电力机车整备作业接触网高压防护系统的研究

摘要

随着我国铁路电气化建设的发展及列车运行速度的提高，电力机车逐渐成为列车的主要牵引动力和运输工具。电力机车整备作业过程中，由于管理上的疏忽和工作人员的大意，未能认真执行机车登顶作业安全规程，在接触网带电的情况下容易造成工作人员被电击身亡的重大事故。因此，如何确保工作人员人身安全和设备安全，已成为铁路部门必须考虑解决的问题。但传统的整备作业操作方法效率低，劳动强度大，且存在不安全因素，急需改进。 本文根据铁路机务段对电力机车整备作业的要求，采用多冗余多重安全保护的设计思想，设计各种接触网是否带电的检测装置，主要包括了采集接触网下导体静电感应电压、霍尔电流传感器检测、隔离开关运动状态的检测三个检测装置。通过对各种检测信号的综合处理，来判断接触网的带电状态，克服了单一检测装置易受干扰和检测度不高的不足。 同时，结合《电气化铁路有关人员电气安全规则》，设计隔离开关自动接地装置，保证隔离开关断开后机械接地的必要性，并设计隔离开关操作过程的联锁保护装置，实现隔离开关闭合时不能挂接地杆，挂接地杆时不能闭合隔离开关的联锁保护。 在电气控制环节中，系统分别采用了PLC控制单元和单片机控制单元。由于检测装置分为机车上和机车外部两部分，另设计无线通信模块，传递检测信息，实现信息综合判断，最终控制告警装置与天窗盖电控锁的开启与闭合，完成高压检测与登顶安全保护。 最后，由于整备作业环境恶劣，易受干扰等因素，对整个系统的可靠度及稳定性做了分析评价和优化，采用双冗余配置控制系统，以及对电源干扰、电磁干扰等也采取了相应的防止措施。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2课题来源

1.3国内外研究现状

1.4论文的主要研究内容

第2章总体方案设计

2.1系统方案一

2.2系统方案二

第3章系统检测部分设计

3.1接触网高压有无的检测

3.2隔离开关状态的检测

3.3信息的检测与处理

第4章系统机械联锁部分设计

4.1方案1车顶盖随动升降装置

4.2方案2隔离开关自动接地装置

4.3方案3隔离开关操作过程联锁保护装置

第5章系统控制部分设计

5.1控制系统模块分析

5.2PLC控制单元

5.3单片机控制电路

5.4无线通信

5.5控制工作流程设计

第6章可靠性设计

6.1硬件可靠性设计

6.2软件可靠性设计

第7章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

致谢

附录