城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置及其接地短路方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市軌道交通供電，特別是涉及一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置及其接地短路方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通供電系統(tǒng)進(jìn)行操作、維護(hù)或檢修時，要求強(qiáng)制執(zhí)行國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 879-2004《帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置》。不僅要中斷接觸網(wǎng)或接觸軌的電力供應(yīng)，還要安裝接地短路裝置，用于在發(fā)生電力故障時引導(dǎo)電流分離，保護(hù)維護(hù)或檢修區(qū)域內(nèi)工作人員的人身安全。接地操作流程是，先人工將接地線與鋼軌可靠連接，然后將驗(yàn)電器在有電部位上驗(yàn)電，驗(yàn)明該驗(yàn)電器性能完好，最后在待維護(hù)或檢修區(qū)域驗(yàn)電，如果驗(yàn)明無電，才進(jìn)行接地操作。
[0003]現(xiàn)有接地短路裝置的接地方式有兩種。
[0004]—種是傳統(tǒng)的人工接地方式，維護(hù)或檢修時由檢修人員攜帶驗(yàn)電器和接地線在現(xiàn)場先用驗(yàn)電器強(qiáng)制驗(yàn)明無電，再掛接地線。整個操作過程完全依靠人工，自動化程度低，耗時長，維護(hù)或檢修效率低，特別是在掛接地線前如果未進(jìn)行強(qiáng)制驗(yàn)電，存在帶電接掛地線的安全隱患，維護(hù)或檢修完工后，有可能帶接地線送電，造成重大人員、設(shè)備事故。
[0005]另一種接地方式是在供電系統(tǒng)中固定接入接地裝置，其高壓一次回路一端連接接觸網(wǎng)或接觸軌，另一端連接鋼軌，且一次回路元器件始終在帶電工作狀態(tài)中，此種接地方式將具有驗(yàn)電功能的驗(yàn)電器變成具有帶電顯示功能的帶電顯示器，未考慮鋼軌電位、電磁兼容對設(shè)備的影響。一旦接地裝置的驗(yàn)電檢測回路出現(xiàn)故障，可能會導(dǎo)致牽引變電所饋線斷路器跳閘且裝置不能迅速有效脫離供電系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)故障隔離，發(fā)生供電事故，供電系統(tǒng)無法向牽引機(jī)車車輛正常供電，影響列車運(yùn)行，進(jìn)而影響運(yùn)輸。此外，這種接地裝置需將架空的接觸網(wǎng)通過高壓電纜引向地面，高、低壓側(cè)集中，人員易觸及，存在人身安全隱患；而采用落地機(jī)箱式安裝，受限于電氣絕緣距離，其箱體體積龐大，易占用隧道內(nèi)的有限空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置。
[0007]本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路方法。
[0008]本發(fā)明的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。
[0009]這種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，包括至少一個接地機(jī)構(gòu)及其一一對應(yīng)的控制終端，所述接地機(jī)構(gòu)的正極固定連接點(diǎn)、負(fù)極固定連接點(diǎn)分別與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高壓側(cè)的正極輸出線、負(fù)極輸出線連接，所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端通過控制電纜、電源電纜和航空插頭連接，所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端可以就近安裝。
