Penggunaan Peralatan Pemutus Tegangan Tinggi dalam Sistem Bekalan Kuasa Penggerak

Peralihan tradisional semakin tidak mencukupi untuk permintaan operasional sistem bekalan tenaga gerak moden. Munculnya pemutus litar voltan tinggi telah mengisi jurang ini dengan berkesan. Sistem pemutus litar voltan tinggi mengoptimumkan struktur peralihan konvensional, memperluaskan aplikabilitinya, dan memberi penekanan lebih kepada detail halus, yang meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan sistem tenaga semasa operasi sebenar. Oleh itu, adalah penting untuk menganalisis dan mengkaji aplikasi pemutus litar voltan tinggi dalam sistem bekalan tenaga gerak.

1.Sistem Bekalan Tenaga Gerak
Sistem bekalan tenaga gerak elektrik yang digunakan di China pada masa kini mewakili bentuk baru penggerak rel yang dikuasakan oleh elektrik—teknologi penggerak yang baru muncul dan luas digunakan dalam kereta api utama dan transit bandar raya, memberikan prestasi yang luar biasa dan meningkatkan kemudahan pengangkutan awam secara signifikan. Dalam penggunaan praktikal, penggerak elektrik terus-menerus menukar tenaga elektrik menjadi tenaga gerak mekanikal untuk menggerakkan lokomotif kereta api dan unit ganda elektrik.

Sistem penggerak elektrik China pada masa kini diklasifikasikan mengikut jenis arus menjadi tiga kategori: AC tunggal fasa frekuensi industri, DC, dan AC tunggal fasa frekuensi rendah. Di antara ini, sistem AC tunggal fasa frekuensi industri paling umum, terutamanya digunakan dalam kereta api yang dikuasakan elektrik.

Penggerak elektrik menawarkan tiga kelebihan utama:

• Lokomotif elektrik tidak membawa bahan api tetapi menggunakan sumber tenaga sekunder, membolehkan daya gerak yang tidak bersendirian yang menggerakkan kereta dengan berkesan.

• Ia mempromosikan penghematan tenaga; dengan sektor kereta api China memasuki fasa pembangunan baru, lokomotif elektrik semakin banyak digunakan.

• Ia meningkatkan keselamatan operasi. Berkat kemajuan dalam mikroelektronik dan teknologi maklumat, lokomotif elektrik moden menyokong pengesanan ralat masa nyata, pemanduan autonomi, dan kawalan jarak jauh, meningkatkan tahap informatisasi sistem penggerak secara signifikan.

2.Ciri-ciri, Fungsi, Jenis, dan Evolusi Pemutus Litar Voltan Tinggi

(1) Fungsi dan Peranan
Walaupun pemutus litar voltan tinggi baru-baru ini diterima pakai secara meluas dalam sistem tenaga China, mereka telah menunjukkan prestasi yang luar biasa. Fungsi utamanya adalah dua aspek:

• Apabila terbuka, ia memastikan jarak isolasi yang boleh dilihat dan selamat dari segi elektrik antara kontak;

• Apabila tertutup, ia membawa arus berterusan berperingkat dengan berkesan.

Kemampuan-kemampuan ini secara signifikan meningkatkan keselamatan dan kecekapan operasi. Peranan utama termasuk:
• Isolasi Tenaga: Semasa pemeliharaan, pemutus litar mengasingkan peralatan yang tidak dibebankan daripada litar hidup, mencipta titik putus yang jelas kelihatan yang melindungi pekerja dan peralatan.
• Operasi Peralihan (Peralihan Bus): Ia membolehkan peralihan selamat peralatan antara keadaan beroperasi, siaga, atau pemeliharaan, memudahkan rekonfigurasi operasi yang fleksibel dan selamat.

(2) Jenis
Jenis pemutus litar berbeza berdasarkan beberapa kriteria:

• Berdasarkan lokasi pemasangan: luar vs. dalaman;

• Berdasarkan tahap voltan: voltan rendah vs. voltan tinggi;

• Berdasarkan reka bentuk struktur: tiang tunggal, tiang berganda, atau tiang tiga;

• Berdasarkan mekanisme operasi: manual, elektrik, atau pneumatik.

