接触网带电通告及注意事项

接触网带电通告及注意事项（精选6篇）

篇1：接触网带电通告及注意事项

接触网带电通告及注意事项

（现场安全教育）

为了满足哈大客专联调联试的要求，根据《关于哈大客专沈阳至哈西段延长带电范围的通知》铁路电报，于2012年6月3号下午4点开始已经对哈大客专长春西动车存车场接触网正式供电，带电电压为27500伏至29000伏。为了保护广大人民群众的生命和财产安全，各级领导对安全工作非常重视。每一位施工人员要提高安全意识，加强自我保护的能力。要有高度的安全责任感和危机感。只要哪里施工就有安全隐患存在。根据《中华人民共和国铁路法》、国务院《铁路运输安全保护条例》和相关法律法规的规定，希望各参建单位和全体施工人员要严格遵守以下规定：

一、严禁攀爬接触网线杆、铁塔和铁路电力机车或在此休息、睡觉；不准进入接触网2米以内的危险区；禁止直接或间接通过任何物体（如导线、绳索、水流、棒条及各种金属等物品）碰触接触网（包括支柱、支撑结构、拉线及其金属结构）。

二、严禁在接触网杆塔、拉线周围30米以内取土、打桩、钻探和倾倒有害、腐蚀的化学物品，或在接触网线路两侧各1000米范围内从事爆破作业。

三、严禁在接触网线路各300米区域内放风筝、气球，不得触碰电力接触网、向接触网抛掷、搭挂绳索等任何物品或在接触网杆塔上架设、安装、悬挂其它物品。

四、严禁各种车辆和行人在未设置铁路道口或人行过道处通过接触网线路，或在接触网线路两侧行走、逗留、玩耍；各种车辆在通过接触网线路下的道口或人行过道时不得超过限界门规定的高度，不得强行通过损坏限界门和接触网附属设施；严禁在装载物品超过2米的车辆上坐（站）人；施工人员人和行人持有长物通过道口时必须保持长物水平通过，严禁持有长物直立通过，以防碰触接触网发生触电事故。

五、通过道口时必须执行“一站、二看、三确认、四通过”的原则。

六、在联调联试期间，要认真贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，必须服从项目部和各级、各部门的安全管理，严格遵守各项规章制度。

七、各施工队要严格执行施工计划提前上报制度，要注明施工地点、部位、施工人数。待上级批准施工计划下达后，各施工单位要对施工内容进行逐一核对，凡经过批准的施工，各单位、各部门不得擅自更改。

八、各施工单位得到准许施工的调度命令后，方可开始组织施工；哪里有工人干活就必须有施工队、项目部管理人员在现场监督检查，确保万无一失。安全检查监督人员发现有违章作业、安全措施没有落实危及到施工人员生命及行车安全时，必须要立即停止作业。

九、所有人员不得擅自闯入禁区内作业。施工结束后，所有人员必须下道，机

具、设备、材料等全部撤出限界以外，确保行车和人身安全。

十、施工作业应于试验列车到达前1小时完成，不得利用试验列车的间隔时

间施工。

十一、在带电区段通过或使用各种车辆、机具设备不得超过机车车辆限界。作

业人员和工具与接触网必须保持2米以上的安全距离。

十二、作业人员休息时，不准坐在钢轨、枕木、道床边坡、深水井、配电室等危险区域。

十三、所有施工人员必须经过三级安全教育培训、考试合格后方可上岗作业。

十四、严禁私自拆改或移动安全防护设施、消防设施和用电设备，严禁酒后作业。作业前要查看上下左右周围环境是否存在不安全因素，要检查自己是否正确穿戴了劳动保护用品和使用工具。临时用电不得私拉乱接。施工现场严禁烟火，严禁抽烟。要及时清理易燃易爆物品，以防火灾事故发生。

十五、作业过程中不准向下抛掷任何物品。要真正做到三不伤害。

十六、本项目部在建区域内的规划道路已基本完成，正处在养护阶段，严禁大型超高超重车辆通过；进入动车所的各种车辆必须办理出入证。各种车辆要减速慢行，防止发生交通事故；不得碾压和破坏电缆槽、排水沟盖板、井盖及附属设施；不得随意揭开管沟盖板、井盖和污染、破坏墙面、地面等；加强成品保护意识，珍惜劳动成果。

以上规定要自觉遵守，如有违反本规定者，将给予重罚。情节严重的移送给司法机关处理。

中铁建设集团有限公司 哈大客专长春西动车存车场项目部

2012年6月4日星期一

篇2：接触网带电通告及注意事项

接触网带电通告 此处由中铁电气化局集团第一工程有限公司承建的接触网工程已经初步建成。根据北京铁路局的要求及现场施工需求，新建天津站津秦场上方接触网及其设备将于2013年5月10日正式带电，沿线施工单位、居民请注意以下几点： 1.接触网设备额定电压25kv。安全距离2米以上；回流线等接地设备安全距离1米以上（电力机车通过、阴雨天要加大），侵入物件、设施必须拆除。2.距接触网带电部分5米以内的电缆、金属结构必须接地，防止感应电伤人。3.如施工过程对接触网有影响时，应及时与我单位联系。4.施工应根据本专业施工规则，制定安全、可靠的保护措施，确保施工作业人员及接触网设备的安全。5.因贵单位施工造成的接触网设备停电、损坏、铁路行车事故等，责任由贵单位自负，本单位概不负责。中铁电气化局集团一公司天津站改扩建工程项目部 2013年4月20日

篇3：接触网带电通告及注意事项

近几年,我国铁路事业取得了跨越式的 发展,电气化线 路加快建设,铁路局工务系统的重型轨道车和供电系统的接触网作业车的工作量成倍增加,各中铁工程局使用的自轮运转特种设备数量也明显增加,为全国铁路建设的发展做出了保证。

