一種治理地鐵車輛段雜散電流的分區(qū)供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地鐵供電系統(tǒng)，尤其涉及一種治理地鐵車輛段雜散電流的分區(qū)供電控制方案。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)地鐵牽引供電系統(tǒng)均采用DC750V或DC1500V供電制式。為防止?fàn)恳亓餍孤┲链蟮?，造成雜散電流腐蝕，要求正線鋼軌對地絕緣安裝。而在地鐵車輛段，為了控制軌地電位差在安全范圍，保障檢修人員安全，通常將列檢庫和洗車庫內(nèi)軌道通過綜合接地極與地網(wǎng)連接，或在庫內(nèi)上軌道上安裝鋼軌電位限制器。在正常運(yùn)營期間，為防止正線電流通過車輛段泄漏至大地，通常在正線與車輛段軌道上設(shè)置絕緣節(jié)，在正線與車輛段之間的接觸網(wǎng)上設(shè)置電分段，以實(shí)現(xiàn)電氣隔離;為了保證庫內(nèi)列車的正常啟動(dòng)，讓牽引回流能回到變電所負(fù)極，通常會(huì)在絕緣節(jié)上并聯(lián)單向?qū)ㄑb置。而在特殊運(yùn)營期間為保證車輛段變電所與正線變電所能實(shí)現(xiàn)相互支援供電，在絕緣節(jié)與電分段上均并有隔離開關(guān)，以增加供電的靈活性。
[0003]目前國內(nèi)地鐵車輛段牽引供電負(fù)回流系統(tǒng)普遍采用雙二極管分段方式，其示意圖如圖1所示，兩個(gè)絕緣節(jié)之間的間距大于一個(gè)車長，在每個(gè)絕緣節(jié)兩端都并聯(lián)有隔離開關(guān)與帶有消弧功能的單向?qū)ㄑb置，只允許鋼軌電流從車輛段流向正線，正線牽引所負(fù)極接至正線區(qū)段鋼軌，車輛段牽引所負(fù)極接至兩個(gè)絕緣節(jié)中間區(qū)域的鋼軌。此方案優(yōu)點(diǎn)在于能阻止正線電流通過鋼軌涌入車輛段，同時(shí)保證庫內(nèi)列車的正常取流，但由于單向?qū)ㄑb置允許電流由車輛段流向正線，而車輛段的列檢庫等鋼軌接地，這導(dǎo)致車輛段庫內(nèi)鋼軌為雜散電流提供了通暢的回流通路，從而收集了地網(wǎng)中大量的雜散電流。這個(gè)良好的雜散電流回流通路在一定意義上也加劇了正線雜散電流的泄漏，同時(shí)引發(fā)車輛段一系列問題，包括掛臨時(shí)地線打火問題、列車?？缬趩蜗?qū)ㄑb置時(shí)車上設(shè)備燒灼問題等。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述雙二極管分段方式存在的問題，本實(shí)用新型的目的是要阻斷車輛段與正線之間軌道上的雜散電流回流通路，治理地鐵車輛段的雜散電流；同時(shí)能避免列車過絕緣節(jié)打火、解決列車受電弓劃過接觸網(wǎng)電分段拉弧等問題;保證供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行方式下正線與車輛段完全的電氣隔離，在車輛段變電所與正線變電所需要相互支援供電的情況下正線與車輛段可靠的電氣連接。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:
[0006]—種治理地鐵車輛段雜散電流的分區(qū)供電系統(tǒng)，設(shè)置在地鐵正線與車輛段結(jié)合部位，在阻止正線電流通過鋼軌涌入車輛段并保證庫內(nèi)列車的正常取流的同時(shí)阻斷車輛段與正線之間軌道上的雜散電流回流，包括設(shè)置在正線與車輛段軌道間的帶有單向?qū)üδ艿慕^緣機(jī)構(gòu)和設(shè)置在正線牽引所與車輛段牽引所之間的接觸網(wǎng)電分段D，其特征在于，包括絕緣節(jié)J(包括JI和J2)、接觸網(wǎng)電分段D(包括DI和D2)、大功率直流晶閘管開關(guān)A(包括Al、A2、△3^4)、軌道計(jì)軸器以包括81、82、83、84)、狀態(tài)辨識(shí)控制單元(0;兩絕緣節(jié)(11和12)設(shè)于車輛段與正線之間，其間距大于1.5倍車長，在第一絕緣節(jié)Jl和第二絕緣節(jié)J2兩端分別并聯(lián)大功率直流晶閘管開關(guān)(Al和A2);第一絕緣節(jié)Jl正線側(cè)的軌道區(qū)域?yàn)镽l，第一絕緣節(jié)Jl與第二絕緣節(jié)J2之間的軌道區(qū)域?yàn)镽Mid，第二絕緣節(jié)J2車輛段側(cè)的軌道區(qū)域?yàn)镽O;接觸網(wǎng)電分段(Dl和D2)分別設(shè)于兩絕緣節(jié)(Jl和J2)的正上方;第一電分段Dl與第三直流晶閘管