專利名稱：一種關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鐵路電氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓抑制裝置。
背景技術(shù)：
為了減小單相牽引負(fù)荷在電力系統(tǒng)中引起的負(fù)序電流，減輕電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響，電氣化鐵路供電系統(tǒng)采取了分段取流、換相連接的方式。錨段關(guān)節(jié)式電分相裝置有利于改善弓網(wǎng)受流質(zhì)量，在電氣化鐵路中被大量采用。錨段關(guān)節(jié)式電分相是利用2個(gè)絕緣錨段關(guān)節(jié)的空氣絕緣間隙來(lái)達(dá)到電分相的目的。中性區(qū)正常情況下不帶電。電力機(jī)車在通過(guò)錨段關(guān)節(jié)式電分相的過(guò)程中，電力機(jī)車主要經(jīng)過(guò)由有電到無(wú)電，再由無(wú)電到有電的兩個(gè)過(guò)渡過(guò)程。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中發(fā)現(xiàn)，電力機(jī)車在通過(guò)錨段關(guān)節(jié)式電分相上述兩個(gè)過(guò)渡過(guò)程中，均多次發(fā)生了過(guò)電壓現(xiàn)象。電力機(jī)車過(guò)關(guān)節(jié)式電分相產(chǎn)生的過(guò)電壓不僅會(huì)直接造成接觸網(wǎng)燒傷斷線，中斷供電和運(yùn)輸；而且頻繁引起車頂保護(hù)間隙放電，導(dǎo)致?tīng)恳冸娝g；直接威脅接觸網(wǎng)和牽引變電所的安全運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種在電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)中、有效抑制錨段關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓現(xiàn)象的關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓抑制裝置。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓抑制裝置，包含有接觸網(wǎng)，兩端分別為α相接觸網(wǎng)和β 相接觸網(wǎng)，其特征在于在α相接觸網(wǎng)和β相接觸網(wǎng)之間依次設(shè)置有1號(hào)檢測(cè)器、2號(hào)檢測(cè)器、3號(hào)檢測(cè)器和4號(hào)檢測(cè)器；在2號(hào)檢測(cè)器和3號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置分段器；在1號(hào)檢測(cè)器和2號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置1號(hào)斷開(kāi)；在3號(hào)檢測(cè)器和4號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置2號(hào)斷開(kāi)；在1號(hào)檢測(cè)器和1號(hào)斷開(kāi)之間的接觸網(wǎng)上連接1號(hào)信號(hào)采樣器；在2號(hào)斷開(kāi)和4 號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上連接2號(hào)信號(hào)采樣器；在1號(hào)斷開(kāi)和2號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上連接1號(hào)限壓吸收器；在3號(hào)檢測(cè)器和 2號(hào)斷開(kāi)之間的接觸網(wǎng)上連接2號(hào)限壓吸收器；在1號(hào)信號(hào)采樣器和1號(hào)限壓吸收器之間連接設(shè)置1號(hào)斷路器；在2號(hào)限壓吸收器和2號(hào)信號(hào)采樣器之間連接設(shè)置2號(hào)斷路器；1號(hào)信號(hào)采樣器和1號(hào)斷路器都與1號(hào)控制器連接；2號(hào)信號(hào)采樣器和2號(hào)斷路器都與2號(hào)控制器連接。所述的1號(hào)檢測(cè)器、2號(hào)檢測(cè)器、3號(hào)檢測(cè)器和4號(hào)檢測(cè)器為非接觸式檢測(cè)器。