專利名稱：一種電氣化鐵道阻尼式自動(dòng)切換過(guò)分相裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣化鐵道阻尼式自動(dòng)切換過(guò)分相裝置。
背景技術(shù)：
世界各國(guó)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(guò)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(gè)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(gè)獨(dú)特結(jié)構(gòu)-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(gè)供電區(qū)過(guò)渡到另一個(gè)供電區(qū)的運(yùn)行過(guò)程稱為列車過(guò)分相。由于列車提速，過(guò)分相愈加頻繁，列車司機(jī)必須在極短時(shí)間內(nèi)完成過(guò)分相操作，勞動(dòng)強(qiáng)度極大，特別在高速鐵路上，過(guò)分相幾乎無(wú)法由司機(jī)手動(dòng)完成，必須采用自動(dòng)過(guò)分相技術(shù)。為使列車順利過(guò)分相，人們提出了多種過(guò)分相解決方案，總體上可分為車載和地面自動(dòng)過(guò)分相兩類。車載自動(dòng)過(guò)分相是通過(guò)列車與地面信號(hào)的配合，在列車上通過(guò)列車控制系統(tǒng)自動(dòng)完成過(guò)分相，即從一供電區(qū)駛?cè)胫行远吻埃詣?dòng)斷輔助電路、斷主斷路器(真空開(kāi)關(guān))；通過(guò)中性段駛?cè)肓硪还╇妳^(qū)后，自動(dòng)合主斷路器、合輔助電路等一系列操作過(guò)程。這種過(guò)分相方式在過(guò)中性段時(shí)需要斷電，列車靠慣性通過(guò)中性段，會(huì)造成一定的速度損失?，F(xiàn)有地面自動(dòng)過(guò)分相則是通過(guò)地面高壓(真空)開(kāi)關(guān)與列車位置信號(hào)配合，先斷開(kāi)上一供電區(qū)，然后再與下一供電區(qū)接通，即通過(guò)高壓開(kāi)關(guān)將兩端的供電區(qū)電源切換到中性段上，列車通過(guò)中性段時(shí)，進(jìn)行兩供電區(qū)的倒閘作業(yè)，在過(guò)中性段的部分時(shí)間需要斷電，斷電時(shí)間短，對(duì)列車速度影響較小。不論車載還是地面自動(dòng)過(guò)分相，都存在高壓開(kāi)關(guān)切換和通過(guò)中性段的暫態(tài)電氣過(guò)程，甚至造成牽引供電系統(tǒng)的過(guò)電壓和過(guò)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(wú)開(kāi)關(guān)切換自動(dòng)過(guò)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(kāi)關(guān)(斷路器)，對(duì)運(yùn)行中可能造成的暫態(tài)過(guò)電壓和過(guò)電流起到阻尼作用，引入了中間過(guò)渡變壓過(guò)程，瞬態(tài)電壓變化幅度小，消弱了直接過(guò)分相產(chǎn)生的暫態(tài)過(guò)電壓現(xiàn)象。但列車通過(guò)電阻器時(shí)幾乎未降速，過(guò)電阻器時(shí)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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種電氣化鐵道阻尼式自動(dòng)切換過(guò)分相裝置，該裝置可更好地避免高壓開(kāi)關(guān)頻繁切換可能造成的暫態(tài)過(guò)電壓和過(guò)電流，實(shí)現(xiàn)列車安全可靠地自動(dòng)過(guò)分相，并節(jié)約列車的運(yùn)行成本和維護(hù)費(fèi)用。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案為一種電氣化鐵道阻尼式自動(dòng)切換過(guò)分相裝置，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(kāi)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(kāi)關(guān)一的控制端均與測(cè)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(guò)(如復(fù)線鐵路的上行或下行)的情形，其工作過(guò)程和原理是列車未過(guò)分相時(shí)，高壓開(kāi)關(guān)一處于常閉狀態(tài)，電流互感器一、二測(cè)出的電流之差為零。