CN208164805U - 一种用于铁路供电系统的户外上网装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于铁路供电系统的户外上网装置和系统，其中，该装置包括：上网主体模块和上网外设模块；该上网主体模块包括：电流互感器、隔离单元和隔离监控单元；该上网外设模块包括支撑架；隔离单元包括隔离开关和机构箱；电流互感器的第一端子与接触网连接；电流互感器的第二端子设置有隔离开关的静触头；隔离开关的本体的第一端子与牵引变电所供电线连接，隔离开关的本体的第二端子设置有隔离开关的动触头，隔离开关的动触头与隔离开关的静触头相嵌合；隔离监控单元设置于机构箱内，与隔离单元电连接；电流互感器、隔离开关和机构箱均设置在支撑架上。本实用新型提高了对接触网故障点位置判断的速度和准确性。

Description

一种用于铁路供电系统的户外上网装置和系统

技术领域

本实用新型涉及铁道电气领域，具体而言，涉及一种用于铁路供电系统的户外上网装置和系统。

背景技术

国内外电气化铁道带回流线的直接供电方式的电力牵引供电系统是由牵引变电所、牵引网、分区所以及其它辅助供电设施组成；上述牵引网由接触网、钢轨、大地、回流线组成；上述接触网由承力索、接触导线组成。

目前，上述接触网发生故障时，为了确定故障点位置，在牵引变电所设置电气化铁道接触网故障探测装置，该装置可用于单、复线接触网馈电线上，且可以在带电状态下自动测量其故障点位置。该装置通过计算故障点距牵引变电所的距离确定故障点位置，但由于不能判别故障点方向，故障点标定装置给出的故障点位置是一个范围，必需通过人工现场排查才能最终确定故障点位置，严重影响了事故抢修时间，不能满足快速抢修要求；且设置的隔离开关没有任何监测能力，接触网上也没有其他监测手段，所以，存在确定故障点位置花费时间长、准确性差的缺陷。

针对上述确定接触网故障点位置花费时间长、准确性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种用于铁路供电系统的户外上网装置和系统，以提高对接触网故障点位置判断的速度和准确性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种用于铁路供电系统的户外上网装置，该装置包括上网主体模块和上网外设模块；该上网主体模块包括：电流互感器、隔离单元和隔离监控单元；该上网外设模块包括支撑架；隔离单元包括隔离开关和机构箱；上述电流互感器的第一端子与接触网连接；上述电流互感器的第二端子设置有隔离开关的静触头；上述隔离开关的本体的第一端子与牵引变电所供电线连接，隔离开关的本体的第二端子设置有隔离开关的动触头，隔离开关的动触头与隔离开关的静触头相嵌合；上述隔离监控单元设置于机构箱内，与隔离单元电连接；上述电流互感器、隔离开关和机构箱均设置在支撑架上。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述隔离单元还包括依次连接的上拐臂、第一传动杆、过渡支架、第二传动杆、下拐臂和控制部件；上述上拐臂与隔离开关的拉杆连接；该隔离开关包括本体、动触头、静触头和拉杆；该动触头与拉杆连接；上述控制部件设置于机构箱内。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述上拐臂、第一传动杆、过渡支架、第二传动杆、下拐臂采用垂直推拉式将隔离开关和控制部件传动连接；其中，隔离开关的动触头为向上打开方式。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述控制部件包括手动分合闸子部件、电动分合闸子部件、远程控制分合闸子部件和操控转换开关；上述手动分合闸子部件、电动分合闸子部件、远程控制分合闸子部件分别通过操控转换开关与下拐臂连接。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述隔离监控单元与手动分合闸子部件、电动分合闸子部件、远程控制分合闸子部件连接，监控隔离单元。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述隔离监控单元包括：信息采集部件，用于采集隔离单元的运行状态和接触网的故障电流和电压的信息；通信部件，用于发送信息采集部件采集的隔离单元的运行状态和接触网的故障电流和电压的信息至远端设备，并接收远端设备根据运行状态下发的控制指令；监控部件，用于根据控制指令控制远程控制分合闸子部件。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述隔离监控单元还包括后备电源和电源管理部件；该电源管理部件在外部电源停电的情况下，控制后备电源给隔离监控单元供电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述支撑架包括元器件底座、隔离开关底托角钢、H型钢柱、过渡支架角钢、机构箱固定角钢；上述元器件底座与上述隔离开关底托角钢连接；该隔离开关底托角钢设置于H型钢柱的顶部；上述过渡支架角钢设置于H型钢柱柱身的中部，与过渡支架连接；上述机构箱固定角钢设置于H型钢柱柱身的下部，与机构箱连接。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述H型钢柱采用整根制作方式制作而成。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种用于铁路供电系统的户外上网系统，其特征在于，包括上述用于铁路供电系统的户外上网装置，还包括与户外上网装置连接的接触网和牵引变电所。

