Kõrgepingevooluriidikute kasutamine vedurite võrgustikus

Traditsioonilised lülitid on muutunud üha ebapiisavamaks kaasaegsete vedurjõuvarustussüsteemide toimimiseks. Kõrgepingeliste eralduslülitite ilmumine on tõhusalt täitnud selle puudujäägi. Kõrgepingelised eralduslülitid optimeerivad traditsiooniliste lülitete struktuuri, laiendavad nende rakendusalat ja rõhutavad rohkem detailseid aspekte, mis parandab elektrivõrkude turvalisust ja usaldusväärsust tegeliku toimimise ajal. Seetõttu on oluline analüüsida ja uurida kõrgepingeliste eralduslülitite rakendamist vedurjõuvarustussüsteemides.

1. Vedurjõuvarustussüsteemid
Hiinas kasutatav elektriline vedurjõuvarustussüsteem esindab uut raudteetranspordi vormi, mis töötab elektri jõul – see on uus liikuluvahend, mida laialdaselt kasutatakse peamistes raudteevõrkudes ja linna rongitranspordis, andes head jõudlust ja oluliselt parandades avalikku transporti. Praktikas teisendab elektriline vedurjõud pidevalt elektrienergiat mehaaniliseks vedurjõuks, et juhtida raudteemootoreid ja elektrironge.

Hiina praegused elektrilised vedurjõusüsteemid on jagatud kolme kategooriasse vastavalt võrgutingimusele: tööstusliku sagedusega ühefaasis AC, DC ja madala sagedusega ühefaasis AC. Neist on tööstusliku sagedusega ühefaasis AC süsteem kõige levinum, mille eelistatult kasutatakse elektristatud raudteedel.

Elektriline vedurjõud pakub kolme olulist eelise:

• Elektrirongid ei kanda kütust, vaid kasutavad teist energiallikka, mis võimaldab mitteautomaatsed vedurjõud, mis tõhusalt juhib ronge.

• See edendab energia säästmist; Hiina raudteevaldkonnas, mis astub uude arenguastmele, levitatakse elektrironge laiemalt.

• See suurendab tööohutust. Mikroelektronika ja infotehnoloogia arenedes toetavad kaasaegsed elektrirongid reaalajas veateade, autonoomset juhtimist ja kaugjuhtimist, mis oluliselt tõstab vedurjõusüsteemide informaatika taseme.

2. Kõrgepingeliste eralduslülitite omadused, funktsioonid, tüübid ja evolutsioon

(1) Funktsioonid ja rollid
Kuigi kõrgepingelisi eralduslülitite on Hiina võrkudes alates hiljuti laialdaselt kasutatud, on nad näidanud välja väljapaistvat jõudlust. Nende peamised funktsioonid on kaks:

• Kui need on avatud, tagavad nad nähtava ja elektriliselt ohutu eralduskauguse kontaktide vahel;

• Kui need on suletud, viivad nad usaldusväärselt kättesaadava pideva voolu.

Need võimalused parandavad oluliselt nii ohutust kui ka toimimise efektiivsust. Olulised rollid hõlmavad:
• Energiaseire: hoolduse ajal eraldavad eralduslülitid lahendatud seadmete elektristatud tsüklidest, loodes selgelt nähtava katkepunkt, mis kaitseb inimesi ja seadmeid.
• Lülitoperatsioonid (Bus Transfer): Need võimaldavad ohutult ümber seadetesse, mis on töötamisel, ootel või hoolduses, soodustades paindlikke ja ohutuid operatsioonilisi ümberkorraldamisi.

(2) Tüübid
Eralduslülitite tüübid varieeruvad mitmel kriteeriumil:

• Paigalduskohta järgi: väljas vs sisesaalis;

• Pingetaseme järgi: madalpingeline vs kõrgepingeline;

• Konstruktsiooni järgi: ühepostiline, kahepostiline või kolmepostiline;

• Operatsioonimehhanismi järgi: käsitöö, elektriline või õhupaine.

(3) Tehnoloogilised arengud
Traditsioonilised eralduslülitid kannatavad sageli pikema kasutuse järel liikuvate ja staatsete kontaktide vahelise kontaktipinna vähenemise all, mis viib vastuste suurenemiseni, suurematele joonteappi kaotusteni ja suuremale energiakasutusele. Hiljutised innovatsioonid, nagu sõrmkontaktitehnoloogia ja kruntidega pinnad, on oluliselt parandanud juhivust ja usaldusväärsust. Need parandused on laiendanud modernsete kõrgepingeliste eralduslülitite rakendusalat Hiina energiainfrastruktuuris.

