高压隔离开关在电力牵引供电系统中的应用 邹文秀

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:邹文秀
[导读] 摘要:传统的开关已经很难满足牵引供电系统实际运转的需求,这时候高压隔离开关的诞生使得这一空白得到填补。
        中国一重集团有限公司  黑龙江齐齐哈尔  161000
        摘要:传统的开关已经很难满足牵引供电系统实际运转的需求,这时候高压隔离开关的诞生使得这一空白得到填补。对于高压隔离开关系统来说,其对传统开关构造进行了优化,使其适用范围更广,并且更加注重对细节进行把握,使得开关系统在实际应用过程中保证了电力系统的安全性。因此,对高压隔离开关在供电系统中的应用情况进行分析研究是非常有必要的。本文对高压隔离开关在电力牵引供电系统中的应用进行探讨。
        关键词:高压隔离开关;电力牵引;供电系统
        1电力牵引供电系统
        对于电力牵引来说,其主要优势体现在以下三个方面:(1)电力牵引机车本身并不能携带燃料,可以利用二次能源,实现非自给式牵引动力的运用,通过这种方式可以有效牵引机车行驶。(2)节约了能源,我国铁路机车发展已经进入一个新的阶段,现阶段电力机车的应用范围越来越广。(3)电力牵引往往具有较高的安全性,随着现阶段我国微电子技术以及信息技术的广泛应用,电力机车功能越来越全面化,可以实现对运行状态故障的随时检测,还可以实现自动驾驶、远程遥控,而电力牵引系统的应用在很大程度上提升了电力机车的信息化程度。
        2高压隔离开关的特点
        (1)功能作用。对于高压隔离开关来说,其在我国电力系统中广泛落实应用时间并不长,但是在实际应用的过程中发挥出了较为理想的效果。高压隔离开关的主要功能体现在两个方面,①可以在分闸时保证触头间的开具符合电气距离要求;②可以在合闸时可以保证开关能够承受额定电流。也正是因为这两个主要功能的存在,使得电力系统的安全性以及运转效率明显提升。而高压隔离开关的主要作用体现在以下几个方面:①隔离电源。电力系统在实际运行的过程中,往往可能由于外界因素的影响而出现一些问题,为了保证其整体运行稳定性,应该注意定期对电气设备进行停电检修,高压隔离开关的应用可以实现将停电设备与电流隔离,从而使得断开点更加明显,这样一来也使得相关工作人员的人身安全以及设备安全得到了保证。②倒闸操作。高压隔离开关的主要作用之一还体现在倒闸操作上,能够实现对运行方式的改变,无论电气设备是处在运行、备用还是检修的状态中,都可以将设备由一种工作状态转变成为另一种工作状态,并且保证倒闸过程中的安全性。(2)类型。我国所应用的隔离开关类型方式具有多样化的特点,以装设地点为根据,可以分为户外隔离开关以及户内隔离开关;以电压等级为依据,可以分为低压隔离开关以及高压隔离开关;以构造为依据,可以分为单柱式隔离开关、双柱式隔离开关以及三柱式隔离开关;根据其操动机构可以分为手动式、电动式以及气动式。高压隔离开关的发展。我国高压隔离开关系统的发展已经相对成熟,对于传统的隔离开关来说,其长时间运转工作之后,往往会存在一些不确定的安全隐患,会出现动触头与静触头之间接触面积明显减小的现象,这样很容易导致开关自身的导通性能下降,从而在一定程度上提升了运转能耗。由于现阶段我国科学技术水平不断提升,传统的高压隔离开关也得到了有效优化改进,上述问题得到了很好的解决,现阶段所应用的新型隔离开关应用了指触技术以及网纹设计,也正是因为这两项技术的应用,使得新型高压隔离开关的导电性明显提升,在我国电力系统中的应用范围也正在不断扩大。
        3高压隔离开关在电力牵引供电系统中的应用
        3.1远动操控
        电气化铁路接触网隔离开关的应用越来越广泛,已经成为铁路电力牵引中最为重要的设备,其主要功能特性体现在可以隔离故障,能够实现分段作业,使得整个作业过程的安全性和准确性有了明显提升。

