CN104071036A - 城市轨道交通接触轨牵引系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市轨道交通接触轨牵引系统，它涉及城市轨道交通技术领域。设置避雷器分别与接触轨和钢轨连接，形成系统综合防雷保护；地面区段接触轨上设置有新型UPVC材质防护罩，接触轨系统还配备接触轨带电显示装置、紧急停电按钮控制系统、滑触线授电设备、可视化接地装置；所述的避雷器防雷保护在高架区段轨道线路每间隔300米就设置一个，避雷器特性综合考虑了各相关系统设备需求；为防止雷电波通过回流电缆引至牵引变电所负极柜，造成电气设备的损坏，在相应牵引变电所负极柜母排增设避雷器。本发明提高了城市轨道交通牵引供电系统的可靠性，降低了故障率，减少了维护成本。

Description

城市轨道交通接触轨牵引系统
技术领域
本发明涉及的是城市轨道交通技术领域，具体涉及一种城市轨道交通接触轨牵引系统。
背景技术
城市轨道交通目前绝大多数采用架空接触网(柔性)牵引系统，该系统故障率高、维护成本高、影响城市景观的缺陷已越来越受到质疑。而传统采用的、成熟的DC750V接触轨牵引系统，电压等级低、能耗高、供电半径小、变电站数量多，投资大。
目前现有技术主要有以下缺陷：
1、系统结构复杂、可靠性低、故障率高、维护成本高、抗台风能力低、影响城市景观等缺陷已越来越受到业界质疑。
2、传统的低品质的碳钢导电轨材料，导电率低；电压采用750V，电压等级低、能耗高、供电半径小、变电站多，投资大。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种城市轨道交通接触轨牵引系统，提高了城市轨道交通牵引供电系统的可靠性，降低了故障率，减少了维护成本(基本上达了到免维护)；提高电压等级、降低能耗、扩大供电半径，减少变电站的投资，提高了耐磨性能，可以实现100年不更换，减少全寿命周期投资及维护成本；提高抗台风能力，减少对城市景观的负面影响；较柔性接触网每年节省1000万。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：城市轨道交通接触轨牵引系统，包括采用了综合防雷保护技术、接触轨带电显示装置、新型UPVC材质防护罩、紧急停电按钮控制系统、滑触线授电设备、可视化接地装置、预埋螺纹套管技术，所述的避雷器在轨道线路每间隔300米就设置一个，避雷器特性综合考虑了各相关系统设备需求；为防止雷电波通过回流电缆引至牵引变电所负极柜内，造成电气设备的损坏，在相应牵引变电所负极柜母排增设避雷器。
作为优选，所述的紧急停电按钮控制系统为了在紧急情况下快速切断接触轨电源，方便人员疏散和事故处理，该紧急按钮带有动作显示，并有直接辅助触点，当紧急停电按钮操作时使开关跳闸并发出警报。EPB分闸后，闭锁相关直流断路器合闸，直到EPB当地手动复归后方可进行直流断路器本地/远程合闸。其中关键技术是车辆段紧急分闸按钮通过控制电缆连至库内的继电器控制箱，通过继电器控制箱进行信号集中中继、隔离转换后输出直接跳闸信号至车辆段混合变电所相关直流1500V馈线断路器，驱动对应的直流断路器直接紧急跳闸。
作为优选，所述的接触轨带电显示装置采用电压检测元件采样接触轨电压并触发状态指示灯显示相应状态，电压检测元件考虑了安全降压及带熔断器保护。带电显示装置面板上设置检测按钮及红色、绿色状态指示灯(红色为带电、绿色为不带电)。以直观显示接触轨的带电状态，提醒运营维护人员在轨行区的自我安全保护。
