CN111505447A - 一种铁路牵引供电短路试验系统及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路牵引供电短路试验系统及试验方法。该方法包括如下步骤：选择接触网短路区间；将接触网短路设备连接在接触线与钢轨之间，或正馈线与钢轨之间，或接触线与正馈线之间；通过遥控设备控制接触网短路设备的开关闭合形成短路；通过接触网短路设备采集短路数据；通过接入至接触网短路区间内的所亭的电参数采集设备采集所亭内的电参数；通过后台服务器对短路数据和电参数进行分析，并确定试验结果。本发明通过遥控设备控制短路开关闭合能够避免操作人员手动对高压短路开关进行分、合闸，消除了安全隐患。

Description

一种铁路牵引供电短路试验系统及试验方法

技术领域

本发明涉及铁路电气化领域，具体涉及一种铁路牵引供电短路试验系统及试验方法。

背景技术

目前，新建铁路在进行动态检测时，为了验证设计参数，检验保护装置动作的正确性、可靠性，通常需要进行牵引供电系统人工短路试验。按照《高速铁路工程动态验收技术规范》相关要求“应采用接触线对钢轨、正馈线对钢轨2种方式进行接触网人工短路试验”，“接触网短路试验点，直接供电方式宜设于供电臂中间及末端，AT供电方式宜设于第一AT段末段及第二AT段中间位置”。

但长期以来，牵引供电系统接触网短路试验没有统一规范化的试验方案，也没有专用的短路试验装置，存在现场操作复杂、可靠性不高、存在安全隐患及试验技术落后等问题，具体如下：

①没有专用的短路试验装置，试验效率低下，可靠性不能保证。

②安全性方面也存在隐患，一是没有专用的钢轨接地靴，存在短路电流过大烧损腕臂定位、钢轨的隐患。二是需要手动对高压短路开关进行分、合闸，威胁操作人员的人身安全；

③各所亭距离较远，试验过程中相互沟通不畅的情况时有发生，试验时开关状态不能及时获取，无法及时反馈试验数据等。

因此，如何建立一种集成度高、操作简单、安全可靠的铁路牵引供电短路试验系统，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种铁路牵引供电短路试验系统及试验方法，以解决现有牵引供电系统接触网短路试验没有统一规范化的试验方案，也没有专用的短路试验装置，存在现场操作复杂、可靠性不高、存在安全隐患及试验技术落后等问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种铁路牵引供电短路试验方法，该方法包括如下步骤：

