专利名称：一种关节式电分相过电压抑制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铁路电气技术领域，具体涉及一种关节式电分相过电压抑制装置。
背景技术：
为了减小单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流，减轻电气化铁路牵引供电系统对电力系统的负序影响，电气化铁路供电系统采取了分段取流、换相连接的方式。锚段关节式电分相装置有利于改善弓网受流质量，在电气化铁路中被大量采用。锚段关节式电分相是利用2个绝缘锚段关节的空气绝缘间隙来达到电分相的目的。中性区正常情况下不带电。电力机车在通过锚段关节式电分相的过程中，电力机车主要经过由有电到无电，再由无电到有电的两个过渡过程。在实际运营中发现，电力机车在通过锚段关节式电分相上述两个过渡过程中，均多次发生了过电压现象。电力机车过关节式电分相产生的过电压不仅会直接造成接触网烧伤断线，中断供电和运输；而且频繁引起车顶保护间隙放电，导致牵引变电所跳间；直接威胁接触网和牵引变电所的安全运行。
发明内容本实用新型的目的是提供一种在电气化铁路牵引供电系统中、有效抑制锚段关节式电分相过电压现象的关节式电分相过电压抑制装置。本实用新型所采用的技术方案是一种关节式电分相过电压抑制装置，包含有接触网，两端分别为α相接触网和β 相接触网，其特征在于在α相接触网和β相接触网之间依次设置有1号检测器、2号检测器、3号检测器和4号检测器；在2号检测器和3号检测器之间的接触网上设置分段器；在1号检测器和2号检测器之间的接触网上设置1号断开；在3号检测器和4号检测器之间的接触网上设置2号断开；在1号检测器和1号断开之间的接触网上连接1号信号采样器；在2号断开和4 号检测器之间的接触网上连接2号信号采样器；在1号断开和2号检测器之间的接触网上连接1号限压吸收器；在3号检测器和 2号断开之间的接触网上连接2号限压吸收器；在1号信号采样器和1号限压吸收器之间连接设置1号断路器；在2号限压吸收器和2号信号采样器之间连接设置2号断路器；1号信号采样器和1号断路器都与1号控制器连接；2号信号采样器和2号断路器都与2号控制器连接。所述的1号检测器、2号检测器、3号检测器和4号检测器为非接触式检测器。本实用新型具有以下优点[0016]本实用新型在接触网为零相位时合闸断路器，使电力机车在最小相位差时刻进入关节式电分相的中性段，可以保证电力机车安全通过电分相；和关节式电分相中性段长达约70米的“无电区”相比，采用该装置后，机车无电滑行的距离大大缩短，基本保证了电 力机车不降速就可通过关节式电分相；电力机车在区间正常运行时，吸收限压装置未投入，只有当电力机车运行到中性段附近，断路器合闸后，吸收限压装置才投入，因此节省了大量电能；吸收限压装置不仅能吸收电力机车过分相时残余的过电压，还可以吸收断路器合闸时的过电压。
图1为本实用新型结构图。图中，l-α相接触网，2-β相接触网，3-1号检测器，4-2号检测器，5-3号检测器， 6-4号检测器，7-1号断开，8-2号断开，9-1号断路器，10-2号断路器，11_分段器，12-1号信号采样器，13-2号信号采样器，14-1号控制器，15-2号控制器，16-1号限压吸收器，17-2号限压吸收器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本实用新型进行详细的说明。关节式电分相的中性导线，一方面与左右相邻的接触网导线之间的距离仅为 400 500 mm，小距离的静电感应使中性导线上存在感应电压，测试表明中性导线的感应电压高达10 kV 15 kV;另外一方面中性导线对钢轨高度大约为6 m左右，由于它是悬空的独立导线，因此，它对地存在电容，储存有电磁能量。当电力机车进入或者驶出关节式分相的过程中，受电弓的滑动将中性段导线分别与不同相位的接触网进行连通和断开，造成中性段突然被充电到分相一侧的接触网A相位的电压，然后又在较短的时间内突然被充电到分相另外一侧B相位的电压，不同相位的充电过程中发生电磁能量重新分配。由于供电系统、接触网和中性段导线都存在等效的分布电感、分布电容，它们在电磁能量发生变化的过程中会产生振荡，从而出现过电压。根据上述分析，电力机车通过关节式电分相时刻，牵引网上电源的电气相位角对过电压的出现和峰值大小起着关键的影响作用。可以采取措施，使机车在最小相位差时刻进入中性段，从而控制机车过分相时的过电压。本实用新型所述的一种关节式电分相过电压抑制装置，在解决电力机车通过关节式电分相产生过电压的技术方案为当电力机车到达“断字牌”时，利用人工智能控制开关技术，在接触网为零相位时合间断路器，使电力机车在最小相位差时刻进入关节式电分相的中性段，从而达到抑制过分相过电压的目的。在接触网的α相接触网1和β相接触网 2之间依次设置有1号检测器3、2号检测器4、3号检测器5和4号检测器6，这四个检测器都为为非接触式检测器。在2号检测器4和3号检测器5之间的接触网上设置分段器11。 