本实用新型实施例所提供的一种用于铁路供电系统的户外上网装置和系统，通过采用电流互感器实现电网电流的变换，采用隔离单元实现电路的隔离，采用隔离监控单元可以实现对隔离单元的远程监测、控制，以及对电路中电流和电压的即时监控；上述装置可以实现对隔离单元的远程监控以及对接触网故障点位置的快速、准确的判断，进而便于对接触网故障的快速维修。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种用于铁路供电系统的户外上网装置的结构图；

图示说明：

100-电流互感器 100a-电流互感器的第一端子

100b-电流互感器的第二端子 101-H型钢柱

102-机构箱 103-隔离开关的静触头

104-隔离开关的本体 104a-隔离开关的本体的第一端子

104b-隔离开关的本体的第二端子 105-隔离开关的动触头

106-上拐臂 107-第一传动杆

108-过渡支架 109-第二传动杆

110-下拐臂 111-隔离开关的拉杆

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有的用于铁路供电系统的上网装置存在确定接触网故障点位置花费时间长、准确性差的问题，本实用新型实施例提供了一种用于铁路供电系统的户外上网装置和系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1所示的一种用于铁路供电系统的户外上网装置的结构图。

该用于铁路供电系统的户外上网装置包括上网主体模块和上网外设模块；该上网主体模块包括：电流互感器100、隔离单元和隔离监控单元；上网外设模块包括支撑架；隔离单元包括隔离开关和机构箱102；电流互感器的第一端子100a与接触网连接；电流互感器的第二端子100b设置有隔离开关的静触头103；隔离开关的本体的第一端子104a与牵引变电所供电线连接，隔离开关的本体的第二端子104b设置有隔离开关的动触头105，隔离开关的动触头105与隔离开关的静触头103相嵌合；上述隔离监控单元设置于机构箱102内，与隔离单元电连接；上述电流互感器100、隔离开关和机构箱102均设置在支撑架上。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

上述隔离单元在运行时，上述隔离开关进行分合闸；当上述隔离开关进行合闸时，上述隔离开关的动触头刚好进入静触头的插口；该动触头进入插口的深度，可以大于或等于静触头长度的90％，动触头与静触头的底部保持3至5毫米的距离，用以防止在合闸过程中，造成对该静触头中绝缘子的过渡冲击。另外，上述动触头和静触头在选取时，可以选取抗冲击力小于或等于1100牛顿的触头。

上述电流互感器通常是由闭合的铁心和绕组组成。该电流互感器的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

上述电流互感器在实际应用时，其应用环境可以参考如下参数：环境温度可以在-25℃至40℃之间，日平均气温优选不超过35℃；该电流互感器应用环境的海拔通常优选不超过1000米，且环境的最大风速小于或等于34m/s，环境的相对湿度为:日平均相对湿度不超过95％，月平均相对湿度不超过90％；该电流互感器的抗地震性能为:水平加速度0.25g,垂直加速度0.125g(g是重力单位)；该电流互感器可在1.2倍额定电压及1.2倍额定电流下长期运行；且该电流互感器的装置种类属于户外复合绝缘全封闭式结构。

