CN207449672U - 一种用于轨道交通27.5kV交流供电系统的接地装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道交通供电设备，特别涉及一种用于轨道交通交流供电系统的接地装置。本实用新型提供的用于轨道交通27.5kV交流供电系统的接地装置，从用户的本质需求出发，集验电、接地模块于一体，检修作业效率高；一次高压侧与二次控制侧分离，有效保证检修人员安全；装置不运行时不接入接触网系统，减少对供电回路的影响；本装置增加视频图像验证，有效保证设备工作状态的正确性；装置可以远方、就地控制，集中操作，操作效率高，电动并可手动操作。

Description

一种用于轨道交通27.5kV交流供电系统的接地装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通供电设备，特别涉及一种用于交流27.5kV轨道交通供电系统的接地装置。

背景技术

随着城市轨道交通的发展，越来越多的人们选择乘坐地铁出行，目前常规地铁的载客人数与时速已无法满足要求，所以必须增大车型和提高列车速度，但地铁普通供电电压（直流1500V）无法满足以上要求，所以有必要研究适用交流27.5kV的电压等级的地铁系统。

城市轨道交通供电系统是通过安装接触网进行电力输送的，在接触网与机车行走轨之间形成电压和电流回路。当对轨道交通供电系统进行维护或检修时，不仅要中断接触网的电力供应，而且还要将待维护或检修区域可靠接地，以便在发生电力故障时引导电流分离，从而保护涉事区域内工作人员的人身安全。

目前常见的接地形式有两种，一种是传统的人工接地方式，检修时检修人员携带接地线和验电器到达现场，首先进行验电，验明无电，再挂接地线。此种方式存在挂接地线之前没有进行强制验电的现象，造成无法采集和上传地线的实时状态，存在带接地线送电的可能。另外，传统人工接地方式中，整个操作过程完全依靠人工，存在自动化程度低、耗时检修效率低，易出现误拆误挂、带电挂地线或送电等现象，同时，面对27.5kV的高压供电系统，人工验电是一件非常危险的事情。

第二种接地形式是在供电系统中固定接入接地装置，接地装置要求一次回路元器件始终在工作状态中，一旦设备验电检测回路出现故障，传送错误信息，可能会导致牵引变电所馈线断路器跳闸且装置不能迅速有效脱离供电系统，无法实现故障隔离，就会导致供电系统无法正常向牵引机车车辆供电，从而影响列车运行，给用户造成重大损失；另外，此结构形式采用高低压集中的箱体式结构，需将架空的接触网通过高压电缆引向地面，高、低压侧集中，人员易触及，同样存在重大人身安全隐患；此外，现有接地装置多采用落地机箱式安装，受限于电气绝缘距离而导致箱体体积庞大，需要占用隧道内大量宝贵空间。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中人工接地自动化程度低，风险大，传统接地装置体积大且同样存在运行风险的问题，提供一种运行更加安全的，用于轨道交通交流27.5kV供电系统的接地装置。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种用于轨道交通27.5kV交流供电系统的接地装置，包括壳体、驱动装置、接地导电杆以及验电器；

所述验电器设置在所述壳体表面，其包括接触式验电传感器，或，感应式验电传感器；

所述感应式验电传感器与设置在支撑装置顶端的一次高压母排感应连接，该一次高压母排距离感应式验电传感器预设距离；所述感应式验电传感器将感应到的电压信号传送至控制终端；或，所述接触式验电传感器内埋设芯棒式电容，所述电容的一端与高压母线直接连接，另一端与位于接触式验电传感器下端的二次接线端连接；所述接触式验电传感器的绝缘子采用环氧树脂材料；

所述驱动装置与接地导电杆连接，用于控制所述接地导电杆转动；所述接地导电杆通过接地开关触头与一次高压母排接触连接；

所述二次接线端与一隔离器连接。

进一步的，所述电容的为高强介电功能性材料制成。

进一步的，所述隔离器的隔离电压可达3000V。

进一步的，所述预设距离为400~600mm。

进一步的，所述壳体上表面还设置有一图像采集装置。

进一步的，驱动装置还包括手动应急装置；用于在紧急情况下手动调整所述接地开关触头的转动。

进一步的，所述接地开关触头的触头结构为自力变形触头结构、外压螺旋弹簧式触头结构或外压片簧式触头结构中的一种。

上述接地装置可以应用到如下所述的轨道交通27.5kV交流供电系统接地控制系统中，该控制系统包括调度服务器、至少一个集控服务器、至少两个控制终端以及至少两个如上所述的接地装置；

