CN101554842B - 一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置，U形接触板(3)套装在行走轨(1)上。支架(10)固定在钢轨夹座(2)上。升降臂(11)的一端位于支架(10)内，另一端位于导电轨(13)下表面；导柱(7)穿过升降臂(11)上的安装孔固定在支架(10)上，并与升降臂(11)之间滑动配合；弹簧(5)套装在支架(10)底板上表面与升降臂(11)下表面之间的导柱(7)上。电缆(12)两端分别与U形接触板(3)和导电板(14)连接。本发明在发生意外故障或施工作业时，将行走轨(1)与导电轨(13)之间短路，使导电轨(13)的电流在瞬间引导开，保证旅客和施工人员的安全，具有短路连接安全可靠、结构新颖简单、安装使用方便的特点。

Description

一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置 

一、技术领域

本发明涉及电气化铁路，具体是一种用于电气化铁路的短路装置。 

二、背景技术

第三轨系统就是在两条钢轨的外侧，再建一条钢铝复合轨，由它将直流电能可靠地传送给电力牵引机车。第三轨系统目前正作为一种地下铁路与高架铁路的重要供电接触网方式，越来越受到广泛的重视，得到了广泛应用。 

当列车发生突然事故时旅客有必要下车站到轨道上，或者铁路线路要进行各种施工作业，这时必须中断对导电轨的电力供应，而且要安装短路装置以确保安全。短路装置提供行走轨与导电轨之间的短路连接。当导电轨的电力供应意外恢复时，短路装置可以将导电轨的电流引导开，释放导电轨的巨大电能，从而保证旅客和施工人员的安全。 

目前应用的短路装置多采用连杆机构，通过连杆机构实现行走轨与导电轨之间的短路连接。连杆机构短路装置包括接触元件和接触臂，接触元件的第一夹爪和接触臂的第二夹爪通过连杆机构收拢并箍紧在导轨上。同时，接触元件在接触臂中滑动并与电力传送元件接触，接触臂垂直向上抬起，其上接触面与导电轨底部下表面接触，从而实现行走轨与导电轨之间的短路连接。 

该短路装置存在如下缺点： 

1短路装置的接触元件的第一夹爪和接触臂的第二夹爪通过连杆机构收拢并箍紧在行走轨上，同时，接触元件在接触臂中水平滑动并与电力传送元件接触。这样该短路装置在水平和垂直距离上不能进行调节，而行走轨和导电轨之间的水平和垂直距离是在一定范围内变化的。 

2短路装置工作时通过连杆机构同时实现接触元件的第一夹爪与行走轨接触、接触臂的第二夹爪也与行走轨接触、接触元件与电力传送元件接触、接触臂上接触面与导电轨底部下表面接触，只有四个接触对同时紧密接触时，该短路装置才能实现行走轨与导电轨之间的短路连接，这降低了该装置的可靠性。 

3短路装置结构复杂，安装调整困难。 

三、发明内容

为克服现有技术中存在的短路装置结构复杂、使用不便、可靠性较低，并且短路装置在水平和垂直距离上不能进行调节的不足，本发明提出了一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置。 

本发明包括钢轨夹座、U形接触板、弹簧、导柱、支架、升降臂、电缆、导电轨和导电板。U形接触板和钢轨夹座均为U形薄壁件。U形接触板嵌装在钢轨夹座的U形底部中间位置内侧，并套装在行走轨头部。截面为U形的支架被固定在钢轨夹座上。升降臂的一端位于支架的U形框内，另一端位于导电轨的下表面；导柱穿过位于升降臂上的安装孔被螺母固定在支架上，并与升降臂之间滑动配合；弹簧套装在导柱上，并位于支架的底板的上表面与升降臂的下表面之间。电缆布置于升降臂内，一端通过螺钉与U形接触板连接，另一端通过螺钉与导电板连接。手把位于升降臂一端的两个导柱安装孔之间，方便短路装置的安装和拆卸。 

本发明的升降臂为矩形中空悬臂梁结构。升降臂的长度应满足行走轨与导电轨之间连接的需要；升降臂的一端沿其轴线方向分布有两个导柱的安装孔，另一端的上表面固定有薄板铜合金制成的导电板。在升降臂固定有导电板一端的上表面，沿升降臂轴线方向开设有一个移动槽，以通过螺钉调节导电板的水平位置；移动槽为工艺槽，其长度同导电板与导电轨之间的水平距离变化范围。 

导柱为圆柱杆件，其长度应大于行走轨上表面与导电轨下表面之间的距离。 

本发明为应用于电气化铁路第三轨系统的短路装置，在发生意外故障或施工作业时，本发明通过弹簧升降机构实现导电板与导电轨的接触，提供导电轨与行走轨之间的短路连接，将导电轨的电流在瞬间引导开以释放导电轨的巨大电能，保证旅客和施工人员的安全。本发明根据电气化铁路第三轨系统的不同电气特性选用不同规格的电缆，便于产品的标准化和系列化，扩大了该短路装置的使用范围，并且导电板与导电轨间的水平位置与垂直距离能够自动调整，短路连接安全可靠，结构新颖简单，安装使用方便。 