假定列車從接觸網(wǎng)一的方向駛來(lái)，經(jīng)過(guò)接觸網(wǎng)一和中性段的間隙后使得電流互感器一測(cè)出的電流大于電流互感器二測(cè)出的電流，測(cè)量及控制單元控制高壓開(kāi)關(guān)一立刻斷開(kāi)，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(guò)電阻器(絕緣分段間隙)后轉(zhuǎn)由接觸網(wǎng)二供電；此時(shí)，電流互感器二測(cè)出的電流大于電流互感器一測(cè)出的電流，測(cè)量及控制單元控制高壓開(kāi)關(guān)Kl閉合；或者，經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間(大于列車通過(guò)電分相的時(shí)間，但小于最小行車間隔)延遲后，測(cè)量及控制單元控制接通高壓開(kāi)關(guān)一，進(jìn)入過(guò)分相后的正常供 電狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是一、本發(fā)明利用電阻器的阻尼特性，抑制高壓開(kāi)關(guān)切換可能產(chǎn)生的暫態(tài)過(guò)電壓和過(guò)電流及其對(duì)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(guò)分相時(shí)只需一個(gè)高壓開(kāi)關(guān)，較之現(xiàn)有地面自動(dòng)過(guò)分相裝置的高壓開(kāi)關(guān)的數(shù)量減少一半，動(dòng)作次數(shù)也減少一半，暫態(tài)過(guò)程減少一半對(duì)列車運(yùn)行的影響減小；且取消了地面信號(hào)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(wú)開(kāi)關(guān)切換自動(dòng)過(guò)分相裝置相比，由于在列車駛過(guò)電阻器之前已由高壓開(kāi)關(guān)一斷開(kāi)對(duì)列車的供電，列車速度得以適當(dāng)降低，通過(guò)電阻器的時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，可避免列車高速通過(guò)電阻器時(shí)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，提高裝置的可靠性和壽命。上述的中性段與接觸網(wǎng)二的間隙跨接高壓開(kāi)關(guān)二，所述的電流互感器二為高壓開(kāi)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(guò)鐵路的情形，其工作過(guò)程和原理是列車未過(guò)分相時(shí)，高壓開(kāi)關(guān)一、二處于常閉狀態(tài)，電流互感器一、二測(cè)出的電流之
差為零。當(dāng)列車從接觸網(wǎng)一的方向駛來(lái)，經(jīng)過(guò)接觸網(wǎng)一和中性段的間隙后使得電流互感器一測(cè)出的電流大于電流互感器二測(cè)出的電流，測(cè)量及控制單元控制高壓開(kāi)關(guān)一立刻斷開(kāi)，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(guò)電阻器(絕緣分段間隙)后轉(zhuǎn)由接觸網(wǎng)二供電；此時(shí)，電流互感器二測(cè)出的電流大于電流互感器一測(cè)出的電流，測(cè)量及控制單元控制高壓開(kāi)關(guān)一閉合；或者，經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間(大于列車通過(guò)電分相的時(shí)間，但小于最小行車間隔)延遲后，測(cè)量及控制單元控制接通高壓開(kāi)關(guān)一，進(jìn)入過(guò)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(lái)，經(jīng)過(guò)接觸網(wǎng)二和中性段的間隙后使得電流互感器二測(cè)出的電流大于電流互感器一測(cè)出的電流，測(cè)量及控制單元控制高壓開(kāi)關(guān)二立刻斷開(kāi)，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(guò)電阻器，絕緣分段間隙后轉(zhuǎn)由接觸網(wǎng)一供電；此時(shí)，電流互感器一測(cè)出的電流大于電流互感器二測(cè)出的電流，測(cè)量及控制單元控制高壓開(kāi)關(guān)二閉合；或者，經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間(大于列車通過(guò)電分相的時(shí)間，但小于最小行車間隔)延遲后，測(cè)量及控制單元控制接通高壓開(kāi)關(guān)二，進(jìn)入過(guò)分相后的正常供電狀態(tài)?？梢?jiàn)，在過(guò)分相時(shí)該方案，只需一個(gè)高壓開(kāi)關(guān)一動(dòng)作，而高壓開(kāi)關(guān)二保持常閉、不動(dòng)作；較之現(xiàn)有地面自動(dòng)過(guò)分相裝置的高壓開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)減少一半，使用壽命長(zhǎng)延長(zhǎng)一倍；也取消了地面信號(hào)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(wú)開(kāi)關(guān)切換自動(dòng)過(guò)分相裝置相比由于在列車駛過(guò)電阻器之前已由高壓開(kāi)關(guān)一或二斷開(kāi)對(duì)列車的供電，列車速度得以適當(dāng)降低，通過(guò)電阻器的時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，可避免列車高速通過(guò)電阻器時(shí)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，提高了裝置的可靠性和壽命。