一种电力机车系统及其过分相系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力机车领域，特别是涉及一种过分相系统，本实用新型还涉及一种电力机车系统。


背景技术：

2.电力机车长距离行驶过程中，接触网供电会来自不同的变电所，两变电所接触网供电交接处会有一段无电区，为了使电力机车安全顺利地通过无电区，现有技术中通常可以使用过分相系统来帮助电力机车安全顺利地通过无电区，但是过分相系统毕竟也存在故障的可能性，一旦该过分相系统发生故障，那么电力机车便存在无法安全顺利地通过无电区的风险，降低了电力机车运行的可靠性。
3.因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种过分相系统，利用自身的冗余特性实现较高的可靠性，从而提升了电力机车运行的可靠性；本实用新型的另一目的是提供一种包括上述过分相系统的电力机车系统，利用自身的冗余特性实现较高的可靠性，从而提升了电力机车运行的可靠性。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种过分相系统，包括：
6.与无电区的接触网连接的供电装置，用于在电力机车经过所述无电区时，向所述无电区的接触网供电，并在自身无法对外供电时生成故障信号；
7.分别设置于所述无电区所在运行轨道的指定位置的多个电磁装置，用于在通电时在自身周围产生磁场；
8.设置于所述电力机车上的车载控制器，用于根据依次检测到的各个所述电磁装置产生的磁场，在经过所述无电区之前断开所述电力机车的主断路器，在经过所述无电区之后闭合所述主断路器；
9.分别与所述供电装置以及所述电磁装置连接的控制装置，用于仅在检测到所述故障信号时，控制各个所述电磁装置通电。
10.优选地，所述控制装置包括：
11.与所述供电装置连接的处理器，用于仅在检测到所述故障信号时，通过供电装置控制各个所述电磁装置通电；
12.分别与所述处理器以及各个所述电磁装置连接的所述供电装置。
13.优选地，所述供电装置包括：
14.与所述处理器连接的可控电源，用于在所述处理器的控制下开始或停止向继电器的线圈供电；
15.分别与所述可控电源以及各个所述电磁装置连接的所述继电器，用于在自身的线
圈得电时，控制各个所述电磁装置通电，在自身的线圈失电时，控制各个所述电磁装置断电。
16.优选地，所述供电装置为地面自动过分相系统。
17.优选地，所述电磁装置为磁钢。
18.优选地，该过分相系统还包括与所述控制装置连接的提示装置；
19.则所述控制装置还用于，在检测到所述故障信号时，控制所述提示装置提示所述供电装置的故障信息。
20.优选地，所述提示装置包括：
21.设置于所述无电区所在轨道附近并与所述控制装置连接的本地提示器，用于在所述处理器的控制下提示所述供电装置的故障信息；
22.设置于指定控制室并与所述控制装置连接的远程提示器，用于在所述处理器的控制下提示所述供电装置的故障信息。
23.优选地，所述本地提示器为蜂鸣器。
24.为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种电力机车系统，包括如上所述的过分相系统。
25.本实用新型提供了一种过分相系统，本技术中，供电装置在无故障的情况下可以在电力机车经过无电区时，向该无电区的接触网供电，从而保障电力机车能够带电通过无电区，而在供电装置故障时，控制装置便可以控制分别设置于无电区所在运行轨道的多个电磁装置通电并产生磁场，如此一来，车载控制器在经过该无电区时，便可以根据依次检测到的各个电磁装置产生的磁场，在经过无电区之前断开电力机车的主断路器，在经过无电区之后闭合主断路器，从而安全地惰行通过无电区，也就是说即使供电装置故障，电力机车也能够安全顺利通过无电区，提升了电力机车运行的可靠性。
26.本实用新型还提供了一种电力机车系统，具有如上过分相系统相同的有益效果。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
28.图1为本实用新型提供的一种过分相系统的结构示意图；
29.图2为本实用新型提供的另一种过分相系统的结构示意图；
30.图3为现有技术中的一种地面自动过分相系统的结构示意图；
31.图4为现有技术中的一种自动过分相系统的结构示意图。
具体实施方式
32.本实用新型的核心是提供一种过分相系统，利用自身的冗余特性实现较高的可靠性，从而提升了电力机车运行的可靠性；本实用新型的另一核心是提供一种包括上述过分相系统的电力机车系统，利用自身的冗余特性实现较高的可靠性，从而提升了电力机车运行的可靠性。
33.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。
34.请参考图1，图1为本实用新型提供的一种过分相系统的结构示意图，该过分相系统包括：
