CN103963665A - 接触悬挂接触线磨耗检测装置 - Google Patents

Abstract

一种铁道上方接触悬挂的接触线（11）用磨耗检测装置（4），该接触线（11）已经调整，使其可与在该铁道上运行的铁道车辆的受电弓接触，这种检测装置（4）包括一个与接触线（11）形成一体式连接的合适固定支座（40）和通过弹性压力连接固定支座（40）的弹性机构（6），这些弹性机构（6）设有一个可熔段（63），该可熔段的构成使其可在接触线（11）磨损时自行断开，而当可熔段（63）断开的情况下，弹性机构（6）的结构使其可因弹性压力的影响，使弹性机构发生变形。

Description

接触悬挂接触线磨耗检测装置

技术领域

本发明涉及铁路设施领域，尤其是涉及铁轨上运行火车的机车供电设备。

背景技术

为了将电流传送至在铁轨上运行的火车中，在铁轨上方安装了至少一根电缆或接触线。它通过安装于机车上部的受电弓向其提供电流。而受电弓是一种可通过接触线的摩擦，使电力机车接收电流的装置。

参考图1，一根或数根接触线11以传统方式，通过一个被称为吊弦的纵向线缆接续机构12，悬挂在承力索13上，其长度合适，可使接触线11几乎保持水平。由接触线11、吊弦12和承力索13组成的整体，被以传统方式命名为接触悬挂10（或架空接触线）。毫无疑问，接触悬挂10也可另外安装一根辅助承力索，这根承力锁一端连接接触线11，另一端与吊弦12的下部末端相连。

请始终参考图1，接触悬挂10通过沿铁道2整齐间隔排列的支柱3，以广为所知的方式悬挂在铁道2上方。这些支柱的每一个都安装有一个接触线11和承力索13的支持装置30，该装置包括一根拉索和一个腕臂，它们外悬在支柱3上，在支柱3的上部水平面上构成了一个垂直的三角形。

请参考图2和图3，接触线11呈纵向圆柱状，在其两侧带有纵向固定沟槽11a，这两个沟槽可使接触线11方便的与接触悬挂10的吊弦12或辅助承力索连接。

当其处于全新状态下时，接触线11的下部表面呈如图3所示的圆形。当列车在铁道上行使时，受电弓与接触线11的下部表面S发生摩擦，从而导致后者出现磨耗。参见图4，在磨损状态下，接触线11的下部表面变得扁平，导致其厚度降低。

当接触线被磨损时，其可能断线并导致接触悬挂出现严重损伤。按照传统的方法，我们定义了一个接触线11的磨耗限值L，它对与接触线11更换前的最小厚度对应。为了限制断线风险的出现，必须对接触线11的磨耗情况，也就是对其厚度进行监控，从而检测出可能导致断裂的最薄弱点。

一般情况下，对接触线11磨耗情况的监控采用机械设备自动进行，该机械设备将定期巡视铁路网以测量接触线11的厚度。这种自动监控可快速检测并处理任何磨耗缺陷。然而，这种自动监控不能在整个铁路网中实施，例如，它不能用于两根接触线11之间的接头区，这些接头区在铁道上每隔约1200米出现，它们也出现于高密度路网区域（大型火车站等等）。另外，当接触线11被润滑油覆盖时，采用自动方式对其磨耗情况进行监控将是不太有力的。因此，在相关区域中必须同时实施对接触线11的人工磨耗监控。

与自动监控不同的是，接触线11的人工磨耗监控需要停止铁路的运行，切断各铁道设施的电力并占用大量的人力（多名维修人员）和物资（使用升降作业平台）。在财务成本、时间和安全方面，人工监控存在多重弊端。

发明内容

为了至少消除某些弊端，本发明涉及一种铁道上方接触悬挂的接触线用磨耗检测装置，该接触线已经调整，使其可与在该铁道上运行的铁道车辆的受电弓接触，这种检测装置包括一个与接触线形成一体式连接的合适固定支座和通过弹性压力连接固定支座的弹性机构，这些弹性机构设有一个可熔段，该可熔段的构成使其可在接触线磨损时自行断开，而当可熔段断开的情况下，弹性机构的结构使其可因弹性压力的影响，使弹性机构发生变形。

