Bruk av høyspenningsskiltinger i traktsstrømsystemer

Tradisjonelle brytere har blitt stadig mer utilstrekkelige for driftsbehovene i moderne traktspenningsystemer. Oppkomsten av høyspenningsbrytere har effektivt fylt dette hull. Høyspenningsbryter-systemer optimiserer strukturen til konvensjonelle brytere, utvider deres anvendelsesområde, og legger større vekt på fine detaljer, noe som øker sikkerheten og påliteligheten til spenningsystemer under faktisk drift. Derfor er det nødvendig å analysere og studere bruken av høyspenningsbrytere i traktspenningsystemer.

1.Traktspenningsystemer
Det elektriske traktspenningsystemet som for tiden brukes i Kina representerer en ny form for sporbasert traktdrift drevet av elektrisitet—en opphøyd drivteknologi som blir bredt anvendt i hovedbaner og bybane, med fremragende ytelse og betydelig forbedring av kollektivtransportens bekvemmelighet. I praktisk bruk konverterer elektrisk trakt kontinuerlig elektrisk energi til mekanisk traktkraft for å drive jernbane-lokomotiver og elektriske flerservicer-togsett.

Kinas nåværende elektriske trakt-systemer er inndelt etter strømtype i tre kategorier: industri-høyfrekvens enefase-vekselstrøm, likstrøm, og lavfrekvens enefase-vekselstrøm. Av disse er systemet med industri-høyfrekvens enefase-vekselstrøm mest utbredt, hovedsakelig brukt i elektrifiserte jernbaner.

Elektrisk trakt har tre viktige fordeler:

• Elektriske lokomotiver bærer ikke drivstoff, men bruker sekundære energikilder, noe som gjør det mulig med ikke-selvhjulpet traktdrift som effektivt driver tog.

• Det fremmer energibesparelse; med Kinas jernbanesektor som går inn i et nytt utviklingsfase, blir elektriske lokomotiver mer omfattende innført.

• Det forbedrer driftssikkerhet. Takk til fremskritt i mikroelektronikk og informasjonsteknologi, støtter moderne elektriske lokomotiver sanntidfeiloppdaging, autonom kjøring og fjernkontroll, noe som betydelig øker informasjonsnivået til traktsystemer.

2.Egenskaper, funksjoner, typer og utvikling av høyspenningsbrytere

(1) Funksjoner og roller
Selv om høyspenningsbrytere først nylig har blitt vidt anvendt i Kinas spenningsystemer, har de demonstrert fremragende ytelse. De sentrale funksjonene er tofold:

• Når de er åpne, sikrer de en synlig og elektrisk trygg isolasjonsavstand mellom kontaktene;

• Når de er lukket, bærer de pålitelig den angitte kontinuerlige strømmen.

Disse evnene forbedrer betydelig både sikkerhet og driftseffektivitet. Nøkkelfunksjoner inkluderer:
• Strømisolasjon: Under vedlikehold isolerer brytere deenergerte enheter fra livekretser, skaper en klart synlig brytpunkt som beskytter personell og utstyr.
• Bryting (bussoverføring): De lar sikre overganger av utstyr mellom drift, reservestand eller vedlikeholdsstand, som gir fleksible og sikre driftsomkonfigurasjoner.

(2) Typer
Brytertyper varierer basert på flere kriterier:

• Etter installasjonssted: utendørs vs. innendørs;

• Etter spenningsnivå: lavspennings- vs. høyspennings-;

• Etter konstruksjonsdesign: enkelepolt, dobbelpolt eller trippelpolt;

• Etter driftsmekanisme: manuell, elektrisk eller pneumatisk.

(3) Teknologiske fremskritt
Tradisjonelle brytere hadde ofte reduksjon i kontaktareal mellom bevegelige og statiske kontakter etter langvarig bruk, noe som førte til økt motstand, høyere ledningstap, og økt energiforbruk. Nye innovasjoner, som fingerkontakt-teknologi og knurling av overflater, har betydelig forbedret ledningsevne og pålitelighet. Disse forbedringene har utvidet anvendelsesområdet for moderne høyspenningsbrytere i Kinas struktur.