其中，控制终端与接地装置一一对应连接；每个集控服务器控制两个以上的控制终端；各个集控服务器均同时与调度服务器连接。

所述控制终端包括面板、控制装置、终端通信装置及机箱；

所述机箱设置在隧道壁上；

所述控制装置与接地装置的隔离器连接；

所述面板上设置有验电故障、接地杆故障、通信故障、电源、验有电、接地警示灯。

所述集控服务器设置在远程，包括集控通信模块，选线模块，拆、接地操作控制模块、图像观察模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型提供的用于轨道交通27.5kV供电系统的接地装置，从用户的本质需求出发，集验电、接地模块于一体，检修作业效率高；一次高压侧与二次控制侧分离，有效保证检修人员安全；装置不运行时不接入接触网系统，减少对供电回路的影响；本装置增加视频图像验证，有效保证设备工作状态的正确性；装置可以远方、就地控制，集中操作，操作效率高，电动并可手动操作。

本装置的控制系统中具有验电高压带电远程指示、无电本地或远程接地指示、验电故障指示和远程监视与控制等功能。产品外观设计美观、庄重，整机性能卓越，运行稳定/安全。

附图说明：

图1a为本实用新型提供的包含感应式验电传感器的接地装置的主视图。

图1b为本实用新型提供的包含接触式验电传感器的接地装置的主视图。

图1c为从图1a中K方向的仰视图。

图2为本实用新型中验电传感器的电路等效示意图。

图3a为本实用新型提供的接地装置拆地状态示意图。

图3b为本实用新型提供的接地装置接地状态示意图。

图4a、图4b、图4c本实用新型中接地开关触头的三种实施例结构示意图。

图5为实施例中提到的控制系统的系统架构图。

图6为实施例中提到的控制终端面板界面示例图。

图7为实施例中提到的集控服务器面板界面示例图。

图中标记：100-接地装置，200-控制终端，300-集控服务器，400-调度服务器，1-壳体，11-第一固定孔，12-第二固定孔，21-接触式验电传感器，22-一次高压母排，23-感应式验电传感器，24-支撑装置，3-接地开关触头，31-触片，32-压片簧，33-弹簧，4-驱动装置，5-手动应急装置，6-图像采集装置，7-接地导电杆。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1：如图1a、图1b、图1c所示，本实施例提供一种用于轨道交通供电系统的接地装置，包括壳体1、驱动装置4、接地导电杆7以及验电器。

所述验电器设置在所述壳体1表面，一些实施例中，验电器包括接触式验电传感器21，而在另外一些实施例中，验电器包括的是感应式验电传感器23；

当验电器包含的是感应式验电传感器23时，该感应式验电传感器23与设置在支撑装置24顶端的一次高压母排22感应连接，该一次高压母排22距离感应式验电传感器23预设距离，预设距离可以为400~600mm之间的任意值；感应式验电传感器23将感应到的电压信号传送至控制终端。

另外一些实施例中，验电器包含的是接触式验电传感器21，此时，如图2所示，接触式验电传感器21内埋设芯棒式电容C1，电容C1的一端与高压母线U1(一次高压母排22)直接连接，另一端与位于接触式验电传感器21下端的二次接线端U2连接；所述接触式验电传感器21的绝缘子采用环氧树脂材料；验电器通过所述信号隔离器（图中未显示）将感应到的电压信号传送至控制终端，本实施例中，隔离器的隔离电压可达3000V。

驱动装置4与接地导电杆7连接，用于控制所述接地导电杆7转动；所述接地导电杆7通过接地开关触头3与一次高压母排22接触连接；

驱动装置4通过传动轴带动接地导电杆7转动，用于控制所述接地导电杆7转动；接地导电杆7通过接地开关触头3与一次高压母排22接触连接。图3a、图3b分别给出了本装置拆地状态和接地状态示意图；用户通过远程控制驱动装置4实现接地导电杆7的转动，继而实现在图3a的拆地状态和图3b的接地状态之间的转换。

