一种城轨停车场联络段接触网直流融冰系统及融冰方法

摘要

本发明公开了一种城轨停车场联络段接触网线直流融冰系统及融冰方法，该融冰系统包括进线开关柜、直流融冰装置和直流融冰切换开关，其中进线开关柜包括进线束解列开关和隔离开关，隔离开关连接在直流融冰装置输入端与母线之间，进线束解列开关连接在接触网线与母线之间，直流融冰装置输出端通过直流融冰切换开关与接触网线连接。该融冰方法通过直流融冰切换开关选择覆冰接触网线构成融冰回路，通过直流融冰装置对融冰回路中的接触网线进行融冰，融冰回路的组成可灵活切换。本发明组成简单，工程应用成本低，可操作性强，解决了复杂接触网系统的融冰困难。

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市轨道交通领域，特指一种适用于城轨停车场联络段接触网的直流融 冰系统及融冰方法。

背景技术

近年来，随着城市轨道交通迅速发展，城市轨道交通已成为中大型城市内客运中最优先 进最便利的方式。接触网系统的安全成为城市轨道线路安全可靠和高速运行的保障。在国内 沿海或南方的城市中，由于冬天湿寒气候的影响，夜晚线路停运后城轨停车场联络段内架空 接触网线以及露天接触网线路在冰雪天气里覆冰的现象越来越普遍，严重影响了城轨车辆的 正常运行。

目前，针对电气化铁路接触网的直流融冰系统已有相关的研究和技术应用，但电气化铁 路接触网具有线路简单、线路距离长等特点，普遍采用三相交流输入转化为直流输出为接触 网融冰。而城轨停车场联络段接触网具有线路复杂多变、线路距离短、线路长度不一、线径 不同等特点，在线路覆冰时，无法像高铁接触网线路一样简单形成均匀回路进行融冰；且城 轨既有的供电电源为DC1500V/750V，现有的融冰系统无法满足城轨停车场联络段的融冰需 求。

如图1所示，城轨停车场联络段接触网分为三个区域，分别为正线区域、停车场联络段 区域与停车区域。三个区域的接触网线6间通过绝缘间隔5隔离，城轨停车场联络段区域的 接触网系统是连接车辆停车场与运营正线的过渡转换系统，该系统线路布置复杂，线路长度 不一、线径不一，城轨停车场联络段接触网是在城轨接触网正线上通过分线形成的若干接触 网支路，连接到停车场区域。因此，针对电气化铁路接触网的直流融冰系统及融冰方法并不 适合城轨停车场联络段接触网的融冰，寻求一种结构简单、可靠、适应城轨停车场联络段接 触网线路距离短、拓扑结构复杂的融冰系统是当务之急。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构 简单、可靠性好、融冰效果好的城轨停车场联络段接触网直流融冰系统及融冰方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种城轨停车场联络段接触网直流融 冰系统，包括进线开关柜、直流融冰装置和直流融冰切换开关；所述进线开关柜包括隔离开 关和进线束解列开关，所述隔离开关连接在直流融冰装置输入端与母线之间，所述进线束解 列开关连接在接触网线与母线之间；所述直流融冰装置的输入端通过隔离开关与母线连接， 所述直流融冰装置的输出端通过直流融冰切换开关与接触网线连接。

作为本发明的进一步改进，所述直流融冰装置包括DC/DC变流器，所述DC/DC变流器 的输入端通过隔离开关与母线连接，所述DC/DC变流器的输出端与直流融冰切换开关连接。

作为本发明的进一步改进，所述直流融冰切换开关分为两组，一组连接在直流融冰装置 的输出端正极与接触网线之间，另一组连接在直流融冰装置的输出端负极与接触网线之间。

作为本发明的进一步改进，所述两组直流融冰切换开关分别连接不同的接触网线。

作为本发明的进一步改进，所述接触网线按照长度由长到短进行排序，并分为数量均匀 的两组，一组接触网线通过一组直流融冰切换开关与直流融冰装置的输出端正极连接，另一 组接触网线通过另一组直流融冰切换开关与直流融冰装置的输出端负极连接。

