接触网课程设计--高速电气化铁道自动过电分相的研究

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1、1.基本题目 1.1 题目 高速电气化铁道自动过电分相的研究 1.2 题目分析 电气化铁路每 2530km就设一处电分相， 每一个分相区长度约 80100m， 按列车 平均速度 200km/h，每十分钟就要过一处电分相，如果手动过电分相，操作频率太高。 必须在很短的时间内就要完成手动分闸、降弓升弓、合闸过程，工作强度大，而且操 作不慎会烧伤电分相绝缘设备及受电工滑板，造成事故。目前，在高速电气化铁路上 都相应的采取了自动过电分相装置。 2.题目：高速电气化铁道自动过电分相的研究 2.1 地面电分相自动转换装置 2.1.1 工作原理 地面过电分相自动转换装置设在锚段关节的分相区，在锚段关节的分相

2、区处嵌入 一个中性段，其两端分别由空气绝缘器间隙 1JY、1JY 与两相绝缘网绝缘。两台真空 负荷开关 1ZK、2ZK 分别跨接在 1JY、1JY 上，使绝缘网两相能通过 1ZK 及 2ZK 分 别向中性段供电；在线路边设置四台机车位置传感器 1CG、2CG、3CG、4CG1。无车 通过时两台真空负荷开关均断开，中性段无电。 当机车从 A 相驶来，到 1CG 处时，真空负荷开关 1ZK 闭合，中性段接触网由 A 相供电，待机车进入中性段，到 3CG 处时，1ZK 分断，2ZK 随即迅速闭合，完成中 性段供电的换相交换。 由于此时中性段已由 B 相供电， 机车可以在不用任何附加操纵、 负荷基本不

3、变的条件下通过电分相区段，带机车驶离 4CG 处后，2ZK 分断，装置回 零，各项设备恢复到无机车通过时的状态。 当反向来车时，由控制系统自动识别，控制两台真空负荷开关以相反顺序轮流断 开与合。地面自动转换电分相原理装置工作原理如图 1 所示。 该系统的关键技术，是在硬件设备上要要研制出长寿命的真空负荷开关，从相间转 换上要采用可靠的逻辑控制系统，从软件技术上则要解决变电所、电力机车和自动转 换装置之间的兼容配合问题。 2.1.2 真空负荷开关 真空负荷开关是该系统的关键设备，它的任务是每当机车通过电分相区段时迅速 地完成对机车供电相位的切换，它不同于真空断路器，也不同于 V 停反行用的真空负

4、 自动化与电气工程学院接触网技术课程设计 - 1 - 荷线路开关，它的运用特殊性决定了对它运用的特殊要求：为压缩开关切换过程中的 瞬间断电时间，减轻对机车的机电冲动，在大波距的情况下，要求其分合闸速度快并 有较高的响应速度；要求据有较强的机械和电气寿命。由于需要频繁动作，要求其工 作寿命长，且抗震动。 图 1 地面自动转换电分相装置工作原理图 新型真空负荷开关，在真空灭弧室中选用了大口径、大波距的冲压型波纹管，并 采用预拉伸装置技术，以减小波纹管大为面积的形变，提高其使用寿命。还采用了新 型高压消汽剂和可阀焊封装等新技术、 新工艺， 在开关整体装配设计上加强减震环节， 开关机构采用既简单又实用的电磁合拍式。由于采取克一系列有效地技术措施，使开 关的机械和电气寿命超过 6 万次。真空负荷开关的主要技术参数如下：额定工作电压 27.5kV（工频有效值） ；工频耐压 95kV，持续 1min（断口间及本地对地） ；额定关合 电压流 20kA；额定工作电流 1000kA；合闸时间 不大于 70ms。 半导体开关及并联电路组成的无接点转换开关，如图 2 所示，保证机车在牵引状 态下通过分区