一些实施例中，所述壳体1上表面还设置有一图像采集装置6，用于实时采集接地装置的图像状态。

接地开关触头3的触头结构可以为自力变形触头结构、外压螺旋弹簧式触头结构或外压片簧式触头结构中的一种；图4a给出了自力变形触头结构示意图，自力变形触头结构中采用触片31自力变形结构，动、静触头接触时靠触片31自身的变形量来保证接触压力，并保证机械寿命内的疲劳强度；图4b给出了外压螺旋弹簧式触头结构示意图，外压螺旋弹簧式触头结构在触片31表面外设置压片簧32结构，动、静触头接触时靠压片簧32的变形量来保证接触压力，触片31不变形；图4c给出了外压螺旋弹簧式触头结构示意图，外压螺旋弹簧式触头结构中，在触片31表面外设置压螺旋弹簧33结构，动、静触头接触时靠弹簧33的变形量来保证接触压力。

另外一些实施例中，驱动装置4还包括手动应急装置5；用于在紧急情况下手动调整所述接地开关触头3的转动。

本实施例提供接地装置采用如图5至图7所示的控制系统进行控制调度，该控制系统包括调度服务器400、至少一个集控服务器300、至少两个控制终端200以及至少两个如实施例1所述的接地装置100；调度服务器400通常设置在远程调度站，如可以是PC机或者其他设备；集控服务器300又可以称为集控站，一个调度站可以同时对多个集控站进行控制调度，即各个集控服务器均同时与调度服务器连接；每个集控服务器400控制两个以上的控制终端200，即一个调度站可以同时对多个控制终端200进行控制，同时控制终端200与接地装置100一一对应连接。

接地装置通过图1a中的第一固定孔11、第二固定孔12，或者更多的固定孔采用螺栓设置在隧道中预设位置；其一次高压母排22与轨道交通的接触网连接，其一般安装在正线隧道内壁的水泥墙上或停车场柱子上，距离地面有一定的安全距离。

如图6所示，控制终端200包括面板、控制装置、终端通信装置及机箱；机箱用膨胀螺钉固定在隧道壁上，其余模块通过螺栓固定在机箱内，所述控制装置核心功能是为接地装置的信息采集、控制和远传。控制终端在现场接收处理信息，发布验电、短接地操作任务，通过一根控制电缆和一根电源电缆与接地装置相连接。控制终端与接地装置就近安装，也可以根据现场具体空间情况远离接地装置将其安装在便于操作的位置上。控制终端整体防护等级IP65，面板上设置有验电故障、接地杆故障、通信故障、电源、验有电、接地警示灯。

所述集控服务器300设置在相对于控制终端200的远方，其主要由通讯模块（视频数据光端机、交换机）、 选线模块（按钮、指示灯、转换开关等），拆、接地操作控制模块（PLC控制器）、图像观察模块组成，模块间存在逻辑关系，均使用螺栓固定在机箱内,对终端执行验电和接地，发布命令和实施监视，通常可安装在车控室或车辆段检修调度室内。另外，一个集控服务器300可同时对多个控制终端200发布验电和接地命令。

Claims (7)

1.一种用于轨道交通27.5kV交流供电系统的接地装置，其特征在于，包括壳体、驱动装置、接地导电杆以及验电器；

所述验电器设置在所述壳体表面，其包括接触式验电传感器，或，感应式验电传感器；

所述感应式验电传感器与设置在支撑装置顶端的一次高压母排感应连接，该一次高压母排距离感应式验电传感器预设距离；所述感应式验电传感器将感应到的电压信号传送至控制终端；或，所述接触式验电传感器内埋设芯棒式电容，所述电容的一端与高压母线直接连接，另一端与位于接触式验电传感器下端的二次接线端连接；所述接触式验电传感器的绝缘子采用环氧树脂材料；

所述驱动装置与接地导电杆连接，用于控制所述接地导电杆转动；所述接地导电杆通过接地开关触头与一次高压母排接触连接；

所述二次接线端与一隔离器连接。

2.如权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述电容的为高强介电功能性材料制成。

3.如权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述隔离器的隔离电压可达3000V。

4.如权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述预设距离为400~600mm。

5.如权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述壳体上表面还设置有一图像采集装置。

6.如权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述接地开关触头的触头结构为自力变形触头结构、外压螺旋弹簧式触头结构或外压片簧式触头结构中的一种。

7.如权利要求1所述的接地装置，其特征在于，驱动装置还包括手动应急装置。