CN105015562B - 一种轨道车辆接地电阻的控制方法及其接地板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨道车辆接地电阻的控制方法及其接地板，能够将接地电阻控制在合理范围内，提高了接地可靠性，进而提高了行车安全。所述控制方法包括：1)将接地电阻划分为三个相互串联的分电阻；2)分配各所述分电阻的阻值范围；3)对各所述分电阻进行分别控制，以便将其电阻值控制在各自所对应的所述阻值范围内。本发明首先将接地电阻划分为三个分电阻，然后对各个分电阻进行阻值范围的分配，进而根据各个阻值范围对分电阻进行分别控制，以便将各个分电阻控制在各自的阻值范围内，实现了车体接地的可控，提高了接可靠性，从而提高了行车的稳定性和安全性。本发明的接地板采用上述控制方法实现接地电阻的控制。

Description

一种轨道车辆接地电阻的控制方法及其接地板

技术领域

本发明涉及轨道车辆接地保护技术领域，特别是涉及一种轨道车辆接地电阻的控制方法及其接地板。

背景技术

轨道车辆作为一种重要的交通工具，在国内外获得了广泛的应用。在轨道车辆设计中，基于行驶速度的提升与乘坐环境的改善，在诸如国内动车组列车、地铁和城市轻轨等轨道车辆上使用了大量的车载设备，形成了较为复杂的电气控制系统。为提高车上设备使用的稳定性与安全性，需将电气设备的接地线向车下连接，即将接地线通过转向架构架连接至接地轨，以便进行接地处理。

具体地，转向架构架与接地轨之间通过接地板连接，根据《GB50458-2008跨座式单轨交通设计规范》中14.3.19的规定，“车体接地板应可靠接地，接地电阻不应高于4欧”。但是，上述规范中并未规定接地电阻的涵盖范围，更加没有给出各部分电阻的控制措施。

实践中，通常将接地板本身的内阻作为接地电阻，仅从接地板本身的导电率等方面考虑接地可靠性。

但是，在车辆运营过程中，接地板本身存在磨损，且使用环境的变化会影响其内阻及其与转向架构架和接地轨的连接情况，导致车体的接地电阻发生变化，进而不能够满足上述规范的要求，影响列车的行车安全。

因此，如何设计一种轨道车辆接地电阻的控制方法及其接地板，以便将接地电阻控制在合理范围内，提高接地可靠性，进而提高行车安全，是本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道车辆接地电阻的控制方法及其接地板，能够将接地电阻控制在合理范围内，提高了接地可靠性，进而提高了行车安全。

为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆接地电阻的控制方法，包括以下步骤：

1)将接地电阻划分为三个相互串联的分电阻；

2)分配各所述分电阻的阻值范围；

3)对各所述分电阻进行分别控制，以便将其电阻值控制在各自所对应的所述阻值范围内。

本发明的接地电阻控制方法，首先将接地电阻划分为三个分电阻，然后对各个分电阻进行阻值范围的分配，进而根据各个阻值范围对分电阻进行分别控制，以便将各个分电阻控制在各自的阻值范围内，最终将整个接地电阻控制在合理范围内，有效实现车体接地，实现了车体接地的可控，提高了接可靠性，从而提高了行车的稳定性和安全性。

可选地，所述步骤1)中，三个所述分电阻分别为转向架构架与接地板之间的第一接触电阻、接地板内阻以及接地板与接地轨之间的第二接触电阻，三者依次串联。

可选地，在所述步骤2)中，所述第一接触电阻的阻值范围为不大于0.1欧，所述接地板内阻的阻值范围为不大于2欧，所述第二接触电阻的阻值范围为不大于1欧。

可选地，在所述步骤3)中，对转向架构架与接地板的接触面进行除锈处理，以便将所述第一接触电阻控制在其阻值范围内。

可选地，在所述步骤3)中，对转向架构架与接地板的接触面进行除锈处理后，在所述接触面上涂抹导电胶，以便将所述第一接触电阻控制在其阻值范围内。

可选地，在所述步骤3)中，所述接地板选用导电率高、耐磨、耐温升、耐氧化且耐腐蚀的材料制成，以便将所述接地板内阻以及所述第二接触电阻控制在各自对应的阻值范围内。

可选地，所述接地板的两侧设有夹紧板，所述夹紧板的下端向外翘曲；在所述步骤3)中，所述夹紧板的夹紧角不大于60度，以便将所述第二接触电阻控制在其阻值范围内。

可选地，所述夹紧板选用弹性材料制成，以调整所述夹紧角。

本发明还提供一种轨道车辆的接地板，所述接地板的上端与转向架构架相连，下端与接地轨接触连接，轨道车辆的接地电阻包括所述接地板与转向架构架之间的第一接触电阻、所述接地板的内阻以及所述接地板与接地轨之间的第二接触电阻，所述接地电阻采用上述任一项所述的控制方法进行控制。

