CN103192741A - 一种轨道侧导电轨电源切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道侧导电轨电源切换系统，包括集电靴及切出段、切入段标准导电轨；在切出段、切入段标准导电轨之间设有切出段隔离绝缘轨、切出段导电轨、绝缘过渡轨、切入段导电轨和切入段隔离绝缘轨；在切出段标准导电轨一侧设有切出段电控制器，切出段电控制器通过第一、第二导线分别与切出段标准导电轨、切出段导电轨电连接，在切入段标准导电轨一侧设有切入段电控制器，切入段电控制器通过第三、第四导线分别与切入段标准导电轨、切入段导电轨电连接。本发明避免了集电靴在切出和切入不同供电系统时产生电弧，保护了集电靴和导电轨，延长了导电轨的使用寿命，提高了集电靴在切出和切入过程中的稳定性以及集电靴和导电轨之间接触的稳定性。

Description

一种轨道侧导电轨电源切换系统

技术领域

本发明涉及一种轨道交通电动车辆的供电系统，特别是涉及轨道交通电动车辆的轨道侧导电轨电源切换系统。

背景技术

在轨道交通电动车辆的供电系统中，为了降低供电系统的建设成本和维护成本，常采用导电轨牵引供电技术。所谓“导电轨牵引供电”就是在列车行走的两条路轨以外，再加上带电的轨道。这条带电轨道通常设于两轨之间或其中一轨的外侧，电动列车的集电靴在带电的轨道即导电轨上接触并滑行，把电力传到牵引电机上。

导电轨通常采用分散式供电系统，每段供电系统通过一定坡度的轨道切出和切入不同的供电系统，为了让集电靴缓慢切出和切入不同的供电系统以避免产生过大的电弧，现有的导电轨在切出段标准导电轨与切入段标准导电轨之间设置一个平缓的过渡段，这种过渡段虽然能一定程度减弱电弧，但无法从本质上灭弧，导电轨在电弧的作用下，寿命受到严重影响，而且给导电轨的接触稳定性埋下很大隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能有效避免集电靴在切出和切入不同供电系统时产生电弧，从而延长导电轨使用寿命，增强导电轨与集电靴接触稳定性的轨道侧导电轨电源切换系统。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种轨道侧导电轨电源切换系统，包括与电动列车牵引电机电连接的集电靴以及沿轨道方向设置的各个供电段之间的切出段标准导电轨和切入段标准导电轨；由若干标准导电轨以及所述切出段标准导电轨、切入段标准导电轨构成的导电轨设置在电动列车行走的两条路轨之间或者其中一轨的外侧，所述集电靴在导电轨上接触并滑行，把电力传输到电动列车的牵引电机上，在所述切出段标准导电轨与切入段标准导电轨之间沿轨道方向还依次设有切出段隔离绝缘轨、切出段导电轨、绝缘过渡轨、切入段导电轨和切入段隔离绝缘轨；所述切出段隔离绝缘轨、绝缘过渡轨和切入段隔离绝缘轨均由绝缘材料制成且截面形状均与所述切出段、切入段标准导电轨相同，所述切出段导电轨和切入段导电轨均由导电材料制成且截面形状均与所述切出段、切入段标准导电轨相同，所述切出段标准导电轨经所述切出段隔离绝缘轨与切出段导电轨绝缘固定连接，所述绝缘过渡轨的两端分别与所述切出段导电轨、切入段导电轨固定连接，所述切入段标准导电轨经所述切入段隔离绝缘轨与切入段导电轨绝缘固定连接；在所述切出段标准导电轨的一侧设有切出段电控制器，该切出段电控制器通过第一导线、第二导线分别与所述切出段标准导电轨、切出段导电轨电连接，当集电靴从切出段标准导电轨滑向所述切出段隔离绝缘轨且在邻近切出段隔离绝缘轨时，所述切出段电控制器接通切出段标准导电轨与切出段导电轨之间的电路，使切出段导电轨得电，切出段导电轨与切出段标准导电轨等电位，当集电靴滑过所述切出段隔离绝缘轨滑入切出段导电轨且在邻近绝缘过渡轨时，所述切出段电控制器断开切出段标准导电轨与切出段导电轨之间的电路，使切出段导电轨失电；在所述切入段标准导电轨的一侧设有切入段电控制器，该切入段电控制器通过第三导线、第四导线分别与所述切入段标准导电轨、切入段导电轨电连接，当集电靴滑过切出段导电轨滑入绝缘过渡轨且在邻近切入段导电轨时，所述切入段电控制器断开切入段标准导电轨与切入段导电轨之间的电路，使切入段导电轨失电，当集电靴滑过绝缘过渡轨滑入切入段导电轨且在邻近切入段隔离绝缘轨时，所述切入段电控制器接通切入段标准导电轨与切入段导电轨之间的电路，使切入段导电轨得电，切入段导电轨与切入段标准导电轨等电位。