但是随着铁路大跨步发 展,重型轨道 车和接触 网作业车使用频 繁,在使用过 程中最容 易出现故 障的就是GC220、GC270型轨道车以及JW-3、JW-4、DA11、DA12型接触网作业车的离合器装置。离合器发生故障主要是因为离合器是设置在发动机与变速箱之间的 动力传动 机构,其功用就 是传递和切断动力,便于轨道车或接触网作业车的起步和换挡,承受着起步和换挡时产生的作用 力矩,另外还起 到防止传 动系过载的保护作用,这就导致了离 合器在运 用中长期 处在一个 力矩变化的工作环境中,随着轨道 车和接触 网作业车 工作量的 日益增加,牵引载重的日益增加,全车最容易出现故障的就属离合器装置了。

目前重型轨道车和接触网作业车使用的离合器 大多数采用的是英国的LIPE15/380-2LP离合器,本公司自2007年取得铁道部JY290型重型轨道车和GC220型重型轨道车大修资质以来,承修了济南铁路局工务系统60余台和中铁工程局17台重型轨道车的大修工作,通过这些年的检修经验,本文在此 对该离合器易发生故障的表现形式和原因进行简要分析,并对离合器的检修提出若干注意事项。

1离合器的结构组成

LIPE离合器是由干式的 双离合器 片组成的 摩擦离合 器。摩擦衬片的材料为陶瓷合金。该离合器属于常压紧式离合器,分离时必须通过分离轴承提供拉力,使压紧的离合器片和各压板分离,其压紧力是由图1所示的压合弹簧提供的,该弹簧是四周均匀分布的机械作用式弹簧。该离合器的主要结构如图1所示。

该离合器本身为不可调结构,但与其连接分离套筒是可调节的,在长期运用中,前后摩擦片的磨损,是通过调整分离套筒的位置来保证离合踏板的自由行程基本不变的,且在更新摩擦片、各压板或总成大修后,上车后必须重新调整离合踏板 的自由行程。

1—前离合器片2—中间压板3—后离合器片4—压合弹簧5—后压板6—开口销7—离合器盖8—分离轴承总成9—紧固螺栓10—弹簧垫圈11—分离杠杆圆柱销12—小垫圈13—圆销14—锁紧背母15—调整螺母16—调整螺杆17—卡环18—分离杠杆19—弹簧

2离合器的常见故障

(1)离合器打滑。表现形式:1)车辆起步时,在松开离合器踏板的过程中,不能马上行走,当踏板快要完全松开时,才能勉强起步;2)在行驶过程中需要加速,但车辆的行驶速度并不能随发动机转速的增加而提高;3)负荷加大时,离合器发热、冒烟和发出异味。出现该故障的原因:1)压紧弹簧折断或弹性系数下降,对压板的压紧力不足;2)摩擦片、中压板、后压板磨损严重;3)摩擦片表面沾有油污,造成摩擦片打滑;4)摩擦片严重烧损;5)离合器踏板的自由行程不足;6)变速档位选择与实际速度不符。

(2)离合器分离不彻底。表现形式:1)发动机在怠速运转时,离合器踏板踩到 底,变速箱挂 档仍感到 困难 (齿轮有撞 击声)或根本就挂不进去档;2)挂上档后还没有抬起离合器踏板时,轨道车就已经起步或发动机熄火。出现该故障的原因:1)踏板自由行程过大;2)分离杠杆扭曲或不在同一平面上;3)分离拨叉与分离轴承座有一边脱位;4)从动盘变形或破裂;5)飞轮、中压板、后压盘烧伤或变形。

(3)车辆起步发抖。表 现形式:轨道车、作业 车挂档起 步时,车辆产生一种抖动现象。出现该故障的原因:1)分离杠杆的高度不一致或有变形;2)从动盘总成或中压板翘曲变形;3)从动盘的摩擦片铆钉松动或 断裂;4)摩擦片拉 伤后厚度 不均匀;5)扭曲减振弹簧断裂;6)压紧弹簧压力不均匀或断裂;7)重载牵引时离合器踏板抬得过快;8)车轴齿轮箱悬挂吊杆与吊杆销间隙过大或吊杆弹簧折断;9)挂档起步时档位选择不当。

3离合器的检修与组装

(1)检查各压板的摩擦面、飞轮的摩擦面、前后离合器片以及分离轴承是否清洁,如发现有污迹、油迹必须清洁干净,可以用汽油或易挥发的的有机溶剂进行清洁,清洁后用高压空气吹净。离合器片出现下列问题时应更换:1)离合器片磨损严重,或出现脱落、裂纹、烧焦;2)离合器片出现铆钉松动或断裂;3)离合器前后片与其配合轴的花键齿配合间隙>0.25mm。

(2)检查分离轴承。用手转动轴承,如在转动时出现卡滞或异音,则必须更新分离轴承。

(3)检修各压板,重点检查其工作表面状态,应平整、无沟痕、无机械性损伤和 变色等现 象。离合器压 板磨损如 出现沟痕,在平面度≤0.15mm、沟痕深度≤0.5mm或挠曲≤0.2mm时,可用油石磨光修复;如果磨损沟痕、挠曲过限 时,可磨削加工平面,但磨削后的压盘厚度减薄量≤原厚度的10%,否则应更新,磨削后中压板厚度≥18mm,且同一套离合器中间压板及后压板总磨削量≤2mm。

(4)检查压合弹簧。压 合弹簧应 符合以下 标准:1)无裂纹、腐蚀和永久变形;2)弹簧自由高度≥72mm,压缩至65mm时,各弹簧弹力差≤50N;3)压板弹簧自由高度差≤0.50mm;4)压板弹簧刚度 差≤0.044kgf/mm。超过以 上限度的 应予更新。

