CN103326301B - 一种电气化铁道接触网在线防冰***及其防冰方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电气化铁道接触网在线防冰***及其防冰方法，其***的组成是，电气化铁道牵引变电所供电臂末端安装静止无功发生器、电压互感器、接触线温度传感器和控制单元；静止无功发生器的控制端、电压互感器的输出端和接触线温度传感器的输出端与控制单元相连接；同时远动装置也与控制单元相连接。该***中的静止无功发生器平时用于网压补偿，在可能结冰时进入防冰工况，利用电压互感器测得的网压与平均网压比较，判定供电臂上有无列车及其负荷状况，进而控制静止无功发生器产生容性或感性防冰电流，能够在接触网不停运、列车正常运行情况下，进行在线高效防冰，确保列车运行的安全。

Description

一种电气化铁道接触网在线防冰***及其防冰方法
技术领域
本发明涉及一种电气化铁道接触网在线防冰***。
背景技术
接触网是电气化铁路的重要构成部分，接触网覆冰严重影响行车安全。覆冰不仅将影响接触网导线高度等静态参数，同时也将影响接触网的动态力学参数，改变其力学性能，使得受电弓与接触网(弓网)的跟随性能劣化，频繁发生离线，甚至引起接打弓，同时，覆冰增加了接触网硬点，不但加剧了弓网电弧，更容易加速受电弓滑板的磨耗，严重时甚至造成接触网断电，影响列车安全、良好运行。
目前在工程实践应用的除冰方法有阻性丝加热除冰技术、化学药剂方法、接触网热滑、人工清除覆冰等。法国阿尔斯通、日本日立公司利用内置绝缘阻性丝接触线的特性开发了接触网阻性丝加热除冰***，并应用于日本、法国、韩国、英国的铁路、电车***，这个***与高压输电线除冰中的复合导线类似，我国哈尔滨地铁也采用了阻性丝加热除冰方法，该方法理论上可以达到除去接触网覆冰的目的，但其如何处理好气象条件、覆冰厚度以及电流和时间等方而的关系，还缺少成功应用的经验及相应的规程和规范。又如化学药剂方法，是利用化学药剂与冰接触后融化的方法除冰。德国不来梅有轨电车公司已成功使用高架线除冰设备给导线涂敷防冻剂。目前，国内在机场、高速公路有直接抛撒除雪剂的做法，但将除雪剂涂敷在接触导线上，还没有运用案例。另外化学药剂抛撒后造成对土壤、以及环境的污染也是需要考虑的一个问题。接触网热滑、人工清除覆冰有简便的优点，但会影响列车的正常运行。
随着我国铁路规模的不断扩大，铁路在国家经济建设和国防建设，担负着越来越重要的作用，对接触网除冰的需求也越来越突出。
发明内容
本发明的第一目的就是提供一种电气化铁道接触网在线防冰***，该***中的静止无功发生器平时用于网压补偿，在可能结冰时进入防冰工况，不增加过多投资，能够在接触网不停运、列车正常运行情况下，进行在线高效防冰，使接触网在冻雨及冰雪等极端灾害天气情况下不结冰，确保列车运行的安全。
本发明实现其第一发明目的，所采用的技术方案为：一种电气化铁道接触网在线防冰***，其特征在于：电气化铁道牵引变电所的供电臂末端设置静止无功发生器、电压互感器、接触线温度传感器和控制单元；静止无功发生器的控制端、电压互感器的输出端和接触线温度传感器的输出端与控制单元相连接；同时远动装置也与控制单元相连接。
本发明的第二目的就是提供一种使用上述的电气化铁道接触网在线防冰***进行接触网在线防冰的方法。
本发明实现其第二发明目的，所采用的技术方案为，一种上述的电气化铁道接触网在线防冰***进行接触网在线防冰的方法，其步骤为：
A、当远动装置未发出防冰命令且接触线温度传感器输出的温度值高于冰点时，控制单元控制所述的静止无功发生器工作于网压补偿工况，即容性工况；
