CN101850729B - 直流电气化高速公路牵引网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流电气化高速公路牵引网，主要特点包括供电系统和接触网两部分，接触网部分包括接触悬挂装置、支持装置、定位装置，在道路的直线区段承力索和接触线的布置在水平投影上的相对位置呈“之”字形，在相邻锚段关节处，两接触线间通过绝缘滑条设隔离线，隔离线通过定位器定位，承力索和接触线设防窜防断中心锚结，本发明不仅具有牵引网稳定、安全，能动态地实现汽车的变道，而且减少了汽车对石油资源的依赖，减轻了大气污染。

Description

直流电气化高速公路牵引网

技术领域

本发明涉及一种电气化高速公路牵引网，主要是在高速公路上架设电气化牵引网，利用该网，汽车在高速公路上行驶时不消耗石油，从而节约能源，减少空气污染。

背景技术

目前，随着石油能源的紧缺及价格的昂贵，燃油汽车在使用过程中所存在的问题也引起人们的重视，由于电力资源相对较廉价，且无污染，燃油汽车逐渐向电动汽车过度已成为人们研究的课题。

现在，电气化高速铁路在我国建设亦越来越多，其优越性已得到人们的认可。电气化铁路是由电力机车、牵引接触网和牵引变电所组成的，接触网是沿铁路上空架设的一条特殊形式的输电线路。目前，在我国公路建设中，尤其在高速公路建设中还没有实现电气化运营，行驶的汽车仍以燃油汽车为主，人们渴求在高速公路建设中也能实现电气化，以发挥电气化的优越性，节约石油资源，改善空气质量。

发明内容

发明人在日常生活中，发现现有的高速公路存在着上述缺陷，经过不断探索研究，本发明所要解决的技术问题是提供一种电气化高速公路牵引网，通过该网实现汽车的电气化运行并能在正常的行驶过程中实现动态超车，减少我国对石油资源的依赖，改善人们赖以生存的大气环境。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是该电气化高速公路牵引网包括供电系统和接触网两部分，所述接触网由接触悬挂装置、支持装置、定位装置组成，在公路每半幅道路两侧分别架设若干相同立柱，在两对应的立柱上端设软横跨，在软横跨下面上下依次设上部定位索和下部定位索，在每车道上方沿道路方向架设两根承力索，承力索通过吊弦悬挂在软横跨上，并通过悬吊滑轮与上部定位索固定，在每根承力索下面通过吊弦悬吊一根接触线，接触线通过连接于上部定位索和下部定位索间的定位器固定在相应的车道上；在锚段关节内的两根接触线间嵌入隔离线，隔离线由定位器固定；在每锚段中部设防窜防断中心锚结；在每锚段两段的线索下设补偿装置。

为了使汽车上的受流弓滑板磨损均匀，延长受流弓的寿命和提高接触网的抗风能力，在道路的直线区段接触线和承力索被布置成在水平投影上的相对位置呈“之”字形，承力索的拉出值是接触线的拉出值20倍或以上。

位于上部定位索和下部定位索间的定位器是在支持角钢的上下部分别设上部定位索固定件和下部定位索固定件，分别用于固定在上部定位索和下部定位索上，固定件与定位索之间绝缘，在支持角钢的下端设定位支座，在定位支座一侧上下分别设三角形止挡和定位支持环，定位器安装在定位支持环远离定位支座的一侧，定位器通过接触线夹与接触线铰接定位，在定位支持环内设减震弹簧，通过设在支持环上的调整螺栓来调整定位支持环与三角形止挡间的间隙。定位支座和支持角钢的连接部分铰接或固定连接。

为了防止线索向一侧窜动和发生断线事故，在每锚段中部设防窜防断中心锚结，接触线通过接触线夹、辅助绳、绝缘子及钢线卡子锚结在承力索上，承力索通过钢线卡子锚结在锚结绳上，锚结绳通过钢线卡子锚结在横向锚结绳上，横向锚结绳锚结在锚柱上。