作为本发明的一种优选实施例，所述切出段电控制器包括切出段接触器、第一限位开关、第二限位开关和限位块，该切出段电控制器中的切出段接触器通过第一导线、第二导线分别与所述切出段标准导电轨、切出段导电轨电连接，所述第一限位开关通过导线与所述切出段接触器电连接，且第一限位开关设置在切出段标准导电轨的端部一侧，该切出段标准导电轨的端部通过绝缘连接板及螺栓经切出段隔离绝缘轨与切出段导电轨绝缘固定连接成一体，所述第二限位开关通过导线与所述切出段接触器电连接，且第二限位开关设置在切出段导电轨的端部一侧，该切出段导电轨的端部通过绝缘连接板及螺栓与绝缘过渡轨固定连接成一体，所述限位块固定安装在所述集电靴上；所述切入段电控制器包括切入段接触器、第三限位开关、第四限位开关和限位块，该切入段电控制器中的切入段接触器通过第三导线、第四导线分别与所述切入段标准导电轨、切入段导电轨电连接，所述第三限位开关通过导线与所述切入段接触器电连接，且第三限位开关设置在绝缘过渡轨的端部一侧，该绝缘过渡轨的端部通过绝缘连接板及螺栓与切入段导电轨固定连接成一体，所述第四限位开关通过导线与所述切入段接触器电连接，且第四限位开关设置在切入段导电轨的端部一侧，该切入段导电轨的端部通过绝缘连接板及螺栓经切入段隔离绝缘轨与切入段标准导电轨绝缘固定连接成一体。

采用上述结构后，本发明在工作时，当集电靴从切出段标准导电轨滑向切出段隔离绝缘轨且在邻近切出段隔离绝缘轨时，所述切出段电控制器接通切出段标准导电轨与切出段导电轨之间的电路，本发明优选安装在集电靴上的限位块碰触第一限位开关，使第一限位开关触发切出段接触器接通切出段标准导电轨与切出段导电轨之间的电路，从而使切出段导电轨得电，切出段导电轨与切出段标准导电轨等电位，随后集电靴滑过切出段隔离绝缘轨滑入切出段导电轨且在邻近绝缘过渡轨时，所述切出段电控制器断开切出段标准导电轨与切出段导电轨之间的电路，本发明优选安装在集电靴上的限位块碰触第二限位开关，使第二限位开关触发切出段接触器断开切出段标准导电轨与切出段导电轨之间的电路，从而使切出段导电轨失电，随后集电靴滑过切出段导电轨滑入绝缘过渡轨且在邻近切入段导电轨时，所述切入段电控制器断开切入段标准导电轨与切入段导电轨之间的电路，本发明优选安装在集电靴上的限位块碰触第三限位开关，使第三限位开关触发切入段接触器断开切入段标准导电轨与切入段导电轨之间的电路，从而使切入段导电轨失电，随后集电靴滑过绝缘过渡轨滑入切入段导电轨且在邻近切入段隔离绝缘轨时，所述切入段电控制器接通切入段标准导电轨与切入段导电轨之间的电路，本发明优选安装在集电靴上的限位块碰触第四限位开关，使第四限位开关触发切入段接触器接通切入段标准导电轨与切入段导电轨之间的电路，从而使切入段导电轨得电，切入段导电轨与切入段标准导电轨等电位，随后集电靴滑过切入段隔离绝缘轨滑入切入段标准导电轨，至此，集电靴从切出电源供电系统切换到切入电源供电系统。在切换供电系统过程中，本发明通过控制切出段标准导电轨与切出段导电轨之间的电路通断，以及切入段标准导电轨与切入段导电轨之间的电路通断，从而控制了供电系统与牵引电机的通断，避免集电靴在切出和切入不同供电系统时产生电弧，保护了集电靴和导电轨，延长了导电轨的使用寿命，提高了集电靴在切出和切入过程中的稳定性以及集电靴和导电轨之间接触的稳定性。