现阶段我国电气化铁路的枢纽站场数量众多,分布范围也很广,应用人工现场手动的传动操作方式往往效率很低,这也势必会制约到接触网线路的整体自动化水平,因此开展远动操作是促进电气化铁路整体发展的重要举措。现阶段我国有线以及无线网络通信技术水平不断提升,可以实现在电动操作机构内部安装RTU装置,这一装置的安装,使得电动机构运转安全性明显提升,同时也有效解决了高压隔离开关远动操作的一系列问题,提高了电气化铁路系统的运转效率,保证了电气化铁路的可靠供电,是提升供电系统整体自动化水平的重要技术创新。
        3.2无线、有线视频监控装置
        高压隔离开关在电气化铁路供电系统中的应用,实现了有效加装视频监控装置。由于电气化铁路接触网隔离开关通常都是安置在室外,长时间无人监管,这就要求控制设备不仅要具有远程遥控功能,同时还应该具有远程监控功能,可以实现对室外设备实际情况的长期性监督,这样一来也在很大程度上避免了指挥失误的现象出现。为电气化铁路牵引供电系统加装视频监控装置会涉及一系列技术的应用,这种加装远程视频监控系统的方式在实际操作过程中并不容易,通常情况下需要将远程有线通信技术与无线通信技术进行结合,无论是无线跳频技术还是WiFi技术,在我国都已经有广泛应用,隔离开关在应用的时候也应该注意积极引入这些先进技术手段,从而实现对视频监控系统的深度开发,解决视频监控问题,从而在整体上提升电气化铁路系统的安全性、可靠性以及运转效率。
        3.3温度在线监测装置
        对于高压隔离开关来说,虽然整体来看其结构较为简单,所涉及的组成部分并不多,但是其触头以及触指由于长期裸露在复杂的户外环境中,很容易出现氧化的现象,一旦氧化势必会导致接触电阻明显增大,并且发热效果也更加明显,如果不对其接触部位的温度进行有效监测以及控制,很容易滋生安全隐患,严重的甚至还会导致设备烧毁以及火灾现象的发生。随着现阶段我国智能变电站的全面落实应用,技术更新速度也在不断提升,无人值班电站越来越常见,这就需要开关触头以及触指温度的检测可以通过远程控制的方式由设备来完成。现阶段来看,我国最常应用的高压隔离开关触头及触指的测温方式主要包括无线温度传感器测温、光纤温度传感器测温及红外线测温三种,我国应用最为广泛的是光纤温度传感器测温方式。对于此种方式来说,其具有自身较为独特的优势,其主要是利用夹具将传感器固定在高压隔离开关触头或者触指的部位上,通过耐高压的光纤将相关数据传输到中央系统中,由中央系统对其进行统一划出,处理之后的数据会通过系统的外接口传输到变电站的后台计算机上,可以在计算机的监控系统中对这一数据进行分析利用。这就需要开发专用的光纤温度传感器分析以及管理软件,而我国在此方面已经取得了阶段性的成果,并且开发出了专用的数据分析软件保证了光纤温度传感器的测温可靠性。但与此同时也存在一定不足,主要体现在设备成本以及软件开发成本较高。
        结束语
        我国电气化铁路系统发展已经进入到一个新的阶段,传统的隔离开关也正在被不断优化,新型隔离开关应用了指触技术以及网纹技术,这也使得高压隔离开关在电力牵引供电系统中的应用效果更加理想,促进了我国电气化铁路系统的整体发展。同时将电力牵引与传统的供电模式相比较,其优势也非常明显,供电总效率以及供电安全性明显提升,同时也降低了能耗。将高压隔离开关与电力牵引模式进行结合应用已经成为现阶段我国铁路现代化发展的标志,也使得我国铁路电气化技术达到了世界级水平。
        参考文献
        [1]姜才海.高压隔离开关设备完善化设计与改进[D].北京:华北电力大学(北京),2015.
        [2]张斌.高压晶闸管阀在牵引供电网自动过分相中的应用研究[D].湖南:湖南大学,2019.
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