Korkean jännitteen erottimet liikennepotentiaalijärjestelmien soveltaminen

Perinteiset kytkimet ovat yhä enemmän riittämättömiä nykyaikaisille vetovoiman tarjoamisjärjestelmien toimintavaatimuksille. Korkean jännitteen eristyskytkimien ilmaantuminen on täyttänyt tämän aukon tehokkaasti. Korkean jännitteen eristyskytkimijärjestelmät optimoivat perinteisten kytkimien rakennetta, laajentavat niiden soveltuvuutta ja painottavat enemmän yksityiskohtia, mikä parantaa sähköjärjestelmien turvallisuutta ja luotettavuutta käytännön toiminnassa. Siksi on tärkeää analysoida ja tutkia korkean jännitteen eristyskytkimien sovellutusta vetovoiman tarjoamisjärjestelmissä.

1.Vetovoiman tarjoamisjärjestelmät
Kiinan nykyinen sähköinen vetovoiman tarjoamisjärjestelmä edustaa uutta rautatieperustaisen sähköisen vetovoiman muotoa – uusi kuljetus teknologia, jota laajasti sovelletaan päärautateillä ja kaupunkirautateissuunnitelmissa, tuomalla mukanaan erinomaista suorituskykyä ja merkittävästi parantaen julkisen liikenteen kätevyyttä. Käytännössä sähköinen vetovoima jatkuvaan muuttaa sähköenergiaa mekaaniseksi vetovoimaksi vetämään rautatieveturi- ja sähköisiä moniunitseja.

Kiinan nykyiset sähköiset vetovoimasovellukset luokitellaan sähkövirtatyypin mukaan kolmeen kategoriaan: teollisfrekvenssin yksifasedinen vaihtovirta, suora virta ja matalafrekvenssin yksifasedinen vaihtovirta. Näistä teollisfrekvenssin yksifasedinen vaihtovirtajärjestelmä on yleisin, ja sitä käytetään pääasiassa sähköistetyillä rautateillä.

Sähköinen vetovoima tarjoaa kolme keskeistä etua:

• Sähköiset veturit eivät kulje polttoainetta, vaan käyttävät toissijaisia energiaa, mikä mahdollistaa ei-itsestävän vetovoiman, joka tehokkaasti ajaa junia.

• Se edistää energiansäästöä; Kiinan rautatieala on siirtynyt uuteen kehitysvaiheeseen, ja sähköisiä vetureita käytetään yhä laajemmin.

• Se parantaa toiminnan turvallisuutta. Mikroelektroniikan ja tiedon teknologian edistymisen ansiosta modernit sähköiset veturit tukevat reaaliaikaisia vika-analyysiä, itsenäistä ajamista ja kauko-ohjausta, mikä nostaa huomattavasti vetovoimajärjestelmien tietoyhteiskuntatasoa.

2.Korkean jännitteen eristyskytkimien ominaisuudet, toiminto, tyypit ja kehitys

(1) Toiminnot ja roolit
Vaikka korkean jännitteen eristyskytkimet ovat vasta hiljattain yleistyneet Kiinan sähköjärjestelmissä, ne ovat osoittaneet erinomaista suorituskykyä. Niiden päätavoitteet ovat kaksiosaisia:

• Avoimessa asennossa ne varmistavat näkyvän ja sähköisesti turvan eristysmatkan kontaktien välillä;

• Suljetussa asennossa ne kannattavat luotettavasti määrätyt jatkuvat virrat.

Nämä kyvyt parantavat huomattavasti sekä turvallisuutta että toiminnan tehokkuutta. Tärkeät roolit sisältävät:
• Energiavalitsin: Huollon aikana eristyskytkimet erottavat sähköisesti sammutettuja laitteita live-sähköpiireistä, luoden selvästi näkyvän katkeamispisteen, joka suojelee henkilöstöä ja laitteita.
• Siirtokäytännöt (bussi siirto): Ne mahdollistavat laitteiden turvallisen siirtymisen käynnissä, varannossa tai huollossa olevissa tiloissa, helpottaen joustavia ja turvallisia toimintarekonfigurointejä.

(2) Tyypit
Eristyskytkimien tyypit vaihtelevat useiden kriteerien mukaan:

• Asennuspisteestä: ulkona vs. sisällä;

• Jännitetasolta: alhainen jännite vs. korkea jännite;

• Rakennusrakenteelta: yksipilari, kaksipilari tai kolmipilari;

• Toimintamekanismista: manuaalinen, sähköinen tai ilmapohjainen.

