，所述列车转换到电分相的运行方式；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第三磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第三磁感应器的磁感应信号驱动所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第四磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未分闸，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第四磁感应器的磁感应信号强制所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第五磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第五磁感应器的磁感应信号驱动所述列车的主断路器合闸，恢复到过分相前的工况；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第六磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未恢复到过分相前的工况，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第六磁感应器的磁感应信号强制所述列车的主断路器恢复到过分相前的工况。

其中，该方法还进一步包括：

在列车行进方向的常规电分相处的地面上的断合标之前设置“同相”标示牌。

如上可见，在本发明中的同相供电方式下的车载自动过分相的方法和系统中，在牵引变电所的每个分相点均设置了第一隔离开关和第二隔离开关，在每个分相点附近的单股道上均依次设置了六个磁感应器，设置了具有第一隔离开关和第二隔离开关的运行方式判断设备，并在列车上设置了车载信号判断装置，从而使得高速铁路、客运专线、城际铁路和普速铁路等同相供电系统中的列车可以在牵引变电所的分相点处正常按贯通方式或分段方式运行而不需要断电通过，在需要相邻牵引变电所越区时则可以按电分相方式运行，实现自动断电过分相。

由于列车在牵引供电系统正常运行时可以不断电通过(即在牵引变电所的分相点处正常地按贯通方式或分段方式运行)，因此提高了列车运行速度，而且还大大减少了机车断路器的开断次数，提高了机车断路器的寿命，同时还避免了机车以断电的方式通过电分相而停入无电区，提高了牵引供电系统的可靠性。另外，由于在同相供电牵引变电所分相处按贯通方式运行时，两供电臂可互相支援，因此可以提高牵引供电系统的供电能力和线路运力，节能节容。此外，在相邻牵引变电所越区时可优先实现车载自动断电过分相，在车载自动过分相故障时可采用手动过分相，从而提高了列车运行的安全可靠性，减少了司机的劳动强度。

附图说明

图1为本发明实施例中的同相供电方式下的车载自动过分相系统的结构示意图。

图2为本发明实施例中的贯通式运行方式的原理示意图。

图3为本发明实施例中的分段式运行方式的原理示意图。

图4为本发明实施例中的分相式运行方式的原理示意图。

图5为本发明实施例中的六个磁感应器的示意图。

图6为本发明实施例中的同相供电方式下的车载自动过分相的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例中的同相供电方式下的车载自动过分相系统的结构示意图。

如图1所示，该同相供电方式下的车载自动过分相系统包括：多个牵引变电所11、运行方式判断设备12、车载控制设备13和磁感应器组14；

所述多个牵引变电所11依次设置在轨道沿线，且每个牵引变电所11均具有至少一个依次设置在轨道沿线的分相点；每个分相点均设置有一个运行方式判断设备12和磁感应器组14；

所述运行方式判断设备12包括：运行方式判断器20、第一隔离开关GK1和第二隔离开关GK2；

所述运行方式判断器20的一端分别与第一隔离开关GK1和第二隔离开关GK2的常开常闭接点连接，所述运行方式判断器20的另一端分别与磁感应器组14中的第一磁感应器41和第二磁感应器42连接；所述运行方式判断器20用于根据第一隔离开关GK1和第二隔离开关GK2的通断状态(即闭合或断开)来接通或断开第一磁感应器41所在的第一电磁感应回路和第二磁感应器42所在的第二电磁感应回路；

所述第一隔离开关GK1的一端与牵引变电所11的第一供电臂22连接，所述第一隔离开关GK1的另一端与电分相中性区的接触网21连接；所述第二隔离开关GK2的一端与牵引变电所11的第二供电臂23连接，所述第二隔离开关GK2的另一端与电分相中性区的接触网21连接；

所述磁感应器组14包括：依次设置在分相点附近的单股道10上的第一磁感应器41、第二磁感应器42、第三磁感应器43、第四磁感应器44、第五磁感应器45和第六磁感应器46；