四、附图说明

附图1是短路装置工作位置结构示意图的前视图； 

附图2是短路装置安装位置结构示意图的前视图； 

附图3是短路装置安装位置结构示意图的俯视图； 

附图4是短路装置安装位置结构示意图的左视图； 

附图5是短路装置安装位置的三维结构示意图。其中： 

1.行走轨    2.钢轨夹座    3.U形接触板    4.螺母    5.弹簧    6.螺钉 

7.导柱      8.固定销      9.手把         10.支架   11.升降臂 12.电缆 

13.导电轨   14.导电板     15.螺钉        16.固定板 

五、具体实施方式

实施例一 

本实施例是一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置，对该短路装置的技术要求为：短路电流38.5kA，反应时间80ms，直流电压750V，行走轨1与导电轨13的水平距离650～750mm，行走轨1与导电轨13的垂直距离120～200mm。 

如图1、图2和图3所示，本实施例包括钢轨夹座2、U形接触板3、弹簧5、导柱7、支架10、升降臂11、电缆12、导电轨13和导电板14。其中： 

U形接触板3为薄壁铜合金零件，截面为U形；U形接触板3的高度同行走轨1头部的高度，U形接触板3的内侧尺寸亦与行走轨1头部外形尺寸一致。 

钢轨夹座2亦为U形薄壁零件，其底部中间位置开设有安装U形接触板3的槽；钢轨夹座2的U形底部内侧宽度略大于该U形口部内侧宽度，以使钢轨夹座2紧套在行走轨1头部；U形接触板3嵌装并固定在钢轨夹座2的U形底部中间位置内侧，使U形接触板3与行走轨1之间充分接触。 

支架10的截面亦为U形。支架10两侧壁板的上部对称地开设有固定销8的插孔。 

升降臂11为矩形中空悬臂梁结构。升降臂11的长度应满足行走轨1与导电轨13之间连接的需要；升降臂11的一端沿其轴线方向分布有两个导柱7的安装孔，另一端的上表面固定有铜合金薄板制成的导电板14。在固定有导电板14的升降臂11一端的上表面沿升降臂11轴线方向开设有一个移动槽，螺钉15位于该移动槽内，通过螺钉15实现导电板14水平位置的调节；移动槽为工艺槽，其长度等于导电板14与导电轨13之间的水平距离变化范围。 

导柱7为圆柱杆件，其长度应大于行走轨1上表面与导电轨13下表面之间的距离。 

电缆12可选铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，铜芯截面尺寸为90mm²。U形接触板3、导 电板14及其固定用的螺钉6和螺钉15均采用铜合金材料，弹簧5采用合金弹簧钢，其余零件均采用高强度绝缘材料，以保证操作工人的人身安全。弹簧5的自然长度应满足当该弹簧5在最高位置被压缩时产生80N压力的要求。 

将支架10用对称布置的4个L形固定板16固定在钢轨夹座2上。升降臂11一端位于支架10的U形框内，另一端位于导电轨13下表面；导柱7穿过位于升降臂11上的安装孔被螺母4固定在支架10上，并与升降臂11之间滑动配合；弹簧5套装在导柱7上，并位于支架10的底板上表面与升降臂11下表面之间。电缆12布置于升降臂11内，一端通过螺钉6与U形接触板3连接，另一端通过螺钉15与导电板14连接。手把9位于升降臂11一端的两个导柱7安装孔之间，方便短路装置的安装和拆卸。 

固定销8位于支架10上部的固定销8插孔中。在安装本实施例时，通过固定销8使升降臂11处于较低位置，导电板14不会与导电轨13接触，便于钢轨夹座2在行走轨1上的固定。当钢轨夹座2在行走轨1上固定好后，取出固定销8，压缩弹簧5的恢复力使升降臂11沿导柱7滑动，并将固定在升降臂11另一端的导电板14压在导电轨13底部下表面上。当施工作业完成后，压下手把9使导电板14与导电轨13脱离接触，并用固定销8将升降臂11固定在最低位置。然后再向上提起手把9可方便地将钢轨夹座2从行走轨1上取下来。 

实施例二 

本实施例是一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置，对该短路装置的技术要求为：短路电流90kA，反应时间20ms，直流电压750V，行走轨1与导电轨13的水平距离650～750mm，行走轨1与导电轨13的垂直距离120～200mm。 