上述电流互感器在使用时，通常有如下注意事项：

(1)电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联。

(2)按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次侧一端接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故

(3)二次侧不允许开路。因一旦开路，一次侧电流全部成为磁化电流，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。电流互感器在正常工作时，二次侧近似于短路，若突然使其开路，则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值，铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波，因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波，其值可达到数千甚至上万伏，危及工作人员的安全及仪表的绝缘性能。另外，一次侧开路使二次侧电压达几百伏，一旦触及将造成触电事故。因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。一切处理好后方可再用。

(4)为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障滤波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母线断路器、旁路断路器等回路中均设2至8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按二相或三相配置。

(5)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置保护不到的区域来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。

(6)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。

(7)为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。

本实用新型实施例的用于铁路供电系统的户外上网装置，采用电流互感器实现电网电流的变换，采用隔离单元实现电路的隔离，采用隔离监控单元可以实现对隔离单元的远程监测、控制，以及对电路中电流和电压的即时监控；上述装置可以实现对隔离单元的远程监控以及对接触网故障点位置的快速、准确的判断，进而便于对接触网故障的快速维修。

考虑到上述隔离单元与电网接触，且设置于支撑架上，不便于用户操作，本实用新型实施例在实际实现时，上述隔离单元还包括依次连接的上拐臂106、第一传动杆107、过渡支架108、第二传动杆109、下拐臂110和控制部件(图中未示意出)；上述上拐臂与隔离开关的拉杆111连接；该隔离开关包括本体、动触头、静触头和拉杆；该动触头与拉杆连接；上述控制部件设置于上述机构箱内。

上述隔离开关的动触头和静触头的接触形式为线接触。上述隔离开关的开关闸刀及接线端子的材质是铜镀银，上述隔离开关的导电刀闸的材质是纯铜材质。

上述上拐臂和下拐臂是机械设备上常用的部件之一，其通过螺钉与其它部件连接以实现连带运动等功能。

通过设置上述上拐臂、第一传动杆、过渡支架、第二传动杆、下拐臂和控制部件等部件，可以通过机构箱内的控制部件即可控制隔离单元的开启和关闭，方便用户操作、控制。

进一步地，上述隔离单元中的上拐臂、第一传动杆、过渡支架、第二传动杆、下拐臂采用垂直推拉式将隔离开关和控制部件传动连接；其中，隔离开关的动触头为向上打开方式。

通过采用垂直推拉式将隔离开关和控制部件传动连接，可以提高控制部件对隔离开关控制的准确性和便捷性。

考虑到需要通过多种途径对上述隔离开关进行控制，上述控制部件包括手动分合闸子部件、电动分合闸子部件、远程控制分合闸子部件和操控转换开关。该手动分合闸子部件、电动分合闸子部件、远程控制分合闸子部件分别通过操控转换开关与下拐臂连接。

隔离开关的分合闸动作是通过设置于机构箱内部的控制部件来完成的，分闸、合闸的动作时间均小于或等于4秒。

当使用上述手动分合闸子部件控制该隔离开关的分合闸时，操作步骤如下：打开上述机构箱的箱门，把上述操控转换开关打到手动分合闸子部件位置，闭锁板露出手柄插入孔，把手柄插入，通过手摇(操作面板设置分合闸方向指示牌)即可实现合闸；当把上述操控转换开关打到上述电动分合闸子部件位置时，上述手柄插入孔被挡住，手动操作无法进行。

当使用上述电动分合闸子部件控制该隔离开关的分合闸时，操作步骤如下：上述控制部件接通交流220V电源，把上述操控转换开关打到电动分合闸子部件位置，分闸时手按分闸按钮，使电动机接通，通过隔离单元的机械装置将力矩传递给隔离开关进行分闸；合闸时的工作步骤与上述分闸步骤相同。