(5)离合器各部检查、清洗完毕后组装。1)用螺栓将飞轮连接圈固定至飞轮上;2)安装前离合器片,标有“FWSIDE”的盘面应朝向发动机飞轮;3)按拆解时的标记位置将中间压板装入连接圈驱动槽中,用塞尺测量从动块与驱动槽的间隙,每侧间隙的允许范围:0.08~0.18mm,若不符合要求时,可转动一个槽重新测量,直到合格 为止;4)安装后离 合器片,标有“PRESSPLATESIDE”的盘面应朝向 变速箱;5)将花键轴 插入前从动盘花键内再向里推,直到其前导向端进入导向轴承中为止;6)离合器盖及后压板,需在安装前用工艺螺栓固定在一起,并保证离合器盖的凸缘沟槽与中间压板从动块对齐,然后再总成安装到飞轮连接圈上;7)按67~74N·m扭矩对角交替拧紧紧固螺栓后拆下工艺螺栓,抽出装配工艺一轴;8)最后安装拨叉、变速箱以及操纵装置附件等。调整操纵 杆,拔叉与分离轴承总成上的台肩间隙为2~3mm。

4结语

篇4：接触网带电通告及注意事项

关键词：带电负荷；继电保护；校验；注意事项

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01

继电保护对于电力设备及变电站的安全、可靠运行具有重要意义，因此要重视校验电力系统中的继电装置，以确保继电装置的保护作用能够得到充分的发挥[1]。为了提高继电装置校验水平，本文结合实际工作经验，对带电负荷校验的具体步骤以及注意事项进行了分析，以供参考。

一、带电负荷校验的作用

带电负荷校验是建设电力系统时必须开展的一项工作，只有进行负荷校验才能够有效判断竣工后的输电工程、投入使用的新型电力设备是否处于正常工作状态。在进行负荷校验的过程中，控制好继电装置，使其处于可靠运行以及安全运行状态，是保障电力工程当中的一次设备能够投入使用的前提条件，同时也是检验二次设备运行质量的重要途径[2]。此外，在建设电力基础设施的过程中，也必须开展负荷校验工作，只有校验带电负荷，才能够对电力系统当中的接线方式以及保护装置设计方案进行有效检查，便于及时找出错误的接线方式与完善保护装置设计方案。

二、继电保护装置带电负荷校验的步骤及注意事项分析

（一）带电负荷校验步骤

在校验继电装置时，必须从以下两个方面入手，即主变差动继电保护校验、母线差动继电保护校验。

1.主变差动带电负荷校验步骤。主变差动校验是切除变压器运行故障的有效方法，在校验主变差动装置的过程中应遵循以下步骤：（1）当主变电装置处于充电状态时，即可开始进行校验，校验之前无需考虑电流极性是否正确；当电路中的回路出现带电负荷时，就应考虑其电流极性正确与否，当极性错误时，回路中就会形成差流，并因此导致保护装置出现误动状况。如在校验的过程中发现保护误动，则应立即停用电流回路，并同时对安装好的接线盒进行检测，从而判断继电器能否正常发挥保护作用[3]。（2）应对电路中的电流相位进行测量，从而有效校验极性。在实际工作中可以采用六角图校验法，如中压侧断开，则低压及高压侧电流互差角度为180°时说明校验合格。（3）在对电流相位进行校验时，应注意测量回路电压以及不平衡电流，以确认继电装置内部接线方式、极性是否正确。

2.母线差动带电负荷校验步骤。母线差动继电保护对于电力系统及系统中设备的安全运行具有重要作用，只有通过校验的继电装置才能够维持正常工作状态。为了确保母线差动继电保护负荷校验工作的顺利进行，则应遵循以下步骤：（1）停用母线差动继电装置；（2）对保护电路进行检查，并保证电路当中存在足够用于校验的负荷；（3）确认保护电路中存在足量负荷之后，检查断路器，当断路器上存在负荷时，才能开始进行差动保护校验。（4）使用差动继电保护装置的过程中，要对回路当中的电流极性进行观察，如发现电流极性不正确，则应停止校验。

（二）继电保护装置带电负荷校验的注意事项

在对继电装置进行校验时，不仅要采用正确的校验步骤，还应在校验的过程中控制好校验要点，针对上文所分析的两种校验形式，笔者认为应注意以下事项。

1.主变差动带电负荷校验的注意事项。（1）如校验的过程中变压器处于空载状态，则励磁涌流通常比额定电流要高，两者之间相差7倍左右。励磁涌流会引起主变差动效应，当主变差动产生后，无法通过校验对继电器、电力回路当中的接线方式正确与否进行判断；对此，可以检测继电装置的整定状态是否与负荷安装要求相符，以保证主变差动校验的顺利进行。（2）在对刚投入运行的变压器进行充电时，所有机电保护装置均会自动启用，因此在校验的过程中无法有效保证电流极性完全正确，对此应及时加用母线差动继电保护以及主变差动继电保护。（3）注意检测继电器两端的电压，以校验其整定状态。

2.母线差动带电负荷校验的注意事项。（1）应注意采用正确的操作方式停用母线差动继电装置，即先停用断路器连接片，随后才能停用直流电源。如需选取熔断器，则应遵循“先正后负”的原则，在选好正极之后才能选取负极[4]。（2）完成母线差动继电保护校验之后，要按照正确的操作步骤加用保护装置，即加用好直流电源之后才能加用线路当中的断路器。在加用断路器的过程中，要注意对其连接片工作状态进行检查，如发现连接片附近存在电压时，应及时切除。（3）在校验的过程中还应根据电路的实际状况对母线差动及运行模式进行合理优化，以保证线路中的继电装置能够发挥保护作用。另外，还应注意根据电压回路情况及时切换断路器，以避免差动继电保护装置出现失灵问题。

三、结束语

综上所述，继电保护装置的带电负荷校验工作能够有效维护电网的顺利运行，所以应在实际工作中加以重视。为了完善负荷校验程序以及提高负荷校验效率，则应重视不断积累继电保护装置运行管理经验，认真总结继电装置无法实现正常运行的原因，以便可以确保负荷校验工作的有效开展。

参考文献：

[1]刘忠全，刘凤艳.浅析火力发电厂继电保护的检测与维修[J].世界华商经济年鉴·科技财经，2012（12）：239.