所述车载控制设备13设置在列车上，用于根据磁感应器组14的各个磁感应器的磁感应信号，控制所述列车在所述牵引变电所11的分相点处按贯通方式或分段方式运行而不需要断电通过，或者按电分相方式运行。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述车载控制设备13包括：车载自动控制器32和分别设置在列车的前端和后端的两个信号接收设备31。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，当所述车载控制设备13依次经过第一磁感应器41和第二磁感应器42时，如果所述信号接收设备31检测到第一磁感应器41以及第二磁感应器42的磁感应信号，则所述列车以不断电的运行方式通过当前的分相点(此时，所述列车可以将第三至第六磁感应器的信号视为失效)；否则(即只要第一磁感应器和第二磁感应器中的任意一个磁感应器的磁感应信号未被列车的信号接收设备检测到)，所述列车转换到电分相的运行方式断电运行；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第三磁感应器43时，所述车载自动控制器32根据信号接收设备31接收到的所述第三磁感应器43的磁感应信号(可称为“预告”信号)驱动所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第四磁感应器44时，如果所述列车的主断路器仍未分闸，则所述车载自动控制器32根据信号接收设备31接收到的所述第四磁感应器44的磁感应信号(可称为“强迫断”信号)强制所述列车的主断路器分闸(如果所述列车的主断路器已经分闸，则所述列车将该磁感应信号视为无效)；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第五磁感应器45时，所述车载自动控制器32根据信号接收设备31接收到的所述第五磁感应器45的磁感应信号(可称为“恢复1”信号)驱动所述列车的主断路器合闸，恢复到过分相前的工况；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第六磁感应器46时，如果所述列车的主断路器仍未恢复到过分相前的工况，则所述车载自动控制器32根据信号接收设备31接收到的所述第六磁感应器46的磁感应信号(可称为“恢复2”信号)强制所述列车的主断路器恢复到过分相前的工况(如果所述列车的主断路器已经恢复到过分相前的工况，则所述列车将该磁感应信号视为无效)。

在上述的同相供电方式下的车载自动过分相系统中，可以根据同相供电系统的具体情况预先确定各个牵引变电所的各个分相点的运行方式(注意确定运行方式时需满足此运行方式的相关条件)，并根据所确定的运行方式通过控制信号控制各个分相点的第一隔离开关GK1和第二隔离开关GK2的通断状态，即闭合和断开，使得分相点处于对应的运行状态。

例如，如图2所示，当分相点的GK1和GK2均闭合(即处于闭合位)时，则该分相点处于贯通式运行状态；如图3所示，当分相点的GK1和GK2中有一个闭合而另一个断开(即处于分开位)时，则该分相点处于分段运行状态；如图4所示，当分相点的GK1和GK2均断开时，则该分相点处于分相运行状态。

因此，各个分相点的运行方式判断器20可以根据第一隔离开关GK1和第二隔离开关GK2的通断状态来判断该分相点当前所处的运行状态，并根据分相点的运行状态接通或断开第一磁感应器41所在的第一电磁感应回路和第二磁感应器42所在的第二电磁感应回路。

例如，当分相点的GK1和GK2均闭合时，运行方式判断器20判断该分相点处于贯通式运行状态，并同时接通第一电磁感应回路和第二电磁感应回路。此时，第一磁感应器41和第二磁感应器42均发送磁感应信号。

当分相点的GK1和GK2中有一个闭合而另一个断开时，运行方式判断器20判断该分相点处于分段运行状态，并同时接通第一电磁感应回路和第二电磁感应回路。此时，第一磁感应器41和第二磁感应器42均发送磁感应信号。

当分相点的GK1和GK2均断开时，运行方式判断器20判断该分相点处于分相运行状态，并同时断开第一电磁感应回路和第二电磁感应回路。此时，第一磁感应器41和第二磁感应器42均不发送磁感应信号。