作为本发明的进一步改进，所述直流融冰装置通过直流融冰切换开关与联络段接触网线 中靠近停车场段绝缘间隔的末端连接。

一种城轨停车场联络段接触网直流融冰方法，包括如下步骤：

S1.直流融冰系统投入：断开进线束解列开关，闭合隔离开关，投入直流融冰系统；

S2.直流融冰：闭合包括覆冰接触网线在内两条接触网线对应的直流融冰切换开关，使 所述两条接触网线构成融冰回路，启动直流融冰装置，为覆冰接触网线融冰；

S3.直流融冰系统退出：停止直流融冰装置的运行，断开直流融冰切换开关，断开隔离 开关，闭合进线束解列开关，退出直流融冰系统，恢复接触网系统的正常供电。

作为本发明的进一步改进，所述直流融冰过程包括单线融冰模式，其融冰过程的具体步 骤包括：

S11.闭合覆冰接触网线的直流融冰切换开关；

S12.选择与所述覆冰接触网线构成最长回路的接触网线，闭合该接触网线对应的直流 融冰切换开关；

S13.启动直流融冰装置，为接触网线融冰；

S14.接触网线融冰完成，停止直流融冰装置，断开所述融冰回路接触网线对应的直流 融冰切换开关。

作为本发明的进一步改进，所述直流融冰过程包括多线路融冰模式，其融冰步骤包括：

S21.选择一条覆冰接触网线，并闭合该接触网线的直流融冰切换开关；

S22.判断与所述覆冰接触网线构成融冰回路的接触网线是否都已完成融冰，是则跳转 到步骤S23，否则跳转到步骤S24；

S23.选择一条与所述覆冰接触网线构成最长回路的接触网线，并闭合该接触网线的直 流融冰切换开关，跳转到步骤S25；

S24.选择一条与所述覆冰接触网线构成最长回路的覆冰接触网线，并闭合该接触网线 的直流融冰切换开关，跳转到步骤S25；

S25.启动直流融冰装置，为处于融冰回路的接触网线融冰；

S26.接触网线融冰完成，停止直流融冰装置，断开所述融冰回路接触网线对应的直流 融冰切换开关；

S27.判断所有覆冰线路是否都已完成融冰，是则结束融冰过程，否则跳转到步骤S21。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的城轨停车场联络段接触网直流融冰系统及融冰方法，利用城轨采用 DC1500V/750V供电系统的特点，采用城轨的供电系统作为本发明直流融冰系统的电源，利 用接触网既有的绝缘间隔，并通过进线开关柜实现停车场联络段接触网在正常运行状态与融 冰状态之间的切换，在融冰状态时，停车场联络段的接触网形成独立的直流融冰回路，不会 影响到城轨接触网正线的正常运行。

2、本发明通过直流融冰切换开关可实现融冰线路的灵活、随机切换，通过不同的融冰模 式，可以大大缩短融冰时间。

3、本发明城轨停车场联络段接触网直流融冰系统组成简单、工程应用成本低、可操作性 强、解决了复杂接触网系统的融冰困难的问题。

附图说明

图1为现有技术城轨停车场联络段接触网系统工况示意图。

图2为本发明城轨停车场联络段接触网融冰系统在具体应用实例中的结构示意图。

图3为本发明直流融冰切换开关功能和切换示意图。

图4为本发明城轨停车场联络段接触网融冰方法的流程示意图。

图例说明：1、进线开关柜；11、隔离开关；12、进线束解列开关；2、直流融冰装置； 21、DC/DC变流器；3、直流融冰切换开关；4、母线；5、绝缘间隔；6、接触网线。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本 发明的保护范围。

如图2所示，本发明一种城轨停车场联络段接触网直流融冰系统包括进线开关柜1、直 流融冰装置2和直流融冰切换开关3。进线开关柜1包括隔离开关11和进线束解列开关12， 其中，隔离开关11连接在直流融冰装置2输入端与母线4之间，进线束解列开关12连接在 接触网6与母线4之间。直流融冰装置2输入端通过隔离开关11与母线4连接，输出端通过 直流融冰切换开关3与接触网6连接。本实施例中母线4为1500V直流电源供电母线。当然， 对于采用750V直流供电的城轨系统，该母线4为750V直流电源供电母线。

在本实施例中，直流融冰装置2包括DC/DC变流器21，通过DC/DC变流器21将输入 的直流经逆变再整流，调整为满足接触网线路融冰需要的直流，根据线路融冰的需要方便的 调整融冰电流。

在本实施例中，如图3所示，直流融冰切换开关3分为两组，同样将停车场联络段接触 网线6也分为两组，两线直流融冰切换开关3分别连接两组接触网线6与直流融冰装置2输 出端的正极和负极。将停车场联络段接触网分组的依据是对停车场联络段接触网线6的长度 进行排序，这里的长度是指停车场联络段接触网与停车场区域接触网绝缘间隔5到接触网正 线连接点的长度，并按照所排序的结果分为均匀的两组，如图3中，L1、L2分为一组，L3、 L4和L5分为一组。由于融冰回路的长度对直流融冰系统的运行的稳定，融冰回路过短不利 于融冰系统对融冰电流的控制，通过对直流融冰切换开关3和停车场联络段接触网线6的分 组，能够有效的降低直流融冰系统的线路的复杂度与控制的复杂度，从而使得任意一条融冰 回路的长度都能满足融冰系统的要求。需要说明的是，也可以通过两组直流融冰开关分别将 直流融冰装置2输出端的正极和负极与接触网线6连接，从而可以通过选择闭合不同的直流 融冰切换开关3，使得任意两条接触网线6组成融冰回路，但同时会使得融冰系统的电路更 加复杂，对接触网线6进行融冰的控制也更加复杂。