当使用上述远程控制分合闸子部件控制该隔离开关的分合闸时，操作步骤如下：用户发出操作指令，上述隔离监控单元通过控制上述控制部件将分闸或合闸过程自动进行完毕，并将分闸或合闸回路断开；如果在合闸、分闸过程中出现电机卡死等故障时，上述远程控制分合闸子部件能自动断开控制回路和电机回路。

上述机构箱内设置有供检修及调整用的人力分、合闸装置。上述操控转换开关的运行方式包括“远方”、“直接”、“就地”及“退出运行”四种运行方式，该四种运行方式间相互闭锁，操控转换开关位于“远方”及“退出运行”位置时可上锁。上述机构箱内设置有电动机保护装置或自动空气开关装置。上述机构箱内还设置有机构箱内主回路电源失压继电器，并能发送电源失电信号；机构箱内的机构电源进线端子不小于10mm2，该进线端子采用笼式弹簧式接线端子以防止接线松动。

另外，在机构箱外部设置有表示隔离开关分、合闸位置的指示器，当上述控制部件发生故障时，该指示器将给出信号。上述机构箱的箱体密封可靠，具有防尘、防水功能，防护等级为IP55。该机构箱外壳材质为不锈钢304材料。

通过上述多种分合闸子部件可以实现多种途径控制隔离开关的开启与关断，通过上述操控转换开关可以实现上述多种途径之间的转换。

考虑到需要对上述隔离单元进行监控，本实用新型实施例在实际实现时，上述隔离监控单元与手动分合闸子部件、电动分合闸子部件、远程控制分合闸子部件连接，监控隔离单元。

通过该隔离监控单元，可以实现对隔离单元运行状况的实时远程监控。

进一步，上述隔离监控单元包括如下部分：

信息采集部件，用于采集隔离单元的运行状态和接触网的故障电流和电压的信息；

通信部件，与上述信息采集部件电连接，用于发送信息采集部件采集的隔离单元的运行状态和接触网的故障电流和电压的信息至远端设备，并接收远端设备根据运行状态下发的控制指令；

监控部件，与上述通信部件电连接，用于根据控制指令控制远程控制分合闸子部件。

通过上述信息采集部件、上述通信部件和上述监控部件，可以实现对隔离单元的远程监测、控制，以及对电路中电流和电压的即时监控。

另外，上述隔离监控单元(也称作接触网隔离开关监控单元)可用于对站场内或区间的接触网电动开关进行监控。该隔离监控单元采用模块化的体系结构，具有监视、控制与通信功能,且能完成对开关的控制功能,并实时采集开关的运行状态。该隔离监控单元由智能控制器、I/O板、电源单元、后备电源管理单元、光纤通讯模块、控制箱等组成，通过光纤通讯与接触网开关控制站内的通信管理单元进行信息交换。

上述隔离监控单元还采用了光电隔离措施，并在软硬件方面采取防止接点抖动干扰的措施；且该隔离监控单元的设备采用自立式或壁挂式结构和单开门结构，具有足够的机械强度和抗振动能力，以保证设备安装后无晃动、设备无变形、能适应电气化铁道的运行环境。上述隔离监控单元还具有防雷电及防电源过电压功能。

上述隔离监控单元的主要技术参数可以参考如下：该隔离监控单元的控制器可以采用字长为16位中央处理器，该中央处理器的主频不小于40兆赫兹；该隔离监控单元的控制正确率大于或等于99.99％，其信号正确率大于或等于99.9％；该隔离监控单元的通讯接口包括：RS-232、RS-485、CAN-BUS和以太网，通信速率为0至115.2Kbps自适应；该隔离监控单元采用的光纤包括：规格为62.5/125μm或50/125μm的多模光纤和规格为09/125μm的单模光纤；上述多模光纤的波长为850nm或者1310nm，上述单模光纤的波长为1310nm。