所以，所述列车可以使用车载控制设备13中的信号接收设备31来检测磁感应器组14中的各个磁感应器的磁感应信号，并根据检测到的各个磁感应信号，使用不同的运行方式(例如，断电或不断电的方式)通过该分相点。

例如，当信号接收设备31既检测到第一磁感应器41的磁感应信号，又检测到了第二磁感应器42的磁感应信号时，则说明该分相点当前处于贯通式运行状态或分段运行状态。因此，所述列车将以不断电的运行方式通过(即不降弓通过)当前的分相点，并可将第三至第六磁感应器的信号视为失效。

当信号接收设备31仅检测到第一磁感应器41的磁感应信号，或仅检测到了第二磁感应器42的磁感应信号(即仅检测到第一磁感应器41和第二磁感应器42中的某一个磁感应器的磁感应信号，但另一个磁感应器的磁感应信号未被列车的信号接收设备31检测到)时，此时，可能是控制电路或信号电路发生了故障，为保证行车安全，所述列车将转换到电分相的运行方式断电通过电分相。

当信号接收设备31既未检测到第一磁感应器41的磁感应信号，也未检测到了第二磁感应器42的磁感应信号时，则说明该分相点当前处于分相运行状态。因此，所述列车也将转换到电分相的运行方式断电运行。

然后，当所述列车以电分相的运行方式经过第三磁感应器43时，车载控制设备13中的车载自动控制器32将根据第三磁感应器43的磁感应信号(即“预告”信号)驱动所述列车的主断路器分闸。

当列车以电分相的运行方式经过第四磁感应器44时，如果主断路器仍未分闸，则车载自动控制器32将根据第四磁感应器44的磁感应信号(即“强迫断”信号)强制列车的主断路器分闸。当然，如果所述列车的主断路器已经分闸，则所述列车将该磁感应信号视为无效。

当列车以电分相的运行方式经过第五磁感应器45时，车载自动控制器32将根据第五磁感应器45的磁感应信号(即“恢复1”信号)驱动列车的主断路器合闸，恢复到过分相前的工况。

当列车以电分相的运行方式经过第六磁感应器46时，如果主断路器仍未恢复到过分相前的工况，则车载自动控制器32将根据第六磁感应器46的磁感应信号(即“恢复2”信号)强制列车的主断路器恢复到过分相前的工况。当然，如果列车的的主断路器已经恢复到过分相前的工况，则列车将该磁感应信号视为无效。

因此，通过上述的同相供电方式下的车载自动过分相系统，即可使得同相供电系统中的列车可以在牵引变电所的分相点处正常按贯通方式或分段方式运行而不需要断电通过，而在同相供电系统中的牵引变电所处由于相邻牵引变电所越区或其他情况需要同相供电系统中的牵引变电所进行异相供电则可以按电分相方式运行，实现自动断电过分相。

图6为本发明实施例中的同相供电方式下的车载自动过分相的方法的流程图。如图6所示，本发明实施例中的同相供电方式下的车载自动过分相的方法包括如下所述步骤：

步骤601，在轨道沿线设置多个牵引变电所，并在每个牵引变电所的每个分相点处设置运行方式判断设备和磁感应器组。

例如，在本发明的技术方案中，可以在轨道沿线依次设置多个牵引变电所，且每个牵引变电所均具有至少一个设置在轨道沿线的分相点；每个分相点均设置有如图1所示的运行方式判断设备12和磁感应器组14。

例如，磁感应器组14可以包括在每个分相点附近的单股道上依次设置的第一磁感应器41、第二磁感应器42、第三磁感应器43、第四磁感应器44、第五磁感应器45和第六磁感应器46。

另外，在本发明的技术方案中，可以将上述的第一磁感应器作为“第一同相确认点”，将第二磁感应器作为“第二同相确认点”，将第三磁感应器作为“预告点”，将第四磁感应器作为“强迫断点”，将第五磁感应器作为“第一恢复点”，将第六磁感应器作为“第二恢复点”。

