專利名稱：一種高速動車組不分閘自動過分相裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電氣化鐵道供電系統(tǒng)高壓供電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高速動 車組不分間自動過分相裝置。
背景技術(shù)：
目前，電氣化鐵道采用單相25kV的牽引供電系統(tǒng)，由變電所經(jīng)過沿鐵道線路上方 的接觸網(wǎng)供電臂向電力動車組或者動車組供電，每個供電臂的長度一般為25至45公里，由 于兩個相鄰的供電臂的相位往往不相同，不能連接在一起，因此，兩個相鄰供電臂之間設(shè)置 有一個中性段形式，該中性段也是一段接觸網(wǎng)。所述中性段與兩側(cè)的接觸網(wǎng)供電臂之間各有一個斷口，分別是入段斷口和出段斷 口，通過這兩個斷口，實現(xiàn)把中性段兩側(cè)的供電臂隔離開。中性段的長度一般具有四百米至 五百米，而且和兩側(cè)供電臂無機械連接，這個帶有斷口的中性段在電氣上叫做分相。具體運行時，高速動車組從分相(即中性段)一側(cè)的接觸網(wǎng)供電臂滑行至中性段 的入段斷口，再從入段斷口進入中性段，再經(jīng)過出段斷口離開中性段并到達分相另一側(cè)的 接觸網(wǎng)供電臂，這個過程稱為過分相。對于高速動車組，它是通過頂部的受電弓與接觸網(wǎng)的接觸中獲得能量的，在動車 組行走過程中，受電弓也隨著動車組一起滑行并始終與接觸網(wǎng)接觸，因此能夠連續(xù)不斷地 從接觸網(wǎng)上獲取電流，如果在動車組帶負荷情況下，受電弓從帶電部分的接觸網(wǎng)供電臂向 不帶電的中性段滑行時，受電弓在逐步離開帶電部分的過程中，就會導(dǎo)致受電弓與帶電部 分的接觸網(wǎng)供電臂之間出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，這種電弧會在短時間內(nèi)產(chǎn)生很大熱量，甚至燒斷接 觸網(wǎng)，造成嚴重的安全事故，這種情況稱為動車組帶負荷闖分相，相反，如果動車組不帶負 荷過分相時，因為形不成電流回路，就不會出現(xiàn)上述拉弧現(xiàn)象。為了解決上述的拉弧問題，傳統(tǒng)的動車組過分相主要采用的方法是，在動車組過 分相之前，就將動車組上的主回路車載斷路器自動分間，使得動車組主回路在負荷被切斷 的情況下過分相，這種方法的特征是，在中性段兩側(cè)的軌道線路上都安裝著動車組應(yīng)答器， 應(yīng)答器距離中性段一般有300米的距離，當(dāng)動車組進入中性段之前首先經(jīng)過應(yīng)答器的位置 時，應(yīng)答器先驅(qū)動動車組減主負載至零，再驅(qū)動本體的斷路器跳間，動車組斷電但是受電弓 不降落再滑行進入入段斷口、中性區(qū)、出段斷口，最后離開分相區(qū)，從而實現(xiàn)通過過分相。但 是，該方法的最大問題是只有整列動車組完全離開分相區(qū)時，才能重新加載，因此過分相時 失去牽引力的時間很長，一般為十幾秒，同時，由于動車組每到過分相時即被切斷了電源， 依靠動車組的慣性來滑行過分相，因此動車組過分相的速度會大大降低，如果每隔25公里 至45公里動車組的斷路器就切斷一次，將會大大延長列車占用軌道線路的時間。因此，目前迫切需要開發(fā)出一種裝置，可以實現(xiàn)動車組不分閘通過分相，保證動車 組的運行速度和運行時間。
實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種高速動車組不分閘自動過分相裝置，該 裝置通過設(shè)置在地面的切換開關(guān)，迅速斷電再送電，實現(xiàn)動車組不分閘通過分相，保證了動 車組的運行速度和運行時間，實現(xiàn)穩(wěn)定的過分相，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn) 實踐意義。