Augstsprieguma atslēgu lietošana trakcijas elektrosapgādes sistēmās

Parastādījusies tradicionālās slēdzņu sistēmas ir kļuvušas arvien mazāk piemērotas modernām trakcijas elektrosistēmu operatīvajām prasībām. Augstsprieguma atslēgslēdzņu radīšanās efektīvi ir aizpildījusi šo spraugu. Augstsprieguma atslēgslēdzņu sistēmas optimizē parastu slēdzņu struktūru, paplašina to pielietojamību un vērš lielāku uzmanību uz detaļām, tādējādi palielinot elektrosistēmu drošumu un uzticamību faktiskajā darbībā. Tāpēc ir svarīgi analizēt un pētīt augstsprieguma atslēgslēdzņu pielietojumu trakcijas elektrosistēmās.

1.Trakcijas elektrosistēmas
Ķīnas pašreiz izmantotā elektrotraktija elektrosistēma pārstāv jaunu dzelzceļa trakcijas veidu, kas balstīts uz elektrības enerģiju—jaunu trakcijas tehnoloģiju, plaši piemērotu galvenajos dzelzceļos un pilsētas dzelzceļu transportā, nodrošinot lielisku veiktspēju un nozīmīgu publiskā transporta ērtību uzlabojumu. Praktiskajā lietošanā elektrotraktija nepārtraukti pārvērš elektrības enerģiju mehāniskā trakcijas spēkā, lai pārvietotu dzelzceļa lokomotīvas un elektriskos vagonu kompleksus.

Pašreizējie Ķīnas elektrotraktijas sistēmas ir sadalīti trim kategorijām atkarībā no strāvas veida: industriālās dažādošanas vienfazā, galdstrāva un zema dažādojuma vienfazā. No tām visizplatītākā ir industriālās dažādošanas vienfazā sistēma, galvenokārt izmantota elektroenerģijai piegādājošos dzelzceļos.

Elektrotraktija piedāvā trīs galvenās priekšrocības:

• Elektrolokomotīvas nenesa degvielu, bet izmanto sekundāras enerģijas avotus, nodrošinot neieglabātu trakcijas spēku, kas efektīvi pārvieto vilcienus.

• Tā veicina enerģijas taupību; ar Ķīnas dzelzceļa nozares ienākšanu jaunā attīstības fāzē, tiek plašāk izmantotas elektrolokomotīvas.

• Tā uzlabo darbības drošību. Modernās elektrolokomotīvas, kas balstās uz mikroelektroniku un informācijas tehnoloģijām, atbalsta reāllaika kļūdu detektāciju, autonomo vadīšanu un attālinātu kontrolēšanu, būtiski paaugstinot trakcijas sistēmu informatizācijas līmeni.

2.Augstsprieguma atslēgslēdzņu īpašības, funkcijas, veidi un evolūcija

(1) Funkcijas un lomas
Lai arī augstsprieguma atslēgslēdzņi tikai nesen ir plaši pieņemti Ķīnas elektrosistēmās, tie jau ir parādījuši izcilu veiktspēju. To pamata funkcijas ir divas:

• Atvērtā stāvoklī tās nodrošina redzamu un elektriski drošu izolācijas attālumu starp kontaktpunktām;

• Aizvērtā stāvoklī tās uzticami nodrošina nomālās nepārtrauktās strāvas pārnešanu.

Šīs spējas būtiski uzlabo gan drošību, gan darbības efektivitāti. Galvenās lomas ietver:
• Elektroenerģijas izolācija: Uzlabojumos atslēgslēdzņi izolē apjukto aprīkojumu no elektroenerģijas virzieniem, izveidojot skaidri redzamu atsekošanas punktu, kas aizsargā personālu un aprīkojumu.
• Pārslēgšanas darbības (šķīruma pārslēgšana): Tās ļauj droši pārslēgt aprīkojumu starp darbības, gaida vai uzlabošanas stāvokļiem, nodrošinot elastīgu un drošu operatīvo rekonfigurāciju.

(2) Veidi
Atslēgslēdzņu veidi atšķiras atkarībā no vairākiem kritērijiem:

• Pēc instalācijas vietas: ārpusē vai iekšpusē;

• Pēc sprieguma līmeņa: zems spriegums vai augsts spriegums;

• Pēc konstrukcijas dizaina: viens stabs, divi stabi vai trīs stabi;

• Pēc darbības mehānisma: manuāls, elektisks vai gāzes spiediens.

(3) Tehnoloģiskie progresi
Parastie atslēgslēdzņi bieži saskārās ar samazinātu kontaktu platību starp kustīgajiem un nemainīgajiem kontaktiem pēc ilga izmantošanas, kas rada lielāku pretestību, augstākas pārneses zaudējumus un paaugstinātu enerģijas patēriņu. Nesenās inovācijas, piemēram, pirstu kontakttehnoloģija un ribotu virsmu dizains, būtiski ir uzlabojis vedamību un uzticamību. Šie uzlabojumi ir paplašinājuši moderno augstsprieguma atslēgslēdzņu pielietojuma apmērus Ķīnas elektroenerģētikas infrastruktūrā.

