CN201559547U - 一种高速动车组不分闸自动过分相装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高速动车组不分闸自动过分相装置，该装置通过设置在地面的切换开关，迅速断电再送电，实现动车组不分闸通过分相，保证了动车组的运行速度和运行时间，实现稳定的过分相，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气化铁道供电***高压供电技术领域，特别是涉及一种高速动车组不分闸自动过分相装置。
背景技术
目前，电气化铁道采用单相25kV的牵引供电***，由变电所经过沿铁道线路上方的接触网供电臂向电力动车组或者动车组供电，每个供电臂的长度一般为25至45公里，由于两个相邻的供电臂的相位往往不相同，不能连接在一起，因此，两个相邻供电臂之间设置有一个中性段形式，该中性段也是一段接触网。
所述中性段与两侧的接触网供电臂之间各有一个断口，分别是入段断口和出段断口，通过这两个断口，实现把中性段两侧的供电臂隔离开。中性段的长度一般具有四百米至五百米，而且和两侧供电臂无机械连接，这个带有断口的中性段在电气上叫做分相。
具体运行时，高速动车组从分相(即中性段)一侧的接触网供电臂滑行至中性段的入段断口，再从入段断口进入中性段，再经过出段断口离开中性段并到达分相另一侧的接触网供电臂，这个过程称为过分相。
对于高速动车组，它是通过顶部的受电弓与接触网的接触中获得能量的，在动车组行走过程中，受电弓也随着动车组一起滑行并始终与接触网接触，因此能够连续不断地从接触网上获取电流，如果在动车组带负荷情况下，受电弓从带电部分的接触网供电臂向不带电的中性段滑行时，受电弓在逐步离开带电部分的过程中，就会导致受电弓与带电部分的接触网供电臂之间出现拉弧现象，这种电弧会在短时间内产生很大热量，甚至烧断接触网，造成严重的安全事故，这种情况称为动车组带负荷闯分相，相反，如果动车组不带负荷过分相时，因为形不成电流回路，就不会出现上述拉弧现象。
为了解决上述的拉弧问题，传统的动车组过分相主要采用的方法是，在动车组过分相之前，就将动车组上的主回路车载断路器自动分闸，使得动车组主回路在负荷被切断的情况下过分相，这种方法的特征是，在中性段两侧的轨道线路上都安装着动车组应答器，应答器距离中性段一般有300米的距离，当动车组进入中性段之前首先经过应答器的位置时，应答器先驱动动车组减主负载至零，再驱动本体的断路器跳闸，动车组断电但是受电弓不降落再滑行进入入段断口、中性区、出段断口，最后离开分相区，从而实现通过过分相。但是，该方法的最大问题是只有整列动车组完全离开分相区时，才能重新加载，因此过分相时失去牵引力的时间很长，一般为十几秒，同时，由于动车组每到过分相时即被切断了电源，依靠动车组的惯性来滑行过分相，因此动车组过分相的速度会大大降低，如果每隔25公里至45公里动车组的断路器就切断一次，将会大大延长列车占用轨道线路的时间。
因此，目前迫切需要开发出一种装置，可以实现动车组不分闸通过分相，保证动车组的运行速度和运行时间。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种高速动车组不分闸自动过分相装置，该装置通过设置在地面的切换开关，迅速断电再送电，实现动车组不分闸通过分相，保证了动车组的运行速度和运行时间，实现稳定的过分相，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本实用新型提供了一种高速动车组不分闸自动过分相装置，所述动车组的牵引供电***包括有接触网A相供电臂14、接触网B相供电臂16和接触网中性区15，所述接触网中性区15的左右两端分别设置有入段断口17和出段断口18，所述接触网A相供电臂14和接触网B相供电臂16分别与入段断口17和出段断口18相连接，包括有计轴器20和计轴器33，所述计轴器20和计轴器33安装在轨道19上，所述计轴器33位于入段断口17的前方，所述计轴器20位于入段断口17与接触网中性区15之间，所述接触网A相供电臂14依次接电动隔离开关11、保护开关1，所述保护开关1接真空开关4，所述真空开关4分别接保护开关2和真空开关5，所述保护开关2经过电动隔离开关12与接触网中性区15相连接，所述真空开关5依次接保护开关3、电动隔离开关13，所述电动隔离开关13与接触网B相供电臂16相接；
