轨道交通上网三工位隔离开关及监控系统的制作方法

本实用新型实施例涉及轨道交通供电技术领域，尤其涉及一种轨道交通上网三工位隔离开关及监控系统。

背景技术：

轨道交通电网(轨)停电检修作业时，为防止变电所误送电以及消除接触网(轨)上感应电压和残留电荷影响，需在作业区将接触网(轨)进行临时接地，保证检修人员的安全。

传统操作方式是遇到检修时，检修人员携带接地线和验电器到达现场，验电、挂接地线，检修完成后，再拆除地线。在整个作业过程中，存在带电挂接地线、带接地线送电、挤压正常检修作业的时间的问题。

随着技术的发展，轨道交通已逐步开始利用先进技术手段改善接触网(轨)接地作业方式，来提升作业安全管控水平和作业效率。现有的解决方案是设置一套独立的可视化接地系统，该系统主要由间隔设备层、站级管理层、中央管理层以及之间的通信通道构成。但是，设置一套独立的可视化接地系统，虽然可以避免传统电网(轨)检修挂地线的弊端，但增设一套独立的系统无疑造成了轨道交通供电系统结构进一步冗杂，同时为了避免误操作，需要和上网隔离开关设置复杂的闭锁，增加了大量设备和电缆，每座牵引变电所除了增加直接工程投资约50万以上，同时也增加了运营维护的成本，实用型和经济性较差。因此，找到一种在不增加额外复杂设备和电缆数量的前提下，能够快速，高效及可靠检测电网，并且能够与邻近变电所形成闭锁关系，且兼具简单、可靠、经济性能的检测装置，就成为业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型实施例提供了一种轨道交通上网三工位隔离开关及监控系统。

一方面，本实用新型实施例提供了一种轨道交通上网三工位隔离开关，包括：静触头、动触头及接地位；所述静触头，与所述动触头连接或断开，用于与所述动触头共同形成电气断路或通路；所述动触头，还与所述接地位连接或断开，用于与所述接地位共同形成电气断路或通路；所述接地位，与大地相接，用于与所述动触头共同形成电气断路或通路。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种轨道交通上网三工位隔离开关监控系统，包括：前述的轨道交通上网三工位隔离开关、变电所直流正母线、变电所直流负母线、上行/下行接触网/轨及上行/下行走行轨；所述变电所直流正母线，与所述断路器连接，用于向电网提供电流；所述变电所直流负母线，与所述变电所直流正母线形成回路，用于向电网提供电流；所述上行/下行接触网/轨，与所述动触头的固定端连接，用于构成待检测的电网；所述上行/下行走行轨，与所述上行/下行接触网/轨形成回路，用于构成待检测的电网。

本实用新型实施例提供了一种轨道交通上网三工位隔离开关及监控系统，通过在轨道交通电网中引入三工位隔离开关，并将开关应用到相关的轨道交通上网三工位隔离开关监控系统中，可在不增加额外复杂设备和电缆数量的前提下，实现电网的快速，高效及可靠检测，并且能够与邻近变电所形成闭锁关系，简化了运维难度，节省工程投资和运维费用，具有简单、可靠、经济等显著优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型第一实施例中轨道交通上网三工位隔离开关结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例中轨道交通上网三工位隔离开关结构示意图；

图3是本实用新型第三实施例中轨道交通上网三工位隔离开关结构示意图；

图4是本实用新型第四实施例中轨道交通上网三工位隔离开关结构示意图；

图5是本实用新型第五实施例中轨道交通上网三工位隔离开关监控系统结构示意图；

图6是本实用新型第六实施例中轨道交通上网三工位隔离开关监控系统结构示意图；

图7是本实用新型第七实施例中轨道交通上网三工位隔离开关监控系统结构示意图；

图8是本实用新型第八实施例中轨道交通上网三工位隔离开关监控系统结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种轨道交通上网三工位隔离开关及监控系统。参见图1，图1是本实用新型第一实施例中轨道交通上网三工位隔离开关结构示意图，包括：

静触头101、动触头102及接地位103；

所述静触头101，与所述动触头102连接或断开，用于与所述动触头102共同形成电气断路或通路；

所述动触头102，还与所述接地位103连接或断开，用于与所述接地位103共同形成电气断路或通路；

所述接地位103，与大地相接，用于与所述动触头102共同形成电气断路或通路。

第一实施例中的轨道交通上网直流三工位隔离开关有三种工作位置，即合闸位、隔离位和接地位。牵引供电系统处于正常运行状态时，开关(由静触头101、动触头102及接地位103组成)位于合闸位(即静触头101与动触头102连接)，接触网(轨)与牵引变电所内直流母线导通受电；当牵引网断电时，转至隔离位(即动触头102与静触头101及接地位103均断开)，接触网(轨)与牵引变电所内直流母线间形成断口隔离；当接触网(轨)检修作业需临时接地时，将开关置于接地位(即动触头102与接地位103连接)，接触网(轨)进行接地。该开关利用三工位开关特性，三个工作位置状态由一把刀(即动触头102)实现，而一把刀的工作位置在某一时刻是唯一的，因此可以有效避免传统接触网(轨)检修作业时带电挂地线和挂地线时误送电的安全隐患，同时也不需要与隔离开关设置复杂的闭锁关系。