(3) Teknologiset edistysaskeleet
Perinteiset eristyskytkimet kärsivät usein liikkuvien ja paikallisten kontaktien välisten kosketusalueiden pienentymisestä pitkäaikaisen käytön jälkeen, mikä johti lisääntyneeseen vastusta, korkeampiin ohjaushäviöihin ja korkeampaan energiankulutukseen. Viimeaikaiset innovaatiot, kuten sormen kosketusteknologia ja niveltetty pinta, ovat huomattavasti parantaneet johdettavuutta ja luotettavuutta. Nämä parannukset ovat laajentaneet modernien korkean jännitteen eristyskytkimien soveltamisalan Kiinan sähköinfrastruktuurissa.

3.Sovellukset vetovoiman tarjoamisjärjestelmissä
(1) Etäohjaus (teleoperaatio)
Korkean jännitteen eristyskytkimet ovat nyt olennaisia komponentteja sähköistettyjen rautatiekatuverkostojen katujärjestelmissä, mahdollistaen vian eristämisen ja osittaisen huollon, mikä parantaa toiminnan turvallisuutta ja tarkkuutta. Kiinan sähköistettyjen rautatieverkostojen laajojen ja laajalle levinneiden ympärysasemien vuoksi manuaalinen paikallinen toiminta on tehottomaa ja rajoittaa automatisointia. Siksi etäohjauksen toteuttaminen on elintärkeää rautatiealan modernisoinnin edistämiseksi.

Kun sähköiset ja langaton kommunikaatio on kehittynyt, Etäohjausyksiköt (RTU) voidaan integroida sähköisiin toimintomekanismeihin. Tämä integraatio ratkaisee avaintehokkuuden haasteet etäohjauksessa, lisää järjestelmän luotettavuutta, taataa vakauden sähköntarjonnan ja nostaa kokonaisvaltaista automatisointitasoa sähköistetyissä rautateissä.

(2) Langallinen/langaton videovalvonta
Koska katujärjestelmän eristyskytkimet sijoitetaan yleensä ulkopuolelle ja ne jäävät valvontatta, etäohjauksen ohella on tarpeen etävalvonta. Videovalvonta järjestelmät mahdollistavat jatkuvan kenttäolosuhteiden seurannan, vähentäen ihmisen virheitä päätöksenteossa.

Tällaisten järjestelmien käyttöönotto vaatii hybridikommunikointiratkaisuja, jotka yhdistävät langallista ja langattoman tekniikkaa, kuten taajuuslomitus levittämis spektri ja Wi-Fi, molemmat jo kiinalaisessa käytössä. Nämä edistyneet kommunikaatiomenetelmien integrointi mahdollistaa vahvan etävideovalvonnan, joka vielä lisää sähköistettyjen rautatieoperaatioiden turvallisuutta, luotettavuutta ja tehokkuutta.

(3) Online lämpötilavalvonta
Huolimatta yksinkertaisesta rakenteesta, eristyskytkimien kontaktit ja kosketussormet altistuvat karuille ulkoilmaympäristöille, mikä tekee niistä alttiita oksidointiin. Oksidointi lisää kosketusvastusta ja tuottaa liiallista lämpöä, mikä voi johtaa laiterikkoon tai paloon, jos sitä ei valvota.

Älykkäiden alijärjestelmien ja ihmistön valvomattomien toimintojen ajassa etälämpötilavalvonta on tullut välttämättömäksi. Kiinassa käytetään kolmea pääasiallista menetelmää: langattomat anturit, valokuiduun perustuvat anturit ja infrapunaspektroskopia—valokuiduun perustuva havainto on yleisin käyttössä.

Valokuiduun perustuvat lämpötila-anturit kiinnitetään suoraan yhteyksiin tai kosketuspisteisiin. Tiedot välitetään korkeajännitekestävillä valokuiduilla keskusprosessoreihin, josta ne siirretään sitten alijärjestelmän taustalaitteisiin reaaliaikaiseen analyysiin. Kiinassa on kehitetty erityisohjelmisto tiedon hallintaan ja analysointiin, mikä takaa luotettavan lämpötilavalvonnan. Kuitenkin korkeat laitteiden ja ohjelmiston kehityskustannukset ovat edelleen haasteena.

4. Johtopäätös
Kiinan sähköistetty rautatiejärjestelmä on astunut uuteen kehitysvaiheeseen. Perinteisten katkaisulaitteiden jatkuvaa optimointia—sormekosketus- ja pyöristyspintateknologioita käyttäen—on merkittävästi parannettu korkeajännitekatkaisulaitteiden suorituskykyä vetovoiman sovelluksissa, nopeuttaen kansallisen rautatieverkon modernisointia.

Perinteisiin sähköntarjontamalleihin verrattuna sähköinen veturi tarjoaa paremman tehokkuuden, parannettuun turvallisuuteen ja pienempiin energiankulutuksiin. Edistyneiden korkeajännitekatkaisulaitteiden integrointi sähköisiin veturiin on tullut Kiinan rautatiemodernisaation tunnusmerkiksi, asettamalla maan sähköistysteknologian maailman huipulle.