选择接触网短路区间；

将接触网短路设备连接在接触线与钢轨之间，或正馈线与钢轨之间，或接触线与正馈线之间；

通过遥控设备控制所述接触网短路设备的开关闭合形成短路；

通过接触网短路设备采集短路数据；

通过接入至所述接触网短路区间内的所亭的电参数采集设备采集所述所亭内的电参数；

通过后台服务器对所述短路数据和所述电参数进行分析，并确定试验结果。

进一步地，将短路设备连接在接触线与钢轨之间或正馈线与钢轨之间具体包括：通过电缆和钢轨接地装置将短路设备连接在接触线与钢轨之间或正馈线与钢轨之间；

所述钢轨接地装置包括多个平行且间隔布置于所述钢轨表面的金属卡扣。

进一步地，所述短路数据包括所述接触网短路设备的开关状态、短路时刻的接触网电压、流经所述接触网短路设备的电流和故障信息。

本发明第二方面提供了一种铁路牵引供电短路试验系统，该系统包括接触网短路装置、电参数采集单元、第一通信组件、第二通信组件和云端服务器；

所述第一通信组件用于获取控制指令；

所述接触网短路装置用于连接接触线与钢轨，或正馈线与钢轨，或接触线与正馈线；

接触网短路装置包括短路开关和模拟量采集单元；

所述短路开关还用于根据所述控制指令闭合或断开；

所述模拟量采集单元用于采集短路数据，并通过所述第一通信组件将所述短路数据上传至所述云端服务器；

所述电参数采集单元用于接入接触网短路区间内的所亭，并采集所述所亭内的电参数；

所述电参数采集单元还用于通过所述第二通信组件将所述电参数上传至所述云端服务器。

进一步地，该系统还包括钢轨接地装置，用于连接所述接触网短路装置和所述钢轨；

所述钢轨接地装置包括多个金属卡扣；

所述多个金属卡扣分别与所述钢轨连接；

所述多个金属卡扣通过连接线并联。

进一步地，所述多个金属卡扣平行且间隔布置于所述钢轨表面；

所述多个金属卡扣的数量为6-8个。

进一步地，该系统还包括箱体和供电单元；

所述箱体包括一次仓室和二次仓室；

所述接触网短路装置设置在所述一次仓室；

所述第一通信组件和所述供电单元设置在所述二次仓室；

所述供电单元用于给所述接触网短路装置供电。

进一步地，该系统还包括保护单元；

所述保护单元用于采集流经所述所亭的电流；

当流经所述所亭的电流大于设定值时，所述保护单元还用于通过所述第二通信组件箱所述云端服务器发出报警信号。

进一步地，该系统还包括视频采集单元；

所述视频采集单元用于采集试验现场的视频画面并通过所述第一通信单元发送至所述云端服务器。

进一步地，该系统还包括设置在所述所亭的视频监控单元；

所述视频监控单元用于通过所述第二通信组件获取所述视频画面。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明提供了一种铁路牵引供电短路试验方法。现有的牵引供电系统接触网短路试验没有统一规范化的试验方案，也没有专用的短路试验装置，存在现场操作复杂、可靠性不高、存在安全隐患及试验技术落后等问题。本发明通过能够遥控设备控制接触网短路设备的开关闭合避免操作人员手动对高压短路开关进行分、合闸，消除了安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例的铁路牵引供电短路试验方法流程图。

图2为本发明实施例的铁路牵引供电短路试验系统结构图框。

图3为本发明另一实施例的铁路牵引供电短路试验系统结构框图。

图4为本发明实施例的铁路牵引供电短路试验系统结构图。

图5为本发明实施例的铁路牵引供电短路试验系统试验点布置示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

图1为本发明实施例的铁路牵引供电短路试验方法流程图。如图1所示，该方法包括如下步骤：

S1：选择接触网短路区间；

S2：将接触网短路设备连接在接触线与钢轨之间，或正馈线与钢轨之间，或接触线与正馈线之间；

S3：通过遥控设备控制接触网短路设备的开关闭合形成短路；

S4：通过接触网短路设备采集短路数据；

S5：通过接入至接触网短路区间内的所亭的电参数采集设备采集所亭内的电参数；

S6：通过后台服务器对短路数据和电参数进行分析，并确定试验结果。

本实施例中，试验人员根据试验需要选择接触网短路设备的连接位置。试验人员能够通过遥控设备控制接触网短路设备的开关闭合或断开。接触网短路设备的开关闭合时，接触线与钢轨之间，或正馈线与钢轨之间，或接触线与正馈线之间形成短路。短路数据优选包括接触网短路设备的开关状态、短路时刻的接触网电压、流经接触网短路设备的电流和故障信息。本发明通过能够遥控设备控制接触网短路设备的开关闭合避免操作人员手动对高压短路开关进行分、合闸，消除了安全隐患。

在一个具体实施方式中，将短路设备连接在接触线与钢轨之间或正馈线与钢轨之间具体包括：通过电缆和钢轨接地装置将短路设备连接在接触线与钢轨之间或正馈线与钢轨之间；钢轨接地装置包括多个平行且间隔布置于钢轨表面的金属卡扣。

在进行接触网短路试验时，短路瞬间电流可达几千安培，传统的钢轨接地靴与钢轨接触面积小、接触电阻大，存在短路电流烧损钢轨的隐患。为避免这种风险，本发明采用一种新型钢轨接地装置，将短路电流分散在多个接触点，增大了短路装置与钢轨的接触面积，减小了每个接触点的短路电流，可以满足接触网短路瞬间电流泄流要求，防止短路电流烧损钢轨，提高了该系统的安全性。