本实用新型第二实施例在第一实施例的基础上，加入了断路器，参见图2，图2是本实用新型第二实施例中轨道交通上网三工位隔离开关结构示意图，包括：

静触头201、动触头202、接地位203及断路器204；

所述静触头201，与所述动触头202连接或断开，用于与所述动触头202共同形成电气断路或通路；

所述动触头202，还与所述接地位203连接或断开，用于与所述接地位203共同形成电气断路或通路；

所述接地位203，与大地相接，用于与所述动触头202共同形成电气断路或通路；

所述断路器204，与所述静触头201串联，与所述静触头201及动触头202配合，形成电气断路或通路。

第一实施例中的轨道交通上网直流三工位隔离开关有三种工作位置，即合闸位、隔离位和接地位。牵引供电系统处于正常运行状态时，开关(由静触头201、动触头202及接地位203组成)位于合闸位(即静触头201与动触头202连接)，接触网(轨)与牵引变电所内直流母线导通受电；当牵引网断电时，开关与上级直流断路器204配合，转至隔离位(即动触头202与静触头201及接地位203均断开)，接触网(轨)与牵引变电所内直流母线间形成断口隔离；当接触网(轨)检修作业需临时接地时，将开关置于接地位(即动触头202与接地位203连接)，接触网(轨)进行接地。该开关利用三工位开关特性，三个工作位置状态由一把刀(即动触头202)实现，而一把刀的工作位置在某一时刻是唯一的，因此可以有效避免传统接触网(轨)检修作业时带电挂地线和挂地线时误送电的安全隐患，同时也不需要与隔离开关设置复杂的闭锁关系。

本实用新型第三实施例在第二实施例的基础上，加入了电压变送器，参见图3，图3是本实用新型第三实施例中轨道交通上网三工位隔离开关结构示意图，包括：

静触头301、动触头302、接地位303、断路器304及电压变送器305。

所述电压变送器305与所述接地位303连接，用于实时检测电网与大地的电位差。当电网(轨)与大地的电位差高于500～700V(此值可调)时，动触头302不得动作到接地位303。该功能一是可以避免电网(轨)的残压过高时接地可能损伤动触头302；也可避免当双边(或大双边)供电时，对侧馈线尚未断开时误操作动触头302至接地位303。其余部件的连接及作用与第二实施例中相同，在此不再赘述。

本实用新型第四实施例在第三实施例的基础上，加入了电机，参见图4，图4是本实用新型第四实施例中轨道交通上网三工位隔离开关结构示意图，包括：

静触头401、动触头402、接地位403、断路器404、电压变送器405及电机406(图中用M表示)。

所述电机406与所述动触头402连接，用于自动调整所述动触头402的位置。监控系统也可通过电机406对开关(由静触头401、动触头402及接地位403组成)进行远程操作和控制，实现电力监控系统实时掌握该开关的状态。电网(轨)检修作业时，电力监控系统通过控制电机406远程将该开关操作至接地位403，实现接触网(轨)的接地功能；当检修完成需要恢复送电时，电力监控系统通过控制电机406远程将该开关操作至合闸位。由于三工位开关三个工作位置状态由一把刀(即动触头402)实现，在同一时刻其工作位置是唯一的，因此可避免带电接地的误操作。其余部件的连接及作用与第三实施例中相同，在此不再赘述。

本实用新型第五实施例在第一实施例的基础上，引入了一种轨道交通上网三工位隔离开关监控系统，参见图5，图5是本实用新型第五实施例中轨道交通上网三工位隔离开关监控系统结构示意图，包括：

静触头501、动触头502、接地位503、变电所直流正母线504、变电所直流负母线505、上行/下行接触网/轨506及上行/下行走行轨507。

所述变电所直流正母线504，与所述静触头501连接，用于向电网提供电流；

所述变电所直流负母线505，与所述变电所直流正母线504形成回路，用于向电网提供电流；

所述上行/下行接触网/轨506，与所述动触头502的固定端连接，用于构成待检测的电网；

所述上行/下行走行轨507，与所述上行/下行接触网/轨506形成回路，用于构成待检测的电网。

轨道交通上网检修作业时，将开关(由静触头501、动触头502及接地位503组成)操作至接地位503，实现轨道交通网络系统的接地功能；当检修完成需要恢复送电时，将该开关操作至合闸位。由于三工位开关三个工作位置状态由一把刀实现，在同一时刻其工作位置是唯一的，因此可避免带电接地的误操作。