上述RS-232接口符合美国电子工业联盟(EIA)制定的串行数据通信的接口标准，原始编号全称是EIA-RS-232(简称232，RS232)。该RS-232被广泛用于计算机串行接口外设连接。在RS-232标准中，字符是以一串行的比特串来一个接一个的串行方式传输，优点是传输线少，配线简单，传送距离可以较远。最常用的编码格式是异步起停(asynchronousstart-stop)格式，其使用一个起始比特后面紧跟7或8个数据比特(bit)，然后是可选的奇偶校验比特，最后是一或两个停止比特。所以发送一个字符至少需要10比特，带来的一个好的效果是使全部的传输速率，发送信号的速率以10划分。一个最平常的代替异步起停方式的是使用高级数据链路控制协议(HDLC)。在RS-232标准中定义了逻辑1和逻辑0电压级数，以及标准的传输速率和连接器类型。信号大小在正的和负的3-15v之间。RS-232规定接近0的电平是无效的，逻辑1规定为负电平，有效负电平的信号状态称为传号marking，它的功能意义为OFF，逻辑0规定为正电平，有效正电平的信号状态称为空号spacing，它的功能意义为ON。根据设备供电电源的不同，±5、±10、±12和±15这样的电平都是可能的。

上述RS485通常采用差分信号负逻辑，+2V～+6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。该RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，这有二个原因：(1)共模干扰问题：RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。但人们往往忽视了收发器有一定的共模电压范围，RS-485收发器共模电压范围为-7～+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正常工作。当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损坏接口。(2)EMI问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路，如没有一个低阻的返回通道(信号地)，就会以辐射的形式返回源端，整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

上述CAN-BUS也称CAN总线；其中，CAN是Controller Area Network的缩写(以下称为CAN)，是ISO国际标准化的串行通信协议。由于不同系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，CAN通信协议出现并进行了标准化。上述CAN属于工业现场总线的范畴，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。，其典型的应用协议有：SAE J1939/ISO11783、CANOpen、CANaerospace、DeviceNet、NMEA 2000等。CAN总线通过CAN收发器接口芯片82C250的两个输出端CANH和CANL与物理总线相连，而CANH端的状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端只能是低电平或悬浮状态。这就保证不会在出现在RS-485网络中的现象，即当系统有错误，出现多节点同时向总线发送数据时，导致总线呈现短路，从而损坏某些节点的现象。而且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响，从而保证不会出现象在网络中，因个别节点出现问题，使得总线处于“死锁”状态。而且，CAN具有的完善的通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现，从而大大降低系统开发难度，缩短了开发周期，性能大大优于仅有电气协议的RS-485。

光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中，光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种，而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息.

考虑到上述隔离监控单元需要持续不间断地供电，本实用新型实施例在实际实现时，上述隔离监控单元还包括后备电源和电源管理部件；该电源管理部件在外部电源停电的情况下，控制上述后备电源给上述隔离监控单元供电。

其中，上述后备电源是一种有效防止驱动电路无正常电压时的一种自动驱动的准行电源，可以延长电路需要的电压，以提供电路能够正常工作；该后备电源供电时间通常大于或等于60分钟。

考虑到需要对上述各种部件进行连接、支撑、固定，本实用新型实施例在实际实现时，上述支撑架包括元器件底座、隔离开关底托角钢、H型钢柱101、过渡支架角钢、机构箱固定角钢；上述元器件底座与上述隔离开关底托角钢连接；该隔离开关底托角钢设置于上述H型钢柱的顶部；上述过渡支架角钢设置于上述H型钢柱柱身的中部，与上述过渡支架连接；上述机构箱固定角钢设置于上述H型钢柱柱身的下部，与机构箱连接。

其中，对于上述隔离开关和上述电流互感器，使用规格为M16*55，2平1弹2母的不锈钢螺栓，安装固定在上述元器件底座上；在进行安装时，使用的扭力为76N/M；对于上述元器件底座，使用规格为M16*55，2平1弹2母的不锈钢螺栓，安装固定在上述隔离开关底托角钢上；在进行安装时，使用的扭力为76N/M。

