CN203415350U

CN203415350U - 一种扼流变压器

Info

Publication number: CN203415350U
Application number: CN201320537960.2U
Authority: CN
Inventors: 陈习莲
Original assignee: China Railway Communication Signal Survey and Design Beijing Co Ltd
Current assignee: China Railway Communication Signal Survey and Design Beijing Co Ltd
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2023-08-30

Abstract

本实用新型涉及一种扼流变压器，包括两个铁芯、信号线圈和两组牵引线圈；所述两个铁芯相对设置，两个铁芯之间有气隙；所述两组牵引线圈依次缠绕于一个铁芯外部；所述信号线圈缠绕在另一个铁芯外部。本实用新型的有益效果是：在经过严格的理论计算和室内实验、现场测试,技术实施的可靠性高；采用成熟的技术,技术风险性低；轨道电路功率不增加，既有设备利用率高,可降低工程造价；做了改进型25Hz相敏轨道电路的定型图册和调整表,并推出相应器材的生产工艺标准；提高了25Hz相敏轨道电路可靠性。

Description

一种扼流变压器

技术领域

本实用新型涉及一种扼流变压器。

背景技术

25Hz相敏轨道电路是1978年开始仿苏研制的。自1980年在石家庄Ⅲ、Ⅳ场上道以来，在全国推广使用，普遍用于电气化区段，设备工作基本稳定可靠。

由于电化区段重载、高速、高密的发展，牵引电流的增加，轨回流对轨道电路的影响也越来越明显。电务专业也在不断攻关，调整轨道电路的适应性，做了大量的工作，在老型25HZ相敏轨道电路的基础上做了以下改进：

一是通号院研究的97型25Hz相敏轨道电路，将原扼流变压器铁心开了气隙，提高了抗电化干扰的特性，使扼流变压器不易达到饱和，减少了不平衡牵引电流干扰轨道电路闪红的故障。但由于扼流变开气隙后，阻抗降低到原扼流变压器阻抗的1/3，牺牲了部分传输特性，导致轨道继电器失调角加大。现场的运用后，相位角需要调整，后来就修改防护盒，从HF2-25变为HF3-25、HF4-25、新HF4-25等，但采用新型防护盒后，影响了防护盒与JRJC1-70/240轨道线圈的并联谐振关系，负载阻抗降低，使轨道电路的特性阻抗与防护盒与JRJC1-70/240轨道线圈的并联阻抗不能实现最佳匹配，因此，影响了现场25Hz相敏轨道电路的工作稳定性，分路灵敏度也受到了很大的影响。

二是抗干扰型（带扼流适配变压器）25Hz相敏轨道电路。1996年，北方交大学信号抗干扰研究室联合广铁集团共同研制了一种抗干扰型的轨道电路。通过扼流变开气隙和增加适配器的方法，有效的解决了电化区段牵引电流不平衡造成轨道电路瞬间闪红的故障。1998年5月通过铁道部科技成果鉴定（科技运函〔1998〕114号）。其原理是：扼流变压器开气隙并在轨道侧增加了多组抽头的线圈；适配器由LC组成串联谐振在50Hz，LC与信号圈并联，如BSP2对25Hz为容抗，其电容相当为40μF。LC与信号圈为480匝并联时，则信号圈比牵引圈变比为480：16=30：1。再计算到防护盒处，相当于在防护盒的1、3上并联20μF电容；若LC在信号圈为240匝上并联，则信号圈比牵引圈变比为240：16=15：1，。再计算到防护盒处，相当于在防护盒的1、3上并联5μF电容。因此改变匝比可改变继电器的相角。但并联电容后，负载阻抗降低。负载电阻变化大大影响轨道电路的调整和分路。另外，由于铁心气隙开的较大，造成阻抗值降低更多，通过调整扼流变压器信号线圈匝数，来调整并联在防护盒上电容（增加电容5μF～20μF），改变相位角。所以轨道继电器失调角不大，但负载阻抗变化较大（从1268Ω降到810Ω或310Ω）。同样影响了25Hz相敏轨道电路的稳定性。

为了解决轨道电路分路不良，全路电务人员想了很多办法，如

2001年开始在广深线使用了智能控制器，目的是增加轨道电路返还系数；近来采用“3V”化方法，主要是降低受电端轨道变压器变比。“UI”方法，是在受电端加电阻，目的提升轨面电压。但智能控制器方法，若并联在防护盒的线路发生断线后，失去控制作用。“3V”化、“UI”器材变动很大，每段轨道电路功率增加很多，如97型每段轨道电路平均功率按20VA设计，“3V”化800米轨道电路所需功率为108VA，使电源屏容量增加较多。同时受电端阻抗严重失配，短轨道电路分路电阻有提高（R_f=0.3Ω），长轨道电路分路电阻不如“97型”，同时机车信号入口电流大幅度下降。

