專利名稱：電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備。
背景技術(shù)：
世界各國電氣化鐵道普遍采用單相工頻交流制，為避免在電網(wǎng)中引起過多的負(fù)序電流，電氣化鐵道往往采用輪換相序、分相分區(qū)供電的方案，在鐵路沿線每20-25km構(gòu)成一個供電區(qū)，各供電區(qū)分別由電網(wǎng)中的不同相供電。這種輪流換相、分區(qū)供電的方式形成了電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的一個獨(dú)特結(jié)構(gòu)一電分相。由于電分相兩端的相位不同或出于安全和檢修考慮須采用絕緣結(jié)構(gòu)，故電分相亦稱絕緣分相器。列車從一個供電區(qū)過渡到另一個供電區(qū)的運(yùn)行過程稱為列車過分相。由于列車提速，過分相愈加頻繁，列車司機(jī)必須在極短 時間內(nèi)完成過分相操作，勞動強(qiáng)度極大，特別在高速鐵路上，過分相幾乎無法由司機(jī)手動完成，必須采用自動過分相技術(shù)。為使列車順利過分相，人們提出了多種過分相解決方案，總體上可分為車載和地面自動過分相兩類。車載自動過分相是通過列車與地面信號的配合，在列車上通過列車控制系統(tǒng)自動完成過分相，即從一供電區(qū)駛?cè)胫行远吻埃詣訑噍o助電路、斷主斷路器(真空開關(guān))；通過中性段駛?cè)肓硪还╇妳^(qū)后，自動合主斷路器、合輔助電路等一系列操作過程。這種過分相方式在過中性段時需要斷電，列車靠慣性通過中性段，會造成一定的速度損失?，F(xiàn)有地面自動過分相則是通過地面高壓(真空)開關(guān)與列車位置信號配合，先斷開上一供電區(qū)，然后再與下一供電區(qū)接通，即通過高壓開關(guān)將兩端的供電區(qū)電源切換到中性段上，列車通過中性段時，進(jìn)行兩供電區(qū)的倒閘作業(yè)，在過中性段的部分時間需要斷電，斷電時間短，對列車速度影響較小。不論車載還是地面自動過分相，都存在高壓開關(guān)切換和通過中性段的暫態(tài)電氣過程，甚至造成牽引供電系統(tǒng)的過電壓和過電流，影響設(shè)備安全運(yùn)行。發(fā)明人曾發(fā)明了一種電氣化鐵道無開關(guān)切換自動過分相裝置，其核心思想是在接觸網(wǎng)中性段之間串聯(lián)電阻器，不再設(shè)置切換高壓開關(guān)(斷路器)，對運(yùn)行中可能造成的暫態(tài)過電壓和過電流起到阻尼作用，引入了中間過渡變壓過程，瞬態(tài)電壓變化幅度小，消弱了直接過分相產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓現(xiàn)象。但列車通過電阻器時幾乎未降速，過電阻器時仍有瞬態(tài)電壓產(chǎn)生，而可能發(fā)生拉弧現(xiàn)象，而影響設(shè)備的壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備，該設(shè)備可更好地避免高壓開關(guān)頻繁切換可能造成的暫態(tài)過電壓和過電流，實(shí)現(xiàn)列車安全可靠地自動過分相,并節(jié)約列車的運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備，其組成是中性段與接觸網(wǎng)一的間隙跨接帶電流互感器一的高壓開關(guān)一；中性段上設(shè)置有絕緣分段間隙，該絕緣分段間隙跨接電阻器；中性段與接觸網(wǎng)二的間隙跨接電流互感器二 ；電流互感器一的輸出端、電流互感器二的輸出端和高壓開關(guān)一的控制端均與測量及控制單元相連。以上技術(shù)方案適用于列車單方向通過(如復(fù)線鐵路的上行或下行)的情形，其工作過程和原理是列車未過分相時，高壓開關(guān)一處于常閉狀態(tài)，電流互感器一、二測出的電流之差為零。假定列車從接觸網(wǎng)一的方向駛來，經(jīng)過接觸網(wǎng)一和中性段的間隙后使得電流互感器一測出的電流大于電流互感器二測出的電流，測量及控制單元控制高壓開關(guān)一立 刻斷開，列車停止從接觸網(wǎng)一上取流，速度得以適當(dāng)降低。隨即列車駛過電阻器(絕緣分段間隙)后轉(zhuǎn)由接觸網(wǎng)二供電；此時，電流互感器二測出的電流大于電流互感器一測出的電流，測量及控制單元控制高壓開關(guān)Kl閉合；或者，經(jīng)過設(shè)定的時間(大于列車通過電分相的時間，但小于最小行車間隔)延遲后，測量及控制單元控制接通高壓開關(guān)一，進(jìn)入過分相后的正常供電狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是一、本實(shí)用新型利用電阻器的阻尼特性，抑制高壓開關(guān)切換可能產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓和過電流及其對牽引供電系統(tǒng)電氣設(shè)備造成的不利影響，提高供電可靠性和安全性。