得益于本发明所提供的装置，我们可快速不受约束的对某根接触线的磨耗情况进行监控。实际上，固定支座可方便地固定在接触线上，而滑板采用的电力方式功能，使其赢得了时间，节约了经济成本。

当某根接触线接近其磨耗限值时，受电弓可方便的使该接触线与弹性机构的可熔段接触。在一定的时间后，当接触线已磨损时，弹性机构的可熔段因受电弓的摩擦而自行断开。在机械式断开后，弹性机构发生变形，这将导致检测装置的外形发生肉眼可见的改变。因此，仅需一名位于地面的工作人员，通过对此检测装置的肉眼观察，即可方便的确定接触线是否磨损，是否需要更换。人工磨耗监控将不再需要封锁铁道，亦无需使用升降作业平台。

另外，得益于这种高效的人工磨耗监控，我们可控制自动监控的频率，无需使用巡视设备频繁在铁道上巡视，从而节约经济成本。这个铁路网将因此处于令人满意的监控下。

当可熔段断开时，弹性机构可通过弹性压力使其与固定支座分开。这样，当接触线已磨损时，检测装置的外观将发生肉眼可见的明显变化，方便工作人员对磨耗情况的观察。

弹性机构将最好以至少一个弹性片的方式呈现。这种弹性片简单的通过形变使其处于弹性压力下。另外，在可熔段断开后，弹性片将可方便地更换。这种弹性片还可额外降低生产成本。

此弹性片的第一末端被固定在固定支座上，与其形成一个整体，弹性片可活动的第二末端被紧压至固定支座的某一部分上，使弹性片处于弹性压力下。弹性片的第二末端最好可构成一个挂钩形。这样，此弹性片受弹性应力，使挂钩挂在固定支座上。

弹性片的可熔段最好位于固定的第一末端和可活动的第二末端之间。对于处于可熔段和固定的第一末端之间的弹性片部分，当可熔段断开时，该弹性片部分的弹性压力被释放，从而解除了弹性片的束缚，使其重回原有形状。

作为本发明的最佳选择，可熔段通过弹性片的弯曲形成。与固定支座相比，可熔段最好是凸出的。除可减低成本外，通过弯曲生产可熔段可精确的调整其凸出长度，而该长度与接触线的磨耗限值对应。

作为本发明的最佳选择，固定支座装有两个固定夹，这些固定夹优先选择铰接的，以便可通过稳定的方式与接触线连接在一起。

弹性机构最好与每个固定夹相连。这样，如果接触线的磨耗不均匀，某个固定夹的弹性机构可在另一个固定夹的弹性机构前断开。接触线的监控因此得以最优化。

作为本发明的最佳选择，固定支座安装有一套通过上述固定夹实现的夹固机构。该夹固机构最好带有至少两根连杆。一套这样的夹固机构可允许将本发明涉及的检测装置连接到现有接触悬挂的接触线上。另外，此夹固机构还可提高固定夹的夹固力，从而方便工作人员使用撑杆从地面上进行检测装置的安装。

检测装置最好安装有一个滑板用可移动安装撑杆。这样，一名位于地面的工作人员即可通过安装撑杆，将固定支座安装到接触线上，无需使用升降作业平台。

本发明同样涉及一套接触悬挂接触线用设备，该设备已经过调整，可与铁道车辆的受电弓和一个如前文中介绍的磨耗检测装置接触，其固定支座已被连接至接触线上，弹性机构的可熔段张开至接近接触线处。