还包括有控制器30和控制器31，所述控制器30和控制器31都与计轴器20、计轴器33相连接。
优选地，所述保护开关1与电动隔离开关11之间具有一个连接点A，所述保护开关2与电动隔离开关12之间具有一个连接点B，所述保护开关3与电动隔离开关13之间具有一个连接点C；
所述连接点A依次与保护开关6、真空开关9相连接，所述真空开关9分别接保护开关7和真空开关10，所述保护开关7与连接点C相连接，所述真空开关10经过一个保护开关8与连接点B相连接。
优选地，所述真空开关4、5、9、10是单断口类型或者双断口类型的交流接触器或负荷开关。
优选地，所述连接点C还依次接隔离开关32、电容器24、电阻26相接，所述电阻26上并联有一个电感25，所述电阻26与轨道19相连接。
优选地，所述动车组22中设置有主断路器34，所述动车组22顶部上设置有受电弓21，所述主断路器34与受电弓21相连接，所述受电弓21始终与接触网相接触。
优选地，所述控制器30和控制器31还都与联跳装置29相连接，所述联跳装置29分别与左侧牵引变电所馈线断路器27、右侧牵引变电所馈线断路器28相连接，所述左侧牵引变电所馈线断路器27与接触网A相供电臂14相连接，所述右侧牵引变电所馈线断路器28与接触网B相供电臂16相连接。
由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比，本实用新型提供的一种高速动车组不分闸自动过分相装置，该装置通过设置在地面的切换开关，迅速断电再送电，实现动车组不分闸通过分相，保证了动车组的运行速度和运行时间，实现稳定的过分相，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种高速动车组不分闸自动过分相装置中主回路的组成结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种高速动车组不分闸自动过分相装置中控制保护回路的组成结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1为本实用新型提供的一种高速动车组不分闸自动过分相装置中主回路的组成结构示意图；图2为本实用新型提供的一种高速动车组不分闸自动过分相装置中控制保护回路的组成结构示意图。
参见图2，本实用新型提供了一种高速动车组不分闸自动过分相装置，所述动车组的牵引供电***包括有接触网A相供电臂14、接触网B相供电臂16和接触网中性区15，所述接触网中性区15的左右两端分别设置有入段断口17和出段断口18，所述接触网A相供电臂14和接触网B相供电臂16分别与入段断口17和出段断口18相连接；
所述动车组22中设置有主断路器34，所述动车组22顶部上设置有受电弓21，所述主断路器34与受电弓21相连接，所述受电弓21随着动车组的滑行始终与接触网A相供电臂14、接触网B相供电臂16和接触网中性区15组成的接触网相接触。
本实用新型包括有主回路和控制保护回路，其中：
所述主回路包括有计轴器20和计轴器33，所述计轴器20和计轴器33安装在轨道19上，所述计轴器33位于入段断口17的前方，所述计轴器20位于入段断口17与接触网中性区15之间；所述轨道19用于行驶动车组22；
当动车组经过入段断口17前方的计轴器33时，计轴器33将该信号传输到下述的控制器30和控制器31；
当动车组进入到接触网中性区15时，计轴器20可以检测到动车组22进入中性区15的信息，然后该计轴器20将这些信息分别传递给下述的控制器30和控制器31。
参见图1，所述接触网A相供电臂14依次接电动隔离开关11、保护开关1，所述保护开关1接真空开关4，所述真空开关4分别接保护开关2和真空开关5，所述保护开关2经过电动隔离开关12与接触网中性区15相连接，所述真空开关5依次接保护开关3、电动隔离开关13，所述电动隔离开关13与接触网B相供电臂16相接；
需要说明的是，所述保护开关1与电动隔离开关11之间具有一个连接点A，所述保护开关2与电动隔离开关12之间具有一个连接点B，所述保护开关3与电动隔离开关13之间具有一个连接点C；