為此，本實用新型提供了一種高速動車組不分閘自動過分相裝置，所述動車組的 牽引供電系統(tǒng)包括有接觸網(wǎng)A相供電臂14、接觸網(wǎng)B相供電臂16和接觸網(wǎng)中性區(qū)15，所述 接觸網(wǎng)中性區(qū)15的左右兩端分別設(shè)置有入段斷口 17和出段斷口 18，所述接觸網(wǎng)A相供電 臂14和接觸網(wǎng)B相供電臂16分別與入段斷口 17和出段斷口 18相連接，包括有計軸器20 和計軸器33，所述計軸器20和計軸器33安裝在軌道19上，所述計軸器33位于入段斷口 17的前方，所述計軸器20位于入段斷口 17與接觸網(wǎng)中性區(qū)15之間，所述接觸網(wǎng)A相供電 臂14依次接電動隔離開關(guān)11、保護開關(guān)1，所述保護開關(guān)1接真空開關(guān)4，所述真空開關(guān)4 分別接保護開關(guān)2和真空開關(guān)5，所述保護開關(guān)2經(jīng)過電動隔離開關(guān)12與接觸網(wǎng)中性區(qū)15 相連接，所述真空開關(guān)5依次接保護開關(guān)3、電動隔離開關(guān)13，所述電動隔離開關(guān)13與接觸 網(wǎng)B相供電臂16相接；還包括有控制器30和控制器31，所述控制器30和控制器31都與計軸器20、計軸 器33相連接。優(yōu)選地，所述保護開關(guān)1與電動隔離開關(guān)11之間具有一個連接點A，所述保護開關(guān) 2與電動隔離開關(guān)12之間具有一個連接點B，所述保護開關(guān)3與電動隔離開關(guān)13之間具有 一個連接點C ；所述連接點A依次與保護開關(guān)6、真空開關(guān)9相連接，所述真空開關(guān)9分別接保護 開關(guān)7和真空開關(guān)10，所述保護開關(guān)7與連接點C相連接，所述真空開關(guān)10經(jīng)過一個保護 開關(guān)8與連接點B相連接。優(yōu)選地，所述真空開關(guān)4、5、9、10是單斷口類型或者雙斷口類型的交流接觸器或 負荷開關(guān)。優(yōu)選地，所述連接點C還依次接隔離開關(guān)32、電容器24、電阻26相接，所述電阻26 上并聯(lián)有一個電感25，所述電阻26與軌道19相連接。優(yōu)選地，所述動車組22中設(shè)置有主斷路器34，所述動車組22頂部上設(shè)置有受電弓 21，所述主斷路器34與受電弓21相連接，所述受電弓21始終與接觸網(wǎng)相接觸。優(yōu)選地，所述控制器30和控制器31還都與聯(lián)跳裝置29相連接，所述聯(lián)跳裝置29 分別與左側(cè)牽引變電所饋線斷路器27、右側(cè)牽引變電所饋線斷路器28相連接，所述左側(cè)牽 引變電所饋線斷路器27與接觸網(wǎng)A相供電臂14相連接，所述右側(cè)牽引變電所饋線斷路器 28與接觸網(wǎng)B相供電臂16相連接。由以上本實用新型提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的一 種高速動車組不分間自動過分相裝置，該裝置通過設(shè)置在地面的切換開關(guān)，迅速斷電再送 電，實現(xiàn)動車組不分間通過分相，保證了動車組的運行速度和運行時間，實現(xiàn)穩(wěn)定的過分 相，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。
圖1為本實用新型提供的一種高速動車組不分閘自動過分相裝置中主回路的組 成結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型提供的一種高速動車組不分閘自動過分相裝置中控制保護回 路的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結(jié)合附圖和實施方式 對本實用新型作進一步的詳細說明。圖1為本實用新型提供的一種高速動車組不分閘自動過分相裝置中主回路的組 成結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型提供的一種高速動車組不分閘自動過分相裝置中控制保 護回路的組成結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2，本實用新型提供了一種高速動車組不分間自動過分相裝置，所述動車組 的牽引供電系統(tǒng)包括有接觸網(wǎng)A相供電臂14、接觸網(wǎng)B相供電臂16和接觸網(wǎng)中性區(qū)15，所 述接觸網(wǎng)中性區(qū)15的左右兩端分別設(shè)置有入段斷口 17和出段斷口 18，所述接觸網(wǎng)A相供 電臂14和接觸網(wǎng)B相供電臂16分別與入段斷口 17和出段斷口 18相連接；所述動車組22中設(shè)置有主斷路器34，所述動車組22頂部上設(shè)置有受電弓21，所 述主斷路器34與受電弓21相連接，所述受電弓21隨著動車組的滑行始終與接觸網(wǎng)A相供 電臂14、接觸網(wǎng)B相供電臂16和接觸網(wǎng)中性區(qū)15組成的接觸網(wǎng)相接觸。