为了能够使线索随温度变化自动调整张力，在锚段两端的线索下设补偿装置，在锚段关节内承力索通过动滑轮、承力索补偿绳、三组合卧式滑轮、道路两侧锚柱上的定滑轮、坠砣下锚；接触线通过绝缘子、动滑轮、接触线补偿绳、二组合卧式滑轮、道路两侧锚柱上的定滑轮进行下锚；隔离线在锚段关节中由工作支变为非工作支后，经纵向定位器和绝缘子水平爬高至横向锚结绳处，并用钢线卡子固定在横向锚结绳上，横向锚结绳锚结在道路两侧的锚柱上。

所述补偿装置可采用弹簧补偿器机械绝缘锚段关节，硬横梁固定在道路两侧的钢立柱上，两侧呈对称设置，滑轮式承力索支座固定在硬横梁的上部，承力索经此与弹簧补偿器去对面硬横梁上下锚，接触线经由绝缘子、两极串联弹簧补偿器去对面硬横梁下锚。

在高速公路的接触网的始端或终端、在公路的十字路口(含丁字路口等其他形状的城市交通路口)，线索的布置是在端头的一侧是转换柱的悬挂方法，经此处后接触线水平抬高经绝缘子、补偿器去硬横梁处下锚；承力索经悬吊滑轮后变为非工作支，经弹簧补偿器去硬横梁处下锚。

所述供电系统包括来自电网的高压输电线，与高压输电线相连接的变压器，与变压器输出端相连接的三相全波整流器，三相全波整流器输出端连接由隔离开关、直流断路器、馈电线依次串联组成的多支并联电路，每并联电路与一车道上的接触线电连接。

本发明电气化高速公路牵引网采用上述技术方案及措施，在高速公路上架设电气化牵引网，在锚结关节处设隔离线，在网中设防窜防断中心锚结，汽车在高速公路上行驶不仅牵引网稳定、安全，而且能利用汽车的惯性动态地实现汽车的变道，不仅减少了汽车对石油资源的依赖，减轻了大气污染，而且改善了交通环境。

附图说明

图1表示本发明牵引网馈电电路示意图；

图2表示本发明半幅公路牵引网的结构示意图；

图3表示本发明沿车道方向单车道上方接触线的布设悬挂方式结构示意图；

图4表示本发明不对称斜链形悬挂结构示意图；

图5表示本发明纵横向定位器结构示意图；

图6表示本发明防断防窜中心锚结结构示意图；

图7表示本发明沿车道方向单车道补偿装置的结构示意图；

图8表示本发明坠砣补偿锚段关节结构示意图；

图9表示本发明隔离线下锚结构示意图；

图10表示本发明弹簧补偿器锚段关节结构示意图；

图11表示本发明接触网端头结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步说明本发明电气化高速公路牵引网的具体结构。

本发明以双向四车道高速公路为例来说明该牵引网的结构，该牵引网包括供电系统和接触网两部分。接触网部分包括接触悬挂装置、支持装置、定位装置。接触悬挂装置包括沿道路架设的接触线、接触线的承力索、接触线与承力索之间的吊弦、补偿器及连接零件；支持装置包括沿道路两侧架设的支柱上的拉杆、连接接触线及承力索的绝缘子、吊挂接触悬挂的支持设备；定位装置包括定位器、支持器及连接零件。

参见图1，供电部分包括高压输电线路101，每锚段间与高压输电线路101相连接的变压器102，与变压器102输出端相连接的三相全波整流器103，三相全波整流器103输出端连接有四支并联电路组成的电路，每支并联电路由隔离开关104、直流断路器105、馈电线106依次串联组成并与相应四车道的接触线1连接。

参见图2，在高速公路每半幅道路两侧分别架设若干相同混凝土立柱9，在两对应的立柱上端设软横跨4(横向承力索)，在软横跨4下面上下依次设上部定位索5和下部定位索6，在每车道上方沿道路方向架设两根承力索2，承力索2通过悬吊滑轮(图中未示)固定在上部定位索5上，承力索2再通过悬吊滑轮上的吊弦3悬挂在软横跨4上，在每根承力索2下面通过吊弦(图中未示)悬吊一根接触线1，接触线1通过连接于上部定位索5和下部定位索6间的定位器7固定在相应的车道上。