如图1、图2和图3所示，本实施例包括钢轨夹座2、U形接触板3、弹簧5、导柱7、支架10、升降臂11、电缆12、导电轨13和导电板14。其中： 

U形接触板3为铜合金薄壁零件，截面为U形；U形接触板3的高度同行走轨1头部的高度，U形接触板3的内侧尺寸亦与行走轨1头部外形尺寸一致。 

钢轨夹座2亦为U形薄壁零件，其底部中间位置开设有安装U形接触板3的槽；钢轨夹座2的U形底部内侧宽度略大于该U形口部内侧宽度，以使钢轨夹座2紧套在行走轨1头部；U形接触板3嵌装并固定在钢轨夹座2的U形底部中间位置内侧，使U形接触板3与行走轨1之间充分接触。 

支架10的截面亦为U形。支架10两侧壁板的上部对称地开设有固定销8的插孔。 

升降臂11为矩形中空悬臂梁结构。升降臂11的长度应满足行走轨1与导电轨13之间连接的需要；升降臂11的一端沿其轴线方向分布有两个导柱7的安装孔，另一端的上表面固定有铜合金薄板制成的导电板14。在固定有导电板14的升降臂11一端的上表面沿升降臂11轴线方向开设有一个移动槽，螺钉15位于该移动槽内，通过螺钉15实现调节导电板14的水平位置；移动槽为工艺槽，其长度等于导电板14与导电轨13之间的水平距离变化范围。 

导柱7为圆柱杆件，其长度应大于行走轨1上表面与导电轨13下表面之间的距离。 

电缆12可选铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，铜芯截面尺寸为120mm²。U形接触板3、导电板14及其固定用的螺钉6和螺钉15均采用铜合金材料，弹簧5采用合金弹簧钢，其余零件均采用高强度绝缘材料，以保证操作工人的人身安全。弹簧5的自然长度应满足当该弹簧5在最高位置被压缩时产生80N压力的要求。 

将支架10用对称布置的4个L形固定板16固定在钢轨夹座2上。升降臂11一端位于支架10的U形框内，另一端位于导电轨13下表面；导柱7穿过位于升降臂11上的安装孔被螺母4固定在支架10上，并与升降臂11之间滑动配合；弹簧5套装在导柱7上，并位于支架10的底板上表面与升降臂11下表面之间。电缆12布置于升降臂11内，一端通过螺钉6与U形接触板3连接，另一端通过螺钉15与导电板14连接。手把9位于升降臂11一端两个导柱7的安装孔之间，方便短路装置的安装和拆卸。 

固定销8位于支架10上部的固定销8插孔中。在安装本实施例时，通过固定销8使升降臂11处于较低位置，导电板14不会与导电轨13接触，便于钢轨夹座2在行走轨1上的固定。当钢轨夹座2在行走轨1上固定好后，取出固定销8，压缩弹簧5的恢复力使升降臂11沿导柱7滑动，并将固定在升降臂11另一端的导电板14压在导电轨13底部下表面上。当施工作业完成后，压下手把9使导电板14与导电轨13脱离接触，并用固定销8将升降臂11固定在最低位置。然后再向上提起手把9可方便地将钢轨夹座2从行走轨1上取下来。 

Claims (4)

1.一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置，其特征在于所述的短路装置包括钢轨夹座(2)、U形接触板(3)、弹簧(5)、导柱(7)、支架(10)、升降臂(11)、电缆(12)、导电轨(13)和导电板(14)；U形接触板(3)嵌装在钢轨夹座(2)的U形底部中间位置内侧，并套装在行走轨(1)上；支架(10)被固定在钢轨夹座(2)上；升降臂(11)的一端位于支架(10)的U形框内，另一端位于导电轨(13)的下表面；升降臂(11)位于支架(10)的一端开设有两个导柱(7)的安装孔，另一端的上表面安装有导电板(14)；导柱(7)穿过位于升降臂(11)上的安装孔固定在支架(10)上，并与升降臂(11)之间滑动配合；弹簧(5)套装在导柱(7)上，并位于支架(10)底板的上表面与升降臂(11)的下表面之间；电缆(12)布置于升降臂(11)内，一端通过螺钉(6)与U形接触板(3)连接，另一端通过螺钉(15)与导电板(14)连接。

2.如权利要求1所述一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置，其特征在于，所述的升降臂(11)的长度应满足行走轨(1)与导电轨(13)之间连接的需要；在升降臂的固定有导电板(14)的一端的上表面上，沿升降臂轴线开有一个移动槽，以通过螺钉(15)调节导电板(14)的水平位置，并且该移动槽的长度同导电板(14)与导电轨(13)之间的水平距离变化范围。

3.如权利要求1所述一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置，其特征在于，所述升降臂(11)一端的导柱(7)安装孔沿升降臂(11)的轴线方向分布。

4.如权利要求3所述一种用于电气化铁路第三轨系统的短路装置，其特征在于，所述的导柱(7)的长度应大于行走轨(1)上表面与导电轨(13)下表面之间的距离。

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