本實用新型包括有主回路和控制保護回路，其中所述主回路包括有計軸器20和計軸器33，所述計軸器20和計軸器33安裝在軌 道19上，所述計軸器33位于入段斷口 17的前方，所述計軸器20位于入段斷口 17與接觸 網(wǎng)中性區(qū)15之間；所述軌道19用于行駛動車組22 ；當(dāng)動車組經(jīng)過入段斷口 17前方的計軸器33時，計軸器33將該信號傳輸?shù)较率龅?控制器30和控制器31 ；當(dāng)動車組進入到接觸網(wǎng)中性區(qū)15時，計軸器20可以檢測到動車組22進入中性區(qū) 15的信息，然后該計軸器20將這些信息分別傳遞給下述的控制器30和控制器31。參見圖1，所述接觸網(wǎng)A相供電臂14依次接電動隔離開關(guān)11、保護開關(guān)1，所述保 護開關(guān)1接真空開關(guān)4，所述真空開關(guān)4分別接保護開關(guān)2和真空開關(guān)5，所述保護開關(guān)2 經(jīng)過電動隔離開關(guān)12與接觸網(wǎng)中性區(qū)15相連接，所述真空開關(guān)5依次接保護開關(guān)3、電動 隔離開關(guān)13，所述電動隔離開關(guān)13與接觸網(wǎng)B相供電臂16相接；需要說明的是，所述保護開關(guān)1與電動隔離開關(guān)11之間具有一個連接點A，所述 保護開關(guān)2與電動隔離開關(guān)12之間具有一個連接點B，所述保護開關(guān)3與電動隔離開關(guān)13 之間具有一個連接點C ；對于本實用新型，所述連接點A依次與保護開關(guān)6、真空開關(guān)9相連接，所述真空開 關(guān)9分別接保護開關(guān)7和真空開關(guān)10，所述保護開關(guān)7與連接點C相連接，所述真空開關(guān) 10經(jīng)過一個保護開關(guān)8與連接點B相連接；需要說明的是，在本實用新型正常工作時，處于閉合狀態(tài)的真空開關(guān)4和處于斷 開狀態(tài)的真空開關(guān)5運行，而處于斷開狀態(tài)的真空開關(guān)9和處于斷開狀態(tài)的真空開關(guān)10作為備用。在本實用性中，所述真空開關(guān)4、5、9、10可以是單斷口類型的交流接觸器或負荷 開關(guān)，也可以是雙斷口類型的交流接觸器或負荷開關(guān)；此外，為了吸收交流的真空開關(guān)在切換時產(chǎn)生的過電壓，本實用新型還包括有過 電壓保護回路，參見圖1，具體為所述連接點C還依次接隔離開關(guān)32、電容器24、電阻26相 接，所述電阻26上并聯(lián)有一個電感25，所述電阻26與軌道19相連接，從而組成一個過電壓 吸收器；在本實用新型中，所述控制保護回路，包括有控制器30和控制器31，所述控制器 30和控制器31都與計軸器20、計軸器33相連接；所述控制器30和控制器31還都與聯(lián)跳裝置29相連接，所述聯(lián)跳裝置29分別與 左側(cè)牽引變電所饋線斷路器27、右側(cè)牽引變電所饋線斷路器28通過通信通道相連接；所述左側(cè)牽引變電所饋線斷路器27與接觸網(wǎng)A相供電臂14相連接，所述右側(cè)牽 引變電所饋線斷路器28與接觸網(wǎng)B相供電臂16相連接，所述接觸網(wǎng)A相供電臂14和接觸 網(wǎng)B相供電臂16分別與接觸網(wǎng)中性區(qū)15左端的入段斷口 17和右端的出段斷口 18相連 接；在本實用新型中，需要說明的是，所述控制器30和控制器31是具備同等控制保護 功能的器件，分別與保護開關(guān)1、保護開關(guān)2、保護開關(guān)3、真空開關(guān)4、真空開關(guān)5、保護開關(guān) 6、保護開關(guān)7、保護開關(guān)8、真空開關(guān)9、真空開關(guān)10、電動隔離開關(guān)11、電動隔離開關(guān)12、電 動隔離開關(guān)13相連接，用于控制和保護這些相連接的電子部件。平時只用其中的一套，當(dāng) 使用的控制器故障時，自動切換至備用的控制器。