[发明专利]一种交流电气化铁路智能电分相装置

说明书

技术领域

本发明涉及电气化铁路过分相技术领域，尤其涉及一种交流电气化铁路智能电分相装置。

背景技术

包括我国在内的许多国家电气化铁路接触网都采用分段换相取流的供电方式，相邻两相供电接触网之间有一段无电的接触网，称为分相区或中性区。列车驶入和驶出分相区时容易产生过电压现象，有时会危及列车运行安全；且在分相区运行时会影响列车的运行速度。

现有地面不断电自动过分相方案中，如“地面装置转换自动过分相方案”和“柱上式自动过分相方案”，均采用真空开关投切机车负载电流，电流冲击很大，容易造成打火，机车主线路短路、跳闸等缺点，另外对开关本身的工作性能和寿命影响较大。随着电力电子技术的发展，目前电力电子器件在高压、大电流等应用场合的相关技术已十分成熟，地面过分相装置中采用电子开关替代机械开关是一种发展趋势，而且电子开关具有投切时间精确、寿命长等优点。

上述地面自动过分相方案中，目前均需要加装列车位置检测装置，如磁感应装置、计轴器、轨道电路技术等。磁感应装置一般预埋装在轨道旁或者安装在专门加工的混凝土轨枕上，需要定期养护，而且磁轨枕加工成本高，此外磁感应装置只适合应用于列车速度不高于160km/h的线路。计轴器对列车位置信息检测准确，计轴器一般安装在钢轨上或者钢轨内侧，计轴器检测装置包括室内外信息检测处理设备、传感器和信号传输线路，该装置对安装和维护要求较高，否则易引起丢轴等故障。轨道电路技术只能反映一段轨道上列车“有”或“无”，而且轨道电路工作不可靠，容易受到道渣、轨枕漏泄等因素影响，这已经不能满足目前铁路发展的需求。要实现地面自动过分相装置开关精确的投切等操作，控制器第一要求是要有准确的机车受电弓位置信号，从而保证严格的开关动作时序。因此，加装的列车位置检测装置必须要检测准确、工作可靠，否则会导致中性区失电、机车带电闯分相等事故，影响牵引供电系统的安全和行车秩序。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种交流电气化铁路机车智能电分相装置，实现列车不断电通过电分相区。该装置结构简单、使用电子开关投切时间控制精确、寿命长、使用和维护方便；无需加装列车位置检测装置，智能电分相装置控制器通过获得并处理装置中电压、电流传感器信息后自动准确识别列车的受电弓位置，保证精确地开关动作时序。

本发明的技术方案如下：

一种交流电气化铁路智能电分相装置，所述智能电分相装置能够通过装置中第一开关6和第二开关7两端的电压信息和流过第一开关6和第二开关7的电流信息自动识别列车的受电弓11是否将进入分相区3、或已经进入分相区3、或已经离开分相区3，并根据所识别的受电弓位置自动闭合或断开第一开关6以及闭合或断开第二开关7使得分相区3获得或切断供电臂的电能。

第一开关6中安装一个电流传感器后与第一阻抗4并联、第二开关7中安装一个电流传感器后与第二阻抗5并联；第一开关6的一端连接到第一供电臂1上并在此节点上安装一个电压传感器、第一开关6的另一端与第二开关7的一端共同连接到分相区3上并在此节点上安装一个电压传感器、第二开关7的另一端连接到第二供电臂2上并在此节点上安装一个电压传感器。

所述的第一开关6及与其并联第一阻抗4的电路结构可以用第一变压器9及与其第一低压绕组9b两端连接的第一开关6的电路结构替换；所述的第二开关7及与其并联第二阻抗5的电路结构可以用第二变压器10及与其第二低压绕组10b两端连接的第二开关7的电路结构替换；替换后第一变压器9的第一高压绕组9a两端连接到第一阻抗4原来所在的位置并起到第一阻抗4的作用，替换后第二变压器10的第二高压绕组10a两端连接到第二阻抗5原来所在的位置并起到第二阻抗5的作用；所需的电流传感器及电压传感器既可以安装在第一高压绕组9a侧和第二高压绕组10a侧的相关位置上，也可以安装在第一低压绕组9b侧和第二低压绕组10b侧的相关位置上。

本发明交流电气化铁路智能电分相装置的有益效果在于：

1、本发明的交流电气化铁路智能电分相装置通过所识别的受电弓位置自动闭合或断开第一开关以及闭合或断开第二开关使得分相区获得或切断供电臂的电能，使分相区由第一供电臂供电平稳地切换到第二供电臂供电，这样列车从第一供电臂经分相区驶入第二供电臂时，能够带电驶过分相区而不损失运行速度，同时列车从第一供电臂驶入分相区时和从分相区驶入第二供电臂时都不产生过电压。