另外，较佳的，如图5所示，在本发明的具体实施例中，可以将所述6个磁感应器分别设置在所述单股道上预先确定的多根预埋式轨枕40的两端。

另外，较佳的，如图5所示，在本发明的具体实施例中，可以将第一磁感应器41、第三磁感应器43和第五磁感应器45设置在所述单股道10的一侧，并将第二磁感应器42、第四磁感应器44和第六磁感应器46设置在所述单股道10的另一侧。

此外，图5中的50为接触网。列车在图5中的单股道10上走行时，列车的受电弓可从接触网50上取电。

另外，当处于分相运行模式时，列车未通过时不带电的区域称为电分相中性区(即分相运行时中性区段)。当处于分相运行状态时，该电分相中性区在地面上存在垂直投影对应的区域。根据该垂直投影对应的区域，即可定位磁感应器组中的各个磁感应器的具体位置。

在本发明的技术方案中，还可以根据不同速度等级的线路情况，预先设置各个磁感应器、电分相地面相关标识牌101的地点及彼此之间的距离。

再例如，如图1所示，所述运行方式判断设备12包括：运行方式判断器20、第一隔离开关GK1和第二隔离开关GK2；所述运行方式判断器20的一端分别与第一隔离开关GK1和第二隔离开关GK2的常开常闭接点连接，所述运行方式判断器20的另一端分别与磁感应器组中的第一磁感应器41和第二磁感应器42连接；所述第一隔离开关GK1的一端与牵引变电所11的第一供电臂22连接，所述第一隔离开关GK1的另一端与电分相中性区的接触网21连接；所述第二隔离开关GK2的一端与牵引变电所的第二供电臂23连接，所述第二隔离开关GK2的另一端与电分相中性区的接触网21连接。

步骤602，在列车上设置车载控制设备。

所示车载控制设备包括：车载自动控制器和分别设置在列车的前端和后端的两个信号接收设备。

另外，在本发明的技术方案中，该步骤602与上述的步骤601可以同时进行，也可以按照预先设置的执行顺序执行。例如，可以同时执行步骤601和602，也可以先执行步骤601再执行步骤602，或者可以先执行步骤602再执行步骤601。本发明的技术方案对此并不进行限制。

步骤603，根据同相供电系统的具体情况预先确定各个牵引变电所的各个分相点的运行方式，并根据所确定的运行方式通过控制信号控制各个分相点的第一隔离开关和第二隔离开关的通断状态，使得该分相点处于对应的运行状态。

例如，如图2所示，当分相点的GK1和GK2均闭合(即处于闭合位)时，则该分相点处于贯通式运行状态；如图3所示，当分相点的GK1和GK2中有一个闭合而另一个断开(即处于分开位)时，则该分相点处于分段运行状态；如图4所示，当分相点的GK1和GK2均断开时，则该分相点处于分相运行状态。

另外，如图2所示，此时GK1和GK2均闭合，21为电分相中性区的接触网，此时的第一供电臂22和第二供电臂23为同相接触网(即均为A相或均为B相，并具备贯通运行条件)。如图3所示，此时GK1断开但GK2闭合，此时的第一供电臂22和第二供电臂23仍为同相接触网(即均为A相或均为B相，并具备分段运行条件)。如图4所示，此时GK1和GK2均断开，此时的第一供电臂22和第二供电臂23为异相接触网(例如，22为A相时23为B相，或者22为B相时23为A相)。此外，在图2～图4中，24均为绝缘装置。

步骤604，根据第一隔离开关和第二隔离开关的通断状态判断该分相点当前所处的运行状态，并根据分相点的运行状态接通或断开第一磁感应器所在的第一电磁感应回路和第二磁感应器所在的第二电磁感应回路。