對于本實用新型，具體實現(xiàn)上，在處于初始狀態(tài)時，控制器30運行，保護開關(guān)1、2、 3和真空開關(guān)4均處于合位，而真空開關(guān)5處于分位，此時，中性區(qū)15與接觸網(wǎng)A相供電臂 14等相位，當(dāng)動車組22經(jīng)過入段斷口 17進入中性區(qū)(即分相區(qū))15時，計軸器20檢測到 動車組22已經(jīng)進入中性區(qū)15的信號，并將該信號傳遞給控制器30和控制器31，則控制器 30控制真空開關(guān)4進行分閘，經(jīng)過300毫秒士 50毫秒后，再控制真空開關(guān)5合閘，從而實現(xiàn) 分相區(qū)電源的快速切換，保證動車組主斷路器34不分閘而實現(xiàn)快速過分相；如果真空開關(guān)4不能分閘或真空開關(guān)5不能合閘，則將保護開關(guān)1、2、3全部分閘， 再控制真空開關(guān)10合閘；如果真空開關(guān)10也不能正常動作時，則聯(lián)跳裝置29將左側(cè)牽引變電所饋線斷路 器27、右側(cè)牽引變電所饋線斷路器28跳閘，切斷動車組22的電源，保證動車組22在失電狀 態(tài)下滑過出段斷口 18，不會造成受電弓21在通過出段斷口 18時出現(xiàn)拉弧的問題。對于本實用新型，第二種實現(xiàn)方式上，在處于初始狀態(tài)時，控制器30運行，保護開 關(guān)1、2、3和真空開關(guān)4均處于分位，而真空開關(guān)5處于分位，此時中性區(qū)15與接觸網(wǎng)A相 供電臂14、接觸網(wǎng)B相供電臂16隔離；當(dāng)動車組經(jīng)過入段斷口 17前方的計軸器33時，計 軸器33將該信號傳輸?shù)娇刂破?0，控制器30控制入段斷口側(cè)的真空開關(guān)4立即合閘，此時 中性區(qū)15的供電與接觸網(wǎng)供電臂14供電同相；當(dāng)動車組22經(jīng)過入段斷口 17進入中性區(qū)(即分相區(qū))15時，計軸器20檢測到動 車組已經(jīng)進入中性區(qū)15的信號，并將該信號傳遞給控制器30，則控制器30控制真空開關(guān)4 進行分閘，經(jīng)過300毫秒士50毫秒后，再控制真空開關(guān)5合閘，從而實現(xiàn)分相區(qū)電源的快速切換，保證動車組主斷路器34分閘而實現(xiàn)快速過分相；如果真空開關(guān)4不能分閘或真空開關(guān)5不能合閘，則將保護開關(guān)1、2、3全部分閘， 再控制真空開關(guān)10合閘；如果真空開關(guān)10也不能正常動作時，則聯(lián)跳裝置29將左側(cè)牽引變電所饋線斷路 器27、右側(cè)牽引變電所饋線斷路器28跳閘，切斷動車組22的電源，保證動車組22在失電狀 態(tài)下滑過出段斷口 18，不會造成受電弓21在通過出段斷口 18時出現(xiàn)拉弧的問題。為了實現(xiàn)第二種方式，需要在距離入段斷口外側(cè)一個動車組長度位置的軌道19 上安裝一個新的計軸器33，以便能夠檢測到動車組22的到來。綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的一種高速動車組不分閘自動過分 相裝置，該裝置通過設(shè)置在地面的切換開關(guān)，迅速斷電再送電，實現(xiàn)動車組不分閘通過分 相，保證了動車組的運行速度和運行時間，實現(xiàn)穩(wěn)定的過分相，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用，具 有重大的生產(chǎn)實踐意義。對于本實用新型，其過分相的速度快，可以縮短動車組占用軌道線路的時間，并且 裝置冗余配置，運行靈活，安全可靠；此外，本實用新型的動車組位置檢測設(shè)備采用獨立的 計軸器，不利用軌道電路，因此對軌道電路影響很小，因此，本實用新型可以很好地適用于 電氣化鐵路高速動車組的自動過分相。