[2]杨蜀.电力系统谐波对继电保护的影响分析及应对措施[J].机电信息，2013（21）：24-25.

[3]臧勇钢.10kV中输电线路的继电保护基本配置及保护的评价[J].科技传播，2010（20）：150-151.

篇5：接触网带电通告及注意事项

感应式无线电能传输技术是基于电磁感应原理,将传统变压器的紧耦合磁路分开,利用原、副边分离的变压器,通过磁场耦合来实现电能的“无线”传输。由于无线电能传输具有使用安全、无机械磨损、少维护、环境适应能力强等优点,在人体植入设备[1]、电动汽车[2,3,4,5]、家用厨房电器[6]、手机[7]等移动设备的供电场合,油田、矿井、水下供电等环境恶劣场合都得到了应用并具有广泛的应用前景。

2007年MIT公司的技术小组对于共振式无线电能传输实验的突破[8],又重新激发了人们对于无线电能传输的极大兴趣[9,10,11]。其中以电磁感应为基本原理的感应式无线电能传输技术更是成为目前电力电子技术研究的热点之一[11,12,13,14,15]。

在整个感应式无线电能传输系统中,非接触变压器是实现无线传输的关键,也是决定系统特征的关键元件。其漏感大、激磁电感小、耦合系数低使得变压器自身及整个系统的效率提升比较困难[16]。同时,也为变换器拓扑的设计和系统控制策略的选取带来了很多难点。无线电能传输系统与传统紧耦合系统相比,其系统效率较低,其中非接触变压器的低耦合系数更是制约整个系统效率的关键因素[16]。为此,很多论文开展了关于非接触变压器的研究。目前通用的一种方法是靠增大整个变压器的横向尺寸来减小原副边耦合磁路磁阻,从而来提高变压器的耦合系数。但这样会极大地增加变压器的体积重量。相关学者提出了多种解决方法,比如文献[17]将圆形磁芯分割,使得分割后的磁芯总重量大大减小,而变压器耦合系数仍与分割前的相当,文献[18]提出了一种边沿扩展型非接触变压器,其通过加大原、副边磁芯的正对面积,在显著地增大了变压器耦合系数的同时减小了变压器的体积重量。

本文在文献[18]原有的边沿扩展型非接触变压器基础上,提出了一种带电磁屏蔽的绕组混合绕制的新型非接触变压器。新型非接触变压器改变了传统的单一绕组平面绕制的方法,将其变为平面绕组加上垂直绕组的混合绕制方法,此绕制方法可进一步减小整个平面变压器的尺寸和重量。但垂直绕组的采用会在磁芯的背部增加一个新的漏磁路径,为抑制这一部分的漏磁以提高耦合系数,引入了电磁屏蔽方法,并对比了几种屏蔽材料,最终选择了金属铝。结合电磁场仿真,对带屏蔽的绕组混合绕制的新型非接触变压器进行了磁路分析,给出了屏蔽层的最佳长度公式。最后,实际制作了一个新型非接触变压器,并对本文中的分析进行了对比实验验证。

1 耦合系数对系统供电效率的影响

首先研究非接触变压器的耦合系数对系统传输效率的影响。感应式无线电能传输系统框图如附录A图A1所示,其由逆变器、谐振网络、整流器及负载构成[16]。可以看出,整个系统损耗主要包括逆变桥损耗、整流桥损耗、补偿电容损耗,以及非接触变压器损耗。当逆变桥实现了软开关,那么开关管上的开关损耗即可近似忽略。而开关管、整流二极管上的导通电阻、补偿电容的寄生电阻可与非接触变压器的原副边绕组内阻统一,本文仅考虑变压器的绕组内阻,其余线路电阻包括在绕组内阻之中。

因此,可认为整个系统的损耗主要集中于非接触变压器的损耗。非接触变压器的损耗一般可分为铜损和铁损。由于铁损与工作频率、磁芯材料、工作时的磁感应强度有关,讨论起来较为复杂。因此,本文仅从非接触变压器的铜损的角度,研究耦合系数与系统效率之间的关系。

非接触变压器分析中常用的模型有互感模型和漏感模型[19]。由于互感模型可以不单独考虑两侧的漏感,在分析中有利于减少参数变量,因此本文采用互感模型进行分析。附录A图A2为考虑绕组电阻的4种双电容补偿拓扑。其中,M为原副边线圈之间的互感,LP和LS分别为原、副边线圈绕组的自感,RP和RS分别为原副边线圈绕组的内阻,RE为副边整流桥、滤波电路和负载等效成的线性电阻,C1和C2分别为原、副边的补偿电容。则以上4种补偿的副边电路总感抗ZS及副边至原边的反射阻抗Zr可表示为:

式中:k为耦合系数;ω为系统角频率。

则谐振网络的效率可表示为:

式中:ηP和ηS分别为原边效率和副边效率。

如式(1)所示,反射阻抗Zr与耦合系数k的平方成正比。结合式(3)发现,耦合系数越小,反射阻抗越小,系统效率越低。基于以上分析可得出,提高非接触变压器的耦合系数对整个系统效率的提高至关重要。因此,下文将对非接触变压器进行优化,以提高耦合系数,同时减小变压器的尺寸、重量。