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)[0016]本實(shí)用新型在接觸網(wǎng)為零相位時(shí)合閘斷路器，使電力機(jī)車在最小相位差時(shí)刻進(jìn)入關(guān)節(jié)式電分相的中性段，可以保證電力機(jī)車安全通過(guò)電分相；和關(guān)節(jié)式電分相中性段長(zhǎng)達(dá)約70米的“無(wú)電區(qū)”相比，采用該裝置后，機(jī)車無(wú)電滑行的距離大大縮短，基本保證了電 力機(jī)車不降速就可通過(guò)關(guān)節(jié)式電分相；電力機(jī)車在區(qū)間正常運(yùn)行時(shí)，吸收限壓裝置未投入，只有當(dāng)電力機(jī)車運(yùn)行到中性段附近，斷路器合閘后，吸收限壓裝置才投入，因此節(jié)省了大量電能；吸收限壓裝置不僅能吸收電力機(jī)車過(guò)分相時(shí)殘余的過(guò)電壓，還可以吸收斷路器合閘時(shí)的過(guò)電壓。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。圖中，l-α相接觸網(wǎng)，2-β相接觸網(wǎng)，3-1號(hào)檢測(cè)器，4-2號(hào)檢測(cè)器，5-3號(hào)檢測(cè)器， 6-4號(hào)檢測(cè)器，7-1號(hào)斷開(kāi)，8-2號(hào)斷開(kāi)，9-1號(hào)斷路器，10-2號(hào)斷路器，11_分段器，12-1號(hào)信號(hào)采樣器，13-2號(hào)信號(hào)采樣器，14-1號(hào)控制器，15-2號(hào)控制器，16-1號(hào)限壓吸收器，17-2號(hào)限壓吸收器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。關(guān)節(jié)式電分相的中性導(dǎo)線，一方面與左右相鄰的接觸網(wǎng)導(dǎo)線之間的距離僅為 400 500 mm，小距離的靜電感應(yīng)使中性導(dǎo)線上存在感應(yīng)電壓，測(cè)試表明中性導(dǎo)線的感應(yīng)電壓高達(dá)10 kV 15 kV;另外一方面中性導(dǎo)線對(duì)鋼軌高度大約為6 m左右，由于它是懸空的獨(dú)立導(dǎo)線，因此，它對(duì)地存在電容，儲(chǔ)存有電磁能量。當(dāng)電力機(jī)車進(jìn)入或者駛出關(guān)節(jié)式分相的過(guò)程中，受電弓的滑動(dòng)將中性段導(dǎo)線分別與不同相位的接觸網(wǎng)進(jìn)行連通和斷開(kāi)，造成中性段突然被充電到分相一側(cè)的接觸網(wǎng)A相位的電壓，然后又在較短的時(shí)間內(nèi)突然被充電到分相另外一側(cè)B相位的電壓，不同相位的充電過(guò)程中發(fā)生電磁能量重新分配。由于供電系統(tǒng)、接觸網(wǎng)和中性段導(dǎo)線都存在等效的分布電感、分布電容，它們?cè)陔姶拍芰堪l(fā)生變化的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生振蕩，從而出現(xiàn)過(guò)電壓。根據(jù)上述分析，電力機(jī)車通過(guò)關(guān)節(jié)式電分相時(shí)刻，牽引網(wǎng)上電源的電氣相位角對(duì)過(guò)電壓的出現(xiàn)和峰值大小起著關(guān)鍵的影響作用。可以采取措施，使機(jī)車在最小相位差時(shí)刻進(jìn)入中性段，從而控制機(jī)車過(guò)分相時(shí)的過(guò)電壓。本實(shí)用新型所述的一種關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓抑制裝置，在解決電力機(jī)車通過(guò)關(guān)節(jié)式電分相產(chǎn)生過(guò)電壓的技術(shù)方案為當(dāng)電力機(jī)車到達(dá)“斷字牌”時(shí)，利用人工智能控制開(kāi)關(guān)技術(shù)，在接觸網(wǎng)為零相位時(shí)合間斷路器，使電力機(jī)車在最小相位差時(shí)刻進(jìn)入關(guān)節(jié)式電分相的中性段，從而達(dá)到抑制過(guò)分相過(guò)電壓的目的。在接觸網(wǎng)的α相接觸網(wǎng)1和β相接觸網(wǎng) 2之間依次設(shè)置有1號(hào)檢測(cè)器3、2號(hào)檢測(cè)器4、3號(hào)檢測(cè)器5和4號(hào)檢測(cè)器6，這四個(gè)檢測(cè)器都為為非接觸式檢測(cè)器。在2號(hào)檢測(cè)器4和3號(hào)檢測(cè)器5之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置分段器11。 