開關(guān)A3并聯(lián)，第二電分段D2與第四直流晶閘管開關(guān)A4并聯(lián)，第一電分段Dl正線側(cè)的接觸網(wǎng)區(qū)段為Posl，第一電分段Dl與第二電分段D2之間的接觸網(wǎng)區(qū)段為PosMid，第二電分段D2車輛段側(cè)的接觸網(wǎng)區(qū)段為Pos2;在第一絕緣節(jié)Jl兩側(cè)安裝第一軌道計(jì)軸器BI和第二軌道計(jì)軸器B2，第二絕緣節(jié)J2兩側(cè)安裝第三軌道計(jì)軸器B3和第四軌道計(jì)軸器B4;第一軌道計(jì)軸器B1、第二軌道計(jì)軸器B2距第一絕緣節(jié)Jl的距離以及第三軌道計(jì)軸器B3、第四軌道計(jì)軸器B4距第二絕緣節(jié)J2的距離均為10-20m;正線牽引所負(fù)端NegO引至RO上，車輛段牽引所負(fù)端Negl引至Rl上;狀態(tài)辨識(shí)控制單元C輸入包括B1、B2、B3、B4的監(jiān)測信號(hào)以及車輛段供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)3，輸出對六1^2^3^4的開斷狀態(tài)進(jìn)行控制。
[0007]為上述供電系統(tǒng)安排相應(yīng)的工作方法為:
[0008]車輛段供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)S包括兩種狀態(tài)，其一是正常運(yùn)行狀態(tài)，對應(yīng)于S為0，此時(shí)應(yīng)保證正線與車輛段鋼軌在電氣上完全隔離;其二是車輛段變電所與相鄰正線變電所供電相互支援的狀態(tài)，對應(yīng)于S為I，此時(shí)應(yīng)保證正線與車輛段之間的電氣連通；
[0009]在軌道計(jì)軸器B沒有檢測到列車經(jīng)過時(shí)，不會(huì)向狀態(tài)辨識(shí)控制單元C發(fā)送信號(hào)；軌道計(jì)軸器B每檢測到有一對車輪經(jīng)過，就向狀態(tài)辨識(shí)控制單元C發(fā)送一次信號(hào)，信號(hào)的內(nèi)容為車輪經(jīng)過的方向，即direct1n;若軌道計(jì)軸器B檢測到列車運(yùn)行方向?yàn)檎€至車輛段方向，direct1n為0，反之direct1n為I ;C采用等待信號(hào)觸發(fā)模式，有信號(hào)輸入時(shí)才有信號(hào)輸出；C在處理過程中用變量Num來統(tǒng)計(jì)兩個(gè)絕緣節(jié)之間區(qū)域所存在車輛的輪對數(shù)，在該區(qū)域無車的情況下，Num等于O;
[0010]控制實(shí)現(xiàn)過程如下:
[0011](I)當(dāng)S置I時(shí)，系統(tǒng)處于車輛段變電所與相鄰正線變電所供電相互支援的狀態(tài)(10如1)，控紳\1^2^3^4—直處于導(dǎo)通狀態(tài)，接收到81、82、83、84傳來的信號(hào)不進(jìn)行控制操作；
[0012](2)當(dāng)S置O時(shí)，系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)(ModeO)，若B1、B2、B3、B4均未向C傳遞信號(hào)，則系統(tǒng)狀態(tài)為初始態(tài):Al、A2、A3、A4斷開，Num等于0;
[0013](3)當(dāng)S置O，C接收到BI傳遞過來的信號(hào)direct1n時(shí)，若direct1n等于O，則Num值加I，同時(shí)輸出開斷控制信號(hào):Al閉合、A3閉合;若direct1n等于I，則Num值減I，之后若Num值不為0，則無任何信號(hào)輸出，若Num值為0，則輸出控制信號(hào):Al斷開、A3斷開；
[0014](4)當(dāng)S置O，C接收到B2傳遞過來的信號(hào)direct1n時(shí)，若direct1n等于O，Num值維持不變，無任何信號(hào)輸出；若direct 1n等于I，則Num值維持不變，同時(shí)輸出開斷控制信號(hào):A2斷開、A4斷開、A3閉合、Al閉合；
[0015](5)當(dāng)S置O，C接收到B3傳遞過來的信號(hào)direct1n時(shí)，若direct1n等于O，Num值維持不變，輸出開斷控制信號(hào):Al斷開、A3斷開、A4閉合、A2閉合;若direct 1n等于I，則Num值維持不變，無任何信號(hào)輸出；