本实用新型第六实施例在第五实施例的基础上，引入了一种轨道交通上网三工位隔离开关监控系统，参见图6，图6是本实用新型第六实施例中轨道交通上网三工位隔离开关监控系统结构示意图，包括：

静触头601、动触头602、接地位603、变电所直流正母线604、变电所直流负母线605、上行/下行接触网/轨606、上行/下行走行轨607及断路器608。

上述各个部件的连接及作用在前述第二实施例及第五实施例中已经做过介绍，在此不再赘述。

本实用新型第七实施例在第六实施例的基础上，引入了一种轨道交通上网三工位隔离开关监控系统，参见图7，图7是本实用新型第七实施例中轨道交通上网三工位隔离开关监控系统结构示意图，包括：

静触头701、动触头702、接地位703、变电所直流正母线704、变电所直流负母线705、上行/下行接触网/轨706、上行/下行走行轨707、断路器708及电压变送器709。

上述各个部件的连接及作用在前述第三实施例及第六实施例中已经做过介绍，在此不再赘述。

轨道交通上网检修作业时，将开关(由静触头701、动触头702及接地位703组成)操作至接地位703，实现轨道交通网络系统的接地功能；当检修完成需要恢复送电时，将该开关操作至合闸位。由于三工位开关三个工作位置状态由一把刀实现，在同一时刻其工作位置是唯一的，因此可避免带电接地的误操作。当电所电网自动化系统与大地的电位差高于500～700V(此值可调)时，该开关不得动作到接地位703。该功能一是可以避免轨道交通网络系统的残压过高时接地可能损伤隔离开关；也可避免当双边(或大双边)供电时，对侧馈线尚未断开时误操作至接地位703。

本实用新型第八实施例在第七实施例的基础上，引入了一种轨道交通上网三工位隔离开关监控系统，参见图8，图8是本实用新型第八实施例中轨道交通上网三工位隔离开关监控系统结构示意图，包括：

静触头801、动触头802、接地位803、变电所直流正母线804、变电所直流负母线805、上行/下行接触网/轨806、上行/下行走行轨807、断路器808、电压变送器809及电机810(图中用M表示)。

除了电机810，上述各个部件的连接及作用在前述第四实施例及第七实施例中已经做过介绍，在此不再赘述。

电力监控系统也可通过电机810对开关(由静触头801、动触头802及接地位803组成)进行远程操作和控制，实现电力监控系统实时掌握该开关的状态。轨道交通上网检修作业时，电力监控系统通过控制电机810远程将该开关操作至接地位803，实现轨道交通网络系统的接地功能；当检修完成需要恢复送电时，电力监控系统通过控制电机810远程将该开关操作至合闸位。由于三工位开关三个工作位置状态由一把刀(即动触头802)实现，在同一时刻其工作位置是唯一的，因此可避免带电接地的误操作。

前述各实施例中，在轨道交通上网三工位隔离开关的旁边设置摄像头，所述摄像头用于监控轨道交通上网三工位隔离开关，并将监控到的状态信息上传至监控系统，所述监控系统根据所述状态信息，通过所述电机对前述的所有轨道交通上网三工位隔离开关进行远程控制。

在引入摄像头后，将轨道交通上网三工位隔离开关的监控纳入轨道交通上网三工位隔离开关监控系统，并将开关位置状态等信息上传至电力监控系统，同时电力监控系统也可对该开关进行远程操作和控制，实现电力监控系统实时掌握该隔离开关的开关状态。轨道交通上网检修作业时，电力监控系统远程将该开关操作至接地位，实现轨道交通网络系统的接地功能；当检修完成需要恢复送电时，电力监控系统远程将该开关操作至合闸位。由于三工位开关三个工作位置状态由一把刀实现，在同一时刻其工作位置是唯一的，因此可避免带电接地的误操作。

进一步的，摄像头可以安装在轨道交通上网三工位隔离开关的开关柜内或旁边(例如，在隧道内可以裸露安装在隧道壁上)，对开关位置状态进行视频监视，实现开关的可视化操作，远方、就地均可实时监视操作过程及刀闸位置状态。

进一步的，该开关可与双边(或大双边)供电的邻近变电所馈线开关形成简单的闭锁关系，避免在接地位时邻近变电所直流馈线的合闸操作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。