参见图3，图3采用的是一种简单链形绝缘悬挂，每接触线1通过多根吊弦3和无裙聚四氟乙烯光棒绝缘子8悬挂在其上的承力索2上，从而保证接触线1的平直性；在实际使用时，为了使汽车上的受流弓滑板磨损均匀，延长受流弓的寿命和提高接触网的抗风能力，本发明在道路的直线区段接触线和承力索布置成非直线形，即沿车道中心线被布置成“之”字形结构，形成不对称斜链形悬挂，参见图4，承力索2和接触线1在水平投影上的相对位置呈“之”字形，在直线区段支柱9处，承力索2与接触线1布置方向相反呈对向拉出，承力索2的拉出值是接触线1的拉出值20倍或以上。

在高速公路的接触网中，接触线和承力索按锚段分成若干段，在每锚段中心处进行锚结。接触网在锚段关节内的变坡点处，相邻两锚段的接触线在一个平面内交叉重叠，为使汽车受流弓在变坡点处不至于引起两组接触线短路，在锚段关节内的两根接触线间嵌入隔离线。接触线和隔离线的定位是靠定位装置来定位的，本发明采用纵、横向定位器来定位接触线和隔离线。参见图5，在支持角钢502的上下部分别设上部定位索固定件501和下部定位索固定件503，分别用于固定在上部定位索和下部定位索上，在固定件与定位索之间用双层聚四氟乙烯套管绝缘，在支持角钢502的下端设定位支座507，在定位支座507一侧上下分别设三角形止挡504和定位支持环505，定位器7安装在定位支持环505远离定位支座507的一侧，定位器7通过接触线夹(图中未示)与接触线铰接定位，在定位支持环505内设减震弹簧，通过设在支持环上的调整螺栓506来调整定位支持环505与三角形止挡504间的间隙。当接触线因温度发生变化产生沿道路方向位移时，接触线通过接触线夹带动定位器7、定位支座507发生偏转；当汽车受流弓对接触线抬升过高时，定位支持环505上的凸台与三角形止挡504顶死，以防止接触线过量抬高，这两种情况下要求定位器7、定位支座507能够发生偏移移动，所以在定位支座507和支持角钢502的连接部分实现铰接，此构成本发明的横向定位器。隔离线又需要可靠地定位在车道的中心线上方不允许发生偏移，所以可在沿车道中心线上布置定位器，并在定位支座507和支持角钢502的连接部分实现固定连接，此构成本发明的纵向定位器。汽车在行进中，其上下波动必然会引起接触线的波动，导致接触线与受流弓时触时离，定位支持环505内设定的减震弹簧可消减这种影响。纵横向定位器和上、下定位索及其它连接零件构成本发明的定位装置。

由于机械和电气方面的原因，接触线沿道路方向需分成若干锚段，在锚段两端承力索和接触线均需加补偿装置，构成全补偿机械绝缘锚段，又由于线路的坡度和各转动件的阻力不同，在因温度而发生位移时，接触线和承力索均会发生向一侧窜动的现象；在使用过程中，又由于诸多原因承力索和接触线均会发生断线事故，本发明在每锚段中部设置防窜防断中心锚结，其目的防止线索向一侧窜动和在发生断线事故时，缩小事故范围，缩短抢修时间，所说的中心锚结指接触线相对于承力索进行锚结，承力索又通过锚结绳相对于道路两侧的锚柱进行锚结。参见图6，接触线1通过接触线夹601、辅助绳602、无裙聚四氟乙烯光棒绝缘子8及钢线卡子11锚固在承力索2上，承力索2又通过钢线卡子11锚固在锚结绳12上，锚结绳12通过钢线卡子11锚结在横向锚结绳上，横向锚结绳锚结在锚柱(图中未示)上，以防窜防断。