2 新型非接触变压器的提出

2.1 原有的非接触变压器

文献[18]提出了一种采用边沿扩展型磁芯结构和平面绕组结构的非接触变压器,如图1所示。其磁芯演变过程见附录A图A3,通过增加原、副边磁芯的正对面积,减小了耦合磁路上的磁阻,增加了原副边耦合的磁通比例,从而提高了变压器耦合系数。同时,相比于附录A图A3(a)所示的U型磁芯,附录A图A3(c)所示的边沿扩展型磁芯的重量及尺寸均保持一致。而经测量,在同样的磁芯重量、尺寸前提下,10 mm气隙下的变压器耦合系数从U型磁芯的0.46提高到了边沿扩展型磁芯的0.6[18]。

尽管文献[18]中的非接触变压器的耦合系数得到了较大的提升,但其如附录A图A4所示的平面绕组结构使得变压器的整体宽度达到图中标示的铁芯宽度与绕组宽度之和的两倍,导致整个非接触变压器的宽度大、尺寸大。

2.2 绕组混合绕制的非接触变压器

由文献[18,19,20]的分析可知,变压器的绕组应在宽度方向上填满变压器窗口。否则,原边电流产生的磁通可能会从磁芯边柱经窗口内绕组间的气隙回到原边磁芯顶柱闭合,造成原副边耦合磁通的减少及耦合系数的降低。因此,本文保持磁芯窗口内的绕组结构不变,将部分平面绕组改为围绕磁芯顶柱垂直绕制[21],得到绕组混合绕制的非接触变压器,如图2所示。

垂直绕组的引入,可有效减小变压器宽度。同时,保留部分平面绕组,以增大磁芯边柱原、副边间的磁压降,增大耦合磁通。平面绕组和垂直绕组的匝数分配比例对耦合系数的影响需要进一步的研究,暂不在本文研究范围之内。本文研究中将平面绕组与垂直绕组的比例设为1∶1,混合绕制结构见附录A图A5。假设单元磁芯的长、宽、高分别为f,W,δ,线半径为r,匝数为N,如附录A图A6所示。那么采用平面绕组绕制在磁芯边沿扩展型的边柱上时,所需导线的总长度Lwinding1可近似表示为:

而垂直绕组绕制在磁芯中柱上时,所需导线的总长度Lwinding2可表示为:

通过对比两个长度表达式可见,采用平面绕组需要更多导线,且随匝数N的增加呈二次方增加。因此,加入了垂直绕组的非接触变压器能够在减小变压器尺寸的同时,显著减小变压器原副边线圈绕组长度。绕组长度的减小带来绕组内阻的降低。从式(3)可见,RP和RS的减小能够进一步提高系统效率。

图3给出了绕组混合绕制的非接触变压器Ansoft 2D磁场仿真结果。仿真条件为:原、副边匝比NP∶NS为12∶12,频率为300 k Hz,原边电流iP=5 A,副边开路电流iS=0 A,气隙为10 mm。可以看出,由于垂直绕组的引入,在磁芯的背部产生了一个新的漏磁通路径,如图中的红色虚线所示。

为了抑制这一部分的漏磁以提高耦合系数,引入了电磁屏蔽的方法[22],希望能增大漏磁路径上的磁阻迫使磁通重新分布。

3 电磁屏蔽的优化设计

3.1 屏蔽材料的选取

引入电磁屏蔽是为了让磁通不要直接在原边闭合,而经过气隙产生耦合磁通。磁通选择闭合路径的原则非常简单:从磁阻最低的那条磁路闭合。因此为增大磁路上的磁阻,以减小经由原边磁芯背部直接闭合的磁通,首先要保证原边不能有高磁导率的介质加入导致原边出现低磁阻磁路,故屏蔽层不能采用铁磁类屏蔽材料。

本文选用磁导率很低(约等于空气),而导电特性良好的金属材料做电磁屏蔽。感应式无线电能传输系统由于重量、体积及效率等因素的制约,通常工作频率设定在几十至几百千赫兹之间。当交变的磁场经过金属屏蔽材料的时候,由电磁感应定律,穿过该导电材料的交变磁通为零。即交变的磁通不能穿过该导电材料,其等效于增加了电磁场屏蔽部位的磁阻。

综上所述,本文的电磁场屏蔽材料可选用铜、银、铝、铅等金属。附录A图A7为地壳中的所有元素的含量分布图。可以看出,铝是地壳中含量最多的金属元素,而铜、银等金属在地壳中较为稀有。而且在众多常用的导电金属中,铝的密度(2.7 g·cm-3)最轻。因此本文最终选择铝材料来研究电磁屏蔽效果。

将铝材料加入图3中的漏磁通路径内,结构见附录A图A8。加入电磁屏蔽材料后的磁场仿真结果如图4所示。可见加入铝材料后,磁芯上方的漏磁明显减小,证明了加入屏蔽材料的效果。

3.2 屏蔽层长度的优化

屏蔽层的长度对变压器耦合系数会有影响。如果铝板长度过小,那么依然有一部分漏磁通绕过铝板闭合,如图4中磁芯上方区域所示。但如果一味加长铝板,会增加非接触变压器封装的体积、重量。因此,给出屏蔽层长度的定量优化依据。

磁力线的形状只随着介质或者源的改变而改变。因此,屏蔽层的加入对其外围磁力线的形状是没有影响的,外围磁力线闭合形状依旧是半圆形,这点通过磁场仿真图也可以看出。分别画出磁场从原边或副边闭合对应的磁路,如图5所示,其中,ΦL表示漏磁通,ΦM表示耦合磁通,L为含绕组在内的变压器宽度,g为原、副边之间的气隙,θ为铝板边缘与变压器绕组边沿的垂直夹角,r1和r2分别为漏磁路径和耦合路径的磁路半径,δ为磁芯的厚度,x为磁通管宽度。