例如，当分相点的GK1和GK2均闭合时，上述的运行方式判断器可以判断该分相点处于贯通式运行状态，并同时接通第一电磁感应回路和第二电磁感应回路。此时，第一磁感应器41和第二磁感应器42均发送磁感应信号。

当分相点的GK1和GK2中有一个闭合而另一个断开时，运行方式判断器将判断该分相点处于分段运行状态，并同时接通第一电磁感应回路和第二电磁感应回路。此时，第一磁感应器41和第二磁感应器42均发送磁感应信号。

当分相点的GK1和GK2均断开时，运行方式判断器将判断该分相点处于分相运行状态，并同时断开第一电磁感应回路和第二电磁感应回路。此时，第一磁感应器41和第二磁感应器42均不发送磁感应信号。

步骤605，列车使用车载控制设备中的信号接收设备检测磁感应器组中的各个磁感应器的磁感应信号，并根据检测到的各个磁感应信号，使用不同的运行方式通过该分相点。

在本发明的技术方案中，可以通过多种具体实现方式来实现上述的步骤605，以下将以其中的一种具体实现方式为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述步骤605可以包括如下的步骤：

步骤71，当列车上的信号接收设备依次经过第一磁感应器和第二磁感应器时，如果所述信号接收设备既检测到第一磁感应器的磁感应信号，也检测到第二磁感应器的磁感应信号，则所述列车以不断电的运行方式通过当前的分相点；否则，所述列车转换到电分相的运行方式。

在本发明的技术方案中，当分相点的第一隔离开关和第二隔离开关均闭合或其中一个隔离开关闭合时，此时的第一磁感应器和第二磁感应器所在的电磁感应回路均处于接通状态，第一磁感应器和第二磁感应器均可产生磁感应信号。因此，列车上的信号接收设备在经过第一磁感应器和第二磁感应器时，如果既检测到第一磁感应器的磁感应信号，又检测到第二磁感应器的磁感应信号，则说明该分相点当前处于贯通式运行状态或分段运行状态，此时接触网两侧同相。因此，列车将以不断电的运行方式通过(即不降弓通过)当前的分相点，并可将第三至第六磁感应器的信号视为失效。

当信号接收设备仅检测到第一磁感应器或第二磁感应器的磁感应信号，此时，可能是控制电路或信号电路发生了故障，为保证行车安全，所述列车将转换到电分相的运行方式断电通过电分相。

当信号接收设备既未检测到第一磁感应器的磁感应信号，也未检测到第二磁感应器的磁感应信号时，则说明该分相点当前处于分相运行状态。此时接触网分相点两侧不同相。因此，所述列车也将转换到电分相的运行方式断电运行。

步骤72，当所述列车以电分相的运行方式经过所述第三磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第三磁感应器的磁感应信号(即“预告”信号)驱动所述列车的主断路器分闸。

步骤73，当所述列车以电分相的运行方式经过所述第四磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未分闸，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第四磁感应器的磁感应信号(即“强迫断”信号)强制所述列车的主断路器分闸。

当然，如果所述列车的主断路器在经过所述第四磁感应器时已经完成分闸，则所述车载自动控制器将第四磁感应器的磁感应信号视为失效。

步骤74，当所述列车以电分相的运行方式经过所述第五磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第五磁感应器的磁感应信号(即“恢复1”信号)驱动所述列车的主断路器合闸，恢复到过分相前的工况。

步骤75，当所述列车以电分相的运行方式经过所述第六磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未恢复到过分相前的工况，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第六磁感应器的磁感应信号(即“恢复2”信号)强制所述列车的主断路器恢复到过分相前的工况。