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種高速動車組不分閘自動過分相裝置，所述動車組的牽引供電系統(tǒng)包括有接觸網(wǎng)A相供電臂(14)、接觸網(wǎng)B相供電臂(16)和接觸網(wǎng)中性區(qū)(15)，所述接觸網(wǎng)中性區(qū)(15)的左右兩端分別設(shè)置有入段斷口(17)和出段斷口(18)，所述接觸網(wǎng)A相供電臂(14)和接觸網(wǎng)(B)相供電臂(16)分別與入段斷口(17)和出段斷口(18)相連接，其特征在于，包括有計軸器(20)和計軸器(33)，所述計軸器(20)和計軸器(33)安裝在動車組(22)所行駛的軌道(19)上，所述計軸器(33)位于入段斷口(17)的前方，所述計軸器(20)位于入段斷口(17)與接觸網(wǎng)中性區(qū)(15)之間，所述接觸網(wǎng)A相供電臂(14)依次接電動隔離開關(guān)(11)、保護開關(guān)(1)，所述保護開關(guān)(1)接真空開關(guān)(4)，所述真空開關(guān)(4)分別接保護開關(guān)(2)和真空開關(guān)(5)，所述保護開關(guān)(2)經(jīng)過電動隔離開關(guān)(12)與接觸網(wǎng)中性區(qū)(15)相連接，所述真空開關(guān)(5)依次接保護開關(guān)(3)、電動隔離開關(guān)(13)，所述電動隔離開關(guān)(13)與接觸網(wǎng)B相供電臂(16)相接；還包括有控制器(30)和控制器(31)，所述控制器(30)和控制器(31)都與計軸器(20)、計軸器(33)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高速動車組不分閘自動過分相裝置，其特征在于，所述保護開 關(guān)(1)與電動隔離開關(guān)(11)之間具有一個連接點A，所述保護開關(guān)(2)與電動隔離開關(guān) (12)之間具有一個連接點B，所述保護開關(guān)(3)與電動隔離開關(guān)(13)之間具有一個連接點 C ；所述連接點A依次與保護開關(guān)(6)、真空開關(guān)(9)相連接，所述真空開關(guān)(9)分別接保 護開關(guān)(7)和真空開關(guān)(10)，所述保護開關(guān)(7)與連接點C相連接，所述真空開關(guān)(10)經(jīng) 過一個保護開關(guān)(8)與連接點B相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的高速動車組不分閘自動過分相裝置，其特征在于，所述真空開 關(guān)(4、5、9、10)是單斷口類型或者雙斷口類型的交流接觸器或負荷開關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的高速動車組不分間自動過分相裝置，其特征在于，所述連接點 C還依次接隔離開關(guān)(32)、電容器(24)、電阻(26)相接，所述電阻(26)上并聯(lián)有一個電感 (25)，所述電阻(26)與軌道(19)相連接。
5.如權(quán)利要求1所述的高速動車組不分間自動過分相裝置，其特征在于，所述動車組 (22)中設(shè)置有主斷路器(34)，所述動車組(22)頂部上設(shè)置有受電弓(21)，所述主斷路器 (34)與受電弓(21)相連接，所述受電弓(21)始終與接觸網(wǎng)相接觸。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的高速動車組不分閘自動過分相裝置，其特征在于， 所述控制器(30)和控制器(31)還都與聯(lián)跳裝置(29)相連接，所述聯(lián)跳裝置(29)分別與 左側(cè)牽引變電所饋線斷路器(27)、右側(cè)牽引變電所饋線斷路器(28)相連接，所述左側(cè)牽引 變電所饋線斷路器(27)與接觸網(wǎng)A相供電臂(14)相連接，所述右側(cè)牽引變電所饋線斷路 器(28)與接觸網(wǎng)B相供電臂(16)相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種高速動車組不分閘自動過分相裝置，該裝置通過設(shè)置在地面的切換開關(guān)，迅速斷電再送電，實現(xiàn)動車組不分閘通過分相，保證了動車組的運行速度和運行時間，實現(xiàn)穩(wěn)定的過分相，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。
文檔編號B60M1/18GK201559547SQ20092025178
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者于增, 夏文忠, 張忠杰, 王術(shù)合, 王毅, 王立天, 田勝利, 董安平, 許建國, 金寶長, 韋國, 顧丕驥 申請人:中鐵電氣化局集團有限公司;中鐵電氣化勘測設(shè)計研究院有限公司;陜西寶光真空電器股份有限公司;天津凱發(fā)電氣股份有限公司;北京交通大學(xué)