在1號(hào)檢測(cè)器3和2號(hào)檢測(cè)器4之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置1號(hào)斷開(kāi)7 ；在3號(hào)檢測(cè)器5和4號(hào)檢測(cè)器6之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置2號(hào)斷開(kāi)8。在1號(hào)檢測(cè)器3和1號(hào)斷開(kāi)7之間的接觸網(wǎng)上連接1號(hào)信號(hào)采樣器12 ；在2號(hào)斷開(kāi)8和4號(hào)檢測(cè)器6之間的接觸網(wǎng)上連接2號(hào)信號(hào)采樣器13。在1號(hào)斷開(kāi)7和2號(hào)檢測(cè)器4之間的接觸網(wǎng)上連接1號(hào)限壓吸收器16 ；在3號(hào)檢測(cè)器5和2號(hào)斷開(kāi)8之間的接觸網(wǎng)上連接2號(hào)限壓吸收器17。在1號(hào)信號(hào)采樣器12和1號(hào)限壓吸收器16之間連接設(shè)置1號(hào)斷路器9 ；在2號(hào)限壓吸收器17和2號(hào)信號(hào)采樣器13之間連接設(shè)置2號(hào)斷路器10。1號(hào)信號(hào)采樣器12和1號(hào)斷路器9都與1號(hào)控制器14連接； 2號(hào)信號(hào)采樣器13和2號(hào)斷路器10都與2號(hào)控制器15連接。接觸網(wǎng)上的“斷字牌”設(shè)置在α相接觸網(wǎng)1 一端、1號(hào)檢測(cè)器3之前。當(dāng)電力機(jī)車到達(dá)“斷字牌”，1號(hào)檢測(cè)器3監(jiān)測(cè)到電力機(jī)車，啟動(dòng)1號(hào)控制器14，1號(hào)控制器14對(duì)1號(hào)信號(hào)采樣器12提供的信號(hào)進(jìn)行快速分析，在α相接觸網(wǎng)1為零相位時(shí)合閘1號(hào)斷路器9， 使電力機(jī)車在最小相位差時(shí)刻進(jìn)入中性段，電磁振蕩小。電力機(jī)車到達(dá)2號(hào)檢測(cè)器4時(shí)，檢測(cè)器2號(hào)檢測(cè)器4監(jiān)測(cè)到電力機(jī)車，1號(hào)控制器14命令1號(hào)斷路器9分閘。如果電力機(jī)車進(jìn)入分相時(shí)還有剩的殘余過(guò)電壓，則由1號(hào)限壓吸收器16吸收，不產(chǎn)生過(guò)電壓。1號(hào)斷路器9分閘后，電力機(jī)車無(wú)電通過(guò)分段器11，不會(huì)產(chǎn)生電弧。當(dāng)3號(hào)檢測(cè)器5監(jiān)測(cè)到電力機(jī)車時(shí)，啟動(dòng)2號(hào)控制器15，命令2號(hào)斷路器10在β 相接觸網(wǎng)2為零相位時(shí)合閘。電力機(jī)車進(jìn)入第二個(gè)中性段時(shí)，由于相位差很小，電磁振蕩也很小。4號(hào)檢測(cè)器6監(jiān)測(cè)到電力機(jī)車，表示電力機(jī)車已經(jīng)全部通過(guò)分相，2號(hào)控制器15命令 2號(hào)斷路器10分閘，完成電力機(jī)車過(guò)分相動(dòng)作。2號(hào)限壓吸收器17也可對(duì)剩余電壓進(jìn)行吸收，抑制過(guò)電壓。本實(shí)用新型的非接觸式檢測(cè)器、控制器、信號(hào)采集器、限壓吸收器等設(shè)備可盡量利用現(xiàn)場(chǎng)原有的立柱，采用柱上安裝方式，有利于降低工程費(fèi)用。限壓吸收器既要和中性段連接，也要和斷路器連接，以便可以同時(shí)吸收電力機(jī)車過(guò)分相時(shí)殘余的過(guò)電壓、以及斷路器合閘時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓。中性段上的1號(hào)斷開(kāi)7和2號(hào)斷開(kāi)8是必要的，一方面可以防止斷路器發(fā)生誤動(dòng)作，造成接觸網(wǎng)兩相短路事故，另一方面減小了中性段導(dǎo)線的等效電容和電磁能量的儲(chǔ)存。