对于本实用新型，所述连接点A依次与保护开关6、真空开关9相连接，所述真空开关9分别接保护开关7和真空开关10，所述保护开关7与连接点C相连接，所述真空开关10经过一个保护开关8与连接点B相连接；
需要说明的是，在本实用新型正常工作时，处于闭合状态的真空开关4和处于断开状态的真空开关5运行，而处于断开状态的真空开关9和处于断开状态的真空开关10作为备用。
在本实用性中，所述真空开关4、5、9、10可以是单断口类型的交流接触器或负荷开关，也可以是双断口类型的交流接触器或负荷开关；
此外，为了吸收交流的真空开关在切换时产生的过电压，本实用新型还包括有过电压保护回路，参见图1，具体为：所述连接点C还依次接隔离开关32、电容器24、电阻26相接，所述电阻26上并联有一个电感25，所述电阻26与轨道19相连接，从而组成一个过电压吸收器；
在本实用新型中，所述控制保护回路，包括有控制器30和控制器31，所述控制器30和控制器31都与计轴器20、计轴器33相连接；
所述控制器30和控制器31还都与联跳装置29相连接，所述联跳装置29分别与左侧牵引变电所馈线断路器27、右侧牵引变电所馈线断路器28通过通信通道相连接；
所述左侧牵引变电所馈线断路器27与接触网A相供电臂14相连接，所述右侧牵引变电所馈线断路器28与接触网B相供电臂16相连接，所述接触网A相供电臂14和接触网B相供电臂16分别与接触网中性区15左端的入段断口17和右端的出段断口18相连接；
在本实用新型中，需要说明的是，所述控制器30和控制器31是具备同等控制保护功能的器件，分别与保护开关1、保护开关2、保护开关3、真空开关4、真空开关5、保护开关6、保护开关7、保护开关8、真空开关9、真空开关10、电动隔离开关11、电动隔离开关12、电动隔离开关13相连接，用于控制和保护这些相连接的电子部件。平时只用其中的一套，当使用的控制器故障时，自动切换至备用的控制器。
对于本实用新型，具体实现上，在处于初始状态时，控制器30运行，保护开关1、2、3和真空开关4均处于合位，而真空开关5处于分位，此时，中性区15与接触网A相供电臂14等相位，当动车组22经过入段断口17进入中性区(即分相区)15时，计轴器20检测到动车组22已经进入中性区15的信号，并将该信号传递给控制器30和控制器31，则控制器30控制真空开关4进行分闸，经过300毫秒±50毫秒后，再控制真空开关5合闸，从而实现分相区电源的快速切换，保证动车组主断路器34不分闸而实现快速过分相；
如果真空开关4不能分闸或真空开关5不能合闸，则将保护开关1、2、3全部分闸，再控制真空开关10合闸；
如果真空开关10也不能正常动作时，则联跳装置29将左侧牵引变电所馈线断路器27、右侧牵引变电所馈线断路器28跳闸，切断动车组22的电源，保证动车组22在失电状态下滑过出段断口18，不会造成受电弓21在通过出段断口18时出现拉弧的问题。
对于本实用新型，第二种实现方式上，在处于初始状态时，控制器30运行，保护开关1、2、3和真空开关4均处于分位，而真空开关5处于分位，此时中性区15与接触网A相供电臂14、接触网B相供电臂16隔离；当动车组经过入段断口17前方的计轴器33时，计轴器33将该信号传输到控制器30，控制器30控制入段断口侧的真空开关4立即合闸，此时中性区15的供电与接触网供电臂14供电同相；
当动车组22经过入段断口17进入中性区(即分相区)15时，计轴器20检测到动车组已经进入中性区15的信号，并将该信号传递给控制器30，则控制器30控制真空开关4进行分闸，经过300毫秒±50毫秒后，再控制真空开关5合闸，从而实现分相区电源的快速切换，保证动车组主断路器34分闸而实现快速过分相；
如果真空开关4不能分闸或真空开关5不能合闸，则将保护开关1、2、3全部分闸，再控制真空开关10合闸；
如果真空开关10也不能正常动作时，则联跳装置29将左侧牵引变电所馈线断路器27、右侧牵引变电所馈线断路器28跳闸，切断动车组22的电源，保证动车组22在失电状态下滑过出段断口18，不会造成受电弓21在通过出段断口18时出现拉弧的问题。
为了实现第二种方式，需要在距离入段断口外侧一个动车组长度位置的轨道19上安装一个新的计轴器33，以便能够检测到动车组22的到来。