而且，由于本发明采用的零部件较少且加工方便，因而本发明的制造及安装、维修成本较低。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1为本发明轨道侧导电轨电源切换系统的一种结构示意图。

图2为本发明中导电轨的一种结构示意图。

图3为本发明轨道侧导电轨电源切换系统的俯视示意图。

图4为本发明中绝缘过渡轨与切出段导电轨、切入段导电轨之间的连接结构示意图。

图5为本发明中切出段导电轨或切入段导电轨的一种结构示意图。

图6为本发明中切出段隔离绝缘轨与切出段标准导电轨、切出段导电轨之间的连接结构示意图。

图7为本发明中限位块的一种结构示意图。

具体实施方式

参见图1至图7所示的一种轨道侧导电轨电源切换系统，包括与电动列车牵引电机电连接的集电靴1以及沿轨道方向设置的各个供电段之间的切出段标准导电轨2和切入段标准导电轨3；由若干标准导电轨以及所述切出段标准导电轨2、切入段标准导电轨3构成的导电轨设置在电动列车行走的两条路轨之间或者其中一轨的外侧，所述集电靴1在导电轨上接触并滑行，把电力传输到电动列车的牵引电机上，在所述切出段标准导电轨2与切入段标准导电轨3之间沿轨道方向还依次设有切出段隔离绝缘轨4、切出段导电轨5、绝缘过渡轨6、切入段导电轨7和切入段隔离绝缘轨8；所述切出段隔离绝缘轨4、绝缘过渡轨6和切入段隔离绝缘轨8均由绝缘性能良好的材料制成且截面形状均与所述切出段、切入段标准导电轨2、3相同，所述切出段导电轨5和切入段导电轨7均由导电材料如由金属材料制成或由其他导电性能良好的材料制成且截面形状均与所述切出段、切入段标准导电轨2、3相同，所述切出段标准导电轨2经所述切出段隔离绝缘轨4与切出段导电轨5绝缘固定连接，即切出段标准导电轨2、切出段隔离绝缘轨4和切出段导电轨5三者依次固定连接在一起，且切出段标准导电轨2与切出段导电轨5相互绝缘，所述绝缘过渡轨6的两端分别与所述切出段导电轨5、切入段导电轨7固定连接，所述切入段标准导电轨3经所述切入段隔离绝缘轨8与切入段导电轨7绝缘固定连接，即切入段标准导电轨3、切入段隔离绝缘轨8与切入段导电轨7三者依次固定连接在一起，且切入段标准导电轨3与切入段导电轨7相互绝缘；在所述切出段标准导电轨2的一侧设有切出段电控制器9，该切出段电控制器9通过第一导线10、第二导线11分别与所述切出段标准导电轨2、切出段导电轨5电连接，当集电靴1从切出段标准导电轨2滑向所述切出段隔离绝缘轨4且在邻近切出段隔离绝缘轨4时，所述切出段电控制器9接通切出段标准导电轨2与切出段导电轨5之间的电路，使切出段导电轨5得电，切出段导电轨5与切出段标准导电轨2等电位，当集电靴1滑过所述切出段隔离绝缘轨4滑入切出段导电轨5且在邻近绝缘过渡轨6时，所述切出段电控制器9断开切出段标准导电轨2与切出段导电轨5之间的电路，使切出段导电轨5失电；在所述切入段标准导电轨3的一侧设有切入段电控制器12，该切入段电控制器12通过第三导线13、第四导线14分别与所述切入段标准导电轨3、切入段导电轨7电连接，当集电靴1滑过切出段导电轨5滑入绝缘过渡轨6且在邻近切入段导电轨7时，所述切入段电控制器12断开切入段标准导电轨3与切入段导电轨7之间的电路，使切入段导电轨7失电，当集电靴1滑过绝缘过渡轨6滑入切入段导电轨7且在邻近切入段隔离绝缘轨8时，所述切入段电控制器12接通切入段标准导电轨3与切入段导电轨7之间的电路，使切入段导电轨7得电，切入段导电轨7与切入段标准导电轨3等电位。