由于磁力线闭合不相交的特性,存在一个角度θ0,使得当夹角θ<θ0时,磁力线全部由磁芯上方闭合;而当夹角θ>θ0时,磁力线全部经由副边闭合。令与垂直角度呈θ0角时,直接原边闭合路径对应的磁阻为RL,由于磁芯的磁导率远大于空气的磁导率,因此磁芯的磁阻相比于空气的磁阻可忽略,这里RL仅代表漏磁路径上的空气磁阻。同理,经由副边闭合的路径对应的磁阻为RM。

表1给出了漏磁路径及耦合路径各自对应的磁阻的表达式,其中两个基本磁路的半径分别为:

从表1可见,磁通经由原边闭合或原副边耦合闭合都经过同样的介质(空气),故磁导率μ0相等;而RL和RM的平均导磁面积又是相等的,因此磁阻的比较可变成一个简单的几何问题:只要比较从原边闭合及从原副边耦合闭合各自对应的磁路的几何路径的长度即可。那么只要耦合磁通(有效磁通)的闭合路径的长度小于从原边闭合的路径的长度,就可以避免磁通在原边闭合形成漏磁。分别经原、副边闭合的磁路长度记为lM和lL,需要满足:

因此,可得到θ0的大小应满足:

令f(θ)=[(π+2θ)tanθ]/(π-θ),那么可画出f(θ)随θ变化的曲线如附录A图A9所示。可以看出,在区间θ∈[0,π/2]内,f(θ)随θ单调增。经计算,对于气隙g=10 mm,宽度L=74 mm的非接触变压器,θ0=22°。

经上述分析可知,只要满足θ>22°,那么一定有原边漏磁阻大于原、副边耦合磁阻。由此可以证明,只要铝板取到一定的长度使得θ≤22°的磁通均被屏蔽掉,就不会再有磁通经过磁芯上方的漏磁通路径闭合。假设θ0=22°,则可以计算得到铝板的长度LAl为:

式中:d为导线线径。

实际应用中取LAl=L+2(2δ+d)tanθ0即可,以使得非接触变压器的封装尽量体积小、重量轻。

4 仿真与实验验证

为验证所提出的非接触变压器的有效性并验证屏蔽层长度优化分析的正确性,本文制作了10 mm气隙的带电磁屏蔽的绕组混合绕制的非接触变压器,其磁芯尺寸如附录A图A10所示。

实验中采用的绕组线径为1.4 mm,因此,结合式(9)和式(10)可以得出,铝板的最佳长度为89.44 mm。图6为新型变压器随着铝板长度增加对应的耦合系数的测试值。可以看出变压器的耦合系数随着铝板长度的增加而增大。且当铝板增加到最佳长度之后,耦合系数不再增加,验证了屏蔽层长度优化分析的正确性。

新型非接触变压器和文献[18]设计的边沿扩展型非接触变压器的实物图如图7所示。文献[18]变压器参数为:NP∶NS=14∶14,LP=16.5μH,LS=17.21μH,RP=1.48Ω,RS=1.53Ω。新型非接触变压器的参数为:NP∶NS=13∶12,LP=14.55μH,LS=12.38μH,RP=0.667Ω,RS=0.589Ω。新型非接触变压器的耦合系数从0.523(文献[18]变压器的耦合系数)提高到0.583,同时变压器宽度从90 mm(文献[18]变压器的宽度)减小到73 mm。

可知,由于垂直绕组的引入缩短了变压器的绕组长度,新型非接触变压器的绕组内阻明显小于原有非接触变压器的绕组内阻。采用上述变压器参数,依次对采用串串、串并、并串、并并的4种补偿拓扑进行仿真,得到的谐振网络的效率数据见表2。其中,谐振频率为300 k Hz,4种补偿的补偿电容取值详见文献[23],等效负载RE为50Ω。可见,采用具有较高耦合系数、较小内阻的新型非接触变压器,4种补偿拓扑的效率均可得到较明显的提升。

5 结语

提高非接触变压器的耦合系数对整个感应式无线供电系统效率的提升至关重要。本文为提高变压器耦合系数并减小变压器的体积重量,提出了一种带电磁屏蔽的绕组混合绕制的非接触变压器结构。该新型变压器的绕组结构采用平面绕组加上垂直绕组的混合绕制方法。此绕制方法在维持平面变压器高耦合系数的优点的同时,进一步减小了整个平面变压器的尺寸。同时,本文引入电磁屏蔽的方法解决由于垂直绕组的引入而增加的一个新的漏磁路径。结合电磁场仿真,对变压器的磁路磁阻进行了分析,给出了屏蔽层的最佳长度公式。变压器的对比测试结果证明了所提出的新型变压器结构,可降低变压器的尺寸、重量,提高其耦合系数。实验测试结果也证明了屏蔽层长度优化的正确性。本文关于屏蔽层长度优化的分析方法和思路,也适用于其他非接触变压器的外封装的实际设计。

摘要：非接触变压器的耦合系数是影响感应式无线电能传输系统效率的关键因素。为提高非接触变压器的耦合系数,同时尽量减小其体积重量,提出由平面绕组和垂直绕组构成的绕组混合绕制的非接触变压器。然而垂直绕组的引入使得变压器外侧增加了一个新的漏磁路径。为抑制该漏磁,提高耦合系数,选择金属铝进行电磁屏蔽。通过磁路分析给出了屏蔽层的最佳长度公式。最后,为验证变压器有效性及优化方法正确性,制作了一个新型变压器并进行对比实验。与现有变压器相比,在10 mm气隙下,变压器耦合系数从0.523提高到0.583,尺寸从90 mm减小到73 mm。