可选地，所述接地板包括内板和设置在所述内板两侧的夹紧板，所述夹紧板的上端夹紧定位在所述内板的两侧，下端由所述内板向外翘曲；所述夹紧板和所述内板的上端与转向架构架连接，所述内板的下端与接地轨接触连接。

由于本发明的轨道车辆的接地板采用上述任一项所述的控制方法对其接地电阻进行控制，故上述任一项所述的控制方法所产生的技术效果均适用于本发明的接地板，此处不再赘述。

附图说明

图1为本发明所提供轨道车辆接地电阻的控制方法在一种具体实施方式中的流程示意图；

图2为本发明所提供接地板在一种具体实施方式中的连接结构示意图；

图3为图2所述连接板的A向结构示意图。

图1-3中：

接地板1、内板11、夹紧板12、转向架构架2、接地轨3

具体实施方式

本发明的核心是提供一种轨道车辆接地电阻的控制方法及其接地板，能够将接地电阻控制在合理范围内，提高了接地可靠性，进而提高了行车安全。

以下结合附图和具体实施例，对本发明的的接地电阻的控制方法进行具体说明，以便本领域技术人员更加准确地理解本发明。

诚如背景技术所述，现有技术中规定了轨道车辆的接地电阻不应高于4欧，以便车体能够可靠接地，但是并没有明确接地电阻的范围，更加没有给出接地电阻的控制措施。

针对上述技术问题，本发明提供了一种接地电阻的控制方法，包括如下步骤：

S1：将接地电阻划分为三个相互串联的分电阻，即明确了接地电阻的范围，具体包括三个相互串联的分电阻；三个所述分电阻具体可以为转向架构架2与接地板1之间的第一接触电阻、接地板1内阻、接地板1与接地轨3之间的第二接触电阻；

S2：分配各个分电阻的阻值范围，所述阻值范围可以为不大于0.1欧、不大于2欧以及不大于1欧，分别对应于第一接触电阻、接地板1内阻和第二接触电阻；

S3：对各个分电阻的电阻值进行分别控制，以便将各个分电阻的电阻值控制在各自所对应的阻值范围内。

为便于描述，可以将第一接触电阻的阻值范围定义为第一阻值范围，第二接触电阻的阻值范围定义为第二阻值范围，接地板1内阻的阻值范围定义为第三阻值范围；相应的，所述第一阻值范围可以为不大于0.1欧，第二阻值范围可以为不大于1欧，第三阻值范围可以为不大于2欧。

可以理解，本文所述的第一、第二、第三等词仅为了区分结构类似的不同部件，或者区分不同的区间，并不表示对某种特定顺序的限定。

所述步骤S3可以具体包括以下步骤：

S31：对第一接触电阻进行控制，第一接触电阻为转向架构架2与接地板1之间的接触电阻，可以对两者的接触面进行除锈处理，然后还可以进一步在完成除锈处理后涂抹导电胶，以增强两者的导通能力，进一步降低接触电阻，使得接触电阻控制在第一阻值范围内；

S32：对接地板1内阻进行控制，接地板1的内阻在较大程度上与其材料有关，因此可以选用导电率较高的材料制成，以便控制接地内阻处于第三阻值范围内；

S33：对第二接触电阻进行控制，该部分控制具体可以分为对接地板1所选用材料的控制以及对接地板1结构的控制，具体可以分为以下步骤S331和S332。

S331：接地板1内的导体材料应选用耐腐蚀、耐氧化以及耐温升且导电率高的材料制成；

S332：接地板1两侧的夹紧板12可以选择弹性适度的材料制成，且可以选取合适的夹紧角度，以便控制第二接触电阻处于第二阻值范围内。

在步骤S331中，选用耐腐蚀的导体材料可以防止腐蚀物质增大接地板1与接地轨3之间的第二接触电阻；而耐氧化可以防止因接地板1表面产生氧化物而增大第二接触电阻；耐温升可以防止因接地板1与接地轨3之间滑动摩擦时产生的温升加快其表面氧化，进而防止因氧化物而增大第二接触电阻；当然，导电率高的导体本身内阻必然较小，可以有效提高接触导通能力，辅助降低第二接触电阻。