在1号检测器3和2号检测器4之间的接触网上设置1号断开7 ；在3号检测器5和4号检测器6之间的接触网上设置2号断开8。在1号检测器3和1号断开7之间的接触网上连接1号信号采样器12 ；在2号断开8和4号检测器6之间的接触网上连接2号信号采样器13。在1号断开7和2号检测器4之间的接触网上连接1号限压吸收器16 ；在3号检测器5和2号断开8之间的接触网上连接2号限压吸收器17。在1号信号采样器12和1号限压吸收器16之间连接设置1号断路器9 ；在2号限压吸收器17和2号信号采样器13之间连接设置2号断路器10。1号信号采样器12和1号断路器9都与1号控制器14连接； 2号信号采样器13和2号断路器10都与2号控制器15连接。接触网上的“断字牌”设置在α相接触网1 一端、1号检测器3之前。当电力机车到达“断字牌”，1号检测器3监测到电力机车，启动1号控制器14，1号控制器14对1号信号采样器12提供的信号进行快速分析，在α相接触网1为零相位时合闸1号断路器9， 使电力机车在最小相位差时刻进入中性段，电磁振荡小。电力机车到达2号检测器4时，检测器2号检测器4监测到电力机车，1号控制器14命令1号断路器9分闸。如果电力机车进入分相时还有剩的残余过电压，则由1号限压吸收器16吸收，不产生过电压。1号断路器9分闸后，电力机车无电通过分段器11，不会产生电弧。当3号检测器5监测到电力机车时，启动2号控制器15，命令2号断路器10在β 相接触网2为零相位时合闸。电力机车进入第二个中性段时，由于相位差很小，电磁振荡也很小。4号检测器6监测到电力机车，表示电力机车已经全部通过分相，2号控制器15命令 2号断路器10分闸，完成电力机车过分相动作。2号限压吸收器17也可对剩余电压进行吸收，抑制过电压。本实用新型的非接触式检测器、控制器、信号采集器、限压吸收器等设备可尽量利用现场原有的立柱，采用柱上安装方式，有利于降低工程费用。限压吸收器既要和中性段连接，也要和断路器连接，以便可以同时吸收电力机车过分相时残余的过电压、以及断路器合闸时产生的过电压。中性段上的1号断开7和2号断开8是必要的，一方面可以防止断路器发生误动作，造成接触网两相短路事故，另一方面减小了中性段导线的等效电容和电磁能量的储存。
权利要求1.一种关节式电分相过电压抑制装置，包含有接触网，两端分别为α相接触网(1)和 β相接触网(2)，其特征在于在α相接触网(1)和β相接触网(2)之间依次设置有1号检测器(3)、2号检测器(4)、 3号检测器(5)和4号检测器(6)；在2号检测器(4)和3号检测器(5)之间的接触网上设置分段器(11)； 在1号检测器(3)和2号检测器(4)之间的接触网上设置1号断开(7);在3号检测器 (5)和4号检测器(6)之间的接触网上设置2号断开(8)；在1号检测器(3)和1号断开(7)之间的接触网上连接1号信号采样器(12)；在2号断开(8)和4号检测器(6)之间的接触网上连接2号信号采样器(13)；在1号断开(7)和2号检测器(4)之间的接触网上连接1号限压吸收器(16)；在3号检测器(5)和2号断开(8)之间的接触网上连接2号限压吸收器(17)；在1号信号采样器(12)和1号限压吸收器(16)之间连接设置1号断路器(9);在2号限压吸收器(17)和2号信号采样器(13)之间连接设置2号断路器(10)；1号信号采样器(12)和1号断路器(9)都与1号控制器(14)连接；2号信号采样器(13) 和2号断路器(10)都与2号控制器(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种关节式电分相过电压抑制装置，其特征在于所述的1号检测器(3)、2号检测器(4)、3号检测器(5)和4号检测器(6)为非接触式检测器。
专利摘要本实用新型涉及一种关节式电分相过电压抑制装置，包含有接触网，两端分别为α相接触网和β相接触网，其特征在于在α相接触网和β相接触网之间依次设置有1号检测器、2号检测器、3号检测器和4号检测器；在2号检测器和3号检测器之间的接触网上设置分段器；在1号检测器和2号检测器之间的接触网上设置1号断开；在3号检测器和4号检测器之间的接触网上设置2号断开；在1号检测器和1号断开之间的接触网上连接1号信号采样器；在2号断开和4号检测器之间的接触网上连接2号信号采样器；在1号断开和2号检测器之间的接触网上连接1号限压吸收器；在3号检测器和2号断开之间的接触网上连接2号限压吸收器；在1号信号采样器和1号限压吸收器之间连接设置1号断路器；。本实用新型能保证电力机车安全不降速地通过电分相，抑制过电压现象，节省了大量电能，避免了过电压所产生的不良后果。
文档编号B60M1/18GK202106867SQ20112021920
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者宫衍圣, 曹建设, 李晋, 杲秀芳, 田志军, 黄文勋 申请人:中铁第一勘察设计院集团有限公司