CN113771700B - 一种长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，包括中性段和电气导通装置，两个供电臂间设置有三个中性段，所述供电臂与其相邻的中性段通过电气导通装置连接，位于中间位置的中性段接地。本发明设置3个中性段，相对于现有技术中的1个或2个中性段，电分相长度的适量加长可保证受电弓通过时不同相位供电的安全转换，避免自动过分相产生的过电压及涌流问题，并通过将位于中间位置的中性段可靠接地，实现电分相的消弧功能。

Description

一种长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备
技术领域
本发明属于轨道交通领域，特别涉及一种长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备。
背景技术
随着轨道交通架空刚性接触网单线路运行里程的不断加长，车辆运行速度也在不断提升。为减少牵引供电所设置数量，确保长供电臂电压降满足车辆牵引要求，牵引供电系统会优选交流制式。
交流制式的牵引所两供电臂采用不同相位供电，同一区间需在相邻两牵引所供电臂衔接处设置电分相来实现相位转化。刚性接触网的电分相是限制车辆最高运行速度的一个关键因素。
常规电分相一般有两种方法：锚段关节式及电分相绝缘器式。锚段关节式电分相一般设置一个至两个中性段，车辆通过这种电分相时必须遵守断电、降弓等一系列操作，其中锚段关节式的电分相无消弧功能，容易产生线材的烧蚀。电分相绝缘器的安装对线路的曲线超高、坡度等有一定的要求，安装位置相对受限，安装调平相对较困难。
常规电分相的行车要求不利于车辆高速通过。为满足车辆高速通过电分相，自动过电分相装置随之产生。根据设计原理不同，又细化为地面自动转换电分相装置、柱上式电分相转换装置及车上式过电分相自动转换装置。但这种自动过分相的装置一般设备较多，部分装置有方向性。施工及维护工作量大，费用高。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，实现轨道交通车辆高速、平稳通过刚性接触网电分相的需求。
本发明采用的技术方案是：一种长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，包括中性段和电气导通装置，两个供电臂间设置有三个中性段，所述供电臂与其相邻的中性段通过电气导通装置连接，位于中间位置的中性段接地。
进一步的，所述供电臂与中性段、中性段与中性段通过绝缘锚段关节分割。
进一步的，所述绝缘锚段关节的汇流排终端上设置有接触线消弧角机构。
进一步的，所述接触线消弧角机构为消弧角架，所述消弧角架通过螺栓固定于汇流排终端的端部，并通过并线线夹与接触线进行并线。
进一步的，所述电气导通装置与感应器连接，所述感应器至其相邻的位于中间位置中性段绝缘锚段关节的距离大于受电弓至车头的距离。
进一步的，当车辆为单弓运行时，整个电分相的长度需要保证电压相位转换时不产生过电压及涌流。
进一步的，当车辆为双弓且母线不重联运行时，整个电分相的长度大于车辆的两个受电弓的间距，且位于中间位置的中性段的长度小于车辆的两个受电弓的间距。
进一步的，当车辆为双弓且母线重联运行时，位于两侧的中性段的长度大于车辆的两个受电弓的间距，且位于中间位置的中性段的长度小于车辆的两个受电弓的间距。
进一步的，位于中间位置的中性段在满足消弧功能的前提下采用短锚段。
进一步的，位于中间位置的中性段通过可分合接地装置接地。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
(1)在构成形式方面，设置3个中性段，相对于现有技术中的1个或2个中性段，电分相长度的适量加长可保证受电弓通过时不同相位供电的安全转换，避免自动过分相产生的过电压及涌流问题。
(2)在电气消弧方面，将位于中间位置的中性段可靠接地，实现电分相的消弧功能。在绝缘锚段关节的汇流排终端设置接触线消弧角机构来解决烧蚀问题。
(3)在设备安装方面，采用绝缘锚段关节替代常规的器件式电气分段设备，克服了电分相位置对线路曲线、坡度等的要求，解决了接触网上质量集中点带来的硬点问题。
(4)在兼容通用方面，通过对三个中性段长度的合理设置，可同时兼容单弓和双弓两种弓网运行方式，满足双弓运行动车组高压母线重联和不重联两种电气母线连接模式。
(5)在车辆适配方面，车辆不用做任何针对过分相的功能性调整就可高速通过电分相。
(6)在中性段启动方面，设置感应器及电气导通装置，保证特殊情况下车辆在电分相中性段停车时能顺利驶出。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的电分相的结构示意图；
图3为本发明实施例的绝缘锚段关节的俯视示意图；
图4为本发明实施例的绝缘锚段关节的侧视示意图；
图5为本发明实施例的接触线消弧角机构的立体示意图；
图6为本发明实施例的接触线消弧角机构的侧视示意图。
