列车过分相开关组件切换方法、过分相方法、切换装置及过分相装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种列车过分相开关组件切换方法、过分相方法、切换装置及过分相装置，属于过分相技术领域，用于解决目前过分相可靠性低的技术问题，采用位置检测和电流检测相结合的方式，通过位置检测件来检测列车驶入或驶离过分相区，通过中性区公共段电流变化来检测受电弓位置，再经延时来控制各开关组件的切换，从而实现列车不断电平滑过分相。上述整体技术方案具有简单可靠、检测精准、易于实现、成本低、不会产生干扰源等优点。不会产生干扰源等优点。不会产生干扰源等优点。

【技术实现步骤摘要】
列车过分相开关组件切换方法、过分相方法、切换装置及过分相装置


[0001]本专利技术主要涉及过分相
，特指一种列车过分相开关组件切换方法、过分相方法、切换装置及过分相装置。

技术介绍

[0002]电气化铁路牵引供电接触网是一种特殊的单相供电网，为保证接触网末端电压不低于列车的最低工作电压，一般每隔20～30km就需要装设一个电分相装置，随着线路运量和运行速度不断提升，要求列车在电分相中性区能不断电运行。为了提升列车过分相能力，降低列车在过分相期间的速度损失及避免异相短路等问题，现阶段主要采用自动过分相技术，已有的自动过分相技术包括通过列车控制系统进行自动控制车载自动过分相方案和通过电力电子开关将电分相两端的供电臂电压依次切换到中性段上，使列车不断电驶过电分相的地面自动过分相方案。电力电子开关地面自动过分相利用电力电子器件具有快速响应、精确控制、长寿命等优点成为目前较理想的地面自动过分相装置，但如何实现对列车受电弓位置进行快速、精确检测是是实现地面自动过分相换相技术及列车顺利通过电分相区的关键问题。如果没有准确的受电弓位置信息，就会造成开关动作时序紊乱，造成中心区供电异常，列车受电弓带载闯分相，甚至造成牵引网相间短路，影响行车安全。
[0003]在电气化铁路中，主要采用器件式电分相和锚段关节式电分相两种电分相形式。但伴随着我国高速铁路的快速发展，列车速度不断提高，当列车高速通过器件式电分相时会造成受电弓剧烈震动，使得受电弓损坏和分相绝缘器接头处接触线磨损严重，造成弓网事故，同时限制了列车通过速度。关节式过分相具备无硬点、过渡平滑等特点，在我国新建电气化铁路中得到广泛的应用。目前过分相区段大多采用五跨、六跨、七跨和八跨等双绝缘锚断构成的关节式电分相方式，当列车通过过分相时，利用地面自动过分相装置来快速切换一个供电臂电源至中性区段，实现列车不断电快速通过分相区，切换开关部分可采用断路器和电子开关来实现。
[0004]目前在牵引供电系统中，主要采用轨道电路检测方式、车轮计轴技术、承力索电流检测、磁钢设备检测方式、射频卡检测方式、红外对射检测、雷达反射检测等检测技术，下面对各检测技术进行说明：
[0005]方案1：轨道电路检测方式，传统列车检测的任务就是确定列车运行的位置，其检测方式是采用轨道电路检测。轨道电路利用其空闲时轨道继电器励磁，分路时轨道继电器落下，来检测列车的占用，利用连续安装的轨道电路，通过轨道电路占用的顺序，就可以对列车运行位置进行追踪。但应用于地面自动过分相时，不容易准确确定列车位置，多数情况下用来确定列车所处在的大致线路区段。在列车进入分相区时，在列车受电弓长前弓还是升后弓的状态下不能确定进入分相区的具体位置，方案的应用需要为这一位置偏差提供一个距离的缓冲区段，势必要增加距离计算的长度，且不能确保过分相控制的可靠性，容易引起误动作，造成故障。
[0006]方案2：车轮计轴技术，它通过安装在钢轨外侧的轮轴检测设备(也称车轮传感器)，通过列车车轮切割传感器所产生的磁力线，形成反馈信号来检测列车通过时的轮轴数量，产生计轴数据及方向信号，并将计轴数据送至运算计算机，判断列车在某一段区域的占用和出清状态。为保证计轴结果的准确，通常在每一个计轴点都安装有2套轮轴检测设备，2套设备产生的计轴数据要在运算计算机中进行比较，一致时才会给出占用和出清结果。其应用于地面过分相系统时，主要依靠第一个计轴信号来判定列车位置，不能准确判定列车受电弓具体位置，同样存在当列车升前弓与升后弓的不同情况下的适应性问题。
[0007]方案3：承力索电流检测，此方案通过在接触网的承力索(或吊弦)上装设一个电流传感器，用于检测列车受电弓进入被检测区段时所产生的电流来判断列车位置及受电弓位置，此方案根据接触网的结构，利用承力索与接触线并联分流的原理实现对受电弓在分相区运行的位置检测，相比方案1、方案2在受电弓位置检测上更加准确，但因电流传感器的安装容易造成接触网受力不均，容易引起局部重力位置，同时高低压绝缘问题也极易造成绝缘击穿、对地短路故障产生，若采用光传感器，势必在传感器中存在一个电流转光信号的处理单元，其处理单元的供电、抗振动问题将会突出，且容易造成装置可靠性及信号误差等问题。
[0008]方案4：磁钢设备检测方式，磁钢检测方式，是目前车载设备自动过分相的常用检测方式，通常采用一种预埋在轨道上的一种带有位置信息的地磁或感应设备，当列车通过时，车载装置扫描或感应地磁或感应设备，来确定列车位置信号，大多应用于车载过分相，用于列车判定到达分相区位置，实现车载过分相装置的预告、减载、断电等过分相操作，也可用于地面自动过分相列车位置检测，其地磁或传感器装置的安装方式相反，同样此方案存在受电弓位置检测不准确问题，同时其安全可靠性还有待于进一步验证。
[0009]方案5：射频卡检测方式，是一种较新的检测方案，但需在列车上安装相应的射频卡，对列车交路规定较严，其他未安装射频卡的列车不能上道运行，其通用性仍需要进一步验证。
[0010]方案6：红外对射检测，红外对射检测设备一般由红外发射器、红外接收器或红外组合收发器组成，当列车经过时，列车阻挡或反射信号，红外接收器形成列车到达输出信号。该检测方式设备简单，但易受外部环境影响，尤其现场粉尘影响将大大降低其可靠性。
[0011]方案7：雷达反射检测,雷达反射检测设备由雷达发射机、接收天线、接收机、信号输出单元和电源等部分组成。当列车经过时，列车阻挡形成反射信号，经过信号处理接收机形成列车到达信号经输出单元发出信号。该检测方式原理较为简单，但雷达探测距离近、回波信号微弱、易受相邻信号源干扰，全天候工况下可靠性相对较低。
[0012]在上述各技术方案中，在列车进入分相区时，由于不能确定列车受电弓是升前弓还是升后弓，因此需要延长中性段无电区的长度来适应列车的多种升弓模式，在极端情况下，如中性段无电或故障时，无电区越长，特别是在线路处于上坡段时，列车因失电导致速度下降或停车而无法驶离长距离的中性区，极易造成线路阻滞或瘫痪。