在本实施例中，直流融冰装置2通过直流融冰切换开关3与联络段接触网线6靠近停车 场段绝缘间隔5的末端连接，从而能够保证城轨停车场联络段接触网线6全部处于融冰回路 中。

如图4所示，一种城轨停车场联络段接触网直流融冰方法，其融冰步骤包括：

S1.直流融冰系统投入：断开进线束解列开关12，闭合隔离开关11，投入直流融冰系 统；

S2.直流融冰：闭合包括覆冰接触网线6在内两条接触网线6对应的直流融冰切换开关 3，使接触网构成融冰回路，启动融冰装置，为覆冰接触网线6融冰；

S3.直流融冰系统退出：停止直流融冰装置2的运行，断开直流融冰切换开关3，断开 隔离开关11，闭合进线束解列开关12，退出直流融冰系统，恢复接触网系统的正常供电。

直流融冰过程包括单线路融冰模式，具体步骤包括：S11.闭合覆冰接触网线6的直流 融冰切换开关3；S12.选择与所述覆冰接触网线6构成最长回路的接触网线6，闭合该接触 网线6对应的直流融冰切换开关3；S13.启动直流融冰装置2，为接触网线6融冰；S14.接 触网线6融冰完成，停止直流融冰装置2，断开所述融冰回路接触网线6对应的直流融冰切 换开关3。如图3所示，假设接触网线L1覆冰，采用单线融冰模式，闭合接触网线L1对应 的直流融冰切换开关K1，选择与L1构成最长融冰回路的接触网线L3，并闭合L3对应的直 流融冰切换开关K3，从而构成一个由直流融冰装置正极，K1，L1，L3，K3，直流融冰装置 负极组成的融冰回路，启动直流融冰装置2，对接触网线L1融冰。

直流融冰过程包括多线路融冰模式，其融冰步骤包括：S21.选择一条覆冰接触网线6， 并闭合该接触网线6的直流融冰切换开关3；S22.判断与所述覆冰接触网线6构成融冰回路 的接触网线6是否都已完成融冰，是则跳转到步骤S23，否则跳转到步骤S24；S23.选择一 条与所述覆冰接触网线6构成最长回路的接触网线6，并闭合该接触网线6的直流融冰切换 开关3，跳转到步骤S25；S24.选择一条与所述覆冰接触网线6构成最长回路的覆冰接触网 线6，并闭合该接触网线6的直流融冰切换开关3，跳转到步骤S25；S25.启动直流融冰装 置2，为处于融冰回路的接触网线6融冰；S26.接触网线6融冰完成，停止直流融冰装置2， 断开所述融冰回路接触网线6对应的直流融冰切换开关3；S27.判断所有覆冰线路是否都已 完成融冰，是则结束融冰过程，否则跳转到步骤S21。

如图3所示，假设接触网线L1，至L5全部覆冰，采用多线路融冰模式，闭合接触网线 L1对应的直流融冰切换开关K1，选择与L1构成最长融冰回路的接触网线L3，并闭合L3对 应的直流融冰切换开关K3，从而构成一个由直流融冰装置正极，K1，L1，L3，K3，直流融 冰装置负极组成的融冰回路，启动直流融冰装置2，对接触网线L1和L3融冰，接触网线L1 和L3融冰完成后，停止直流融冰装置2，并断开直流融冰切换开关K1，K3；按同样的方法 对接触网线L2和L4进行融冰。对L1、L2、L3、L4完成融冰后，仅有接触网线L5覆冰， 此时，闭合接触网线L5对应的直流融冰切换开关K5，并选择与接触网线L5构成最长融冰 回路的接触网线L1，闭合对应的直流融冰切换开关K1，通过直流融冰装置正极，K1，L1， L5，K5，直流融冰装置负极的融冰回路对接触网线L5融冰。当所有覆冰线路都完成融冰后， 断开隔离开关11，闭合进线束解列开关12，退出直流融冰系统，恢复接触网系统的正常供电。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较 佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容， 依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明 技术方案保护的范围内。