当然，如果所述列车的主断路器在经过所述第六磁感应器时已经恢复到过分相前的工况，则所述车载自动控制器将第六磁感应器的磁感应信号视为失效。

另外，较佳的，在本发明的技术方案中，还可以进一步地在列车行进方向的常规电分相处的地面上的断合标(例如，“禁止双弓”、“T断”、“断”等)之前设置“同相”标示牌，以提醒列车司机进入同相运行分相运行转换区域，正常按贯通方式或分段方式运行时无需降弓通过；在越区或由于其他原因需要异相供电采用分相方式运行时，司机无需采用人工控制系统过电分相；在分相运行方式并且车载控制设备发生故障时可采用人工控制系统过电分相。

综上所述，在本发明的技术方案中，由于在牵引变电所的每个分相点均设置了第一隔离开关和第二隔离开关，在每个分相点附近的单股道上均依次设置了六个磁感应器，设置了具有第一隔离开关和第二隔离开关的运行方式判断装置，并在列车上设置了车载控制设备，从而使得高速铁路、客运专线、城际铁路和普速铁路等同相供电系统中的列车可以在牵引变电所(或分区所)的分相点处正常按贯通方式或分段方式运行而不需要断电通过，在需要相邻牵引变电所越区或由于其他原因牵引变电所、分区所需要异相供电时则可以按电分相方式运行，实现自动断电过分相。

由于列车在牵引供电系统正常运行时可以不断电通过(即在牵引变电所、分区所的分相点处正常按贯通方式或分段方式运行)，因此提高了列车运行速度，而且还大大减少了机车断路器的开断次数，提高了机车断路器的寿命，同时还避免了机车以断电的方式通过电分相而停入无电区，提高了牵引供电系统的可靠性。另外，由于在同相供电牵引变电所分相处按贯通方式运行时，两供电臂可互相支援，因此可以提高牵引供电系统的供电能力和线路运力，节能节容。此外，在相邻牵引变电所越区或由于其他原因牵引变电所、分区所异相供电电分相按分相方式运行时可优先实现车载自动断电过分相，在车载自动过分相故障时可采用手动过分相，从而提高了列车运行的安全可靠性，减少了司机的劳动强度。

另外，本发明中的上述方法和系统既适用于变电所采用同相供电装置的同相供电系统、贯通式供电系统，也适用于常规未设置同相供电装置但采用单相变压器供电的同相供电系统。本发明既适用于在牵引变电所两侧采用同相供电的同相供电系统，也适用于在分区所两侧采用同相供电的同相供电系统；既适用于采用两断口电分相的同相供电系统，也适应于采用三断口电分相的同相供电系统；既适用于贯通方式和分段方式接通第一磁感应器回路和第二磁感应器回路、分相方式断开第一磁感应器回路和第二磁感应器回路；也适用于贯通方式和分段方式断开第一磁感应器回路和第二磁感应器回路、分相方式接通第一磁感应器回路和第二磁感应器回路(注意：1、确定运行方式时需满足此运行方式的相关条件；2、应用于不同情况时需相应修改相关内容)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种同相供电方式下的车载自动过分相的系统，其特征在于，该系统包括：多个牵引变电所、运行方式判断设备、车载控制设备和磁感应器组；

所述多个牵引变电所依次设置在轨道沿线，且每个牵引变电所均具有至少一个依次设置在轨道沿线的分相点；每个分相点均设置有一个运行方式判断设备和磁感应器组；

所述运行方式判断设备包括：运行方式判断器、第一隔离开关和第二隔离开关；

所述运行方式判断器的一端分别与第一隔离开关和第二隔离开关的常开常闭接点连接，所述运行方式判断器的另一端分别与磁感应器组中的第一磁感应器和第二磁感应器连接；所述运行方式判断器用于根据第一隔离开关和第二隔离开关的通断状态来接通或断开第一磁感应器所在的第一电磁感应回路和第二磁感应器所在的第二电磁感应回路；

所述第一隔离开关的一端与牵引变电所的第一供电臂连接，所述第一隔离开关的另一端与电分相中性区的接触网连接；所述第二隔离开关的一端与牵引变电所的第二供电臂连接，所述第二隔离开关的另一端与电分相中性区的接触网连接；