二、在過分相時只需一個高壓開關(guān)，較之現(xiàn)有地面自動過分相裝置的高壓開關(guān)的數(shù)量減少一半，動作次數(shù)也減少一半，暫態(tài)過程減少一半對列車運(yùn)行的影響減??；且取消了地面信號及其傳感裝置，避免了地面人員及設(shè)備間的干擾，減少投資和維護(hù)費(fèi)用，并提高了可靠性。三、與現(xiàn)有的電氣化鐵道阻尼無開關(guān)切換自動過分相裝置相比，由于在列車駛過電阻器之前已由高壓開關(guān)一斷開對列車的供電，列車速度得以適當(dāng)降低，通過電阻器的時間適當(dāng)延長，可避免列車高速通過電阻器時產(chǎn)生瞬間壓差而拉弧的現(xiàn)象，更好地保證了列車的安全運(yùn)行，提高設(shè)備的可靠性和壽命。上述的中性段與接觸網(wǎng)二的間隙跨接高壓開關(guān)二，所述的電流互感器二為高壓開關(guān)二自帶的電流互感器。這樣的方案適用于列車雙向通過鐵路的情形，其工作過程和原理是列車未過分相時，高壓開關(guān)一、二處于常閉狀態(tài)，電流互感器一、二測出的電流之
差為零。當(dāng)列車從接觸網(wǎng)一的方向駛來，經(jīng)過接觸網(wǎng)一和中性段的間隙后使得電流互感器一測出的電流大于電流互感器二測出的電流，測量及控制單元控制高壓開關(guān)一立刻斷開，列車停止從接觸網(wǎng)一上取電，速度得以適當(dāng)降低。隨即列車駛過電阻器(絕緣分段間隙)后轉(zhuǎn)由接觸網(wǎng)二供電；此時，電流互感器二測出的電流大于電流互感器一測出的電流，測量及控制單元控制高壓開關(guān)一閉合；或者，經(jīng)過設(shè)定的時間(大于列車通過電分相的時間，但小于最小行車間隔)延遲后，測量及控制單元控制接通高壓開關(guān)一，進(jìn)入過分相后的正常供電狀態(tài)。當(dāng)列車從接觸網(wǎng)二的方向駛來，經(jīng)過接觸網(wǎng)二和中性段的間隙后使得電流互感器二測出的電流大于電流互感器一測出的電流，測量及控制單元控制高壓開關(guān)二立刻斷開，列車停止從接觸網(wǎng)二上取電，速度得以適當(dāng)降低。隨即列車駛過電阻器，絕緣分段間隙后轉(zhuǎn)由接觸網(wǎng)一供電；此時，電流互感器一測出的電流大于電流互感器二測出的電流，測量及控制單元控制高壓開關(guān)二閉合；或者，經(jīng)過設(shè)定的時間(大于列車通過電分相的時間，但小于最小行車間隔)延遲后，測量及控制單元控制接通高壓開關(guān)二，進(jìn)入過分相后的正常供電狀態(tài)?？梢?，在過分相時該方案，只需一個高壓開關(guān)一動作，而高壓開關(guān)二保持常閉、不動作；較之現(xiàn)有地面自動過分相裝置的高壓開關(guān)動作次數(shù)減少一半，使用壽命長延長一倍；也取消了地面信號及其傳感裝置，避免了地面人員及設(shè)備間的干擾，減少投資和維護(hù)費(fèi)用，并提高了可靠性。而與現(xiàn)有的電氣化鐵道阻尼無開關(guān)切換自動過分相裝置相比由于在列車駛過電阻器之前已由高壓開關(guān)一或二斷開對列車的供電，列車速度得以適當(dāng)降低，通過電阻器的時間適當(dāng)延長，可避免列車高速通過電阻器時產(chǎn)生瞬間壓差而拉弧的現(xiàn)象，也更好地保證了列車的安全運(yùn)行，提高了設(shè)備的可靠性和壽命。 上述的中性段上設(shè)置的絕緣分段間隙為兩個，每個絕緣分段間隙均跨接電阻器。這樣，可提高本實(shí)用新型設(shè)備的防短路能力。上述的電阻器的兩端跨接有旁路開關(guān)。這樣，當(dāng)列車已駛?cè)胫行远蔚赐ㄟ^電阻器時，發(fā)生停車現(xiàn)象，由于距電阻器距離很短，通過恢復(fù)后方接觸網(wǎng)供電，列車無法獲得足夠能量順利通過電阻器；此時將旁路開關(guān)接通，可旁路掉電阻器，由前方的接觸網(wǎng)通過閉合的高壓開關(guān)一或二、旁路開關(guān)向列車供電，使其順利駛出供電死區(qū)，進(jìn)入過分相后的正常供電狀態(tài)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一圖I示出，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