35.与无电区的接触网连接的供电装置1，用于在电力机车经过无电区时，向无电区的接触网供电，并在自身无法对外供电时生成故障信号；
36.分别设置于无电区所在运行轨道的指定位置的多个电磁装置2，用于在通电时在自身周围产生磁场；
37.设置于电力机车上的车载控制器3，用于根据依次检测到的各个电磁装置2产生的磁场，在经过无电区之前断开电力机车的主断路器，在经过无电区之后闭合主断路器；
38.分别与供电装置1以及电磁装置2连接的控制装置4，用于仅在检测到故障信号时，控制各个电磁装置2通电。
39.具体的，考虑到如上背景技术中的技术问题，本实用新型实施例中的供电装置1在无故障的情况下可以在电力机车经过无电区时，向该无电区的接触网供电，从而保障电力机车能够带电通过无电区，而在供电装置1故障时，控制装置4便可以控制分别设置于无电区所在运行轨道的多个电磁装置2通电并产生磁场，如此一来，车载控制器3在经过该无电区时，便可以根据依次检测到的各个电磁装置2产生的磁场，在经过无电区之前断开电力机车的主断路器，在经过无电区之后闭合主断路器，从而安全地惰行通过无电区，也就是说即使供电装置1故障，电力机车也能够安全顺利通过无电区，提升了电力机车运行的可靠性。
40.其中，现有技术中已经具有与供电装置1相同功能的系统，因此本实用新型实施例在此对其具体结构不做赘述，其可以使得电力机车带电通过无电区，能够保障电力机车在无电区中的动力。
41.具体的，“通过分别设置于无电区所在运行轨道的指定位置，且能够产生磁场的的磁性装置与车载控制器3间的配合，来实现电力机车在经过无电区之前断开电力机车的主断路器，在经过无电区之后闭合主断路器”，在现有技术中也有应用，本实用新型实施例中将该机制作为冗余备用机制应用在上述的供电装置1之上，以便在供电装置1故障时接替其工作，保障电力机车安全顺利通过无电区。
42.其中，在电磁装置2不通电的情况下车载控制器3自然也不会检测到磁场并控制主断路器断开，只有在电磁装置2通电的情况下，车载控制器3才会执行上述动作。
43.本实用新型提供了一种过分相系统，本技术中，供电装置在无故障的情况下可以在电力机车经过无电区时，向该无电区的接触网供电，从而保障电力机车能够带电通过无电区，而在供电装置故障时，控制装置便可以控制分别设置于无电区所在运行轨道的多个电磁装置通电并产生磁场，如此一来，车载控制器在经过该无电区时，便可以根据依次检测到的各个电磁装置产生的磁场，在经过无电区之前断开电力机车的主断路器，在经过无电区之后闭合主断路器，从而安全地惰行通过无电区，也就是说即使供电装置故障，电力机车也能够安全顺利通过无电区，提升了电力机车运行的可靠性。
44.为了更好地对本实用新型实施例进行说明，请参考图2、图3以及图4，图2为本实用新型提供的另一种过分相系统的结构示意图，图3为现有技术中的一种地面自动过分相系统的结构示意图，图4为现有技术中的一种自动过分相系统的结构示意图，在上述实施例的基础上：
45.作为一种优选的实施例，控制装置4包括：
46.与供电装置1连接的处理器，用于仅在检测到故障信号时，通过供电装置1控制各个电磁装置2通电；
47.分别与处理器以及各个电磁装置2连接的供电装置1。
48.具体的，控制装置4与供电装置1的组合容易在市场中进行选型，且结构简单，可靠性较高。
49.当然，除了该形式外，控制装置4还可以为其他类型，本实用新型实施例在此不做限定。
50.作为一种优选的实施例，供电装置1包括：
51.与处理器连接的可控电源，用于在处理器的控制下开始或停止向继电器的线圈供电；
52.分别与可控电源以及各个电磁装置2连接的继电器，用于在自身的线圈得电时，控制各个电磁装置2通电，在自身的线圈失电时，控制各个电磁装置2断电。
53.具体的，可控电源以及继电器的组合具有结构简单、成本低以及省电的优点。
54.当然，除了该具体形式外，供电装置1还可以为其他多种类型，本实用新型实施例在此不做限定。
55.具体的，请参考图2，本方案是将传统的自动过分相系统中的永磁体改为电磁装置2，通过控制装置4激活电磁装置2。安装方式、输出信号与传统永磁体输出信号一致。电磁装置2可以嵌入到轨枕中，通过外部给定的电压或电流激活。具有磁场稳定、抗震荡、不易衰减、耐高温、耐腐蚀等优异特性。电磁装置2可以采用贯穿的钢柱在轨底焊接固定，再灌注特殊填充。因与传统的永磁体输出磁通信号一致，因此机车端无需进行改动。
56.适用的速度范围：10～250km/h。
57.适用于单相50hz、25kv交流电气化铁路接触网工程。
58.工作和环境条件：
59.环境温度：－50℃～80℃；
60.风偏设计风速：优于40m/s；
61.结构风速：优于40m/s；
62.覆冰厚度(承力索/接触线)：10mm/5mm；
63.雷电日：多雷区；
64.海拔高度：≤5600m；
65.地震烈度：≤
ⅷ
度；
66.主要技术性能参数：
67.(1)电磁装置2的磁场强度：距离电磁装置2正上方≤300mm条件下不低于40高斯(出厂时检测)；
68.道路上安装完成后，电磁装置2磁场强度：水平方向距离钢轨内侧工作边(335