所述磁感应器组包括：依次设置在分相点附近的单股道上的第一磁感应器、第二磁感应器、第三磁感应器、第四磁感应器、第五磁感应器和第六磁感应器；

所述车载控制设备设置在列车上，用于根据磁感应器组的各个磁感应器的磁感应信号，控制所述列车在所述牵引变电所的分相点处按贯通方式或分段方式运行而不需要断电通过，或者按电分相方式运行。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载控制设备包括：

车载自动控制器和分别设置在列车的前端和后端的两个信号接收设备。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

当所述车载控制设备依次经过第一磁感应器和第二磁感应器时，如果所述信号接收设备检测到第一磁感应器以及第二磁感应器的磁感应信号，则所述列车以不断电的运行方式通过当前的分相点；否则，所述列车转换到电分相的运行方式断电运行；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第三磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第三磁感应器的磁感应信号驱动所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第四磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未分闸，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第四磁感应器的磁感应信号强制所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第五磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第五磁感应器的磁感应信号驱动所述列车的主断路器合闸，恢复到过分相前的工况；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第六磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未恢复到过分相前的工况，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第六磁感应器的磁感应信号强制所述列车的主断路器恢复到过分相前的工况。

4.一种同相供电方式下的车载自动过分相的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

在轨道沿线设置多个牵引变电所，并在每个牵引变电所的每个分相点处设置运行方式判断设备和磁感应器组；

在列车上设置车载控制设备；

根据同相供电系统的具体情况预先确定各个牵引变电所的各个分相点的运行方式，并根据所确定的运行方式通过控制信号控制各个分相点的第一隔离开关和第二隔离开关的通断状态，使得该分相点处于对应的运行状态；

根据第一隔离开关和第二隔离开关的通断状态判断该分相点当前所处的运行状态，并根据分相点的运行状态接通或断开第一磁感应器所在的第一电磁感应回路和第二磁感应器所在的第二电磁感应回路；

列车使用车载控制设备中的信号接收设备检测磁感应器组中的各个磁感应器的磁感应信号，并根据检测到的各个磁感应信号，使用不同的运行方式通过该分相点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述磁感应器组包括在每个分相点附近的单股道上依次设置的第一磁感应器、第二磁感应器、第三磁感应器、第四磁感应器、第五磁感应器和第六磁感应器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述第一磁感应器、第二磁感应器、第三磁感应器、第四磁感应器、第五磁感应器和第六磁感应器分别设置在所述单股道上预先确定的多根预埋式轨枕的两端。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

将第一磁感应器、第三磁感应器和第五磁感应器设置在所述单股道10的一侧，并将第二磁感应器、第四磁感应器和第六磁感应器设置在所述单股道的另一侧。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述列车使用车载控制设备中的信号接收设备检测磁感应器组中的各个磁感应器的磁感应信号，并根据检测到的各个磁感应信号，使用不同的运行方式通过该分相点包括：

当列车上的信号接收设备依次经过第一磁感应器和第二磁感应器时，如果所述信号接收设备既检测到第一磁感应器的磁感应信号，也检测到第二磁感应器的磁感应信号，则所述列车以不断电的运行方式通过当前的分相点；否则，所述列车转换到电分相的运行方式；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第三磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第三磁感应器的磁感应信号驱动所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第四磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未分闸，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第四磁感应器的磁感应信号强制所述列车的主断路器分闸；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第五磁感应器时，所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第五磁感应器的磁感应信号驱动所述列车的主断路器合闸，恢复到过分相前的工况；

当所述列车以电分相的运行方式经过所述第六磁感应器时，如果所述列车的主断路器仍未恢复到过分相前的工况，则所述车载自动控制器根据信号接收设备接收到的所述第六磁感应器的磁感应信号强制所述列车的主断路器恢复到过分相前的工况。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还进一步包括：

在列车行进方向的常规电分相处的地面上的断合标之前设置“同相”标示牌。