如图1所示，为扼流变压器原理图，现有BE型、BE2型扼流变压器牵引线圈1-3、3-2均为8圈，信号线圈4-5为48圈。产品型号分为BE-400/25、 BE-600/25BE2-600/25、BE2-800/25等；允许电流越大线圈线径越粗，但线圈圈数相同。

BE型由于铁芯未开气隙，容易磁饱和，但阻抗较高≥2.5Ω；BE2型由于铁芯开气隙,不易磁饱和，但阻抗降低≤1.2Ω；本实用新型扼流变压器，改进了线圈结构参数，在铁芯开气隙情况下,仍然保持高阻抗≥3Ω。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术25Hz相敏轨道电路工作不稳定的不足，提供一种对老25HZ轨道电路进行了改进和电气参数的优化的扼流变压器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种扼流变压器，包括两个铁芯、信号线圈和两组牵引线圈；

所述两个铁芯相对设置，两个铁芯之间有气隙；

所述两组牵引线圈依次缠绕于一个铁芯外部；

所述信号线圈缠绕在另一个铁芯外部。

本实用新型的有益效果是：本实用新型增加绕组提高阻抗，以高阻抗传输轨道电路信息；增加了绕组线截面积，加大了铁芯，添加气隙，减小升温；进行二次真空浸漆，提高其绝缘程度；将线圈铁芯组装后进行整体浸漆，使铁芯端面永不生锈，保持其性能长期稳定；对箱体外面引出端子用连接板采用不锈钢材料，避免由于环境恶劣生锈；箱体绝缘护套采用高强度尼龙1010；对牵引线圈引出端子及外部连接进行独立固定，保持其在引出螺栓与箱体发生松动后而能独立固定；采用一体化箱体避免由于震动导致由于过孔穿线所造成的绝缘破损从；采用立绕工艺，上下牵引线圈等阻，平衡牵引电流回归；在经过严格的理论计算和室内实验、现场测试,技术实施的可靠性高；采用成熟的技术,技术风险性低；轨道电路功率不增加，既有设备利用率高,可降低工程造价；做了改进型25Hz相敏轨道电路的定型图册和调整表,并推出相应器材的生产工艺标准；提高了25Hz相敏轨道电路可靠性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述铁芯采用C型铁芯。

采用上述进一步方案的有益效果是，采用C型铁心，两个C型铁心之间开气隙，提高了抗电化干扰的特性，使扼流变压器不易达到饱和，减少了不平衡牵引电流干扰轨道电路闪红的故障。

进一步，所述两组牵引线圈的匝数相同。

进一步，所述牵引线圈和信号线圈的匝数比为3:1。

进一步，所述铁芯采用50Hz铁芯。

进一步，所述气隙宽度范围为0.2～0.3mm。

本实用新型扼流变压器设计原则(以BEX-600/25为例)

根据BE-600/25的技术条件，并考虑牵引电流为60A时，扼流变压器不产生饱和的情况下，设计新的BEX-600/25扼流变压器。

本实用新型扼流变压器技术条件(以BEX-600/25为例)

采用空气冷却时，BEX-600/25扼流变压器中点的总牵引电流为600A（即每个线圈的电流各为300A）。不平衡电流按30A考虑。

采用变压器油冷却时，BEX-600/25扼流变压器中点的总牵引电流为800A（即每个线圈的电流各为400A）。不平衡电流按40A考虑。

牵引线圈的阻抗：

①.线圈未经50赫磁化，加25Hz0.3伏电压于牵引线圈上，其阻抗值不小于2Ω；2伏时，阻抗不小于3Ω。

②.线圈经50赫9.5伏磁化，加25Hz5伏于牵引线圈上，其阻抗值不小于3Ω。

当牵引线圈不平衡电流不大于50安时，信号线圈开路电压应不大于125伏。

牵引线圈不平衡度应小于0.5%。

变压器采用空气冷却时，扼流变压器中点连续线的总牵引电流为600A时，温升为90℃。

附图说明

图1为现有技术扼流变压器原理图；

图2为本实用新型具体实施例1所述的BEX扼流变压器结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例1所述的BEX扼流变压器连接电路图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、牵引线圈，2、信号线圈，3、铁芯，4、气隙。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，为本实用新型具体实施例1所述的一种扼流变压器原理图，包括两个铁芯3、信号线圈2和两组牵引线圈1；所述两个铁芯3相对设置，两个铁芯3之间有气隙4；所述两组牵引线圈1依次缠绕于一个铁芯3外部；所述信号线圈2缠绕在另一个铁芯3外部。

