[发明专利]25kV等级受电弓离线实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及实验用受电弓离线放电电路技术领域，具体的说，本发明涉及一种在实验条件下模拟受电弓在25kV等级产生离线现象的25kV等级受电弓离线实验装置。

背景技术

在高速列车运行中，由于接触网波动和受电弓振动加剧等内部因素，以及车体振动激扰等外部因素，致使受电弓与接触线发生脱离，造成受电弓离线现象。离线瞬间的电弧放电严重影响列车受电弓的受流特性；不仅烧蚀接触线和受电弓滑板，缩短其使用寿命，其产生的高频电磁波还对周围的通信线路造成无线电杂音干扰和对周围环境造成噪声污染。因此，实际供电状态下(25kV)的受电弓离线实验装置，为正确地把握受电弓离线状态，研究离线对牵引系统的影响提供硬件基础。

现有技术的不足如下：当前，受电弓离线实验的电源形式分为交流和直流两种，交流供电的受电弓离线实验用于模拟交流牵引供电系统，直流供电的则用于模拟直流牵引供电系统。对于交流供电条件下的受电弓离线实验，由于实验室内电源功率的限制，供电电压为几十伏时，其电流能达到几百安培；供电电压为220V时，其电流不超过50A；有关研究采取发电机供电，电压可提高到几千伏，但其电流也只能维持在10-20A。对于直流供电条件下的受电弓离线实验，同样受到实验室内功率的限制，供电电压升高，则实验电流降低；要达到实际的大电流，就必须降低供电电压。可见，现有的受电弓离线模拟装置的供电电压和电流跟实际相差很大，其原因主要是实验条件下不能够提供足够大的电源功率，因此现有实验装置具有一定的局限性。为了克服上述缺点，是有必要提出一种实验用25kV等级的弓网离线放电装置。

针对现有技术存在的缺陷，提出本发明。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种25kV等级受电弓离线实验装置，能够获取放电过程中的25kv等级的电压波形，在正弦震荡快速衰减过程中的任意时刻，例如瞬时电压为0kv、5kv、10kv、15kv、20kv、25kv等时，使受电弓脱离接触线，从而产生高电压、大电流离线现象，实现对现实条件的真实、准确还原，从而进行相关的研究。

为实现上述发明目的，本发明提供的25kV等级受电弓离线实验装置的技术方案是：一种25kV等级受电弓离线实验装置，其特征在于，包括以220V作为供电电源并经变压器升压后的倍压电路，倍压电路作为输入电源与离线放电回路连接；离线放电回路包括放电电容、放电控制开关、受电弓、接触线、调节负载依次连接形成的回路，离线控制系统通过动力单元控制受电弓运动产生离线；一触发控制单元，触发控制单元通过控制放电开关和离线控制系统，控制受电弓在放电电压衰减至25kv等级时离线。

所述的触发控制单元包括一接受离线信号的信息处理单元，信息处理单元的输出信号包括放电信号和离线动作信号，放电信号触发放电控制开关，离线动作信号触发离线控制系统。

所述的放电信号通过一延时单元触发放电控制开关。

所述的触发控制单元的放电信号为高压脉冲生成电路的输出信号。

所述的高压脉冲生成电路包括依次连接形成回路的变压器、二极管、电容、电阻，二极管和电阻之间连接有接受离线信号的IGBT驱动电路，电容和电阻之间外接一电阻作为整个高压脉冲生成电路信号的输出端。

所述的放电控制开关为球隙开关。

触发控制单元是集成电路板、DSP板、CPLD板或单片机。触发控制单元还可以采用其它由可编程控制器与外围电路构成的控制板，在此不作穷举。

所述的离线放电回路中的可调节负载包括一电感和一电阻。

所述的离线放电回路中的电容、电感和调节电阻的参数关系为：

R8<2LC2]]>

其中，R₈为调节电阻，L为电感，C₂为电容。