当检测装置被安装到此接触线上时，弹性机构可熔段的位置，将使其可在此接触线已达到磨耗限值的情况下，与受电弓发生接触。

此接触线设有一个磨耗限值，可熔段将尽可能的张开至该接触线的磨耗限值处。

附图说明

阅读说明并参考所附插图将可更好的了解本发明，说明的给出仅用于举例，对于插图：

-图1是铁道及其接触悬挂的透视图；

-图2是某一接触悬挂接触线的透视图；

-图3是某一接触线全新状态时的剖视图；

-图4是某一接触线磨损状态下的剖视图；

-图5是本发明提及的装置的剖视图，装置带有固定在接触线上时用的安装撑杆；

-图6是图5中装置的近视图；

-图7是图5中装置的分解图；

-图8是当该装置固定在接触线上时图6中装置的第一剖面剖视图；

-图9是当该装置固定在接触线上时图6中装置的第二剖面剖视图；

-图10是图5中装置固定在正常状态下接触线上后的正视图；

-图11是图5中装置固定在磨损状态下接触线上后的正视图；

-图12是装置固定在接触线上后，另一种构成方式下的透视图。

需注意的是，为了方便其使用，这些插图详细地展示了本发明，如有需要，这些图片可用于更合适的定义本发明。

具体实施方式

参考图10，它介绍了一种磨耗检测装置4，该装置已经连接到某一接触悬挂的接触线11上。

接下来，本发明将介绍一种接触线11，这种接触线呈纵向圆柱状，在其两侧带有纵向固定沟槽11a，如图2和和图3中所示。在本例中，沟槽11a是对称的，它们位于接触线11的上部。

如图5和图7所示，磨耗检测装置4带有一个固定支座40，可使其与接触线11连成一体。在本例中，固定支座40带有两个固定夹41，它们围绕轴X1铰接。每个固定夹41带有一个接触边410，它可通过外形的互补，尽可能与接触线11的沟槽11a咬合。在本例中，固定沟槽11a和接触边410均拥有一个V形断面。

固定夹41各接触边410之间的间距是可通过铰接轴X1进行调节的。

为了方便固定夹41的夹固和松开，固定支座40额外带有一个夹固机构7，该机构设有两根连杆42并按照图6所示，围绕轴X3在两个连杆之间进行铰接。另外，每根连杆42还围绕轴X2铰接于其中一个固定夹41上。这样，对于连杆42之间形成的夹角，任何对该夹角的改动都将导致固定夹41各接触边410之间的间距发生变化，如下文中详细说明的一样。

在这种构成方式下，参考图6，每根连杆42还带有一个呈挂钩形或半壳状的末端42a。当固定夹41各接触边410之间的间距达到最大时，连杆42末端42a形成了一个固定环，在其中可插入一个锁定销53，以便可如下文中详细说明的一样，移动检测装置4。

在本例中，参考图7，各铰接轴X1、X2、X3是通过铆钉杆44形成的，但毫无疑问，其他元件也是适合的。

固定支座40整体上呈夹头状，适合在沟槽11a处夹紧接触线11。

根据本发明，磨耗检测装置4带有已连接至固定支座40的弹性机构6。正如下文中详细说明的一样，弹性机构6是受弹性压力压制的，也就是说，弹性机构6是以预加应力的方式安装到固定支座40上的。

在此安装方式下，特别是参考图7和图8，黄铜制成的金属片6，被连接至每个固定夹41上。每个金属片6均设有一体式固定在固定夹41上的第一末端61和紧压固定在固定夹41接触边410的第二末端62，金属片6的固定方式使其受弹性压力压制。

在本例中，金属片6的第一末端61通过一颗铆钉43连接到固定夹41上，但毫无疑问的是，其他连接方式也是适用的。金属片6的可活动第二末端62尽可能呈挂钩形，以便如图7和图8所示，包围固定夹41的接触边410。

始终参考图7和图8，金属片6装有一个可熔段63，它形成于固定的第一末端61和可活动第二末端62之间。可熔段63最好通过金属片6的弯曲形成，以便可根据固定夹41，形成凸出部分。

当检测装置4安装到接触线11上时，金属片6的可活动第二末端62被紧固在固定夹41的接触边410和接触线11的沟槽11a之间，如图8所示。可熔段63张开以使其垂直凸出部分向下，靠近接触线11，如图8所示。

现在，参考图5、图6和图9，将介绍将磨耗检测装置4安装至接触线11的安装程序。

在本使用示例中，磨耗检测装置4被安装于如图1所示的某一接触悬挂10的接触线11上。

参考图5，磨耗检测装置4由一名位于地面的工作人员，通过安装撑杆5进行安装，该安装撑杆包括一根支杆51和在其上部末端的封头52。安装撑杆5是以合适的方式进行电绝缘的。封头52带有一个锁定销53，其上通过固定环悬挂着磨耗检测装置4，此固定环是如上文介绍的一样，由连杆42的末端42a形成的。进行安装时，固定夹41接触边410之间的间距最大如图6所示。