在一个具体实施方式中，短路数据包括接触网短路设备的开关状态、短路时刻的接触网电压、流经接触网短路设备的电流和故障信息。

图2为本发明实施例的铁路牵引供电短路试验系统结构框图。如图2所示，该系统包括：接触网短路装置21、电参数采集单元23、第一通信组件22、第二通信组件24和云端服务器25；第一通信组件22用于获取控制指令；接触网短路装置21用于连接接触线与钢轨，或正馈线与钢轨，或接触线与正馈线；接触网短路装置21包括短路开关和模拟量采集单元；短路开关还用于根据控制指令闭合或断开；模拟量采集单元用于采集短路数据，并通过第一通信组件22将短路数据上传至云端服务器25；电参数采集单元23用于接入接触网短路区间内的所亭，并采集所亭内的电参数；电参数采集单元23还用于通过第二通信组件24将电参数上传至云端服务器25。

本实施例中，该系统在使用时，第一通信组件接收短路命令，高压短路开关闭合，在t秒后自动断开，完成一次接触网短路。t大于变电所馈线断路器保护跳闸时间。每进行一次短路，都要仔细检查各接触点的状态。确认无异常后方可继续进行下一步试验。第一通信组件优选为4G无线通信组件。

与现有技术相比，本发明通过第一通信组件接收控制指令能够实现云通信，避免操作人员手动对高压短路开关进行分、合闸，消除了安全隐患。模拟量采集单元自动将短路时刻的电压电流模拟量上传至云端后台，使用者能够通过虚拟局域网查看并分析短路时刻的波形数据，提高了工作效率。

图3为本发明另一实施例的铁路牵引供电短路试验系统结构框图。如图3所示，该系统包括设置在短路试验点的接触网短路装置303、第一视频采集单元301和第一通信组件302。第一视频采集单元301，用于获取短路试验点的视频图像，并通过第一通信组件302发送给云端服务器。接触网短路装置包括模拟量采集单元。模拟量采集单元用于采集短路时刻的电压、电流模拟量，并通过第一通信组件302将所述电压、电流模拟量上传至云端服务器。接触网短路装置303还包括短路开关。短路开关用于根据第一通信组件302接收的控制指令闭合或断开。该系统还包括分别设置在牵引变电所、AT所和分区所的三个所亭控制装置。所亭控制装置包括第二通信组件304和第二视频监控单元305。第二通信组件304用于向第一通信组件302发送控制指令。第二通信组件304还用于接收短路试验点的视频图像并通过第二视频监控单元305显示。所亭控制装置还包括电参数采集装置306和保护盘307。电参数采集装置306用于采集短路试验时所亭内的电参数并发送给保护盘307。电参数采集装置306还用于通过第二通信组件304将电参数发送给云端服务器。该系统还包括云端服务器。云端服务器包括后台308、第三通信组件309、视频监控终端310和数据分析单元311。后台308通过第三通信组件309获取短路时刻的电压、电流模拟量核短路试验时所亭内的电参数并发送给数据分析单元311。数据分析单元311用于对短路时刻的数据进行波形分析。视频监控终端310通过第三通信组件309获取短路试验点的视频图像并显示。

图4为本发明实施例的铁路牵引供电短路试验系统结构图。如图4所示，在一个具体的实施方式中，该系统还包括钢轨接地装置，用于连接接触网短路装置41和钢轨；钢轨接地装置包括多个金属卡扣42；多个金属卡扣42分别与钢轨连接；多个金属卡扣42通过连接线并联。

在进行接触网短路试验时，短路瞬间电流可达几千安培，传统的钢轨接地靴与钢轨接触面积小、接触电阻大，存在短路电流烧损钢轨的隐患。为避免这种风险，本发明采用一种新型钢轨接地装置，将短路电流分散在多个接触点，增大了短路装置与钢轨的接触面积，减小了每个接触点的短路电流，可以满足接触网短路瞬间电流泄流要求，防止短路电流烧损钢轨，提高了该系统的安全性。

在一个具体的实施方式中，多个金属卡扣平行且间隔布置于钢轨表面；多个金属卡扣的数量为6-8个。

在一个具体的实施方式中，该系统还包括箱体和供电单元；箱体包括一次仓室和二次仓室；接触网短路装置设置在一次仓室；第一通信组件和供电单元设置在二次仓室；供电单元用于给接触网短路装置供电。

本实施例中，接触网短路装置与通信组件分别设置在不同的仓室能够避免互相干扰。供电单元能够维持接触网短路装置长时间工作。

在一个具体的实施方式中，该系统还包括保护单元；保护单元用于采集流经所亭的电流；当流短路电流大于设定值时，保护单元作用于本所亭馈线断路器跳闸，还用于通过第二通信组件箱云端服务器发出报警信号。