综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的一种高速动车组不分闸自动过分相装置，该装置通过设置在地面的切换开关，迅速断电再送电，实现动车组不分闸通过分相，保证了动车组的运行速度和运行时间，实现稳定的过分相，适合大规模的推广应用，具有重大的生产实践意义。
对于本实用新型，其过分相的速度快，可以缩短动车组占用轨道线路的时间，并且装置冗余配置，运行灵活，安全可靠；此外，本实用新型的动车组位置检测设备采用独立的计轴器，不利用轨道电路，因此对轨道电路影响很小，因此，本实用新型可以很好地适用于电气化铁路高速动车组的自动过分相。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种高速动车组不分闸自动过分相装置，所述动车组的牵引供电***包括有接触网A相供电臂(14)、接触网B相供电臂(16)和接触网中性区(15)，所述接触网中性区(15)的左右两端分别设置有入段断口(17)和出段断口(18)，所述接触网A相供电臂(14)和接触网(B)相供电臂(16)分别与入段断口(17)和出段断口(18)相连接，其特征在于，包括有计轴器(20)和计轴器(33)，所述计轴器(20)和计轴器(33)安装在动车组(22)所行驶的轨道(19)上，所述计轴器(33)位于入段断口(17)的前方，所述计轴器(20)位于入段断口(17)与接触网中性区(15)之间，所述接触网A相供电臂(14)依次接电动隔离开关(11)、保护开关(1)，所述保护开关(1)接真空开关(4)，所述真空开关(4)分别接保护开关(2)和真空开关(5)，所述保护开关(2)经过电动隔离开关(12)与接触网中性区(15)相连接，所述真空开关(5)依次接保护开关(3)、电动隔离开关(13)，所述电动隔离开关(13)与接触网B相供电臂(16)相接；
还包括有控制器(30)和控制器(31)，所述控制器(30)和控制器(31)都与计轴器(20)、计轴器(33)相连接。
2.如权利要求1所述的高速动车组不分闸自动过分相装置，其特征在于，所述保护开关(1)与电动隔离开关(11)之间具有一个连接点A，所述保护开关(2)与电动隔离开关(12)之间具有一个连接点B，所述保护开关(3)与电动隔离开关(13)之间具有一个连接点C；
所述连接点A依次与保护开关(6)、真空开关(9)相连接，所述真空开关(9)分别接保护开关(7)和真空开关(10)，所述保护开关(7)与连接点C相连接，所述真空开关(10)经过一个保护开关(8)与连接点B相连接。
3.如权利要求1所述的高速动车组不分闸自动过分相装置，其特征在于，所述真空开关(4、5、9、10)是单断口类型或者双断口类型的交流接触器或负荷开关。
4.如权利要求1所述的高速动车组不分闸自动过分相装置，其特征在于，所述连接点C还依次接隔离开关(32)、电容器(24)、电阻(26)相接，所述电阻(26)上并联有一个电感(25)，所述电阻(26)与轨道(19)相连接。
5.如权利要求1所述的高速动车组不分闸自动过分相装置，其特征在于，所述动车组(22)中设置有主断路器(34)，所述动车组(22)顶部上设置有受电弓(21)，所述主断路器(34)与受电弓(21)相连接，所述受电弓(21)始终与接触网相接触。
6.如权利要求1至5中任一项所述的高速动车组不分闸自动过分相装置，其特征在于，所述控制器(30)和控制器(31)还都与联跳装置(29)相连接，所述联跳装置(29)分别与左侧牵引变电所馈线断路器(27)、右侧牵引变电所馈线断路器(28)相连接，所述左侧牵引变电所馈线断路器(27)与接触网A相供电臂(14)相连接，所述右侧牵引变电所馈线断路器(28)与接触网B相供电臂(16)相连接。
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| CN110091757A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种具备冗余功能的地面自动过分相装置及控制方法 |
| CN111276975A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-12 | 湖南工业大学 | 一种抑制机车过分相时产生过电压与谐波的电路及方法 |
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