3. Rakendused vedurjõuvarustussüsteemides
(1) Kaugjuhtimine (Teleoperatsioon)
Kõrgepingelised eralduslülitid on nüüd olulised komponendid elektristatud raudteede kontaktivõrkudes, võimaldades vigade eraldamist ja osalist hooldust, mis parandab tööohutust ja täpsust. Arvestades Hiina elektristatud raudteevõrgu suurt arvu ja laialevinust, on kohapealne manuaalne juhtimine ebatõhus ja piirab automatiseerimist. Seega on kaugjuhtimise implementeerimine oluline samm raudtee moderniseerimiseks.

Sidusate ja siduseta sidekanalite arenedes saab nüüd kaugjuhtimisseadmed integreerida elektrilistesse juhtimismeetoditesse. See integreerimine lahendab olulisi probleeme kaugjuhtimise kontekstis, suurendades süsteemi usaldusväärsust, tagades stabiilse energiavarustuse ja tõstab elektristatud raudteede üldist automatiseerimistaseme.

(2) Sidusate/siduseta videokontroll
Kuna kontaktivõrkude eralduslülitid on tavaliselt paigaldatud väljas ja neid ei jälgita, on kaugjälgimine oluline koos kaugjuhtimisega. Videokontrollisüsteemid võimaldavad pidevat jälgimist väljakolmnurga tingimusi, vähendades inimeste vigu käskluste langetamisel.

Selliste süsteemide paigaldamiseks on vaja hybridsete kommunikatsioonilahenduste kombinatsioone, mis sisaldavad sidusaid ja siduseta tehnoloogiaid, nagu sageduslendmine ja Wi-Fi, mis on Hiinas arenenud. Nende eduka kommunikatsioonitehnoloogia integreerimine võimaldab tugevat kaugvideokontrolli, mis veelgi suurendab elektristatud raudteede ohutust, usaldusväärsust ja efektiivsust.

(3) Online temperatuurijälgimine
Vaatamata nende lihtsale struktuurile, on eralduslülitite kontaktid ja kontaktisikud väljakolmnurga raskestes tingimustes, mis teeb neid hapnikumiskallastele. Hapnikumine suurendab kontaktipinna vastust ja tekitab ülemäärast soojust, mis võib jäämise korral viia seadme katkemiseni või tulekahjuni.

Pilvistatud alamülemvalvet ja automaatse tööjõu kasutamise ajastul on kaugläbimõõt muutunud eelistamatuks. Hiinas kasutatakse kolme peamist meetodit: sidemeta andurid, lahvilightandurid ja infrapunakamera – kusjuures lahvilightandurite kasutamine on kõige laiemalt levinud.

Lahvilightrandurid paigutatakse otse kontaktide või kontaktsõrmudele. Andmed edastatakse kõrgete pingete vastu tugevatel lahvilightnöördel keskprotsessorile, millest nad edasi saadetakse alamülemvalve arvutitele reaalajas analüüsi jaoks. Hiinas on juba arendatud spetsiaalne tarkvara andmete haldamiseks ja analüüsimiseks, mis tagab usaldusväärse läbimõõtu. Siiski on veelgi kõrgeks jäänud seadmete ja tarkvara arendamise kulud.

4. Järeldus
Hiina elektrifitseeritud raudteevõrk on astunud uude arenguetapi. Traditsiooniliste eraldussulgede pidev optimiseerimine – sõrmkontakti ja kriipsutud pindade tehnoloogiate kaudu – on oluliselt parandanud kõrgepinge eraldussulgede jõudlust vedeldusenergia rakendustes, kiirendades nii riikliku raudtee võrgu moderniseerimist.

Võrreldes traditsiooniliste energiatarbimisviisidega pakub elektriline vedeldus paremat efektiivsust, suuremat ohutust ja madalamat energia tarbimist. Täppsete kõrgepinge eraldussulgede integreerimine elektrilise vedelduse süsteemidesse on saanud Hiina raudtee moderniseerimise tunnuseks, toomaks riigi elektrifitseerimistehte maailma parimate hulka.