需要说明的是，上述步骤S3中的S31～S33仅是为了说明对第一接触电阻、接地板1内阻和第二接触电阻的分别控制情况，并非表示特定的控制顺序，三者的控制不存在先后顺序；同理，在步骤S33中，步骤S331和S332是为了说明可以从两方面结合实现对第二接触电阻的控制，并非为了说明某种控制顺序。

由上文可知，考虑到接地板1与转向架构架2以及接地轨3的连接需求，以及接地板1材料对其内阻的影响，接地板1材料对第二接触电阻的影响，接地板1所选用的材料不仅要具有较高的导电率，还应具有耐磨、耐氧化、耐温升以及耐腐蚀等特性。上述特性根据接地板1的使用环境进行设置。

此外，接地板1本身的刚性大小会影响其与接地轨3的接触压紧力，进而影响第二接触电阻，故接地板1还应具有一定的刚度，以便与接地轨3可靠接触导通，避免出现因接触不可靠而影响接地。

再者，接地板1的耐磨性影响其使用寿命，进而影响车体的接地稳定性和可靠性。随着使用时间的增长，接地板1的老化和磨损在较大程度上会增大其内阻以及第二接触电阻，故应尽量选用耐磨性较好的材料制成所述接地板1。

进一步，在步骤S31中，可以首先对转向架构架2与接地板1的接触面进行除锈处理，如果不能将第一接触电阻控制在0.1欧范围内，再涂抹导电胶，以进一步降低电阻值。当然，为将第一接触电阻基本上降低到最低的水平，可以在除锈处理后再涂抹导电胶，以便转向架构架2与接地板1可靠导通，基本上可以消除或者说忽略第一接触电阻对整个接地电阻的影响。

经研究发现，上述第一接触电阻对整个接地电阻的影响较小，其阻值相对较低。因此，本发明着重从接地板1内阻和第二接触电阻着手，对接地电阻进行有效控制。

所述接地板1内阻与其材料相关，因此，本申请对其材料进行严格控制，不仅从导电率方面控制接地板1的内阻，尤其考虑到接地板1材料对接地板1与接地轨3之间的第二接触电阻的影响，然后综合考虑，对接地板1的各方面特性提出了新的要求。

采用上述方法进行控制时，在降低接地板1内阻的同时，还可以辅助降低第二接触电阻，找到了接地板1内阻与第二接触电阻有效统一的结合点，通过对接地板1材料的控制同时实现了对接地板1内阻以及第二接触电阻的控制。

更为重要的是，本申请还发现了接地板1结构对第二接触电阻的影响。接地板1通常包括内板11和设置在内板11两侧的夹紧板12，内板11构成起导电作用的导体材料，夹紧板12起到对内板11进行夹紧定位的功能，夹紧板12的上端夹紧设置在内板11的两侧，其下端向外翘曲，形成类似弧形的翘曲结构，如图3所示；夹紧板12和内板11的上端均与转向架构架2连接，内板11的下端与接地轨3接触连接，如图2所示。

在上述基础上，可以控制夹紧板12的夹紧角，使得夹紧角不大于60度，以便夹紧板12有效夹紧内板11，实现接地板1与转向架构架2、接地板1与接地轨3之间的可靠连接，尤其能够保证接地板1与接地轨3可靠接触，减小第二接触电阻，将第二接触电阻控制在第二阻值范围内。

所述夹紧角是指夹紧板12刚脱离内板11的翘曲点处的切线与内板11之间的夹角。所述夹紧角具体可以设置为30度、45度或者20度；但是，夹紧角不宜过小，避免夹紧板12影响内板11与接地轨3的接触连接。

再者，夹紧板12可以材料弹性材料制成，可以选择弹性适度的材料形成所述夹紧板12，进而将夹紧板12对内板11的夹紧力控制在合理范围内，进而调节第二接触电阻。所述弹性适中是指夹紧板12即能够保证对内板11实现可靠夹紧定位，又不会因刚度过大而影响内板11的使用或者连接。

另一方面，在夹紧板12采用弹性材料制成时，在一定外力的作用下可以调整夹紧板12的夹紧角，进而调节第二接触电阻，使得第二接触电阻始终处于第二阻值范围内。尤其是随着运行环境和运行时间的改变，第二接触电阻会发生变化，可以定期进行清查，然后调整夹紧角，即可实现对整个接地电阻的有效控制。