3. Lietojums trakcijas elektrosistēmās
(1) Attālināta kontrole (teleoperācija)
Augstsprieguma atslēgslēdzņi tagad ir kritiski svarīgi komponenti elektroenerģijai piegādājošos dzelzceļu saujas sistēmās, ļaujot izolēt kļūdas un veikt sekcijas uzraudzību, tādējādi uzlabojot darbības drošību un precizitāti. Ņemot vērā Ķīnas elektroenerģijai piegādājošajā dzelzceļu tīklā esošo lielu un plaši izkliedēto nodaļu skaitu, manuālā vietējā operācija ir neefektīva un ierobežo automatizāciju. Tāpēc attālinātas kontroles ieviešana ir vitāli svarīga dzelzceļu modernizācijas veicināšanai.

Ar viltotās un bezvadu komunikācijas progresu, attālinātos terminālus (RTU) var integrēt elektrooperāciju mehānismos. Šī integrācija ne tikai risina galvenās problēmas attālinātā atslēgslēdzņu darbībā, bet arī paaugstinās sistēmas uzticamību, nodrošina stabila elektroenerģijas piegādi un paaugstinās veselā elektroenerģijai piegādājošā dzelzceļa automatizācijas līmeni.

(2) Viltotā/Bezvadu videouzraugšana
Kā saujas atslēgslēdzņi parasti ir instalēti ārpusē un bez uzraudzības, tad attālināta uzraudzība ir būtiska kopā ar attālinātu kontrolēšanu. Videouzraugšanas sistēmas ļauj nepārtrauktu lauka stāvokļa uzraudzību, samazinot cilvēka kļūdas komandas lēmumu pieņemšanā.

Šādu sistēmu izmantošanai ir nepieciešamas hibrīda komunikācijas risinājumi, kombinējot viltotās un bezvadu tehnoloģijas, piemēram, frekvences maiņas izplatīšanu un Wi-Fi, abas matūras Ķīnā. Šo pašreizējo komunikācijas metožu integrācija ļauj spēcīgu attālinātu videouzraugšanu, turpmāk uzlabojot drošību, uzticamību un efektivitāti elektroenerģijai piegādājošajā dzelzceļa darbībā.

(3) Tiešsaistes temperatūras uzraudzība
Neraugoties uz vienkāršo struktūru, atslēgslēdzņu kontakti un kontaktpirsti ir izpostīti smagām ārpusē esošajām vides apstākļiem, padarot tos par oksidācijas riska objektu. Oksidācija palielina kontaktu pretestību un izraisa pārmērīgu karstumu, kas, ja to neatrisina, var novest pie aprīkojuma sabojāšanas vai ugunsgrēka.

Smārta apgabalu un bezpilota darbības laikmetā attālā temperatūras uzraudzība kļuvusi par būtisku. Ķīnā tiek izmantotas trīs galvenās metodes: bezvadu sensori, šķidriniekoku sensori un infrasarkano termografiiju—visizplatītākā ir šķidriniekoku sensoru metode.

Šķidriniekoku temperatūras sensori tiek fiksēti tieši uz kontaktiem vai kontaktu pirkstiem. Dati tiek transmētēti caur augstsprieguma noturīgu šķidriniekoku līniju centra procesora vienībai, tad tika pārsūtīti apgabala aizmugurprogrammas datoriem reāllaikā analizēšanai. Ķīnā jau ir izstrādāts speciāls datu pārvaldības un analīzes programmatūras risinājums, kas nodrošina uzticamu temperatūras uzraudzību. Tomēr augsta tehnoloģijas un programmatūras izstrādes izmaksas joprojām ir izaicinājums.

4. Secinājumi
Ķīnas elektroapgādītā dzelzceļa sistēma ir ienākusi jaunā attīstības posmā. Parastie atslēgņi tiek nepārtraukti optimizēti, izmantojot kontaktu pirkstu un kaltētas virsmas tehnoloģijas, kas būtiski uzlabo augstsprieguma atslēgņu veiktspēju trakcijas enerģijas pielietojumos, paātrinot valsts dzelzceļa tīkla modernizāciju.

Salīdzinājumā ar tradicionālajiem elektroapgādes modeļiem, elektrotraksijs piedāvā labāko efektivitāti, drošību un zemāku enerģijas patēriņu. Jauno augstsprieguma atslēgņu integrācija ar elektrotraksijs sistēmām kļuvusi par Ķīnas dzelzceļa modernizācijas simbolu, kas novieto valsts elektroapgādes tehnoloģiju starp pasaulē labākajām.