3. Anvendelser i traktspenningsystemer
(1) Fjernkontroll (Teleoperasjon)
Høyspenningsbrytere er nå viktige komponenter i elektrifiserte jernbane-kontaktnett, som muliggjør feilisolering og seksjonert vedlikehold, noe som forbedrer driftssikkerhet og nøyaktighet. Gitt det store antallet og den brede fordelingen av knutepunkter i Kinas elektrifiserte jernbanenett, er manuell på-stedets-drift ineffektiv og begrenser automatisering. Derfor er implementering av fjernkontroll essensiell for fremme av jernbane-modernisering.

Med fremskritt i trådløs og trådete kommunikasjon kan Remote Terminal Units (RTU) nå integreres i elektriske driftmekanismer. Denne integrasjonen løser ikke bare nøkkelfordelinger i fjernbryting, men forbedrer også systemets pålitelighet, sikrer stabil strømforsyning, og hever total automatiseringsnivået i elektrifiserte jernbaner.

(2) Trådløs/trådet videoovervåking
Siden kontaktnett-brytere typisk installeres utendørs og uten observasjon, er fjernovervåking essensiell sammen med fjernkontroll. Videovervåkingssystemer tillater kontinuerlig overvåking av feltforhold, minimerer menneskelig feil i kommandobeslutninger.

Implementering av slike systemer krever hybridkommunikasjonsløsninger—kombinasjon av trådete og trådløse teknologier som frekvenshoppende sprengspektrum og Wi-Fi, begge modne i Kina. Integrasjon av disse avanserte kommunikasjonsmetodene muliggjør robust fjernvideoovervåking, noe som ytterligere forbedrer sikkerheten, påliteligheten og effektiviteten i elektrifiserte jernbaneoperasjoner.

(3) Online temperatur-overvåking
Trotters enkle struktur, er bryterkontakter og kontaktfinger utsatt for tøffe utendørsforhold, som gjør dem utsatt for oksidasjon. Oksidasjon øker kontaktmotstand og genererer unødig varme, som potensielt kan føre til utstyrssvik eller brann hvis det ikke håndteres.

I tiden med smarte understasjoner og ubemannet drift har fjernovervåking av temperatur blitt uunngåelig. Tre hovedmetoder brukes i Kina: trådløse sensorer, fiberbårne sensorer og infrarød termografi - med fiberbårne sensorer som den mest utbredte metoden.

Fiberbårne temperatursensorer fastes direkte på kontakter eller kontaktfinger. Data overføres via høyspenningsbestandige fiberkabler til en sentral prosessorenhet, deretter videreformidles til bakendecomputere i understasjonen for sanntidanalyse. Det er allerede utviklet dedikert programvare for datahåndtering og analyse i Kina, noe som sikrer pålitelig temperatur-overvåking. Imidlertid er høye utrustnings- og programvareutviklingskostnader fortsatt en utfordring.

4. Konklusjon
Kinas elektrifiserte jernbane system har nådd en ny fase i utviklingen. Ved fortsettende optimalisering av tradisjonelle skillekontakter - gjennom fingerkontakt- og rilladde teknologier - har ytelsen til høyvolts-skillekontakter i trakkspenningsapplikasjoner blitt betydelig forbedret, noe som har akselerert moderniseringen av det nasjonale jernbanenettet.

Sammenlignet med konvensjonelle strømforsyningsmodeller tilbyr elektrisk trakkspenning bedre effektivitet, forbedret sikkerhet og lavere energiforbruk. Integrering av avanserte høyvolts-skillekontakter med elektriske trakkspenningssystemer har blitt et kjennetegn på moderniseringen av Kinas jernbaner, og plasserer landets elektrifiserings-teknologi blant de beste i verden.