对于上述隔离开关底托角钢、上述过渡支架角钢和上述机构箱固定角钢，使用规格为M16X60，2平1弹2母的螺栓，安装固定在上述H型钢主上；在进行安装时，使用的扭力为76N/M。

对于上述机构箱，使用规格为M16X60，2平1弹2母的螺栓，安装固定在上述机构箱固定角钢上；在进行安装时，使用的扭力为76N/M。

上述H型钢柱在制作时采用整根制作方式，柱体中间没有横向或斜向焊缝。该H型钢定长下料宜采用氧一乙炔或等离子切割。该H型钢柱的焊缝质量等级为二级。上述H型钢柱宜采用整体热浸镀锌，在热浸镀锌后须对H型钢柱进行矫正。上述H型钢柱的锌附着量不得低于610g/m²，即任何局部锌层厚度不低于86μm。

上述H型钢柱的检验包括纯弯检验和弯矩检验。

在进行该纯弯检验时，将该H型钢柱加载至标准检验弯矩，该H型钢柱的锌层不剥落，不凸起；将该H型钢柱加载至导高处挠度检验，该H型钢柱检验结果符合标准；将该H型钢柱加载至柱顶挠度检验弯矩时，该H型钢柱的柱顶挠度应不大于1.5L/100(L为柱的高度)；将该H型钢柱加载至承载力检验弯矩(该承载力检验弯矩是标准检验弯矩的150％)时，该H型钢柱不屈服，焊缝不开裂，锌层不剥落，柱体不产生鼓曲塑性变形。

在进行该弯矩检验时，将该H型钢柱加载至扭矩标准值时，该H型钢柱的接触线高度处的扭转角小于或等于6°；将该H型钢柱加载至承载力检验弯矩(该承载力检验弯矩是标准检验弯矩和扭矩标准值的150％)时，该H型钢柱不屈服，焊缝不开裂，锌层不剥落，柱体不产生鼓曲塑性变形。

上述隔离开关的本体的金属外露部分和上述元器件底座，以及安装时使用的金属部件均进行热镀锌处理或采用不锈钢材料，该元器件底座最好采用一体成型制作方式进行制作。

上述用于铁路供电系统的户外上网装置的结构形式采用环氧树脂全密封浇注方式，外绝缘采用硅橡胶；该环氧树脂和该硅橡胶等均采用阻燃自熄型绝缘材料。上述环氧树脂在浇注时，其线圈采用支架固定方式，以确保稳定性和精确度。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

通过上述支撑架的各个部分，可以实现对电流互感器、隔离单元、隔离监控单元和机构箱等的连接、支撑、固定。

实施例2

本实用新型实施例还提供了一种用于铁路供电系统的户外上网系统，该系统包括实施例1中的一种用于铁路供电系统的户外上网装置，还包括与上述户外上网装置连接的接触网和牵引变电所。

为满足快速确定接触网故障点位置的需要，在牵引变电所设置用于单、复线接触网馈电线，可以在带电状态下自动测量其故障点位置的装置，即电气化铁道接触网故障探测装置。该装置是通过计算故障点距牵引变电所的距离来确定故障点位置的。所以，当某个牵引变电所供电的上行接触网A区段发生故障时，接触网故障探测装置确定的故障点距牵引变电所的距离应该在A区段，但由于不能判别故障点方向，所确定的地点也可能在与A区段相邻但方向相反的B区段。也就是说故障点标定装置给出的故障点位置是一个范围，必需通过人工现场排查才能最终确定故障点位置，严重影响了事故抢修时间，不能满足快速抢修要求。而隔离开关没有任何监测能力，接触网上也没有其他监测手段，存在无法通过接触网自身、上网隔离开关和接触网故障探测装置配合确定故障点位置的不足。