B、当远动装置发出防冰命令或者接触线温度传感器输出的温度值低于或等于冰点时，控制单元控制所述的静止无功发生器转入防冰工况：
当所述的静止无功发生器工作间隙期，电压互感器测得的网压小于等于平均网压时，控制单元控制所述的静止无功发生器进入容性工况，吸收容性防冰工作电流；
当所述的静止无功发生器工作间隙期，电压互感器测得的网压大于平均网压时，控制单元控制所述的静止无功发生器进入感性工况，吸收感性防冰工作电流。
本发明的工作原理是：
当远动装置未发出防冰命令且接触线温度传感器输出的温度值高于冰点时，即在正常情况下，静止无功发生器对接触网进行无功补偿，工作于网压补偿工况，即吸收容性无功的工况以保证网压在正常范围内为补偿目标。
当接触线温度传感器输出的温度值低于或等于冰点、或调度员根据天气预报可能结冰而经远动装置发出防冰命令时，静止无功发生器进入防冰工况。在防冰工况下，进一步区分两种工况：1、当静止无功发生器工作间隙期，电压互感器测得的网压小于等于平均网压时，控制单元判定供电臂上列车负荷较重，静止无功发生器进入容性工况，即吸收容性工作电流，在有电流流经接触网产生焦耳热的同时，还保证了供电臂接触网上各处的电压始终大于列车工作所需电压，保证了列车的正常运行。2、当静止无功发生器工作间隙期，电压互感器测得的网压大于平均网压时，控制单元判定供电臂上列车负荷较轻或无带电列车运行，静止无功发生器进入感性工况，即吸收感性工作电流，该电流流经接触网产生焦耳热进行防冰。
本发明的平均网压为电气化铁道静止无功发生器安装处的最高网压与最低网压的平均值，其值通常为24kV左右。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、本发明在静止无功发生器主要用于网压补偿基础上，增加防冰功能，不增加过多投资，能够在接触网不停运、列车正常运行情况下，进行在线高效防冰，使接触网在冻雨及冰雪等极端灾害天气情况下不结冰，确保列车运行的安全。
二、在静止无功发生器工作间隙期，利用电压互感器测得的网压与平均网压比较，直接判定供电臂上列车负荷状况，并进而控制静止无功发生器产生相应性质的防冰电流，供电臂上的列车负荷状况判定方法简单、方便、可靠，无需其他复杂的列车状况判定设备。
三、本发明实施方便，既可用于旧线改造也可用于新线建设。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
图1示出，本发明的一种具体实施方式为，一种电气化铁道接触网在线防冰***，其组成是：电气化铁道牵引变电所SS的供电臂末端设置静止无功发生器SVG、电压互感器YH、接触线温度传感器TC和控制单元CU；静止无功发生器SVG的控制端、电压互感器YH的输出端和接触线温度传感器TC的输出端与控制单元CU相连接；同时远动装置YD也与控制单元CU相连接。
使用本例的电气化铁道接触网在线防冰***进行接触网在线防冰的方法，其步骤为：
A、当远动装置YD未发出防冰命令且接触线温度传感器TC输出的温度值高于冰点时，控制单元CU控制静止无功发生器SVG工作于网压补偿工况，即容性工况；
B、当远动装置YD发出防冰命令或者接触线温度传感器TC输出的温度值低于或等于冰点时，控制单元CU控制静止无功发生器SVG转入防冰工况：
当静止无功发生器SVG工作间隙期，电压互感器YH测得的网压小于等于平均网压时，控制单元CU控制所述的静止无功发生器SVG进入容性工况，吸收容性防冰工作电流；
当静止无功发生器SVG工作间隙期，电压互感器YH测得的网压大于平均网压时，控制单元CU控制所述的静止无功发生器SVG进入感性工况，吸收感性防冰工作电流。
实施例2
