[发明专利]一种犁带滚动三相供电实验系统

说明书

本发明公开了一种犁带滚动三相供电实验系统，属于牵引供电实验技术领域。由两侧设置轴向环槽的绝缘轮辋和一侧的环槽底部设有的环状供电轨、另一侧环槽底部设有的环状回流轨共同构成轮式接触带；受电犁由呈“L”型结构且相对布置的集电杆和回流杆构成，其首端分别与横梁铰接；集电杆、回流杆的末端与环状供电轨、环状回流轨接触；三相调压器以及其次边第一相经第一集电杆和轮式接触带的环状供电轨到第二集电杆再到三相调速系统输入端的第一端子、其次边第二相经第一回流杆和轮式接触带的环状回流轨到第二受电犁的第二回流杆再到三相调速系统输入端的第二端子、其次边第三相到三相调速系统输入端的第三端子，构成三相供电通路向三相电机供电。

技术领域

本发明涉及干线铁路与城市轨道牵引供电实验技术领域。

背景技术

现行干线铁路的牵引网采用架空接触网+钢轨形式，地铁、轻轨等城市轨道牵引网采用架空接触网+钢轨形式或接触轨(接触轨)+钢轨形式，两者都利用钢轨作为牵引电流的回流轨，由于技术或经济上的诸多因素制约，钢轨不完全绝缘于大地，因此，牵引电流将经钢轨向大地泄露、扩散，形成杂散电流，也称迷流。特别是城市轨道牵引供电采用直流制，它产生的杂散电流对道床钢筋结构、隧道内钢筋结构和沿线的金属管线等设施都将产生电化学腐蚀，从而影响这些构筑物和金属设施的安全和使用寿命。对此，采取了排流保护、钢轨降阻、杂散电流收集和管道外涂等杂散电流腐蚀防护措施，有较大的资金投入，但仍不能从根本上消除杂散电流及其长期腐蚀影响。干线交流电气化铁路采用AT、BT等供电方式来吸上迷流，但都无法根除。同时，钢轨回流对地面产生的电位差将形成跨步电压，有可能威胁人身安全，也需要采取必要的防范措施。

另外，架空接触网+钢轨形式或接触轨+钢轨形式都需要占有较大的专用空间，例如在隧道内需要增大隧道断面，进而增加施工难度和成本。

接触网分为柔性接触网和刚性接触网。干线铁路多采用受电弓与柔性接触网集电方式，城市轨道除了采用受电弓与柔性接触网集电方式外，还采用受电弓与刚性接触网集电方式，此外，还有受电靴与接触轨接触集电方式。这种受电弓与接触网或受电靴与接触轨的接触集电方式也称为单极集电方式，而另一极的集电是通过装有接地装置的列车轮对与钢轨滚动接触完成的。柔性接触网与受电弓系统属于柔性系统，接触轨与受电靴或刚性接触网与受电弓系统则是刚性系统。柔性系统通常除了承受受电弓的接触力，还要承受很大的张力，而刚性系统只承受接触力，几乎不承受张力。相比柔性系统，刚性系统具有结构简单、载流量大、可靠耐用等显著优点，但因结构形式、悬挂方式、跨距长短及与受电弓(受电靴)的动力性能匹配问题没有很好解决，同时，列车在运行中产生的移动会通过受电弓或受电靴直接传递到接触网或接触轨，影响受电弓与接触网或受电靴与接触轨的接触集电性能，这些因素的影响在高速运行时尤为显著，从而严重制约了刚性系统优势的良好发挥，除了奥地利采用刚性悬挂的干线铁路运行速度达230km/h、试验速度达到了302km/h之外,其他尚无高速铁路使用刚性系统的实例。

另外，现行干线铁路和城市轨道所用接触网或接触轨都属于悬挂安装，电路上等效于架空线，而受电弓与接触网或受电靴与接触轨的接触集电方式都属于单极集电方式。

申请人曾经提出了“一种轨道交通供电构造(申请号：201610213944.6)”，其供电轨及回流轨也属于刚性系统，但供电轨和回流轨(电路上的供电线)不再悬挂安装而是沿绝缘底座固定安装，电路上等效于电缆，且动力性能不再受原来的结构和跨距制约，为优良接触集电提供了保证。在此申请基础上，申请人又进一步提出了一种双极接触集电构造(一种列车集电装置2016211068036)，它能化解列车在运行中产生的横向震动和上下震动对集电系统的不良影响，保持自身良好接触性能，使刚性系统的优势得到更好发挥，更适于高速铁路运用。显然，据此建立试验线不仅需要巨大投资，而且需要多长的试验线也是一个难题。

本申请研究一种接触带供电和受电犁双极集电的实验系统，以期克服如上缺陷，实现高速供电和集电十分必要。

发明内容