[0010]這種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置的特點(diǎn)是:
設(shè)有一個控制所有控制終端的集控中心，所述集控中心與所述控制終端通過控制電纜、電源電纜和航空插頭連接。
[0011]所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端還可以根據(jù)現(xiàn)場具體空間情況將控制終端安裝在遠(yuǎn)離相應(yīng)接地機(jī)構(gòu)的便于操作的位置。
[0012]所述接地機(jī)構(gòu)包括傳動結(jié)構(gòu)，所述傳動結(jié)構(gòu)是驅(qū)動模塊，包括由驅(qū)動電機(jī)、變速箱、離合器、齒輪和與齒輪同軸的傳動軸，以及傳動軸支撐座組成的電動傳動副，在所述傳動軸上設(shè)有與所述傳動軸聯(lián)動的撥叉，以及由所述撥叉帶動轉(zhuǎn)動的同軸但存在旋轉(zhuǎn)角度差的驗(yàn)電桿拐臂和接地桿拐臂，所述電動傳動副由傳動軸帶動撥叉一同動作，所述撥叉帶動所述驗(yàn)電桿拐臂和接地桿拐臂分別轉(zhuǎn)動。
[0013]所述接地機(jī)構(gòu)還包括閘刀式驗(yàn)電裝置，所述閘刀式驗(yàn)電裝置包括自檢模塊。
[0014]所述自檢模塊包括自檢電源、絕緣板、自檢電極及其固定架，所述自檢電源、自檢電極安裝在所述絕緣板上，自檢電源還封裝在采用低溫密封膠灌注防潮的電源盒內(nèi)，所述自檢電源用于提供自檢的電壓源，所述自檢電極用于連通自檢的自檢回路。
[0015]所述閘刀式驗(yàn)電裝置還設(shè)有驗(yàn)電模塊。
所述驗(yàn)電模塊包括由第一分壓電阻和第二分壓電阻組成的倒L型分壓電路，所述倒L型分壓電路與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高電壓側(cè)連接，將接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘枴?br>[0016]所述驗(yàn)電模塊還包括與所述倒L型分壓電路連接的信號隔離器，所述信號隔離器將倒L型分壓電路輸出的低壓信號轉(zhuǎn)化為電流信號傳送到所述控制終端的可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，縮略詞為PLC)，以判定是否在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，所述信號隔離器還用于避免鋼軌電位的影響，其最高隔離電壓可達(dá)3000V。
[0017]所述驗(yàn)電模塊還包括正極驗(yàn)電桿、負(fù)極驗(yàn)電桿及其固定架，所述正極驗(yàn)電桿、負(fù)極驗(yàn)電桿是頂端設(shè)有閘刀式驗(yàn)電與自檢共用動觸頭的驗(yàn)電桿，其觸頭結(jié)構(gòu)是自力變形觸頭結(jié)構(gòu)、外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)和外壓片簧式觸頭結(jié)構(gòu)中的一種，所述正極驗(yàn)電桿、負(fù)極驗(yàn)電桿設(shè)置在所述絕緣軸的兩端，分別與所述正極驗(yàn)電桿傳動拐臂、負(fù)極驗(yàn)電桿傳動拐臂連接一體，用于分別與自檢電源、自檢電極、導(dǎo)線連接組成自檢回路。
[0018]所述驗(yàn)電模塊還包括正極固定連接點(diǎn)、負(fù)極固定連接點(diǎn)，所述正極固定連接點(diǎn)、負(fù)極固定連接點(diǎn)分別與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高壓側(cè)的正極輸出線、負(fù)極輸出線連接。
[0019]所述驗(yàn)電模塊還包括絕緣軸或支柱絕緣子，所述絕緣軸是饒注有環(huán)氧樹脂的傳動軸，用于預(yù)埋所述第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述支柱絕緣子是澆注有環(huán)氧樹脂的支柱絕緣子，所述支柱絕緣子也用于預(yù)埋所述第一分壓電阻和第二分壓電阻。
[0020]所述接地機(jī)構(gòu)還包括六個絕緣子座，所述六個絕緣子座用于分別固定安裝正極固定連接點(diǎn)、負(fù)極固定連接點(diǎn)、正極驗(yàn)電桿與負(fù)極驗(yàn)電桿的固定架的兩端、正極接地桿與負(fù)極接地桿的固定架的兩端。