篇6：接触网带电通告及注意事项

1 电源割接方案

1)首先用电部门填写标准的“用电申请单”(如果割接涉及到其他部门),要求填写好“用电类型”(普通交流、直流、UPS交流),“保险类型”(空开、熔断器),“保险的最大通流量 ”(要求所接设备峰值电流不超过保险最大通流量的50 %,防止长期运行温升过高出现危险),“最晚割接完成时间”(便于双方工作协调同步进行,避免因割接滞后影响业务开通), “供电线路是否主备冗余”。用电申请单经相关监管部门,公司领导审核批准后转割接实施部门。

2)割接实施部门组织施工方、相关专业提前勘察现场,确定割接方案。

3)割接方案制定:

(1)割接方案务求尽可能详细、周全,要保证施工中每一步按计划进行,也就是说施工中作的每件事的次序是预先确定好的。

(2)割接方案中要对工作人员的职责,任务,权限清楚,要让每个人明白自己应该干什么,应该对什么负责,例如明确工程负责人、安全负责人、施工负责人、技术负责人、应急保障负责人。这一点最重要,只有划清了责任,才能保证各个环节的有序。

(3)割接方案要考虑到突发事件的控制和应急处理的内容,在每一步都要计划好不能按时完成的应急方案,割接受阻时要能快速恢复到上一步或初始状态。

(4)割接方案在保证顺利安全的前提下,应尽量减少物资,人员的浪费,最大限度利用原有设备和材料。

(5)割接方案中应有参加割接人员,工具,设备,物料准备的说明;割接先期准备的说明;割接的起止时间 (割接时间尽可能避开重大节日,重要会议等特殊敏感时期),另外,尽量避免话务量高峰期 (一年四季话务量高峰期是变化的,例如夏季人们入眠较晚,可能22:00仍有人使用电话,所以割接时间要根据具体情况而定));割接具体步骤;相应流程图,图纸,各种清单,验收报告等施工资料。

4)割接方案制定后报相关领导,专家组论证,审核通过后,各方签字交相关监管部门备案后实施。

2 割接前准备工作一定要做充分,尤其是一些细节问题

1)查清涉及到的线路,空开,熔断器,做好标记,标明线序,来去方向。千万不要相信直觉,这一步一定要作仔细,一定要避免剪错线、断错空开、熔断器的低级错误发生。

2)仔细察看施工现场,有时候想当然认为不会有什么问题,但施工中突然发现预想施工空间狭小,电源线根本进不去,或者准备的扳手进不去而无法施工 (有时正负接线柱,或负极和机壳距离过近)。这时候一种情况是工程中断,被迫延期;另一种是为了进度强行施工,造成施工时的误操作事故或后期的隐患。所以这一步务必根据现场确定好路由和工具,如电源线如何走、在哪打弯、如何绑扎、预留多长;根据螺丝,螺母型号准备螺丝刀,扳手等工具的类型、规格、数量(有时候内六角等特殊型号螺丝,如不事先看仔细,准备好,现场割接时必然束手无措)。

3)仔细检查工作中涉及到在原设备上的螺丝,螺母是否有锈死或滑扣的,如有及时处理,否则施工中很可能影响施工进度。

4)熔断器,空开要用质量最好的,而且要保存好的。千万注意不要用摔碰过的熔断器,空开,避免长期运行中出问题。

5)割接工作一般在深夜,所以所有参加人员在白天一定要休息好,至少休息一下午,尽量避免疲劳作业,经验证明很多事故其实都与疲劳作业有关。这一点大家很容易忽视,总以为连续作战、光荣、敬业,但在这种一旦出问题后果极其严重的工作中,不值得提倡。

6)整个施工现场必须有一个而且只能有一个 “第一负责人” ,施工前该负责人要宣布工作纪律,注意事项,整体工作安排,并根据割接方案中的人员布置清单将每一个环节的负责人检查落实到位。每一步工作开始,结束都需要 “第一负责人 ”确认,必要的测量,记录要与方案同步进行, “第一负责人” 可以有意识的控制一下各阶段的进度,完成一个阶段后可进入暂停状态休整,当然时限不能超过方案规定的最终完成时限。总之,整个割接过程一定要按照方案进行,做完一步,核实一步,记录一步,尽量避免多个工作点同时进行。

7)施工人员素质,施工人员必须是经验丰富的专业施工人员,心理素质过硬,而且对施工人员不要过多的叮嘱。因为在现场一般都会多次强调 “ 如何如何重要,后果如何如何严重,一定要小心。” ,过多的叮嘱,有时会导致现场施工人员心态失衡,反而出现误操作,事与愿违。

8)勘查现场后,工具,物料要准备齐全,每一种工具都要有备份,并制成清单作为割接方案的附件,施工前清点并放在指定位置,专人负责。这是因为施工中很可能有很多意想不到的事情发生,比如做铜鼻子的液压钳突然因磕碰漏油无法使用,铜鼻子意外损坏而无备份,临时再找,手忙脚乱。

9)一些特殊情况也应在方案中考虑到:

(1)应急照明设备 (手灯,手电筒等),发电机预启动,防止突然停电,或者施工现场光线不足等特殊情况。

(2)准备灭火器防止意外火灾。

(3)工具一定做好绝缘,尤其是工具尾部;施工前要清理随身携带的危险物品,如钥匙,金属眼镜,钢笔,戒指,手环,手链,手表,带金属纽扣的衣服等所有可能造成短路的金属物品。