所述铁芯3采用C型铁芯。

所述两组牵引线圈1的匝数相同。

所述牵引线圈1和信号线圈2的匝数比为3:1。

所述铁芯3采用50Hz铁芯。

所述气隙4宽度范围为0.2～0.3mm。

图2所示，为本实用新型具体实施例1所述的BEX扼流变压器连接电路图，其中：ZPW.F为发送器；

BEX-600/25和BE2-600/25为扼流变压器；

BG1-140/25和BG3-130/25为轨道变压器；

HLC-Y为电感电容盒；

HBP-A为匹配盒；

ZBPU-2B为防雷匹配单元组合；

R、R1-6.9/6900和R1-4.4/440为信号电阻；

HF2-25和HF4-25为防护盒；

JXW-25为接收器；

CTA-2μF±5%-45VAC为C1；

侧线使用ZPW.F中2、5一路；

为降低机车信号短区段入口电流增加ZDTR-1电阻组合；

图中器材以改进型25Hz相敏轨道电路为例。

以下为本实用新型所述的一种扼流变压器的实际应用。

表1：蓝烟线姜坡站电化区改进型25Hz相敏轨道电路现场开通测试表

表2：蓝烟线姜坡站电化区改进型25Hz相敏轨道电路现场开通测试表

表3：蓝烟线莱阳站改进型25Hz相敏轨道电路分路测试

注：改进型25Hz相敏轨道电路用标准电阻0.06Ω分路,继电器分路残压一般小于3伏;用0.15Ω分路,继电器分路残压一般在5伏左右.此值距WXJ-25的落下值10伏留有较大余量.因此改进型25Hz相敏轨道电路分路灵度得到提高。

改进扼流变压器

①改进原则:

A.保持老扼流变压器阻抗特性：

a.当信号侧输入6V（25Hz）时，Z45≥27Ω；

b.当牵引侧输入2V（25Hz）时，Z12≥3Ω。

B.铁心开气隙，并加大扼流变压器圈数。

②试验情况:

加大送电端电阻RS为6.9Ω，采用BEX-600/25、BG2-130/25(BG1-140/25)。最大分路电阻为:L=200米为0.296Ω；L=1000米为0.225Ω；

2.非电化区段试验

⑴.按通号（99）0047图册对轨道电路进行调整。RS=0.9Ω，受电端变压器变比4.4/220时，最大分路电阻小，如轨道电路长度L=200米时，R_f=0.3Ω，L=1000米时,R_f=0.15Ω。

⑵.加大送电端电阻Rs=1.5Ω，受电端变压器变比为12/220时，最大分路电阻增大。如轨道电路长度L=200米时，Rf=0.7Ω；L=1000米时,Rf=0.33Ω。

此方案在广深线运用两年，效果很好。

确定技术方案

1.电化区段

⑴.恢复原BE-600/25的电气技术参数。考虑通过扼流变压器不平衡电流为60A时扼流变压器不饱和，研制了新扼流变压器。新扼流变压器能满足原BE-600/25的电气技术参数，同时扼流变压器不饱和电流可加大到60A。

⑵.送电端限流电阻RS由4.4Ω加大到6.9Ω。

采用以上措施后，轨道继电器相角改善，提高了分路灵敏度。最大分路电阻短区段可达到0.3Ω，长区段可达到0.2Ω。

2.非电化区段

⑴.加大送电端限流电阻RS由0.9Ω加大到1.5Ω。

⑵.减小受电端轨道变压器变比。受电端轨道变压器变比由4.4/220变为12/220。

采用以上措施后，轨道继电器相角改善，提高了分路灵敏度。最大分路电阻短区段（L=100m）时，可达到0.7Ω；长区段（1200m）时，可达到0.26Ω。

3.采取以上各种措施后，25Hz相敏轨道电路相位角得到了改善，分路电阻提高。因此：

⑴.提高了25Hz相敏轨道电路的分路灵敏度,可有效的解决分路不良的问题。

⑵.经过严格地理论计算、实验室测试及现场试验，技术实施的可靠性高。

⑶.采用成熟的技术,技术风险性低.

⑷.既有设备利用率高,便于工程实施并降低造价。

⑸.轨道继电器相位角得到有效改善。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种扼流变压器，其特征在于，包括两个铁芯、信号线圈和两组牵引线圈；

所述两个铁芯相对设置，两个铁芯之间有气隙；

所述两组牵引线圈依次缠绕于一个铁芯外部；

所述信号线圈缠绕在另一个铁芯外部。

2.根据权利要求1所述的一种扼流变压器，其特征在于，所述铁芯采用C型铁芯。

3.根据权利要求2所述的一种扼流变压器，其特征在于，所述两组牵引线圈的匝数相同。

4.根据权利要求3所述的一种扼流变压器，其特征在于，所述牵引线圈和信号线圈的匝数比为3:1。

5.根据权利要求4所述的一种扼流变压器，其特征在于，所述铁芯采用50Hz铁芯。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种扼流变压器，其特征在于，所述气隙宽度范围为0.2～0.3mm。