作为优选，所述的UPVC材质防护罩适合在线路敞开段使用，为尽可能延长正常使用年限，研制的UPVC材质防护罩采用的新技术包括：选用优质树脂、耐候性优良的助剂ACR、添加无铅型稳定剂、增强抵御含硫化合物的腐蚀；选择合适的光屏蔽剂－金红石型复合钛白粉和紫外线吸收剂UV531、GW540的种类与用量；颜色选用灰色，添加适量优质专用炭黑，提高耐光性；选用优质涂装涂料。通过型式试验及现场应用显示研发的新型UPVC材质防护罩综合性能优良。
作为优选，所述的滑触线授电设备关键技术包括：系统包括了与建筑结构连接的金属支架及底座、绝缘子、滑触线导体、绝缘防护罩、滑触线导体连接线夹、悬挂线夹、电连接线夹、中心锚结装置、温度补偿连接板、集电器智能小车、终端挡块、带电信号灯、直流电缆、与车辆连接的耦合接头装置、耦合接头装置专用存放箱、配套连接金具、支架接地扁铜、专用工具、必要的测试设备等。集电器智能小车配备有智能控制单元，配合在静调柜基础上研制的滑触线控制柜，实现滑触线系统的控制、保护和安全联锁功能。
作为优选，所述的可视化接地装置具有远程验电、遥控操作及视频确认等自动化功能的接触轨远程挂、拆地线装置，完全能够替代传统人工验电、挂拆地线工作，保证工作人员的人身安全、降低劳动强度、节省定员编制、减少抢修时间、缩小事故范围和提高天窗检修的效率，达到运营安全、可靠、经济的目的。系统主要功能包括：本地电动接地、应急手动操作、带电显示及闭锁功能、远程验电及视频确认、远程操作、站级可视化遥控、集控中心可视化遥控、自动照明、语音提示等。大大提高了维修挂、拆地线工作效率。
本发明的有益效果：提高了城市轨道交通牵引供电系统的可靠性，降低了故障率，减少了维护成本(基本上达了到免维护)；提高了电压等级、降低能耗、扩大供电半径，减少变电站的投资，提高了耐磨性能，可以实现100年不更换，减少全寿命周期投资及维护成本；提高抗台风能力，减少对城市景观的负面影响；较柔性接触网每年节省1000万。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：城市轨道交通接触轨牵引系统，包括避雷器1、接触轨带电显示装置2、紧急停电按钮控制系统3、滑触线授电设备4、可视化接地装置5，避雷器1与接触轨和钢轨连接，接触轨上设置有UPVC材质防护罩，接触轨还与接触轨带电显示装置2、紧急停电按钮控制系统3、滑触线授电设备4、可视化接地装置5相连；所述的避雷器1在轨道线路每间隔300米就设置一个，避雷器特性综合考虑了各相关系统设备需求；为防止雷电波通过回流电缆引至牵引变电所负极柜内，造成电气设备的损坏；同时，在相应牵引变电所负极柜母排增设避雷器。
本具体实施方式将传统的DC750V接触轨牵引系统的电压等级提高到1500V；配套研发接触轨牵引系统综合防雷保护、紧急停电(EPB)控制、接触轨带电显示、滑触线授电、新型材质(UPVC)防护罩、可视化接地等关键技术进行研究和创新。因此接触轨牵引系统(完整版)首次在深圳地铁3号线全线得到了成功应用。
本具体实施方式主要采用了以下技术：
1)设置避雷器连接接触轨和钢轨的轨道交通综合防雷技术；
2)采用从钢轨顶面准确定位的预埋螺纹套管及螺栓防腐安装技术；
3)采用接触轨紧急停电按钮(EPB)控制系统；
4)研制的接触轨带电显示装置；
5)研制的UPVC材质防护罩；
6)采用了DC1500V滑触线系统；
7)研制的可视化接地系统。
