一種治理地鐵車輛段雜散電流的分區供電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于地鐵供電系統，尤其涉及一種治理地鐵車輛段雜散電流的分區供電控制方案。
【背景技術】
[0002]國內地鐵牽引供電系統均采用DC750V或DC1500V供電制式。為防止牽引回流泄漏至大地，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軌道通過綜合接地極與地網連接，或在庫內上軌道上安裝鋼軌電位限制器。在正常運營期間，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置絕緣節，在正線與車輛段之間的接觸網上設置電分段，以實現電氣隔離;為了保證庫內列車的正常啟動，讓牽引回流能回到變電所負極，通常會在絕緣節上并聯單向導通裝置。而在特殊運營期間為保證車輛段變電所與正線變電所能實現相互支援供電，在絕緣節與電分段上均并有隔離開關，以增加供電的靈活性。
[0003]目前國內地鐵車輛段牽引供電負回流系統普遍采用雙二極管分段方式，其示意圖如圖1所示，兩個絕緣節之間的間距大于一個車長，在每個絕緣節兩端都并聯有隔離開關與帶有消弧功能的單向導通裝置，只允許鋼軌電流從車輛段流向正線，正線牽引所負極接至正線區段鋼軌，車輛段牽引所負極接至兩個絕緣節中間區域的鋼軌。此方案優點在于能阻止正線電流通過鋼軌涌入車輛段，同時保證庫內列車的正常取流，但由于單向導通裝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，這導致車輛段庫內鋼軌為雜散電流提供了通暢的回流通路，從而收集了地網中大量的雜散電流。這個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，同時引發車輛段一系列問題，包括掛臨時地線打火問題、列車停跨于單向導通裝置時車上設備燒灼問題等。
【實用新型內容】
[0004]針對上述雙二極管分段方式存在的問題，本實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；同時能避免列車過絕緣節打火、解決列車受電弓劃過接觸網電分段拉弧等問題;保證供電系統在正常運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]為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案:
[0006]—種治理地鐵車輛段雜散電流的分區供電系統，設置在地鐵正線與車輛段結合部位，在阻止正線電流通過鋼軌涌入車輛段并保證庫內列車的正常取流的同時阻斷車輛段與正線之間軌道上的雜散電流回流，包括設置在正線與車輛段軌道間的帶有單向導通功能的絕緣機構和設置在正線牽引所與車輛段牽引所之間的接觸網電分段D，其特征在于，包括絕緣節J(包括JI和J2)、接觸網電分段D(包括DI和D2)、大功率直流晶閘管開關A(包括Al、A2、△3^4)、軌道計軸器以包括81、82、83、84)、狀態辨識控制單元(0;兩絕緣節(11和12)設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Jl和第二絕緣節J2兩端分別并聯大功率直流晶閘管開關(Al和A2);第一絕緣節Jl正線側的軌道區域為Rl，第一絕緣節Jl與第二絕緣節J2之間的軌道區域為RMid，第二絕緣節J2車輛段側的軌道區域為RO;接觸網電分段(Dl和D2)分別設于兩絕緣節(Jl和J2)的正上方;第一電分段Dl與第三直流晶閘管開關A3并聯，第二電分段D2與第四直流晶閘管開關A4并聯，第一電分段Dl正線側的接觸網區段為Posl，第一電分段Dl與第二電分段D2之間的接觸網區段為PosMid，第二電分段D2車輛段側的接觸網區段為Pos2;在第一絕緣節Jl兩側安裝第一軌道計軸器BI和第二軌道計軸器B2，第二絕緣節J2兩側安裝第三軌道計軸器B3和第四軌道計軸器B4;第一軌道計軸器B1、第二軌道計軸器B2距第一絕緣節Jl的距離以及第三軌道計軸器B3、第四軌道計軸器B4距第二絕緣節J2的距離均為10-20m;正線牽引所負端NegO引至RO上，車輛段牽引所負端Negl引至Rl上;狀態辨識控制單元C輸入包括B1、B2、B3、B4的監測信號以及車輛段供電系統運行狀態信號3，輸出對六1^2^3^4的開斷狀態進行控制。
[0007]為上述供電系統安排相應的工作方法為:
[0008]車輛段供電系統運行狀態信號S包括兩種狀態，其一是正常運行狀態，對應于S為0，此時應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，對應于S為I，此時應保證正線與車輛段之間的電氣連通；
[0009]在軌道計軸器B沒有檢測到列車經過時，不會向狀態辨識控制單元C發送信號；軌道計軸器B每檢測到有一對車輪經過，就向狀態辨識控制單元C發送一次信號，信號的內容為車輪經過的方向，即direct1n;若軌道計軸器B檢測到列車運行方向為正線至車輛段方向，direct1n為0，反之direct1n為I ;C采用等待信號觸發模式，有信號輸入時才有信號輸出；C在處理過程中用變量Num來統計兩個絕緣節之間區域所存在車輛的輪對數，在該區域無車的情況下，Num等于O;