作为本发明的一种优选实施例，如图1至图4和图6、7所示，所述切出段电控制器9包括切出段接触器15、第一限位开关16、第二限位开关17和限位块18，该切出段电控制器9中的切出段接触器15通过第一导线10、第二导线11经导电板24分别与所述切出段标准导电轨2、切出段导电轨5电连接，所述第一限位开关16通过导线25与所述切出段接触器15电连接，且第一限位开关16设置在切出段标准导电轨2的端部2－1一侧，该切出段标准导电轨2的端部2－1通过绝缘连接板19及螺栓20经切出段隔离绝缘轨4与切出段导电轨5绝缘固定连接成一体，所述第二限位开关17通过导线25与所述切出段接触器15电连接，且第二限位开关17设置在切出段导电轨5的端部5－1一侧，该切出段导电轨5的端部5－1通过绝缘连接板19及螺栓20与绝缘过渡轨6固定连接成一体，所述限位块18通过螺栓固定安装在所述集电靴1上；所述切入段电控制器12包括切入段接触器21、第三限位开关22、第四限位开关23和限位块18，该切入段电控制器12中的切入段接触器21通过第三导线13、第四导线14经导电板24分别与所述切入段标准导电轨3、切入段导电轨7电连接，所述第三限位开关22通过导线25与所述切入段接触器21电连接，且第三限位开关22设置在绝缘过渡轨6的端部6－1一侧，该绝缘过渡轨6的端部6－1通过绝缘连接板19及螺栓20与切入段导电轨7固定连接成一体，所述第四限位开关23通过导线25与所述切入段接触器21电连接，且第四限位开关23设置在切入段导电轨7的端部7－1一侧，该切入段导电轨7的端部7－1通过绝缘连接板19及螺栓20经切入段隔离绝缘轨8与切入段标准导电轨3绝缘固定连接成一体。

在本发明中，所述切出段接触器15、第一限位开关16和第二限位开关17以及切入段接触器21、第三限位开关22和第四限位开关23，均为常规市售的接触器和限位开关。如图1、3所示，本发明的第一～第四限位开关均采用市售的滚轮摆杆型限位开关。在工作时，所述限位块18依次与第一～第四限位开关相碰触，触发接触器15、21接通或断开，以控制切出段标准导电轨2与切出段导电轨5之间的电路通断，以及切入段标准导电轨3与切入段导电轨7之间的电路通断，从而控制供电系统与牵引电机的通断；另外，限位块18也可固定安装在机车的某位置一同与机车运行。

在本发明中，所述切出段电控制器9以及切入段电控制器12也可为其它结构，例如可由接触器、红外线传感器和红外线接收器组成，所述红外线传感器固定安装在所述集电靴1上，图中未示，在工作时，可通过红外线传感器发射信号至红外线接收器，由红外线接收器触发接触器控制切出段标准导电轨与切出段导电轨之间的电路通断，以及切入段标准导电轨与切入段导电轨之间的电路通断，从而控制供电系统与牵引电机的通断。