所以，采用本实用新型实施例的用于铁路供电系统的户外上网系统时，由于上网模块具备故障方向判断功能，所以它可以满足故障点快速判断，快速抢修要求。

上述用于铁路供电系统的户外上网系统通过相关电流元件判断电流方向，进而判断故障点位置的方向，再使用牵引变电所设置的接触网故障探测装置进一步确定故障点位置，上述方式满足了接触网故障精确定位要求，实现故障点快速判断，同时也满足了快速抢修要求。

通过上述应用用于铁路供电系统的户外上网系统控制接触网上网的方式可以实现对隔离单元的远程监控以及对接触网故障点的快速、准确的判断，进而便于对接触网故障的快速维修。

上述接触网是电气化铁路常用的两种供电网络方式之一，另外一种供电方式是第三轨供电。该接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。该接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础等组成。

上述接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件和绝缘子。该接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，用于将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。

上述支持装置用于支持接触悬挂，并将其自身的负荷传给支柱或其它建筑物。支持装置的结构根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同，主要包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。

上述定位装置包括定位管和定位器，用于固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，并保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。

上述支柱与基础用于承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。接触网多采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱；基础是对钢支柱而言，即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上；基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。

上述接触网的电压等级为：25KV到30KV之间(对地而言)单相工频交流电，对电力机车电压均为:25KV；考虑到电压损耗，牵引变电所输出电压为:27.5KV或55KV，其中55KV为AT供电方式，主要用于高速电气化铁路中。城市轨道交通的接触网电压一般为直流750V或1500V。

目前，接触网的分类大多以接触悬挂的类型来区分，根据其结构的不同分成简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。

上述简单接触悬挂(以下简称简单悬挂)是由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。带补偿装置的弹性简单悬挂是在接触线下锚处装设了张力补偿装置，以调节张力和弛度的变化。在悬挂点上加装8米至16m长的弹性吊索，通过弹性吊索悬挂接触线，减少了悬挂点处产生的硬点，改善了取流条件。通过适当缩小跨距，可增大接触线的张力，从而改善弛度对取流的影响。

上述链形悬挂的接触线是通过吊弦悬挂在承力索上。该承力索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。该链形悬挂减小了接触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。

上述链形悬挂比上述简单悬挂具有较好的性能，但也带来了结构复杂、造价高、施工和维修任务量大等许多问题。上述链形悬挂分类方法较多，按悬挂链数的多少可分为单链形，双链形和多链形(又称三链形)。该链形悬挂根据线索的锚定方式(即线索两端下锚的方式)，可分为未补偿链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂。

上述牵引变电所是电力牵引的专用变电所。该牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。

上述牵引变电所的主要电力设备是单机容量为10000千伏安以上的降压变压器,称主变压器或牵引变压器。工矿和城市交通大多采用直流电力牵引，故直流牵引变电所里除降压变压器外，还有把交流电变成直流电的半导体整流器。此外，各类牵引变电所中还有用来接通和开断电力电路的主断路器、为了检修和安全用的隔离开关，以及为了自动、远动控制和保护用的自动控制系统和断电保护系统。

上述牵引变压所通常分为直流和交流两类。直流牵引变电所的功能是把区域电网的高压电加以降压和整流，使之成为直流1500伏、750伏或城市交通用600伏电压,再送到接触网，为直流电力机车或电动车辆供电。交流牵引变电所根据牵引变压器绕组接线不同，又分为三相牵引变电所、单相牵引变电所和三相-两相牵引变电所。

上述三相牵引变电所的变压器原边绕组通常为星形连接，副边绕组为三角形连接。该三角形的一个连接点接铁路行车轨道，另两个连接点分别接牵引变电所左右两侧的供电分区接触网。由于两侧相位差60°,需要分段。三相牵引变电所的优点是变压器副边保持三相，可供变电所本身和地方的三相用电；缺点是变压器的容量未能充分利用。