為一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備，其組成是中性段與接觸網(wǎng)一 A的間隙SI跨接帶電流互感器一 Hl的高壓開關(guān)一 Kl ;中性段上設(shè)置有絕緣分段間隙SR，該絕緣分段間隙SR跨接電阻器R ;中性段與接觸網(wǎng)二 B的間隙S2跨接電流互感器二 H2 ；電流互感器一 Hl的輸出端、電流互感器二 H2的輸出端和高壓開關(guān)一 Kl的控制端均與測量及控制單元相連。本例中電阻器R的兩端跨接有旁路開關(guān)P。本實(shí)施例適用于列車L從接觸網(wǎng)一 A到接觸網(wǎng)二 B單方向通過的情形(如復(fù)線鐵路的上行或下行)。實(shí)施例二圖2示出，本例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，不同的僅僅是中性段與接觸網(wǎng)二 B的間隙S2跨接高壓開關(guān)二 K2，電流互感器二 H2為高壓開關(guān)二 K2自帶的電流互感器。本例適用于列車L雙向通過單線鐵路的情形。實(shí)施例三圖3示出，本例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二基本相同，不同的僅僅是所述的中性段上設(shè)置的絕緣分段間隙SR為兩個，每個絕緣分段間隙SR均跨接電阻器R。本實(shí)用新型的高壓開關(guān)一 Kl、高壓開關(guān)二 K2的額定電壓為27. 5kV，額定電流為列車額定電流；電阻器R額定電壓為27. 5kV ，電阻器R的阻值通常取10-505kQ，具體取值由其阻尼作用和最小損耗決定，如選取對應(yīng)電壓下，I安培電流的阻值當(dāng)用于牽引變電所出口的異相電分相處時，電分相的額定電壓為27. 5kV，則電阻器R阻值取27. 5kQ,當(dāng)用于同相電分相的分區(qū)所時，由于通常壓差小于10kV，則電阻器R阻值可為IOkQ。圖3中，L為列車。本實(shí)用新型的高壓開關(guān)即可以是真空開關(guān)，亦可是電力電子開關(guān)。
權(quán)利要求1.一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備，其組成是 中性段與接觸網(wǎng)一(A)的間隙(SI)跨接帶電流互感器一(Hl)的高壓開關(guān)一(Kl);中性段上設(shè)置有絕緣分段間隙(SR)，該絕緣分段間隙(SR)跨接電阻器(R);中性段與接觸網(wǎng)二(B)的間隙(S2)跨接電流互感器二(H2)； 電流互感器一(Hl)的輸出端、電流互感器二(H2)的輸出端和高壓開關(guān)一(Kl)的控制端均與測量及控制單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備，其特征在于所述的中性段與接觸網(wǎng)二(B)的間隙(S2)跨接高壓開關(guān)二(K2)，所述的電流互感器二(H2)為高壓開關(guān)二(K2)自帶的電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備，其特征在于所述的中性段上設(shè)置的絕緣分段間隙(SR)為兩個，每個絕緣分段間隙(SR)均跨接電阻器(R)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備，其特征在于所述的電阻器(R)的兩端跨接有旁路開關(guān)(P)。
專利摘要一種電氣化鐵道阻尼式自動切換過分相設(shè)備，其組成是中性段與接觸網(wǎng)一(A)的間隙(S1)跨接帶電流互感器一(H1)的高壓開關(guān)一(K1)；中性段上設(shè)置有絕緣分段間隙(SR)，該絕緣分段間隙(SR)跨接電阻器(R)；中性段與接觸網(wǎng)二(B)的間隙(S2)跨接電流互感器二(H2)；電流互感器一(H1)的輸出端、電流互感器二(H2)的輸出端和高壓開關(guān)一(K1)的控制端均與測量及控制單元相連。該設(shè)備可更好地避免高壓開關(guān)頻繁切換可能造成的暫態(tài)過電壓和過電流，實(shí)現(xiàn)列車安全可靠地自動過分相，并節(jié)約列車的運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用。
文檔編號B60M3/04GK202669541SQ20122038609
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者李子晗, 李群湛, 吳積欽, 易東, 賀建閩, 高師湃, 陳民武, 周福林, 解紹鋒, 郭鍇, 劉煒 申請人:李子晗