(4)施工时要准备高1.5米绝缘梯子1-2把( 木质或树脂材料),不要用金属制梯子,谨防施工中倾倒造成短路。

(5)施工中拆卸或安装小螺丝螺母要注意,谨防螺丝,螺母,垫片等小部件失手滑落到电源柜内部导致短路 (电源柜有些角落正负极距离很近),如果防不胜防造成小部件失手滑落到电源柜内部,必须将其清除后方可继续施工。

(6)施工前准备的铜鼻子尽量涮锡,规格型号与原电源系统中一致,标识按标准化要求统一,避免混乱及日后整改。

(7)螺丝的紧固对安全很重要,而每人的手劲又有差异,所以为了避免接触不良导致日后事故,必须有2人以上对螺丝的紧固复查。

(8)施工中电灯,电烙铁,手电钻等用电设备的电源线要布放合理,避免绊倒施工人员或挂碰到其他重要设备。另外,施工中工具的传递必须手到手,禁止抛掷,防止意外。

(9)有些双电源接口的设备,施工前一定向相关专业人员核实清楚是否可带电割接,有些设备可能同时供电可以,带电割接不行。另外,割接时最好相关专业技术人员同时到现场 (如交换,传输,数据),防止意外掉电能及时重启恢复。

3 新旧电源设备替换时需要注意的问题

1)谨防插熔断器是产生火花。火花产生的原因是熔丝两端有较大的电位差并且有回路电流产生,产生小的火化是正常的,不必惊慌,主要注意以下几点:

(1)禁止带负载插上熔丝,在插上熔丝时,一定要确保相应的负载开关在关的位置,待熔丝合上后再合上相应的负载开关。

(2)在合上蓄电池的主熔丝或整流器的隔离开关时,先要测量熔丝两端或隔离开关两端的电压,确保蓄电池和开关电源或整流器汇流排的电位差小于0.5V。

(3)对于开关电源,在合上主熔丝前,要先测量蓄电池端电压,然后开启开关电源模块,调节模块输出电压,使它和蓄电池端电压相等或相近( 压差小于0.5V),然后再合上主熔丝。

2)使用临时复接线应注意的问题:有时候,旧电源运行时间过长,性能老化需要电源柜替换,要将老开关电源上所有的48V电源线一根根地带电割接到新运行的开关电源上,而且要求在割接过程中绝对不能掉电和短路。传统方法是:用两只带有48V直流电源的正负专用线卡分别卡破设备(如交换机)上两根48V正负电源线 (也就是在其上面再并联一个外加的48V辅助电源),然后在老开关电源近端分别剪断相应的交换机正负电源线,绝缘包裹后,再将此电源线引至新开关电源并接到相应的位置,然后合上对应的空开或熔丝送电。最后松开线卡,再继续下一根电源线的割接。但是,这种割接方式有一些重大掉电和事故隐患:

(1)专用线卡卡得太轻,就不能卡破电源线的绝缘皮,辅助电源就没有真正并联到交换机的电源线上。这时剪断电源线,交换机就会掉电。如果线卡卡得太重,就会严重损伤交换机的电源线,为日后的维护工作带来隐患。

(2)如果不小心将正负电源线卡与交换机的电源线极性接反,就会发生严重的短路事故,轻则熔丝熔断、交换机掉电,重则烧毁交换机。

(3)如果48V直流辅助电源与线卡直连,中间没有隔离开关,正负线卡在松开的状态下,万一彼此相碰或碰到通信设备,都会引起短路;如果只对负极线采取隔离措施 (在负线上加一路空气开关),而 “+”线卡与系统的 “+”直连,由于线卡质轻且位置不固定,容易碰到机房中通信设备的 “-” ,同样也会造成短路事故。

3)为了避免以上隐患,目前流行的做法是用一种专用的割接闸刀并注意以下几点:

(1)专用的割接闸刀原理:用4个发光二极管来指示操作状态。LED4作为辅助电源指示灯,只要辅助电源正常,发光二极管LED4 (红色)就会亮。当线卡 “-”夹破交换机负电源线时,辅助电源“+”端与线卡“-”间48V电压就会加在LED2上,使LED2 (绿色)发光。当线卡 “+”夹破交换机正电源线时,线卡 “+”与辅助电源“-”端48V电压就会加在LED3上,使LED3 (黄色)发光。只有当 “+” 、“-”线卡都已分别正确夹破交换机正负电源线时,LED1( 绿色)才会发光。当不小心将正负电源线卡与交换机的电源线极性接反时,LED1、LED2、LED3都不会亮,提醒操作人员检查,可以有效地防止由于极性接反而引起的重大事故。

(2)具体的割接操作步骤如下:

①将割接闸刀的一端分别接至新直流配电屏的一路输出熔断器或开关上,此时割接闸刀上发光二极管LED4 (红色)亮。

②找到需要割接的电源线,此时要注意保证割接闸刀处于分开的状态,将两只线卡按照正负极性卡住交换机上的电源线,并用内六角扳手拧紧线卡上的螺栓,将交换机电源线上的绝缘皮卡破,此时割接闸刀上的 “破线通电”指示灯应亮起 (注: “+”线卡破时LED3黄灯亮、 “-”线卡破时LED2绿灯亮、正、负线均卡破时LED1绿灯也会同时亮起),然后合上割接闸刀。

③剪断原来直流配电屏上相应的电源线 (注意:正负线要分别剪断)并接到相应的直流配电空气开关。其余电源线割接依此类推,若线长度不够,则要用连接铜管压接加长电源线,并做好绝缘。

4)通信电源带电割接风险很大,而且一旦出问题很难及时恢复,没有第二次机会,这就要求我们只能做最坏的打算,最细致的准备,按照规范的程序,制度抓好细节。

摘要：介绍了通信电源带电割接应注意的几个问题,电源带电割接方案制定及施工中应注意的事项。