[0016](6)當(dāng)S置O，C接收到B4傳遞過來的信號(hào)direct1n時(shí)，若direct1n等于O，Num值減I，之后若Num值不為O，則無任何信號(hào)輸出，若Num值為O，則輸出控制信號(hào):A2斷開、A4斷開；若direct1n等于I，則Num值加I，輸出控制信號(hào):A2閉合、A4閉合；
[0017](7)在以上過程中，各開關(guān)的控制信號(hào)輸出均有先后順序(按文中排列的順序)，且每個(gè)開關(guān)的控制信號(hào)的輸出過程間均有一定延時(shí)(大于50ms且小于I OOms);
[0018](8)以上過程中，若C此次輸出的控制信號(hào)與前一次相同，則此次不輸出。
[0019]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)在既有技術(shù)方案下，車輛段為正線泄漏的雜散電流提供了通暢的回流通路，這不僅加劇了正線雜散電流的泄漏，而且導(dǎo)致雜散電流在車輛段引發(fā)了一系列問題。若采用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案，在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下，與兩個(gè)絕緣節(jié)并聯(lián)的大功率直流晶閘管開關(guān)不存在同時(shí)導(dǎo)通的情況，完全阻斷了車輛段雜散電流的回流通路，解決了由車輛段雜散電流所引發(fā)的一系列問題。
[0021 ] (2)在列車經(jīng)過絕緣節(jié)時(shí)，絕緣節(jié)兩端的電位差可能會(huì)產(chǎn)生電弧而燒損軌道。既有技術(shù)方案通過使用具有消弧功能的單向?qū)ㄑb置來解決此問題，但消弧過程會(huì)造成單向?qū)ㄑb置頻繁出現(xiàn)的“反向?qū)ā钡默F(xiàn)象，該現(xiàn)象導(dǎo)致正線電流流向車輛段，造成了雜散電流在車輛段的泄漏。本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案用大功率直流晶閘管開關(guān)取代了具有消弧功能的單向?qū)ㄑb置，在列車經(jīng)過絕緣節(jié)前便將絕緣節(jié)兩端通過大功率直流晶閘管開關(guān)電氣連接，使絕緣節(jié)兩端不存在電位差，避免了列車經(jīng)過絕緣節(jié)產(chǎn)生電弧的問題，更不存在單向?qū)ㄑb置“反向?qū)ā钡膯栴}。
[0022 ] (3)在既有技術(shù)方案下，在車輛段出入口處，車輛受電弓劃過接觸網(wǎng)電分段時(shí)常出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，當(dāng)列車誤停于電分段時(shí)，還會(huì)燒斷接觸線，這是由受電弓將正線與車輛段間的接觸網(wǎng)短接所造成的:在單向?qū)ㄑb置提供了通暢的回流通路的條件下，受電弓引起接觸網(wǎng)短接時(shí)電流越區(qū)供電，產(chǎn)生大電流突變，從而造成拉弧現(xiàn)象。在本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案中，由于PosMid區(qū)段的電氣中轉(zhuǎn)作用，正線接觸網(wǎng)與車輛段接觸網(wǎng)隔離開來，避免了瞬時(shí)越區(qū)供電的現(xiàn)象出現(xiàn);且在列車受電弓劃過電分段前便將電分段兩端電氣連接，使受電弓劃過電分段時(shí)，即使將電分段短接，也不會(huì)引起大電流突變，因此解決了列車過接觸網(wǎng)電分段拉弧問題。
【附圖說明】
[0023]圖1是既有方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖2是本實(shí)用新型方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖3是狀態(tài)辨識(shí)控制單元邏輯流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0027]如圖2所示，本實(shí)用新型包括絕緣節(jié)J(包括J1、J2)、接觸網(wǎng)電分段D(包括D1、D2)、大功率直流晶閘管開關(guān)A(包括Al、A2、A3、A4)、軌道計(jì)軸器B(包括B1、B2、B3、B4)、狀態(tài)辨識(shí)控制單元(C)、車輛段供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)(S)，其特征在于:兩絕緣節(jié)J1、J2設(shè)于車輛段與正線之間，其間距大于1.5倍車長，取消既有方案中與J1、J2并聯(lián)的單向?qū)ㄑb