接触网课程设计---京-沪高速电气化铁道自动过电分相式锚段关节设计.docVIP

1 题目 京-沪高速电气化铁道自动过电分相式锚段关节设计 2 设计方案 2.1 题目分析 手动过电分相，操作频率太高。在很短的时间内完成手动分闸、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。 2.2 地面电分相锚段关节 2.2.1 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。 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，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。 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转换装置控制系统是实现对各执行部件精确可靠的自动控制和状态监视，系统控制原理如图所示。该系统据有如下功能：有足够的逻辑运算及控制功能，以实现装置运行的自动化；能自动检出装置运行中出现的各种故障并分类报警，便于查找排除； 有较高的响应速度，以压缩开关切换时的瞬间断电时间；有较强的抗干扰性能，能在强电磁干扰条件下可靠工作 图2 半导体自动转换示意图 图3 半导体自动转换示意图 图4 半导体自动转换示意图 图5 半导体自动转换示意图 图6 半导体自动转换示意图 控制装置采用了以可编程序控制器为核心的控制系统。可编程控制器是以微处理器为核心的机电一体化的自动控制装置，它把计算机技术、控制技术和通信技术融为一体，它与被控制设备的连接适应性好，具有很强的抗干扰能力，适用于工业控制的工业环境，功能强、性能优。同时，再加上机车位置传感器、输入信号隔离、输出驱动、电源、显示、报警、试验等部分，组成装置的控制系统，使系统工作更加稳定、可靠。 上式网上断载自动过电分相装置，是三种自动转换过电分相装置的一种模式。它的特点是其自动转换过电分相的设备在支柱上；其次在过电分相的瞬间，对电力机车实行断电；另外是设备简单，柱节省地面空间，且减少维护费用。 网上断载自动过电分相装置，是在接触网的电分相中性区域安心黄相应实现自动过电分相的装置设备，是现在无人为干扰的情况下，机车自动通过电分相区域。其基本原理如图。图网上断载自动过电分相装置示意图图中L1、L2为磁控线包，K1、K2为真空灭弧室，MDA位过电压吸收器，x-y段为中性段绝缘滑道，2、3为两个分段绝缘器。假使机车由左至右行驶，由A相驶入，依次经过ab、cd、xy、ef、gh各区段，进入B相。当机车行驶到1—2的位置，即进入线包受流区时，机车通过磁控线包L1受流，真空灭弧室K1合闸，2—x区段带电。当机车驶过2以后，离开了控制线包受流区，进入K1供电的分短区，真空灭弧室分闸，机车断载。此时机车不带电通过23之间的电分相x-y主绝缘区。通过了3以后，机车通过B相的受流线包L2得到B相的电流，经过4以后，由B相供电。机车反方向行驶时，同理，依次由B相过渡到A相。在网上断载过电分相装置的自动切换的换向中，瞬间失电是不可避免的，而相加电时，电力机车的涌流很大。根据资料，日本制式的自动过电分相装置，其涌流值可达到正常工作电流的6～7倍，易造成电力机车主断路器和牵引变电所的跳闸。在该装置的设计中加强了L1和L2的阻抗作用，使涌流得到了大幅度的限制。经过实测和实验证明，涌流峰值在电力机车主变压