±
15)mm，垂直方向距离钢轨表面(110+10)mm处，不低于36高斯(现场检测)。
69.电磁装置2最大磁能积(bh)max230kj/m3；
70.剩余磁感应强度br1.1t；
71.电磁装置2密度7.4g/cm3；
72.电磁装置2硬度550hv；
73.电磁装置2抗压强度800mpa；
74.(2)电磁装置2的工作环境温度为≤80℃。
75.具体的，当供电装置1(包括图3中的a相阀组所在电路、b相阀组所在电路、控制器以及各个位置传感器)运行正常时，备用的自动过分相系统(车载控制器3以及各个电磁装置2)不起作用，机车通过供电装置1带电通过电分相区。以机车从供电臂a进入为例，通过位置传感器j1～j4检测机车位置，控制器检测到机车到达j1位置后，下达触发信号控制a相阀组导通，机车带电进入无电区。当机车进入无电区换相检测点j3后，控制器下达关断信号控制a相阀组关断，再下达触发信号控制b相阀组导通，完成无电区电源供电切换。待机车完全驶离无电区，通过j4点后，控制系统下达关断信号控制b相阀组关断，完成机车过分相全过程。
76.其中，当供电装置1故障发生时，控制装置4控制电磁装置2g1～g4通电，机车进入车载自动过分相模式，并且在故障信号消失后，控制装置4可以控制电磁装置2断电。
77.具体的，在车载自动过分相模式中，当电力机车运行至g1(g4)点，车载控制器3接收到预告地面定位信号(由感应磁场产生)，车载控制器3向微机柜发出过分相预告信号，微机柜根据此时机车运行速度，控制电机电流平稳下降到0，发出断
‘
主断’信号给控制电路，控制电路控制机车断劈相机、断
‘
主断’(预告模式)；同时，司机室蜂鸣器响3s，提醒司机过分相区。当g1(g4)信号失效时，机车运行至g2(g3)点，车载控制器3接收到强迫地面定位信号(由感应磁场产生)，车载控制器3向微机柜发出过分相强迫断信号，微机柜立即封电机电流，发出断
‘
主断’信号给控制电路控制机车断劈相机、断
‘
主断’。
78.其中，在正常接收到g1(g4)信号时g2(g3)信号不起作用(强迫断模式)。
79.具体的，电力机车通过无电区后，根据接收g3(g2)，车载控制器3接收到合闸地面定位信号(由感应磁场产生)，则通过预告信号通道向微机柜送出合
‘
主断’信号，司机室蜂鸣器响3s，提醒司机已通过分相区，微机柜发出合
‘
主断’给控制电路，控制电路控制机车合劈相机、合
‘
主断’，预备好后，微机柜控制电机电流缓慢恢复到过分相前工况。
80.其中，在正常接收g3(g2)信号是g4(g1)信号不起作用。
81.作为一种优选的实施例，供电装置1为地面自动过分相系统。
82.具体的，地面自动过分相系统是比较成熟的能够完成供电装置1的工作的系统，将其作为供电装置1可以减小设计工作量从而节省成本。
83.作为一种优选的实施例，电磁装置2为磁钢。
84.具体的，磁钢具有结构简单、价格低以及寿命长等优点。
85.当然，除了磁钢外，电磁装置2还可以为其他多种类型，本实用新型实施例在此不做限定。
86.作为一种优选的实施例，该过分相系统还包括与控制装置4连接的提示装置；
87.则控制装置4还用于，在检测到故障信号时，控制提示装置提示供电装置1的故障
信息。
88.具体的，通过提示装置提示供电装置1的故障信息可以便于工作人员及时了解到该情况并进行检修，有利于及时修复故障。
89.其中，提示的具体内容可以为多种，例如可以为提示在具体的故障时间供电装置1发送故障等，本实用新型实施例在此不做限定。
90.作为一种优选的实施例，提示装置包括：
91.设置于无电区所在轨道附近并与控制装置4连接的本地提示器，用于在处理器的控制下提示供电装置1的故障信息；
92.设置于指定控制室并与控制装置4连接的远程提示器，用于在处理器的控制下提示供电装置1的故障信息。
93.具体的，本地提示器可以提示附近的工作人员或者路人及时发现该故障情况，以便及时得到检修，而远程提示器可以同时进行提示，便于控制室的工作人员及时了解到故障情况并派检修人员进行检修，且两者具有冗余特性，即使其中一者故障，另一者同样能够完成提示工作。
94.作为一种优选的实施例，本地提示器为蜂鸣器。
95.具体的，蜂鸣器具有体积小、价格低以及寿命长等优点。
96.当然，除了蜂鸣器外，提示器还可以为其他类型，例如声光报警器等，本实用新型实施例在此不做限定。
97.为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种电力机车系统，包括如上的过分相系统。
98.对于本实用新型实施例提供的电力机车系统的介绍请参照前述的过分相系统的实施例，本实用新型实施例在此不再赘述。
99.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
100.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。