[发明专利]地面开关过分相弓网电弧抑制方法、抑制装置及过分相装置

说明书

本发明公开了一种地面开关过分相弓网电弧抑制方法，在过分相过程中，减小供电臂与受电弓构成的供电回路在受电弓脱离或接触供电臂时的电流以抑制电弧。本发明还公开了一种地面开关过分相弓网电弧抑制装置，包括设置在各供电臂末端的高阻抗接触线，用于在过分相过程中，减小供电臂与受电弓构成的供电回路在受电弓脱离或接触供电臂时的电流以抑制电弧。本发明进一步公开了一种地面开关过分相装置，包括开关组件和如上所述的地面开关过分相弓网电弧抑制装置，所述开关组件用于将中性区分别与接触网两相供电臂连接。本发明的抑制方法、抑制装置以及过分相装置均具有抑制电弧等优点。

技术领域

本发明主要涉及轨道交通技术领域，特指一种地面开关过分相弓网电弧抑制方法、抑制装置及过分相装置。

背景技术

随着我国电气化铁路的发展，电力机车的普遍应用，牵引供电系统采用交流单相工频换相供电方式，同时为避免异相短路并保证机车能顺利通过电分相，电气化铁路接触网第20～30km就要装设一个电分相装置，随着线路运量和运行速度逐渐提升，电力机车在通过关节式电分相时会出现过电压及电弧，影响到铁路的安全运行。为了解决这一问题，现阶段采用电力电子开关地面自动过分相方案、车载自动断电过分相方案以及柱开关自动断电方案，需要将中性区的无电区通过机械开关或电子开关实现将两个不同供电臂的电源轮流引入中性区，为电力机车取流实现无感知过分相，其中电力电子开关地面自动过分相利用电力电子器件的快速响应、精确控制、长寿命等优点将成为较理想的地面自动过分相装置，但电分相过渡区弓网拉弧一直成为过分相技术的亟待解决的关键问题。

目前在牵引供电系统中设置的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，常规采用机车降负载、切断主断路器等方式来实现过分相，为实现机车快速过分相、减少司机操作工作量、降低车辆速度损失，利用地面自动过分相装置来快速切换两个供电臂电源至中性区段，实现机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，但机械断路器开关因其固有的机械寿命有限，不利于长期使用，而电子开关其长寿命，易控制等优点为理想的过分相切换开关装置。如附图1所示，具体过分相的过程为：

当机车进入过分相区域时，通过列车位置检测装置判别机车位置，通过控制系统将电子开关SCR-V1导通，将A相电源引至中性段J0，机车可驶入中性区，并且同时为A相电源；

当机车进入中性段后，通过列车位置检测装置判别机车位置，再通过控制系统在一定时间周期内控制SCR-V1关断与SCR-V2的开通来实现电源的换相，将A相电源断开，同时快速将B相电源引入中性段内，机车可实现不断电或无感知通过分相区；

机车继续前行，进入B相供电接触网，驶离过分相区，并通过列车检测装置反馈列车已离开中性区，控制系统则断开SCR-V2，地面自动过分相装置恢复，为下一次机车过分相做准备。

根据绝缘锚断过分相的接线和布置方式，采用地面开关自动过分相时，中性区接触线与两个供电臂必然存在两个过渡区空气间隙JX1、JX2，与两相接触网绝缘，如附图1中所示，电力机车在通过过分相空气间隙区段时受电弓先逐渐从A(或B)供电臂的牵引网脱离，再与中性区段的接触网接通，此过程中受电弓与接触网之间会有短暂的分断与接通，其过程长短取决于当时的车速，同时受空气介质电离、电流大小、电压高低等多种因素的综合影响将会出现不同程度的电弧，特别是从有电至无电的过渡阶段产生的电弧较大，若不及时消除，严重时会出现烧损或烧断接触线，损坏接触网，造成断电停车等现象。

现阶段在牵引供电系统中针对这种工况下弓网电弧抑制也有很多方法，根据其原理，大致有如下几种：