(3) Kemajuan Teknologi
Pemutus litar tradisional sering mengalami penurunan kawasan kontak antara kontak bergerak dan statik selepas penggunaan yang panjang, menyebabkan peningkatan rintangan, kerugian konduksi yang lebih tinggi, dan penggunaan tenaga yang lebih tinggi. Inovasi terkini—seperti teknologi kontak jari dan reka bentuk permukaan bergelombang—telah sangat meningkatkan konduktiviti dan kebolehpercayaan. Penambahbaikan ini telah memperluas lingkup aplikasi pemutus litar voltan tinggi moden di infrastruktur tenaga China.

3. Aplikasi dalam Sistem Bekalan Tenaga Gerak
(1) Kawalan Jarak Jauh (Teleoperasi)
Pemutus litar voltan tinggi kini merupakan komponen penting dalam sistem catenary kereta api yang dikuasakan elektrik, membolehkan isolasi ralat dan pemeliharaan bahagian, yang meningkatkan keselamatan dan ketepatan operasi. Mengingat jumlah dan taburan stesen hub yang besar dalam rangkaian kereta api yang dikuasakan elektrik China, operasi manual di tempat tidak efisien dan membatasi automasi. Oleh itu, pelaksanaan kawalan jarak jauh adalah penting untuk mendorong modernisasi kereta api.

Dengan kemajuan dalam komunikasi berdawai dan tanpa wayar, Unit Terminal Jauh (RTU) kini boleh diintegrasikan ke dalam mekanisme operasi elektrik. Integrasi ini bukan sahaja menyelesaikan cabaran utama dalam operasi pemutus litar jarak jauh tetapi juga meningkatkan kebolehpercayaan sistem, memastikan bekalan tenaga yang stabil, dan meningkatkan tahap automasi keseluruhan kereta api yang dikuasakan elektrik.

(2) Pemantauan Video Berdawai/Tanpa Wayar
Kerana pemutus litar catenary biasanya dipasang di luar dan tidak dijaga, pemantauan jarak jauh adalah penting bersama-sama dengan kawalan jarak jauh. Sistem pengawasan video membolehkan pengawasan berterusan keadaan lapangan, mengurangkan ralat manusia dalam keputusan perintah.

Pelaksanaan sistem-sistem ini memerlukan penyelesaian komunikasi hibrid—menggabungkan teknologi berdawai dan tanpa wayar seperti spektrum loncatan frekuensi dan Wi-Fi, kedua-duanya sudah matang di China. Pengintegrasian kaedah komunikasi canggih ini membolehkan pemantauan video jarak jauh yang kukuh, lebih meningkatkan keselamatan, kebolehpercayaan, dan kecekapan operasi kereta api yang dikuasakan elektrik.

(3) Pemantauan Suhu Dalam Talian
Walaupun strukturnya mudah, kontak pemutus litar dan jari kontak terdedah kepada persekitaran luar yang keras, menjadikan mereka rentan kepada oksidasi. Oksidasi meningkatkan rintangan kontak dan menghasilkan haba berlebihan, yang boleh menyebabkan kegagalan peralatan atau kebakaran jika tidak ditangani.

Dalam era substansi pintar dan operasi tanpa pengawasan, pemantauan suhu jarak jauh telah menjadi tidak terpisahkan. Tiga metode utama digunakan di China: sensor nirkabel, sensor serat optik, dan termografi inframerah—dengan sensor serat optik menjadi yang paling banyak diterapkan.

Sensor suhu serat optik dipasang langsung ke kontak atau jari kontak. Data ditransmisikan melalui serat optik tahan tegangan tinggi ke unit pemrosesan pusat, kemudian disampaikan ke komputer backend stasiun untuk analisis real-time. Perangkat lunak khusus untuk manajemen dan analisis data telah dikembangkan di China, memastikan pemantauan suhu yang andal. Namun, biaya peralatan dan pengembangan perangkat lunak yang tinggi tetap menjadi tantangan.

4. Kesimpulan
Sistem kereta api listrik China telah memasuki tahap perkembangan baru. Optimalisasi berkelanjutan dari disconnector tradisional—melalui teknologi kontak jari dan permukaan bergelombang—telah secara signifikan meningkatkan kinerja disconnector tegangan tinggi dalam aplikasi traksi listrik, mempercepat modernisasi jaringan kereta nasional.

Dibandingkan dengan mode pasokan daya konvensional, traksi listrik menawarkan efisiensi yang lebih baik, keamanan yang ditingkatkan, dan konsumsi energi yang lebih rendah. Integrasi disconnector tegangan tinggi canggih dengan sistem traksi listrik telah menjadi ciri khas modernisasi kereta api China, menempatkan teknologi elektifikasi negara tersebut di antara yang terbaik di dunia.