图中1-供电臂，2-中性段A，3-中性段B，4-电气导通装置，5-感应器，6-绝缘锚段关节，7-汇流排终端，8-消弧角架，9-螺栓，10-并线线夹，11-接触线。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本发明的实施例提供了一种长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，如图1-6所示，其包括中性段和电气导通装置4。整个电分相由四个绝缘锚段关节6分割成三个中性段。两个供电臂1间依次设置有中性段A2、中性段B3和中性段A2。中性段B3接地，所述供电臂1和与其相邻的中性段A2通过电气导通装置4连接。所述电气导通装置4与感应器5连接，所述感应器5至其相邻中性段B3的绝缘锚段关节6的距离L5略大于受电弓至车头的距离L4，保证车辆停在电分相无电区内启动时，电流不会被受电弓引至中性段B3内造成短路跳闸。所述绝缘锚段关节6的汇流排终端7上设置有接触线消弧角机构。接触线消弧角机构避免车辆通过绝缘锚段关节6时上翘的接触线11变成引弧角，造成线材及汇流排的烧蚀。所述接触线消弧角机构为消弧角架8，所述消弧角架8通过螺栓9固定于汇流排终端7的端部，并通过并线线夹10与接触线11进行并线。
通过对三个中性段长度的调整，可适用于多种受电弓运行模式下车辆高度通过电分相：
(1)当车辆为单弓运行时，整个电分相的长度L3需要保证电压相位转换时不产生过电压及涌流。
(2)当车辆为双弓且母线不重联运行时，整个电分相的长度L3大于车辆的两个受电弓的间距L，且中性段B3的长度L2小于车辆的两个受电弓的间距L。
(3)当车辆为双弓且母线重联运行时，中性段A2的长度L1大于车辆的两个受电弓的间距L，中性段B3的长度L2在满足消弧功能的前提下采用短锚段且小于车辆的两个受电弓的间距L，以缩短电分相的无电惰行的长度。
工作原理：当车辆在电分相的任一位置停车时，被车体遮挡的感应器5开始计时。感应器5计时超过正常通行时间且信号依旧被车体遮挡后，则感应器5信号触发，对应中性段A2的电气导通装置4动作，将感应器5被遮挡侧的中性段A2与相邻供电臂1电气连通。车辆前行，车体不再遮挡感应器5后，感应器5发出断开信号，对应中性段A2的电气导通装置4再次动作，将感应器5被遮挡侧的中性段A2与相邻供电臂1电气断开。
当电分相两个感应器5同时被车体遮挡且超过正常通行时间时，任选其中一侧的电气导通装置4动作，导通对应的中性段A2，若一定时间内感应器5遮挡未解除，则切换至另一侧感应器5对应的中性段A2导通。若第一个感应器5遮挡解除后，另外一个感应器5依旧被遮挡信号，则断开原来导通的中性段A2，切换至另外一个被遮挡感应器5的中性段A2导通，直至后一个被遮挡感应器5不被车体遮挡后断开电气导通。车辆启动期间，两个感应器5对应的两个中性段A2不能有同时导通的情况。
对于双弓且母线重联运行的车辆，在分相中性段启动时还需增加一个连接中性段B3的可分合接地装置。在启动过程中断开接地，启动完成后导通接地。
以上通过实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本发明的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，在本发明的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：包括中性段和电气导通装置，两个供电臂间设置有三个中性段，所述供电臂与其相邻的中性段通过电气导通装置连接，位于中间位置的中性段接地。
2.如权利要求1所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：所述供电臂与中性段、中性段与中性段通过绝缘锚段关节分割。
3.如权利要求2所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：所述绝缘锚段关节的汇流排终端上设置有接触线消弧角机构。
4.如权利要求3所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：所述接触线消弧角机构为消弧角架，所述消弧角架通过螺栓固定于汇流排终端的端部，并通过并线线夹与接触线进行并线。
5.如权利要求1所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：所述电气导通装置与感应器连接，所述感应器至其相邻的位于中间位置中性段绝缘锚段关节的距离大于受电弓至车头的距离。
6.如权利要求1所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：当车辆为单弓运行时，整个电分相的长度需要保证电压相位转换时不产生过电压及涌流。
7.如权利要求1所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：当车辆为双弓且母线不重联运行时，整个电分相的长度大于车辆的两个受电弓的间距，且位于中间位置的中性段的长度小于车辆的两个受电弓的间距。
8.如权利要求1所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：当车辆为双弓且母线重联运行时，位于两侧的中性段的长度大于车辆的两个受电弓的间距，且位于中间位置的中性段的长度小于车辆的两个受电弓的间距。
9.如权利要求8所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：位于中间位置的中性段在满足消弧功能的前提下采用短锚段。
10.如权利要求8所述的长距离轨道交通高速架空刚性接触网电分相设备，其特征在于：位于中间位置的中性段通过分合接地装置接地。
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