本具体实施方式为了提高城市轨道交通牵引供电系统的可靠性，降低故障率，减少维护成本，提高抗台风能力，减少对城市景观的负面影响；提高了电压等级、降低能耗、扩大供电半径、减少变电站数量，提高导电轨耐磨性能，减少全寿命周期投资及维护成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.城市轨道交通接触轨牵引系统，其特征在于，包括避雷器(1)、接触轨带电显示装置(2)、紧急停电按钮控制系统(3)、滑触线授电设备(4)、可视化接地装置(5)，避雷器(1)与接触轨和钢轨连接，高架区段接触轨上设置有新型UPVC材质防护罩，接触轨还与接触轨带电显示装置(2)、紧急停电按钮控制系统(3)、滑触线授电设备(4)、可视化接地装置(5)相连；所述的避雷器(1)在高架区段轨道线路每间隔300米设置一个，避雷器特性综合考虑了各相关系统设备需求；为防止雷电波通过回流电缆引至牵引变电所负极柜内，造成电气设备的损坏；同时，在相应牵引变电所负极柜母排增设避雷器；所述的UPVC材质防护罩适合在线路敞开段使用，为尽可能延长正常使用年限，研制的UPVC材质防护罩采用的新技术包括：选用优质树脂、耐候性优良的助剂ACR、添加无铅型稳定剂、增强抵御含硫化合物的腐蚀；选择合适的光屏蔽剂－金红石型复合钛白粉和紫外线吸收剂UV531、GW540的种类与用量；颜色选用灰色，添加适量优质专用炭黑，提高耐光性；选用优质涂装涂料。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通接触轨牵引系统，其特征在于，所述的紧急停电按钮控制系统(3)为了在紧急情况下快速切断接触轨电源，方便人员疏散和事故处理，该紧急按钮带有动作显示，并有直接辅助触点，当紧急停电按钮操作时使直流断路器跳闸并发出警报；EPB分闸后，闭锁相关直流断路器合闸，直到EPB当地手动复归后方可进行直流断路器本地/远程合闸；其中关键技术是车辆段紧急分闸按钮通过控制电缆连至库内的继电器控制箱，通过继电器控制箱进行信号集中中继、隔离转换后输出直接跳闸信号至车辆段混合变电所相关直流1500V馈线断路器，驱动对应的直流断路器直接紧急跳闸。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通接触轨牵引系统，其特征在于，所述的接触轨带电显示装置(2)采用电压检测元件采样接触轨电压并触发状态指示灯显示相应状态，电压检测元件考虑了安全降压及带熔断器保护；带电显示装置面板上设置检测按钮及红色、绿色状态指示灯，以直观显示接触轨的带电状态，提醒运营维护人员在轨行区的自我安全保护。
4.根据权利要求1所述的城市轨道交通接触轨牵引系统，其特征在于，所述的滑触线授电设备(4)关键技术包括：系统包括了与建筑结构连接的金属支架及底座、绝缘子、滑触线导体、绝缘防护罩、滑触线导体连接线夹、悬挂线夹、电连接线夹、中心锚结装置、温度补偿连接板、集电器智能小车、终端挡块、带电信号灯、直流电缆、与车辆连接的耦合接头装置、耦合接头装置专用存放箱、配套连接金具、支架接地扁铜、专用工具、必要的测试设备等；集电器智能小车配备有智能控制单元，配合在静调柜基础上研制的滑触线控制柜，实现滑触线系统的控制、保护和安全联锁功能。
5.根据权利要求1所述的城市轨道交通接触轨牵引系统，其特征在于，所述的可视化接地装置(5)具有远程验电、遥控操作及视频确认等自动化功能的接触轨远程挂、拆地线装置，完全能够替代传统人工验电、挂拆地线工作，保证工作人员的人身安全、降低劳动强度、节省定员编制、减少抢修时间、缩小事故范围和提高天窗检修的效率，达到运营安全、可靠、经济的目的；系统主要功能包括：本地电动接地、应急手动操作、带电显示及闭锁功能、远程验电及视频确认、远程操作、站级可视化遥控、集控中心可视化遥控、自动照明、语音提示等，大大提高了维修挂、拆地线工作效率。
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