参考图6，工作人员可方便地将磨耗检测装置4放置于接触线11上方，然后使其下降以便固定夹41的接触边410正好支撑在接触线11的沟槽11a处。

为了在接触线11上固定磨耗检测装置4，工作人员可在安装撑杆5上施加向下的压力，使封头52的锁定销53向连杆42施加纵向应力，如图9所示。由于铰接轴X3，连杆42分开，这将导致固定夹41因铰接轴X2的作用而松开，固定夹41各接触边410之间的间距因铰接轴X1的作用而减小。总之，当工作人员向下移动支杆51时，固定支座40和夹固机构7形成了一个夹头，使其与接触线11合拢，如图9所示。

在安装后位置上，磨耗检测装置4是与接触线11的上部连为一体的，这使得工作人员可抽出锁定销53，收回安装撑杆5。仅由一名工作人员安装磨耗检测装置4的操作就此完成。封头52最好装有多个锁定销53，以便可悬挂多台检测装置4，从而使工作人员可逐一完成安装，减少安装撑杆5的操作次数。与此前采用人工监控的方法相比，这一安装程序拥有降低的成本。

在安装后位置上，参考图10，金属片6可活动第二末端62被紧固在固定夹41的接触边410和接触线11的沟槽11a之间。在本例中，可熔段63向下垂直张开，靠近接触线11。可熔段63的长度适合，以便其下部末端可张开至接触线11已确定的磨耗限值L处。在本例中，磨耗限值L在8.8毫米内。磨耗限值L是采用为技术人员熟知的方式，根据维护限期、测量精度和磨损速度确定的。毫无疑问的是，两根接触线的磨耗限值L可能存在不同。

固定支座40设有合适的重量限制，以免影响取流。另外，由于其较小的侧面体积，固定支座40可允许自动监控设备通过。

随着铁道上火车的通行，在取流时，受电弓与接触线11的下部摩擦，导致其厚度降低，从而使接触线11的下部变得扁平，如图11所示。

在一段时间后，接触线11厚度的降低使得接触线11的下部与金属片6的可熔段63平齐。换而言之，当受电弓在铁道上运行时，其与接触线11摩擦，但同时也与金属片6的可熔段63发生摩擦，而这将导致后者因磨损而断开。

可熔段63断开后，金属片6与其可活动的挂钩形末端62分开，而金属片仍固定在接触线11的沟槽11a和固定夹41的接触边410之间。换而言之，金属片6变短，其可活动末端此后由断开的可熔段63构成。

由于金属片6是受弹性压力安装在固定夹41上的，且因为可熔段63的断开，其下部末端不在保留，金属片6将因此发生变形，以便恢复自由状态，也就是其原状。如图11所示，断开的可熔段63与固定夹41及接触线11分开，分开距离为D，在本例中，此距离小于5厘米。

图11展示的是当两个金属片6的可熔段63同时断开时，磨耗检测装置4的情况，毫无疑问的是，仅一个可熔段63断开的情况是可能的。

此时，磨耗检测装置4因金属片6的形变而出现明显变化，这将使位于地面上的工作人员可直接且好不含糊的辨别可熔段63是否断开，也就是说，接触线11的磨耗是否被磨耗检测装置4检测到。接触线11的磨耗将因此而被方便的通过肉眼，从地面上观察到。

可熔段63的长度可方便地进行调节，以便与接触线11的磨耗程度相对应，这将改善监控的精确度。

这种从铁道上进行的目视监控可方便的进行，不会要求接触悬挂断电，也不会中止铁路运输，亦不需要占用多名工作人员和升降作业平台。另外，为了监控铁道和设备的情况，已经安排了工作人员地面定期巡视。接触线11的磨耗监控可方便地整合至这种定期监控中，从而节约时间，降低财务成本。实际上，对于无法进行自动监控的铁道区域，此时将不在需要如同此前一样，对接触线11实施特殊监控。

弹性机构6最好与无线通讯机构（未介绍）连接，后者将在可熔段63断开时被激活。通讯机构将通过如无线电等方式，发出一份接触线11的磨耗警示信息，该信息将由检测中心接收以便通知维修人员。

当进行接触悬挂10的维修作业，更换接触线11时，仅需更换磨耗检测装置4中断开的金属片6即可继续监控工作。

前面已经介绍了一种以附件形式出现的磨耗检测装置4，它被安装于接触悬挂10的接触线11上，但毫无疑问的是，磨耗检测装置4也可以直接整合至接触悬挂10的机构中。

本发明的第二种安装方式采用图12进行说明。为了简化说明，在说明结构或功能上与图7中零件相同、相等或类似的零件时，所使用的部件号是相同的。另外，整个图7中安装方式的说明未被重复，当不存在不兼容时，此说明可用于图12的零件。将仅对结构上和功能上的明显不同处进行说明。