上述的中性段上設(shè)置的絕緣分段間隙為兩個(gè)，每個(gè)絕緣分段間隙均跨接電阻器。這樣，可提高本發(fā)明裝置的防短路能力。上述的電阻器的兩端跨接有旁路開(kāi)關(guān)。 這樣，當(dāng)列車已駛?cè)胫行远蔚赐ㄟ^(guò)電阻器時(shí)，發(fā)生停車現(xiàn)象，由于距電阻器距離很短，通過(guò)恢復(fù)后方接觸網(wǎng)供電，列車無(wú)法獲得足夠能量順利通過(guò)電阻器；此時(shí)將旁路開(kāi)關(guān)接通，可旁路掉電阻器，由前方的接觸網(wǎng)通過(guò)閉合的高壓開(kāi)關(guān)一或二、旁路開(kāi)關(guān)向列車供電，使其順利駛出供電死區(qū)，進(jìn)入過(guò)分相后的正常供電狀態(tài)。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一圖I示出，本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
為一種電氣化鐵道阻尼式自動(dòng)切換過(guò)分相裝置，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(kāi)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(kāi)關(guān)一 Kl的控制端均與測(cè)量及控制單元相連。本例中電阻器R的兩端跨接有旁路開(kāi)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(guò)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(kāi)關(guān)二 K2，電流互感器二 H2為高壓開(kāi)關(guān)二 K2自帶的電流互感器。本例適用于列車L雙向通過(guò)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(gè)，每個(gè)絕緣分段間隙SR均跨接電阻器R。本發(fā)明的高壓開(kāi)關(guān)一 K1、高壓開(kāi)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(duì)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(shí)，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(shí)，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。本發(fā)明的高壓開(kāi)關(guān)即可以是真空開(kāi)關(guān)，亦可是電力電子開(kāi)關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種電氣化鐵道阻尼式自動(dòng)切換過(guò)分相裝置，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(kāi)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(kāi)關(guān)一(Kl)的控制端均與測(cè)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(dòng)切換過(guò)分相裝置，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(kāi)關(guān)二(K2)，所述的電流互感器二(H2)為高壓開(kāi)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(dòng)切換過(guò)分相裝置，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(gè)，每個(gè)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(dòng)切換過(guò)分相裝置，其特征在于所述的電阻器(R)的兩端跨接有旁路開(kāi)關(guān)(P)。
全文摘要
一種電氣化鐵道阻尼式自動(dòng)切換過(guò)分相裝置，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(kāi)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(kāi)關(guān)一(K1)的控制端均與測(cè)量及控制單元相連。該裝置可更好地避免高壓開(kāi)關(guān)頻繁切換可能造成的暫態(tài)過(guò)電壓和過(guò)電流，實(shí)現(xiàn)列車安全可靠地自動(dòng)過(guò)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(hào)B60M3/04GK102765333SQ20121027701
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者劉煒, 吳積欽, 周福林, 易東, 李子晗, 李群湛, 解紹鋒, 賀建閩, 郭鍇, 陳民武, 高師湃 申請(qǐng)人:李子晗