[0021]所述接地機(jī)構(gòu)還包括底座，所述底座用于固定安裝驅(qū)動模塊和六個絕緣子座。
[0022]所述控制終端包括信息處理及控制模塊、通信模塊和機(jī)箱，所述機(jī)箱通過膨脹螺釘固定在隧道內(nèi)壁的水泥墻上，所述信息處理及控制模塊、通信模塊分別通過螺栓固定在所述機(jī)箱內(nèi)，所述機(jī)箱的面板上設(shè)有驗(yàn)電器故障信號顯示燈、驗(yàn)電桿故障信號顯示燈、接地桿故障信號顯示燈、通信故障信號顯示燈、驗(yàn)有電信號顯示燈，以及接地完成信號顯示燈。所述控制終端模塊在現(xiàn)場接收處理信息，發(fā)送驗(yàn)電、接地短路操作指令，所述控制終端整體防護(hù)等級IP65。
[0023]所述集控中心包括集控中心機(jī)箱、分別通過螺栓固定在所述集控中心機(jī)箱內(nèi)的PLC處理模塊、通訊模塊、盤面操作指示模塊，以及工業(yè)計算機(jī)人機(jī)交互模塊，所述集控中心機(jī)箱的安裝位置是相對于控制終端在遠(yuǎn)方的車輛控制室和車輛段檢修調(diào)度室中的一種，所述集控中心用于遠(yuǎn)程集中監(jiān)控多臺終端接地裝置，發(fā)送驗(yàn)電、接地短路操作指令，并與上層調(diào)度中心建立數(shù)據(jù)通信，不必在現(xiàn)場多個點(diǎn)位分別操作安裝在各個點(diǎn)位的終端接地裝置，接地操作更加方便；所述PLC處理模塊采用內(nèi)嵌的SoMachine Basic編程軟件，所述SoMachine Basic編程軟件用于編寫PLC的機(jī)器解決方案的程序，并與控制終端建立通信互相傳遞數(shù)據(jù)，讀取各控制終端的現(xiàn)場狀態(tài)信號，通過分析處理后輸出到盤面操作指示模塊的指示燈以及工業(yè)計算機(jī)人機(jī)交互模塊的觸摸顯示屏，操作人員通過觸摸顯示屏或盤面按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)出操作信號，所述PLC處理模塊將操作信號傳遞給控制終端從而操作驗(yàn)電、接地動作，所述PLC處理模塊還經(jīng)光纖收發(fā)器通過光纖與上層調(diào)度中心建立數(shù)據(jù)通信，傳遞狀態(tài)顯示信號和操作控制指令；所述通訊模塊由光纖收發(fā)器和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成，所述工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)通過光纖接收控制終端的信號傳送所述PLC處理模塊；所述盤面操作指示模塊包括按鈕、指示燈和轉(zhuǎn)換開關(guān)。
[0024]本發(fā)明的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
[0025]還包括手動應(yīng)急模塊，所述手動應(yīng)急模塊固定安裝在所述底座，用于電源處于無電狀態(tài)下應(yīng)急手動操作，實(shí)現(xiàn)手動拆地功能。
[0026]還包括視頻模塊，所述視頻模塊固定安裝在所述底座，用于遠(yuǎn)程視頻圖像驗(yàn)證和遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，以有效保證裝置操作的可靠性。
[0027]本發(fā)明的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
[0028]所述自力變形觸頭結(jié)構(gòu)，包括絕緣軸、設(shè)置在絕緣軸兩端頭的正極驗(yàn)電桿、負(fù)極驗(yàn)電桿，以及分別與所述正極驗(yàn)電桿、所述負(fù)極驗(yàn)電桿連接的觸片，觸片變形，動觸頭與靜觸頭接觸時依靠觸片自身的變形量保證接觸壓力，并保證機(jī)械壽命內(nèi)的疲勞強(qiáng)度。
[0029]所述外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)，包括絕緣軸、設(shè)置在絕緣軸兩端頭的正極驗(yàn)電桿、負(fù)極驗(yàn)電桿，以及分別與所述正極驗(yàn)電桿、所述負(fù)極驗(yàn)電桿連接的觸