[發(fā)明專利]一種油箱式地面過分相裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810097134.8
• 申請(qǐng)日: 2018-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN110091758B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周靖;周方圓;何多昌;曹洋;胡家喜;呂順凱;胡前;田華貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司
• 主分類號(hào): B60M3/04
• 分類號(hào): B60M3/04
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長(zhǎng)清;廖元寶

本發(fā)明公開了一種油箱式地面過分相裝置，包括過分相單元，所述過分相單元安裝于一充滿絕緣油的箱體內(nèi)，所述箱體的周側(cè)設(shè)置有一個(gè)以上的油冷散熱片，各所述油冷散熱片與所述箱體的內(nèi)部連通。本發(fā)明的油箱式地面過分相裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、占用面積小以及散熱性能好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及過分相技術(shù)領(lǐng)域，特指一種油箱式地面過分相裝置。

背景技術(shù)

我國(guó)電氣化鐵路采用單相工頻交流27.5kV供電制式，單相牽引負(fù)荷在三相電力系統(tǒng)側(cè)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)序電流，負(fù)序電流的增加影響發(fā)電廠發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行，并且降低電力網(wǎng)的輸送能力。鐵路部門為了治理這一問題，通常對(duì)相鄰牽引變電所換相連接，不同供電區(qū)段的供電臂相位不同，需要設(shè)置分相絕緣器，電分相由此產(chǎn)生。電分相存在于變電所出口處和不同牽引變電所之間的分區(qū)所處，一般情況下，國(guó)內(nèi)鐵路每隔20～30km就會(huì)存在一處電分相。

電分相的存在給列車運(yùn)行帶來不便，傳統(tǒng)過分相方式，列車在經(jīng)過分相區(qū)段時(shí)存在短時(shí)斷電，這給列車帶來速度損失，同時(shí)列車斷電也給運(yùn)行可靠性帶來隱患。電分相對(duì)于高速運(yùn)行的列車來說是機(jī)械上的硬點(diǎn)，也影響系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。速度損失對(duì)于山區(qū)重載列車來說尤其嚴(yán)重，容易造成坡停，同時(shí)給分相區(qū)的選址帶來困難。列車過分相過程中的開關(guān)開/閉過程會(huì)產(chǎn)生過壓和過流，給車載設(shè)備帶來沖擊，嚴(yán)重時(shí)燒毀設(shè)備。

過分相方式主要分為：地面自動(dòng)過分相和車載過分相兩大類。

一、車載過分相主要有車載自動(dòng)過分相和手動(dòng)過分相兩種，車載自動(dòng)過分相通過檢測(cè)地面?zhèn)鞲衅餍盘?hào)自動(dòng)“斷合”車載主斷路器，列車惰行通過中性區(qū)。司機(jī)手動(dòng)過分相，是自動(dòng)過分相設(shè)備失效后的保障措施，因此在鐵路運(yùn)輸中一直沿用至今。車載自動(dòng)過分相無需司機(jī)操作，降低司機(jī)的疲勞度，避免司機(jī)誤操作帶電闖電分相，車載過分相方式目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛。

車載過分相主要缺點(diǎn)在于過分相過程中需要開/閉車載主斷路器，降低車載斷路器壽命，對(duì)車載設(shè)備存在沖擊，需要設(shè)置相關(guān)保護(hù)，斷電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，過分相過程列車速度損失大。

二、地面自動(dòng)過分相通過安裝在地面的過分相裝置輪換給中性段供電，列車運(yùn)行在中性區(qū)時(shí)由地面裝置完成供電臂切換，列車不需要任何操作。該裝置換相時(shí)間短，列車速度損失小，地面過分相方式主要以日本的機(jī)械開關(guān)和電子開關(guān)為代表，國(guó)內(nèi)西安鐵路局科研所也長(zhǎng)期致力于此研究和試驗(yàn)。

地面自動(dòng)過分相原理：如圖1所示，接觸網(wǎng)分相處設(shè)置中性區(qū)，中性區(qū)與供電臂之間用分相絕緣器JY1、JY2，兩個(gè)換相開關(guān)K1、K2分別跨接在JY1、JY2上，中性區(qū)供電由兩個(gè)換相開關(guān)完成切換。在列車行駛路線上安裝四個(gè)列車位置傳感器G1～G4。沒有列車經(jīng)過的時(shí)候，中性區(qū)無電；當(dāng)傳感器G1檢測(cè)列車到達(dá)時(shí)，機(jī)械開關(guān)K1閉合，A臂給中性區(qū)供電；當(dāng)列車進(jìn)入中性區(qū)到達(dá)G2時(shí)，機(jī)械開關(guān)K1斷開，中性區(qū)斷電，列車惰性；當(dāng)列車到達(dá)G3時(shí)，機(jī)械開關(guān)K2閉合，B臂給中性區(qū)供電；當(dāng)列車運(yùn)行至G4時(shí)，列車進(jìn)入B臂供電區(qū)域，機(jī)械開關(guān)K2斷開，中性區(qū)斷電，等待下次列車進(jìn)入，一次循環(huán)往復(fù)。

該方案的換相開關(guān)是核心部件，機(jī)械開關(guān)方式的換相開關(guān)采用真空斷路器或SF6斷路器，電子開關(guān)方式的換相開關(guān)采用半導(dǎo)體器件(如晶閘管、GTO等)。不管是機(jī)械開關(guān)還是電子開關(guān)，目前他們均采用空氣冷卻和絕緣，需要專門的室內(nèi)房間或集裝箱布置，占地面積比較大，環(huán)境適應(yīng)性不強(qiáng)。

目前傳統(tǒng)的地面自動(dòng)過分相有以下幾種方式：

(1)普通真空斷路器式

普通真空開關(guān)轉(zhuǎn)換方案的自動(dòng)過分相裝置在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，K1開斷迅速，無截流現(xiàn)象，也無過壓。但在K2合閘時(shí)，可能產(chǎn)生超出正常范圍的過壓觸發(fā)列車過壓保護(hù)跳閘，涌流也可能使得列車過流保護(hù)動(dòng)作。大量現(xiàn)場(chǎng)資料表明，過壓和涌流主要與K1斷開后中性段殘留的殘壓有關(guān)，當(dāng)K2閉合相電源與中性段的殘壓相位相反時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生比閉合空載負(fù)荷大得多的過電壓和涌流。

(2)智能選相真空斷路器式