当温度变化时，线索受温度变化的影响热胀冷缩而伸长或缩短，为了能够自动调整线索的张力并保持线索的驰度满足技术要求，从而使接触悬挂的稳定性与弹性得到改善，提高接触网授流质量，本发明在锚段两端的线索下设置了补偿装置，即三跨机械绝缘锚段关节(电分相)。参见图7，图8，在锚段关节内两根承力索2分别通过动滑轮28、承力索补偿绳13、三组合卧式滑轮14、道路两侧锚柱17上的定滑轮26、坠砣27等下锚；两根接触线1分别通过无裙聚四氟乙烯光棒绝缘子8、动滑轮28、接触线补偿绳15、二组合卧式滑轮16、道路两侧锚柱17上的定滑轮进行下锚。在锚段内，汽车受流弓要从一支接触线转到另一根接触线，为使汽车受流弓在变坡点处不至于引起接触线短路，在锚段关节内两根接触线间嵌入隔离线10，隔离线和接触线的材质相同，采用两根并联以增大接触面积，汽车受流弓在经过变坡点时不与接触线直接接触，而与隔离线相接触。由于锚段关节内两接触线间存在电位差，隔离线与接触线间也存在电位差，为使汽车受流弓在从接触线转到隔离线和从隔离线转到接触线瞬间不产生电弧，在受流弓与工作支接触线的相接点和非工作支接触线的相离点处用玻璃钢绝缘滑条18代替。在锚段交叉点处，接触线相距较近，空气绝缘薄弱，在接触线相交叉段的中间加装橡胶套管来增强交叉处的电器绝缘。参见图9，隔离线10在锚段关节中由工作支变为非工作支后，经纵向定位器(图中未示)和无裙聚四氟乙烯光棒绝缘子8水平爬高至横向锚结绳12处，并用钢线卡子11固定在横向锚结绳12上，横向锚结绳12锚结在道路两侧的锚柱17上，图中在锚结绳12上加装瓷质悬式绝缘子19可保障锚结绳可靠地对地绝缘，绝缘子8是保障隔离线既不接地又不接电，并在汽车受流弓滑板偶尔短接隔离线时起绝缘作用。

高速公路接触网同样也适用于城市内公交，为照顾市容市貌，可采用弹簧补偿器机械绝缘锚段关节，即一跨机械绝缘锚段关节(电分相)，其较坠砣补偿器锚段关节简洁，但造价高，弹簧补偿锚段关节同样也可使用在高速公路上。参见图10，硬横梁20固定在道路两侧的钢立柱22上，两侧呈对称设置，滑轮式承力索支座24固定在硬横梁20的上部，承力索2经此与弹簧补偿器23去对面硬横梁20上下锚，滑轮式支座24能满足承力索2热胀冷缩所产生的位移需要，其位移量由弹簧补偿器23吸收或释放。接触线1经由无裙聚四氟乙烯光棒绝缘子8、两极串联弹簧补偿器23去对面硬横梁20下锚，绝缘子8起接触线1对地绝缘作用，弹簧补偿器23吸收或释放接触线1因热胀冷缩所产生的位移量，在接触线1上采用两级串联弹簧补偿器，是因为铜合金的接触线伸缩系数较大，两级串联能满足极端天气条件下的位移需要。

在高速公路的接触线的始端或终端、在公路的十字路口(含丁字路口等其他形状的城市交通路口)，接触线的布置参见图11，在端头的一侧是转换柱的悬挂方法，经此处后接触线1水平抬高经绝缘子8、补偿器23去硬横梁20处下锚，接触线1因热胀冷缩所产生的位移量由弹簧补偿器23吸收或释放，承力索2经悬吊滑轮25后变为非工作支，经弹簧补偿器23去硬横梁20处下锚，承力索2因热胀冷缩所产生的位移量也由弹簧补偿器23吸收或释放，汽车在此降下受流弓，改由第二动力源提供动力，若因误操作没有降下受流弓，隔离线起弓、网隔离作用，以保护受流弓和接触网设备。