上述单相牵引变电所是采用1至2台单相变压器。当用一台单相变压器时，副边绕组的一端接轨道，另一端同时供给左右两侧的供电分区接触网。为了检修方便，两供电分区采用相关分段加以隔离。若用两台单相变压器时，其原边绕组分别接到高压三相母线中两对不同的母线上，使三相负载平衡；两个副边绕组按V形接线，公共点接轨道，其余两端分别向两侧的分区供电,并用相关分段。单相变电所的优点是变压器容量利用较充分。但地区负荷需专用变压器；简单的单相接线，还影响三相系统的平衡。

上述三相-两相牵引变电所的变压器原边绕组接成T形，与三相高压母线连接；副边为两相连接，共用端接轨道，另两端分别接供电分区,由于两者相位差90°，两分区也需隔开。这种形式的牵引变电所一定程度上克服了三相和单相牵引变电所的缺点。

牵引供电回路是由牵引变电所--馈电线--接触网--电力机车--钢轨--回流联接--(牵引变电所)接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。通常将接触网、钢轨回路(包括大地)、馈电线和回流线统称为牵引网。

需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本实用新型的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于铁路供电系统的户外上网装置，其特征在于，所述装置包括上网主体模块和上网外设模块；

所述上网主体模块包括：电流互感器、隔离单元和隔离监控单元；所述上网外设模块包括支撑架；所述隔离单元包括隔离开关和机构箱；

所述电流互感器的第一端子与接触网连接；所述电流互感器的第二端子设置有所述隔离开关的静触头；

所述隔离开关的本体的第一端子与牵引变电所供电线连接，所述隔离开关的本体的第二端子设置有所述隔离开关的动触头，所述隔离开关的动触头与所述隔离开关的静触头相嵌合；

所述隔离监控单元设置于所述机构箱内，与所述隔离单元电连接；

所述电流互感器、所述隔离开关和所述机构箱均设置在所述支撑架上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述隔离单元还包括依次连接的上拐臂、第一传动杆、过渡支架、第二传动杆、下拐臂和控制部件；

所述上拐臂与所述隔离开关的拉杆连接；

所述隔离开关包括所述本体、所述动触头、所述静触头和所述拉杆；所述动触头与所述拉杆连接；

所述控制部件设置于所述机构箱内。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上拐臂、所述第一传动杆、所述过渡支架、所述第二传动杆、所述下拐臂采用垂直推拉式将所述隔离开关和所述控制部件传动连接；其中，所述隔离开关的所述动触头为向上打开方式。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制部件包括手动分合闸子部件、电动分合闸子部件、远程控制分合闸子部件和操控转换开关；

所述手动分合闸子部件、所述电动分合闸子部件、所述远程控制分合闸子部件分别通过操控转换开关与所述下拐臂连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述隔离监控单元与所述手动分合闸子部件、所述电动分合闸子部件、所述远程控制分合闸子部件连接，监控所述隔离单元。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述隔离监控单元包括：

信息采集部件，用于采集所述隔离单元的运行状态和所述接触网的故障电流和电压的信息；

通信部件，用于发送所述信息采集部件采集的所述隔离单元的运行状态和所述接触网的故障电流和电压的信息至远端设备，并接收所述远端设备根据所述运行状态下发的控制指令；

监控部件，用于根据所述控制指令控制所述远程控制分合闸子部件。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述隔离监控单元还包括后备电源和电源管理部件；所述电源管理部件在外部电源停电的情况下，控制后备电源给所述隔离监控单元供电。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑架包括元器件底座、隔离开关底托角钢、H型钢柱、过渡支架角钢、机构箱固定角钢；

所述元器件底座与所述隔离开关底托角钢连接；所述隔离开关底托角钢设置于所述H型钢柱的顶部；所述过渡支架角钢设置于H型钢柱柱身的中部，与所述过渡支架连接；所述机构箱固定角钢设置于H型钢柱柱身的下部，与所述机构箱连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述H型钢柱采用整根制作方式制作而成。

10.一种用于铁路供电系统的户外上网系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的户外上网装置，还包括与所述户外上网装置连接的所述接触网和所述牵引变电所。