如图1所示，本发明在工作时，当集电靴1从切出段标准导电轨2滑向切出段隔离绝缘轨4且在邻近切出段隔离绝缘轨4时，集电靴上的限位块18碰触第一限位开关16，使第一限位开关16触发切出段接触器15接通切出段标准导电轨2与切出段导电轨5之间的电路，从而使切出段导电轨5得电，切出段导电轨5与切出段标准导电轨2等电位，随后集电靴1滑过切出段隔离绝缘轨4滑入切出段导电轨5且在邻近绝缘过渡轨6时，集电靴1上的限位块18碰触第二限位开关17，使第二限位开关17触发切出段接触器15断开切出段标准导电轨2与切出段导电轨5之间的电路，从而使切出段导电轨5失电，随后集电靴1滑过切出段导电轨5滑入绝缘过渡轨6且在邻近切入段导电轨7时，集电靴1上的限位块18碰触第三限位开关22，使第三限位开关22触发切入段接触器21断开切入段标准导电轨3与切入段导电轨7之间的电路，从而使切入段导电轨7失电，随后集电靴1滑过绝缘过渡轨6滑入切入段导电轨7且在邻近切入段隔离绝缘轨8时，集电靴1上的限位块18碰触第四限位开关23，使第四限位开关23触发切入段接触器21接通切入段标准导电轨3与切入段导电轨7之间的电路，从而使切入段导电轨7得电，切入段导电轨7与切入段标准导电轨3等电位，随后集电靴1滑过切入段隔离绝缘轨8滑入切入段标准导电轨3，至此，集电靴1从切出电源供电系统切换到切入电源供电系统。

本发明通过切出段接触器15以及切入段接触器21的通断，控制切出段标准导电轨2与切出段导电轨5之间的电路通断，以及切入段标准导电轨3与切入段导电轨7之间的电路通断，从而控制了供电系统与牵引电机的通断，避免了集电靴1在切出和切入不同供电系统时产生电弧，保护了集电靴和导电轨，延长了导电轨的使用寿命，提高了集电靴在切出和切入过程中的稳定性以及集电靴和导电轨之间接触的稳定性。

Claims (2)

