[发明专利]一种油箱式地面过分相装置

说明书

本发明公开了一种油箱式地面过分相装置，包括过分相单元，所述过分相单元安装于一充满绝缘油的箱体内，所述箱体的周侧设置有一个以上的油冷散热片，各所述油冷散热片与所述箱体的内部连通。本发明的油箱式地面过分相装置具有结构简单紧凑、占用面积小以及散热性能好等优点。

技术领域

本发明主要涉及过分相技术领域，特指一种油箱式地面过分相装置。

背景技术

我国电气化铁路采用单相工频交流27.5kV供电制式，单相牵引负荷在三相电力系统侧产生严重的负序电流，负序电流的增加影响发电厂发电机正常运行，并且降低电力网的输送能力。铁路部门为了治理这一问题，通常对相邻牵引变电所换相连接，不同供电区段的供电臂相位不同，需要设置分相绝缘器，电分相由此产生。电分相存在于变电所出口处和不同牵引变电所之间的分区所处，一般情况下，国内铁路每隔20～30km就会存在一处电分相。

电分相的存在给列车运行带来不便，传统过分相方式，列车在经过分相区段时存在短时断电，这给列车带来速度损失，同时列车断电也给运行可靠性带来隐患。电分相对于高速运行的列车来说是机械上的硬点，也影响系统运行可靠性。速度损失对于山区重载列车来说尤其严重，容易造成坡停，同时给分相区的选址带来困难。列车过分相过程中的开关开/闭过程会产生过压和过流，给车载设备带来冲击，严重时烧毁设备。

过分相方式主要分为：地面自动过分相和车载过分相两大类。

一、车载过分相主要有车载自动过分相和手动过分相两种，车载自动过分相通过检测地面传感器信号自动“断合”车载主断路器，列车惰行通过中性区。司机手动过分相，是自动过分相设备失效后的保障措施，因此在铁路运输中一直沿用至今。车载自动过分相无需司机操作，降低司机的疲劳度，避免司机误操作带电闯电分相，车载过分相方式目前在国内应用广泛。

车载过分相主要缺点在于过分相过程中需要开/闭车载主断路器，降低车载断路器寿命，对车载设备存在冲击，需要设置相关保护，断电时间相对较长，过分相过程列车速度损失大。

二、地面自动过分相通过安装在地面的过分相装置轮换给中性段供电，列车运行在中性区时由地面装置完成供电臂切换，列车不需要任何操作。该装置换相时间短，列车速度损失小，地面过分相方式主要以日本的机械开关和电子开关为代表，国内西安铁路局科研所也长期致力于此研究和试验。

地面自动过分相原理：如图1所示，接触网分相处设置中性区，中性区与供电臂之间用分相绝缘器JY1、JY2，两个换相开关K1、K2分别跨接在JY1、JY2上，中性区供电由两个换相开关完成切换。在列车行驶路线上安装四个列车位置传感器G1～G4。没有列车经过的时候，中性区无电；当传感器G1检测列车到达时，机械开关K1闭合，A臂给中性区供电；当列车进入中性区到达G2时，机械开关K1断开，中性区断电，列车惰性；当列车到达G3时，机械开关K2闭合，B臂给中性区供电；当列车运行至G4时，列车进入B臂供电区域，机械开关K2断开，中性区断电，等待下次列车进入，一次循环往复。

该方案的换相开关是核心部件，机械开关方式的换相开关采用真空断路器或SF6断路器，电子开关方式的换相开关采用半导体器件(如晶闸管、GTO等)。不管是机械开关还是电子开关，目前他们均采用空气冷却和绝缘，需要专门的室内房间或集装箱布置，占地面积比较大，环境适应性不强。

目前传统的地面自动过分相有以下几种方式：

(1)普通真空断路器式

普通真空开关转换方案的自动过分相装置在运行中发现，K1开断迅速，无截流现象，也无过压。但在K2合闸时，可能产生超出正常范围的过压触发列车过压保护跳闸，涌流也可能使得列车过流保护动作。大量现场资料表明，过压和涌流主要与K1断开后中性段残留的残压有关，当K2闭合相电源与中性段的残压相位相反时，将会产生比闭合空载负荷大得多的过电压和涌流。

(2)智能选相真空断路器式