[0010]控制實現過程如下:
[0011](I)當S置I時，系統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(10如1)，控紳\1^2^3^4—直處于導通狀態，接收到81、82、83、84傳來的信號不進行控制操作；
[0012](2)當S置O時，系統處于正常運行狀態(ModeO)，若B1、B2、B3、B4均未向C傳遞信號，則系統狀態為初始態:Al、A2、A3、A4斷開，Num等于0;
[0013](3)當S置O，C接收到BI傳遞過來的信號direct1n時，若direct1n等于O，則Num值加I，同時輸出開斷控制信號:Al閉合、A3閉合;若direct1n等于I，則Num值減I，之后若Num值不為0，則無任何信號輸出，若Num值為0，則輸出控制信號:Al斷開、A3斷開；
[0014](4)當S置O，C接收到B2傳遞過來的信號direct1n時，若direct1n等于O，Num值維持不變，無任何信號輸出；若direct 1n等于I，則Num值維持不變，同時輸出開斷控制信號:A2斷開、A4斷開、A3閉合、Al閉合；
[0015](5)當S置O，C接收到B3傳遞過來的信號direct1n時，若direct1n等于O，Num值維持不變，輸出開斷控制信號: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，無任何信號輸出；
[0016](6)當S置O，C接收到B4傳遞過來的信號direct1n時，若direct1n等于O，Num值減I，之后若Num值不為O，則無任何信號輸出，若Num值為O，則輸出控制信號:A2斷開、A4斷開；若direct1n等于I，則Num值加I，輸出控制信號:A2閉合、A4閉合；
[0017](7)在以上過程中，各開關的控制信號輸出均有先后順序(按文中排列的順序)，且每個開關的控制信號的輸出過程間均有一定延時(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與前一次相同，則此次不輸出。
[0019]本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點:
[0020](I)在既有技術方案下，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，而且導致雜散電流在車輛段引發了一系列問題。若采用本實用新型所述的技術方案，在供電系統正常運行方式下，與兩個絕緣節并聯的大功率直流晶閘管開關不存在同時導通的情況，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的一系列問題。
[0021 ] (2)在列車經過絕緣節時，絕緣節兩端的電位差可能會產生電弧而燒損軌道。既有技術方案通過使用具有消弧功能的單向導通裝置來解決此問題，但消弧過程會造成單向導通裝置頻繁出現的“反向導通”的現象，該現象導致正線電流流向車輛段，造成了雜散電流在車輛段的泄漏。本實用新型所述的技術方案用大功率直流晶閘管開關取代了具有消弧功能的單向導通裝置，在列車經過絕緣節前便將絕緣節兩端通過大功率直流晶閘管開關電氣連接，使絕緣節兩端不存在電位差，避免了列車經過絕緣節產生電弧的問題，更不存在單向導通裝置“反向導通”的問題。
[0022 ] (3)在既有技術方案下，在車輛段出入口處，車輛受電弓劃過接觸網電分段時常出現拉弧現象，當列車誤停于電分段時，還會燒斷接觸線，這是由受電弓將正線與車輛段間的接觸網短接所造成的:在單向導通裝置提供了通暢的回流通路的條件下，受電弓引起接觸網短接時電流越區供電，產生大電流突變，從而造成拉弧現象。在本實用新型所述的技術方案中，由于PosMid區段的電氣中轉作用，正線接觸網與車輛段接觸網隔離開來，避免了瞬時越區供電的現象出現;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，即使將電分段短接，也不會引起大電流突變，因此解決了列車過接觸網電分段拉弧問題。
【附圖說明】
[0023]圖1是既有方案系統結構圖。
[0024]圖2是本實用新型方案的系統結構圖。
[0025]圖3是狀態辨識控制單元邏輯流程圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型的進行詳細的描述。
[0027]如圖2所示，本實用新型包括絕緣節J(包括J1、J2)、接觸網電分段D(包括D1、D2)、大功率直流晶閘管開關A(包括Al、A2、A3、A4)、軌道計軸器B(包括B1、B2、B3、B4)、狀態辨識控制單元(C)、車輛段供電系統運行狀態信號(S)，其特征在于:兩絕緣節J1、J2設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并聯的單向導通裝