1.一种轨道侧导电轨电源切换系统，包括与电动列车牵引电机电连接的集电靴（1）以及沿轨道方向设置的各个供电段之间的切出段标准导电轨（2）和切入段标准导电轨（3）；由若干标准导电轨以及所述切出段标准导电轨（2）、切入段标准导电轨（3）构成的导电轨设置在电动列车行走的两条路轨之间或者其中一轨的外侧，所述集电靴（1）在导电轨上接触并滑行，把电力传输到电动列车的牵引电机上，其特征在于：在所述切出段标准导电轨（2）与切入段标准导电轨（3）之间沿轨道方向还依次设有切出段隔离绝缘轨（4）、切出段导电轨（5）、绝缘过渡轨（6）、切入段导电轨（7）和切入段隔离绝缘轨（8）；所述切出段隔离绝缘轨（4）、绝缘过渡轨（6）和切入段隔离绝缘轨（8）均由绝缘材料制成且截面形状均与所述切出段、切入段标准导电轨（2、3）相同，所述切出段导电轨（5）和切入段导电轨（7）均由导电材料制成且截面形状均与所述切出段、切入段标准导电轨（2、3）相同，所述切出段标准导电轨（2）经所述切出段隔离绝缘轨（4）与切出段导电轨（5）绝缘固定连接，所述绝缘过渡轨（6）的两端分别与所述切出段导电轨（5）、切入段导电轨（7）固定连接，所述切入段标准导电轨（3）经所述切入段隔离绝缘轨（8）与切入段导电轨（7）绝缘固定连接；在所述切出段标准导电轨（2）的一侧设有切出段电控制器（9），该切出段电控制器（9）通过第一导线（10）、第二导线（11）分别与所述切出段标准导电轨（2）、切出段导电轨（5）电连接，当集电靴（1）从切出段标准导电轨（2）滑向所述切出段隔离绝缘轨（4）且在邻近切出段隔离绝缘轨（4）时，所述切出段电控制器（9）接通切出段标准导电轨（2）与切出段导电轨（5）之间的电路，使切出段导电轨（5）得电，切出段导电轨（5）与切出段标准导电轨（2）等电位，当集电靴（1）滑过所述切出段隔离绝缘轨（4）滑入切出段导电轨（5）且在邻近绝缘过渡轨（6）时，所述切出段电控制器（9）断开切出段标准导电轨（2）与切出段导电轨（5）之间的电路，使切出段导电轨（5）失电；在所述切入段标准导电轨（3）的一侧设有切入段电控制器（12），该切入段电控制器（12）通过第三导线（13）、第四导线（14）分别与所述切入段标准导电轨（3）、切入段导电轨（7）电连接，当集电靴（1）滑过切出段导电轨（5）滑入绝缘过渡轨（6）且在邻近切入段导电轨（7）时，所述切入段电控制器（12）断开切入段标准导电轨（3）与切入段导电轨（7）之间的电路，使切入段导电轨（7）失电，当集电靴（1）滑过绝缘过渡轨（6）滑入切入段导电轨（7）且在邻近切入段隔离绝缘轨（8）时，所述切入段电控制器（12）接通切入段标准导电轨（3）与切入段导电轨（7）之间的电路，使切入段导电轨（7）得电，切入段导电轨（7）与切入段标准导电轨（3）等电位。

2.根据权利要求1所述的轨道侧导电轨电源切换系统，其特征在于：所述切出段电控制器（9）包括切出段接触器（15）、第一限位开关（16）、第二限位开关（17）和限位块（18），该切出段电控制器（9）中的切出段接触器（15）通过第一导线（10）、第二导线（11）分别与所述切出段标准导电轨（2）、切出段导电轨（5）电连接，所述第一限位开关（16）通过导线与所述切出段接触器（15）电连接，且第一限位开关（16）设置在切出段标准导电轨（2）的端部（2－1）一侧，该切出段标准导电轨（2）的端部（2－1）通过绝缘连接板（19）及螺栓（20）经切出段隔离绝缘轨（4）与切出段导电轨（5）绝缘固定连接成一体，所述第二限位开关（17）通过导线与所述切出段接触器（15）电连接，且第二限位开关（17）设置在切出段导电轨（5）的端部（5－1）一侧，该切出段导电轨（5）的端部（5－1）通过绝缘连接板（19）及螺栓（20）与绝缘过渡轨（6）固定连接成一体，所述限位块（18）固定安装在所述集电靴（1）上；所述切入段电控制器（12）包括切入段接触器（21）、第三限位开关（22）、第四限位开关（23）和限位块（18），该切入段电控制器（12）中的切入段接触器（21）通过第三导线（13）、第四导线（14）分别与所述切入段标准导电轨（3）、切入段导电轨（7）电连接，所述第三限位开关（22）通过导线与所述切入段接触器（21）电连接，且第三限位开关（22）设置在绝缘过渡轨（6）的端部（6－1）一侧，该绝缘过渡轨（6）的端部（6－1）通过绝缘连接板（19）及螺栓（20）与切入段导电轨（7）固定连接成一体，所述第四限位开关（23）通过导线与所述切入段接触器（21）电连接，且第四限位开关（23）设置在切入段导电轨（7）的端部（7－1）一侧，该切入段导电轨（7）的端部（7－1）通过绝缘连接板（19）及螺栓（20）经切入段隔离绝缘轨（8）与切入段标准导电轨（3）绝缘固定连接成一体。

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