本发明电气化高速公路牵引网在汽车正常行驶的过程中，驾驶员可操控驾驶室内的控制按钮，降下汽车受流弓，利用汽车的惯性就可以变道(超车)，然后升起汽车受流弓。

本发明不仅适用于上述双向四车道高速公路，同样也适用于双向六车道、双向八车道、双向十车道等高速公路。

本发明电气化高速公路牵引网，通过相应的悬挂装置、定位装置、并联防断防窜中心锚结、隔离线、坠砣补偿装置、弹簧补偿装置、不对称斜链形悬挂、端头装置，可以在我国高速公路上、城区公交线、城际客运线以及一切适合架设本网的汽车运输通道上实施。

Claims (1)

1.一种直流电气化高速公路牵引网，包括供电系统和接触网两部分，所述供电系统包括来自电网的高压输电线，与高压输电线相连接的变压器，与变压器输出端相连接的三相全波整流器，三相全波整流器输出端连接由隔离开关、直流断路器、馈电线依次串联组成的多支并联电路，每并联电路与一车道上的接触线电连接；所述接触网由接触悬挂装置、支持装置、定位装置组成，在公路每半幅道路两侧分别架设若干相同立柱，在两对应的立柱上端设软横跨，在软横跨下面上下依次设上部定位索和下部定位索，在每车道上方沿道路方向架设两根承力索，承力索通过吊弦悬挂在软横跨上，并通过悬吊滑轮与上部定位索固定，在每根承力索下面通过吊弦悬吊一根接触线，接触线通过连接于上部定位索和下部定位索间的定位器固定在相应的车道上；在锚段关节内的两根接触线间嵌入隔离线，隔离线由定位器固定；在每锚段中部设防窜防断中心锚结；在每锚段两端线索下设补偿装置；其特征是：

所述定位器是在位于上部定位索和下部定位索间的定位器的支持角钢上设上部定位索固定件和下部定位索固定件，分别用于固定在上部定位索和下部定位索上，固定件与定位索之间绝缘，在支持角钢的下端设定位支座，在定位支座一侧上下分别设三角形止挡和定位支持环，定位器安装在定位支持环远离定位支座的一侧，定位器通过接触线夹与接触线铰接定位，在定位支持环内设减震弹簧，通过设在支持环上的调整螺栓来调整定位支持环与三角形止挡间的间隙，定位支座和支持角钢的连接部分铰接或固定连接；

在道路的直线区段接触线和承力索被布置成在水平投影上的相对位置呈“之”字形，承力索的“之”字值是接触线的“之”字值20倍或以上；

所述防窜防断中心锚结，是在接触线通过接触线夹、辅助绳、绝缘子及钢线卡子锚结在承力索上，承力索通过钢线卡子锚结在锚结绳上，锚结绳通过钢线卡子锚结在横向锚结绳上，横向锚结绳锚结在锚柱上；

所述补偿装置当在三跨机械绝缘锚段关节电分相下为坠陀补偿装置，是在锚段关节内承力索通过动滑轮、承力索补偿绳、三组合卧式滑轮、道路两侧锚柱上的定滑轮、坠砣下锚；接触线通过绝缘子、动滑轮、接触线补偿绳、二组合卧式滑轮、道路两侧锚柱上的定滑轮进行下锚；隔离线在锚段关节中由工作状态变为非工作状态后，经纵向定位器和无裙聚四氟乙烯光棒绝缘子水平爬高至横向锚结绳处，并用钢线卡子固定在横向锚结绳上，横向锚结绳锚结在道路两侧的锚柱上；所述补偿装置当在一跨机械绝缘锚段关节电分相下为弹簧补偿装置，是硬横梁固定在道路两侧的钢立柱上，两侧呈对称设置，滑轮式承力索支座固定在硬横梁的上部，承力索经此与弹簧补偿器去对面硬横梁上下锚，接触线经由绝缘子、两极串联弹簧补偿器去对面硬横梁下锚。

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