權(quán)利要求1.一種關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓抑制裝置，包含有接觸網(wǎng)，兩端分別為α相接觸網(wǎng)(1)和 β相接觸網(wǎng)(2)，其特征在于在α相接觸網(wǎng)(1)和β相接觸網(wǎng)(2)之間依次設(shè)置有1號(hào)檢測(cè)器(3)、2號(hào)檢測(cè)器(4)、 3號(hào)檢測(cè)器(5)和4號(hào)檢測(cè)器(6)；在2號(hào)檢測(cè)器(4)和3號(hào)檢測(cè)器(5)之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置分段器(11)； 在1號(hào)檢測(cè)器(3)和2號(hào)檢測(cè)器(4)之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置1號(hào)斷開(kāi)(7);在3號(hào)檢測(cè)器 (5)和4號(hào)檢測(cè)器(6)之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置2號(hào)斷開(kāi)(8)；在1號(hào)檢測(cè)器(3)和1號(hào)斷開(kāi)(7)之間的接觸網(wǎng)上連接1號(hào)信號(hào)采樣器(12)；在2號(hào)斷開(kāi)(8)和4號(hào)檢測(cè)器(6)之間的接觸網(wǎng)上連接2號(hào)信號(hào)采樣器(13)；在1號(hào)斷開(kāi)(7)和2號(hào)檢測(cè)器(4)之間的接觸網(wǎng)上連接1號(hào)限壓吸收器(16)；在3號(hào)檢測(cè)器(5)和2號(hào)斷開(kāi)(8)之間的接觸網(wǎng)上連接2號(hào)限壓吸收器(17)；在1號(hào)信號(hào)采樣器(12)和1號(hào)限壓吸收器(16)之間連接設(shè)置1號(hào)斷路器(9);在2號(hào)限壓吸收器(17)和2號(hào)信號(hào)采樣器(13)之間連接設(shè)置2號(hào)斷路器(10)；1號(hào)信號(hào)采樣器(12)和1號(hào)斷路器(9)都與1號(hào)控制器(14)連接；2號(hào)信號(hào)采樣器(13) 和2號(hào)斷路器(10)都與2號(hào)控制器(15)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓抑制裝置，其特征在于所述的1號(hào)檢測(cè)器(3)、2號(hào)檢測(cè)器(4)、3號(hào)檢測(cè)器(5)和4號(hào)檢測(cè)器(6)為非接觸式檢測(cè)器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種關(guān)節(jié)式電分相過(guò)電壓抑制裝置，包含有接觸網(wǎng)，兩端分別為α相接觸網(wǎng)和β相接觸網(wǎng)，其特征在于在α相接觸網(wǎng)和β相接觸網(wǎng)之間依次設(shè)置有1號(hào)檢測(cè)器、2號(hào)檢測(cè)器、3號(hào)檢測(cè)器和4號(hào)檢測(cè)器；在2號(hào)檢測(cè)器和3號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置分段器；在1號(hào)檢測(cè)器和2號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置1號(hào)斷開(kāi)；在3號(hào)檢測(cè)器和4號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置2號(hào)斷開(kāi)；在1號(hào)檢測(cè)器和1號(hào)斷開(kāi)之間的接觸網(wǎng)上連接1號(hào)信號(hào)采樣器；在2號(hào)斷開(kāi)和4號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上連接2號(hào)信號(hào)采樣器；在1號(hào)斷開(kāi)和2號(hào)檢測(cè)器之間的接觸網(wǎng)上連接1號(hào)限壓吸收器；在3號(hào)檢測(cè)器和2號(hào)斷開(kāi)之間的接觸網(wǎng)上連接2號(hào)限壓吸收器；在1號(hào)信號(hào)采樣器和1號(hào)限壓吸收器之間連接設(shè)置1號(hào)斷路器；。本實(shí)用新型能保證電力機(jī)車安全不降速地通過(guò)電分相，抑制過(guò)電壓現(xiàn)象，節(jié)省了大量電能，避免了過(guò)電壓所產(chǎn)生的不良后果。
文檔編號(hào)B60M1/18GK202106867SQ20112021920
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者宮衍圣, 曹建設(shè), 李晉, 杲秀芳, 田志軍, 黃文勛 申請(qǐng)人:中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司