技术实现思路

[0013]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种简单可靠、检测精准的列车过分相开关组件切换方法和过分相方法，并相应提供一种结
构简单、安全可靠的切换装置及过分相装置。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0015]一种列车过分相开关组件切换方法，包括以下步骤：
[0016]S01、在列车过分相过程中，实时检测过分相区各开关组件与中性段之间的公共段电流；
[0017]S02、根据步骤S01检测到的电流值来判断列车受电弓是否脱离供电臂；当判断所述电流值大于预设阈值时，判断所述受电弓脱离供电臂，并开始计时；
[0018]S03、根据步骤S02的计时时间控制开关组件的切换；当计时时间达到预设延时时间T后，关断当前开关组件，切换至另一开关组件导通；其中预设延时时间T根据受电弓脱离供电臂的位置点与开关组件切换的位置点之间的距离S、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车过分相开关组件切换方法，其特征在于，包括以下步骤：S01、在列车过分相过程中，实时检测过分相区各开关组件与中性段之间的公共段电流；S02、根据步骤S01检测到的电流值来判断列车受电弓是否脱离供电臂；当判断所述电流值大于预设阈值时，判断所述受电弓脱离供电臂，并开始计时；S03、根据步骤S02的计时时间控制开关组件的切换；当计时时间达到预设延时时间T后，关断当前开关组件，切换至另一开关组件导通；其中预设延时时间T根据受电弓脱离供电臂的位置点与开关组件切换的位置点之间的距离S、以及列车在过分相区的平均速度V得到。2.根据权利要求1所述的列车过分相开关组件切换方法，其特征在于，在步骤S03中，根据受电弓在列车驶入过分相区时的位置点与受电弓脱离供电臂的位置点之间的距离L以及时间，得到列车在过分相区的平均速度V。3.一种列车过分相控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、当检测到列车驶入过分相区时，控制当前开关组件导通；步骤b、根据权利要求1至2中任意一项所述的列车过分相开关组件切换方法，控制当前开关组件关断，另一开关组件导通；步骤c、当检测到列车驶离过分相区时，控制另一开关组件关断。4.根据权利要求3所述的列车过分相控制方法，其特征在于，在步骤a中，通过位置检测件检测列车第一个车轮来判断列车是否进入过分相区。5.根据权利要求4所述的列车过分相控制方法，其特征在于，在步骤c...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡前，尚敬，胡家喜，周方圆，何多昌，张志学，张敏，陈洁莲，吴丽然，仇乐兵，邱文俊，吕顺凯，何健明，肖宇翔，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：