参考图12，磨耗检测装置4'呈固定线夹形，其包括两个固定夹41'构成的固定支座40'，其中接触边410'被插入接触线11的沟槽11a中。另外，磨耗检测装置4'安装有多个弹性机构6'，这里为金属片，其一个连接末端61'通过一颗铆钉43'连接至固定夹41'，一个可活动末端被紧压至上述固定夹41'的接触边410'周围，使金属片6'在弹性压力下完成安装，也就是说，处于在接触边410'和接触线11的沟槽11a之间的受迫状态。采用与第一种安装方式相同的方法，金属片6'装有一个可熔段63'，其张开至接触线11的磨耗限值处。

根据本发明的第二种安装方式，固定支座40'带有用于接触悬挂10辅助承力索14的固定机构8。在本例中，接触悬挂10设有一个主承力索（未介绍），它已通过吊弦接续机构（未介绍）与辅助承力索14连接，而后者通过磨耗检测装置4'连接至接触线11。在这种安装示例中，辅助承力索14是一根接触线11的供电电缆。

在本例中，每个固定夹41'装有一个合适的模槽，可与承力索13的外表面匹配。为了形成一个固定环箍，固定夹41'通过铆钉43'被紧固在辅助承力索14附近。通过与接触线11的辅助承力索14连为一体的方式，检测装置4'方便地完成了其连接和磨耗检测两大功能。接触线11的磨耗检测因此被整合至接触悬挂10中，这是十分合算的。

磨耗检测装置最好放置于以下接触线11最可能断线的区域：

-安装了一个重量无法忽略的零件（维修系统回收臂等等）的区域；

-进行供电连接和配电连接的区域；和

-两根接触线连接/接头的区域，尤其是在使用连接线夹或加强线夹时。

Claims (10)

1.铁道上方接触悬挂的接触线（11）用磨耗检测装置（4、4'），该接触线（11）已经调整，使其可与在该铁道上运行的铁道车辆的受电弓接触，这种检测装置（4、4'）包括一个与接触线（11）形成一体式连接的合适固定支座（40、40'）和通过弹性压力连接固定支座（40、40'）的弹性机构（6、6'），这些弹性机构（6、6'）设有一个可熔段（63、63'），该可熔段的构成使其可在接触线（11）磨损时自行断开，而当可熔段（63、63'）断开的情况下，弹性机构（6、6'）的结构使其可因弹性压力的影响，使弹性机构发生变形。

2.根据权利要求1所述的装置，其弹性机构将最好以至少一个弹性片（6、6'）的方式呈现。

3.根据权利要求2所述的装置，其中此弹性片（6、6'）的第一末端（61、61'）被固定在固定支座（40、40'）上，与其形成一个整体，弹性片可活动的第二末端（62、62'）被紧压至固定支座（40、40'）的某一部分上，使弹性片（6、6'）处于弹性压力下。

4.根据权利要求3所述的装置，可活动第二末端（62、62'）尽可能呈挂钩形。

5.根据权利要求3至4中任何一项所述的装置，装置的弹性片（6、6'）的可熔段（63、63'）位于固定的第一末端（61、61'）和可活动的第二末端（62、62'）之间。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的装置，装置的可熔段（63、63'）是比固定支座（40、40'）凸出的。

7.根据权利要求1至6中任何一项所述的装置，装置的固定支座（40、40'）装有两个固定夹（41、41'），它们最好是铰接的。

8.根据权利要求7所述的装置，其中弹性机构（6、6'）是被连接至每一个固定夹（41、41'）的。

9.一套接触悬挂接触线（11）用设备，该设备已经过调整，可与铁道车辆的受电弓和符合前文权利要求其中之一的磨耗检测装置（4、4'）接触，其固定支座（40、40'）已被连接至接触线（11）上，弹性机构（6、6'）的可熔段（63、63'）张开至接近接触线（11）处。

10.根据权利要求9所述的设备，其接触线（11）设有一个磨耗限值（L），可熔段（63、63'）将尽可能的张开至该接触线（11）的磨耗限值（L）处。