在一个具体的实施方式中，该系统还包括视频采集单元；视频采集单元用于采集试验现场的视频画面并通过第一通信单元发送至云端服务器。

在一个具体的实施方式中，该系统还包括该系统还包括设置在所亭的视频监控单元；视频监控单元用于通过第二通信组件获取实时视频画面。

本实施例中，为了避免相互影响，视频监控与控制指令优选采用不同的通信通道。通信通道保证高可靠性，另外通道1保证低延迟和低误码率，通道2保证大带宽以满足多点的高清视频图像传输；后端控制显示部分可以是电脑、手机或者后台。通过监控系统，可以将现场试验的实时画面进行监控，也可实现语音对讲，及时掌握现场试验的情况。

图5为本发明实施例的铁路牵引供电短路试验系统试验点布置示意图。如图5所示，在一个具体的实施方式中，参与试验的所亭包括：牵引所、AT所和分区所。其中，T线与钢轨27.5kV短路，T线与钢轨27.5kV短路，T线与F线之间55kV短路。

Claims (10)

1.一种铁路牵引供电短路试验方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

选择接触网短路区间；

将接触网短路设备连接在接触线与钢轨之间，或正馈线与钢轨之间，或接触线与正馈线之间；

通过遥控设备控制所述接触网短路设备的开关闭合形成短路；

通过接触网短路设备采集短路数据；

通过接入至所述接触网短路区间内的所亭的电参数采集设备采集所述所亭内的电参数；

通过后台服务器对所述短路数据和所述电参数进行分析，并确定试验结果。

2.根据权利要求1所述的铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，将短路设备连接在接触线与钢轨之间或正馈线与钢轨之间具体包括：通过电缆和钢轨接地装置将短路设备连接在接触线与钢轨之间或正馈线与钢轨之间；

所述钢轨接地装置包括多个平行且间隔布置于所述钢轨表面的金属卡扣。

3.根据权利要求1所述的铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，所述短路数据包括所述接触网短路设备的开关状态、短路时刻的接触网电压、流经所述接触网短路设备的电流和故障信息。

4.一种铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，该系统包括接触网短路装置、电参数采集单元、第一通信组件、第二通信组件和云端服务器；

所述第一通信组件用于获取控制指令；

所述接触网短路装置用于连接接触线与钢轨，或正馈线与钢轨，或接触线与正馈线；

接触网短路装置包括短路开关和模拟量采集单元；

所述短路开关还用于根据所述控制指令闭合或断开；

所述模拟量采集单元用于采集短路数据，并通过所述第一通信组件将所述短路数据上传至所述云端服务器；

所述电参数采集单元用于接入接触网短路区间内的所亭，并采集所述所亭内的电参数；

所述电参数采集单元还用于通过所述第二通信组件将所述电参数上传至所述云端服务器。

5.根据权利要求4所述的铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，该系统还包括钢轨接地装置，用于连接所述接触网短路装置和所述钢轨；

所述钢轨接地装置包括多个金属卡扣；

所述多个金属卡扣分别与所述钢轨连接；

所述多个金属卡扣通过连接线并联。

6.根据权利要求5所述的铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，所述多个金属卡扣平行且间隔布置于所述钢轨表面；

所述多个金属卡扣的数量为6-8个。

7.根据权利要求4所述的铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，该系统还包括箱体和供电单元；

所述箱体包括一次仓室和二次仓室；

所述接触网短路装置设置在所述一次仓室；

所述第一通信组件和所述供电单元设置在所述二次仓室；

所述供电单元用于给所述接触网短路装置供电。

8.根据权利要求4所述的铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，该系统还包括保护单元；

所述保护单元用于采集流经所述所亭的电流；

当流经所述所亭的电流大于设定值时，所述保护单元还用于通过所述第二通信组件箱所述云端服务器发出报警信号。

9.根据权利要求4所述的铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，该系统还包括视频采集单元；

所述视频采集单元用于采集试验现场的视频画面并通过所述第一通信单元发送至所述云端服务器。

10.根据权利要求9所述的铁路牵引供电短路试验系统，其特征在于，该系统还包括设置在所述所亭的视频监控单元；

所述视频监控单元用于通过所述第二通信组件获取所述视频画面。

Images