[发明专利]一种适用于高速铁路的双环型“受流--接地”兼容系统有效

专利信息
申请号: 201911281331.6 申请日: 2019-12-13
公开(公告)号: CN111016668B 公开(公告)日: 2021-05-04
发明(设计)人: 肖嵩;童梦园;李玉航;孟举;赖新安;叶智宗;张灿;吴广宁;高国强;杨雁;高波 申请(专利权)人: 西南交通大学
主分类号: B60L5/20 分类号: B60L5/20;B60L5/22
代理公司: 成都信博专利代理有限责任公司 51200 代理人: 刘凯
地址: 610031 四川省成都市*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 高速铁路 双环型 受流 接地 兼容 系统
【说明书】:

发明公开一种适用于高速铁路的双环型“受流‑‑接地”兼容系统,包括结构对称的受电弓组件和回流弓组件;受电弓组件的环形弓头通过支架结构铰接于受电弓底座上;弓头凹槽外壳为环状结构,其顶部沿环面设有环形的凹槽,凹槽设有环形的碳滑块底座,碳滑块底座底部与凹槽底部之间设有底座滚轴,凹槽两侧槽壁上通过弹簧固定有电刷和滚轴,且电刷连接到引出电缆线上;环形碳滑板通过绝缘垫固定于碳滑块底座上方;受电弓组件中的环形碳滑板与接触网线接触受流,回流弓组件中的环形碳滑板与回流线接触回流。本发明避免了大电流长时间作用于固定的受流电刷上,避免电刷受到过度的电化学侵蚀,延长了受流电刷的使用寿命。

技术领域

本发明涉及有轨轨道交通弓网受流技术领域,具体为一种适用于高速铁路的双环型“受流--接地”兼容系统。

背景技术

轨道交通作为我国基础设施建设中重要组成部分,对维持我国经济持续稳定发展,加强城市之间高效快速的交流合作起着十分重要的作用。在轨道交通中,电能是驱动电力机车重要能源,安全稳定的电能供应对轨道交通的正常运转意义重大。目前,电力牵引机车的受流方式大多采用弓网受流,即“受电弓-接触网”系统,接触网一般通过立柱、腕臂等结构沿列车运行线路架设在轨道上方,受电弓通过底座固定在机车车顶。通过受电弓上的碳滑板与接触线摩擦接触,将电能从接触网传输到电力牵引机车内,实现列车的正常运行。

在电力牵引机车的核心装置中,受电弓占据着重要的地位,它是电力机车与牵引变电所实现电能传输的媒介,是列车正常运行的重要保障。在铁路牵引供电系统的电流回路中,受电弓属于可动设备,而位于车顶上方的架空接触网是固定装置,在列车高速运行时,受电弓的直型碳滑板与接触线发生高速相对滑动摩擦,虽然按之字形布置的接触网在与碳滑板接触时,会在横向上发生相对位移,从而达到尽可能均匀摩擦碳滑板整个表面的效果,但是为了保证接触网和弓头接触的相对稳定性,避免接触线滑落受电弓事故的发生,实际上完整的碳滑板只有一半左右的表面可以与接触线接触摩擦受流,同时碳滑板也容易出现严重的偏磨,即中间区域磨损严重,两端磨损不明显。在电力机车检修中,衡量滑板是否需要更换取决于滑板最薄的区域是否满足要求,所以受流滑板只要有一处磨损达到某一值就需要报废更换,这就导致了滑板的利用率较低,浪费严重。由于受流滑板在列车运行中产生偏磨和局部损伤,受流滑板与接触网线的接触面出现凹凸不平,接触不良特别容易引起电弧烧蚀,强烈的电化学腐蚀作用更加剧了滑板的磨损老化。

作为弓网系统的关键耗材,弓网碳化板在列车运行过车中不断磨耗,并需要定期更换。为了使列车运行过程中接触线与碳化板表面尽可能的均匀摩擦,所以悬吊接触线的杆塔普遍采用了沿铁路线两侧交叉设置,故接触线沿线呈‘之’字型的方式架设。但是,目前受电弓的碳滑板在与接触网线接触移动受流的过程中,将受电弓电流引入车体的电缆铜线分别连接单个碳滑板的两个固定受流点,固定受流点承担传导牵引电能的作用,这导致高功率密度载流长时间作用于固定受流点,加剧了固定受流点周围碳滑板材料老化和损耗。同时由于车网高速相对运动导致的机械冲击,以及弓网接触不良导致的电弧侵蚀等因素使得滑板与接触线接触位置的滑板磨损于电化学侵蚀加剧,严重影响了滑板的使用寿命。

与此同时,轨道交通供电系统的牵引电流是通过走行轨接地回流至变电所,由于走行轨道相对大地并不是完全绝缘的,所以会有一部分的电流通过走行轨道泄露到大地中,这部分电流被称为杂散电流。杂散电流危害性很大,无论对硬件设施还是对电气设备的可靠工作,都具有严重的威胁,它会使走行钢轨产生电化学腐蚀,同时还会产生相应的轨道电压,威胁列车及维修人员的安全。

发明内容

针对上述问题,本发明的目的在于提供一种适用于高速铁路的双环型“受流--接地”兼容系统,可以解决现有技术中电力机车集电系统受流滑板偏磨、材料利用率低、受流不稳定、寿命偏低等问题,同时回流线连接至变电所,牵引电流通过回流线流回变电所,阻断了杂散电流的产生路径,能够彻底解决因目前接地系统引起的杂散电流的危害。技术方案如下:

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