本例为气候条件恶劣或供电臂较长、一套静止无功发生器的防冰电流(容量)不能满足防冰需求时，牵引变电所SS供电臂安装两套静止无功发生器的情形。即牵引变电所SS供电臂末端的静止无功发生器SVG因受其安装处供电臂末端最低网压的限制，产生的防冰工作电流小于接触网防冰所需的计算电流；因此，为达到防冰要求，本例在实施例1的基础上，还在供电臂的中段增加一套中段静止无功发生器，中段电压互感器、中段接触线温度传感器和中段控制单元，中段静止无功发生器的控制端、中段电压互感器的输出端和中段接触线温度传感器的输出端与中段控制单元相连接；中段控制单元也与远动装置YD相连接。供电臂中段增加的中段静止无功发生器在线防冰的步骤与方法与供电臂末端的静止无功发生器SVG相同，中段静止无功发生器和末端的静止无功发生器SVG根据各自安装处的接触网电压独立工作，即：
供电臂末端：
A、当远动装置YD未发出防冰命令且接触线温度传感器TC输出的温度值高于冰点时，控制单元CU控制静止无功发生器SVG工作于网压补偿工况，即容性工况；
B、当远动装置YD发出防冰命令或者接触线温度传感器TC输出的温度值低于或等于冰点时，控制单元CU控制静止无功发生器SVG转入防冰工况：
当静止无功发生器SVG工作间隙期，电压互感器YH测得的网压小于等于平均网压时，控制单元CU控制所述的静止无功发生器SVG进入容性工况，吸收容性防冰工作电流；
当静止无功发生器SVG工作间隙期，电压互感器YH测得的网压大于平均网压时，控制单元CU控制所述的静止无功发生器SVG进入感性工况，吸收感性防冰工作电流。
供电臂中段：
A、当远动装置YD未发出防冰命令且中段接触线温度传感器输出的温度值高于冰点时，中段控制单元控制中段静止无功发生器工作于网压补偿工况，即容性工况；
B、当远动装置YD发出防冰命令或者中段接触线温度传感器输出的温度值低于或等于冰点时，中段控制单元控制中段静止无功发生器转入防冰工况：
当中段静止无功发生器工作间隙期，中段电压互感器测得的网压小于等于平均网压时，中段控制单元控制中段静止无功发生器进入容性工况，吸收容性防冰工作电流；
当中段静止无功发生器工作间隙期，中段电压互感器测得的网压大于平均网压时，中段控制单元控制中段静止无功发生器进入感性工况，吸收感性防冰工作电流。

Claims (1)

1.一种使用电气化铁道接触网在线防冰***进行接触网在线防冰的方法，所述的电气化铁道接触网在线防冰***的组成是：电气化铁道牵引变电所(SS)供电臂末端设置静止无功发生器(SVG)、电压互感器(YH)、接触线温度传感器(TC)和控制单元(CU)；静止无功发生器(SVG)的控制端、电压互感器(YH)的输出端和接触线温度传感器(TC)的输出端与控制单元(CU)相连接；同时远动装置(YD)也与控制单元(CU)相连接；
使用所述的电气化铁道接触网在线防冰***进行接触网在线防冰的方法，其步骤为：
A、当远动装置(YD)未发出防冰命令且接触线温度传感器(TC)输出的温度值高于冰点时，控制单元(CU)控制所述的静止无功发生器工作于网压补偿工况，即容性工况；
B、当远动装置(YD)发出防冰命令或者接触线温度传感器(TC)输出的温度值低于或等于冰点时，控制单元(CU)控制所述的静止无功发生器(SVG)转入防冰工况：
当所述的静止无功发生器(SVG)工作间隙期，电压互感器(YH)测得的网压小于等于平均网压时，控制单元(CU)控制所述的静止无功发生器(SVG)进入容性工况，吸收容性防冰工作电流；
当所述的静止无功发生器(SVG)工作间隙期，电压互感器(YH)测得的网压大于平均网压时，控制单元(CU)控制所述的静止无功发生器(SVG)进入感性工况，吸收感性防冰工作电流。
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