更进一步，经研究发现，接地电阻中接地板1内阻的可变性较高，且由材料特性决定，对其控制程度有限，而第一接触电阻可以控制在较小范围内，第二接触电阻对整个接地电阻的影响较大。针对上述情况，本申请着重从第二接触电阻的控制入手，不管是接地板1的材料配合，还是对夹紧板12的材料选择、夹紧角的控制，都能够起到相互协同的作用，从影响第二接触电阻的各个因素对其进行控制，最终保证能够将其有效控制在第二阻值范围内。

再者，第一阻值范围、第二阻值范围、第三阻值范围的设定并未任意的。

第一阻值范围的设定是根据多次试验发现了第一接触电阻的阻值较低，且变化幅度较小，故可以通过简单的措施降低控制在相对较低的水平；因此可以将其控制在低数量级的范围内，将第一阻值范围限定在不大于0.1欧的范围内，从而基本上忽略其对接地电阻的影响，减少控制因素。

第二阻值范围不仅要考虑接地板1与接地轨3的连接情况，还需要对接地板1的结构、夹紧板12的夹紧角、夹紧板12的材料、接地板1的材料等进行综合控制，在多种因素的作用下，经过多次反复试验，选定将其限定在不大于1欧的范围内。

关于第三阻值范围，经过对多种材料特定的研究表明，接地板1的内阻随着选用材料的不同而不同，但各个材料的内阻差异基本上处于一定范围内，针对上述情况。本申请进一步研究，取得了相对较低的内阻值，将其设定在不大于2欧的范围内。

采用上述阻值范围，与现有规范中规定的接地电阻不高于4欧相比，本申请的接地电阻可以控制在3.1欧范围内，留出了0.9欧的波动范围，以解决车辆长期使用时接地电阻有可能增加的问题。

需要说明的是，本申请首次明确了接地电阻的具体涵盖范围，并针对各个组成部分制定了相关控制措施，以进一步实现对整个接地电阻的可靠控制。

如图2所示，本发明的接地板1，其上端与转向架构架2相连，下端与接地轨3相连，则接地电阻即为所述接地板1与转向架构架2之间的第一接触电阻、所述接地板1的内阻以及所述接地板1与接地轨3之间的第二接触电阻之和，可以采用上述控制方法实现对所述接地电阻的控制，此处不再赘述。

如图3所示，所述接地板1的具体结构可以包括起导通作用的内板11和设置在内板11两侧的夹紧板12，所述夹紧板12的上端夹紧定位在所述内板11的两侧，下端由所述内板11向外翘曲，形成类似弧形的翘曲结构，以避免对内板11产生影响。此时，所述夹紧板12和所述内板11的上端与转向架构架2连接，可以设置螺栓孔等连接孔，然后通过螺栓等连接件将接地板1连接在转向架构架2上；接地板1具体可以其内板11的下端与接地轨3接触连接，进而实现接地导通。

当然，接地板1的结构形式多样，本文中仅介绍了一种优选的结构形式，凡是能够采用上述控制方法实现接地电阻控制的结构就均可以构成本文所述的接地板1，不限于上述结构，具体可以参照现有技术进行设置，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的轨道车辆接地电阻的控制方法及其接地板1进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种轨道车辆接地电阻的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将接地电阻划分为三个相互串联的分电阻；

2)分配各所述分电阻的阻值范围；

3)对各所述分电阻进行分别控制，以便将其电阻值控制在各自所对应的所述阻值范围内；

所述步骤1)中，三个所述分电阻分别为转向架构架(2)与接地板(1)之间的第一接触电阻、接地板(1)内阻以及接地板(1)与接地轨(3)之间的第二接触电阻，三者依次串联。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述第一接触电阻的阻值范围为不大于0.1欧，所述接地板(1)内阻的阻值范围为不大于2欧，所述第二接触电阻的阻值范围为不大于1欧。

3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤3)中，对转向架构架(2)与接地板(1)的接触面进行除锈处理，以便将所述第一接触电阻控制在其阻值范围内。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤3)中，对转向架构架(2)与接地板(1)的接触面进行除锈处理后，在所述接触面上涂抹导电胶，以便将所述第一接触电阻控制在其阻值范围内。

5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤3)中，所述接地板(1)选用导电率高、耐磨、耐温升、耐氧化且耐腐蚀的材料制成，以便将所述接地板(1)内阻以及所述第二接触电阻控制在各自对应的阻值范围内。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述接地板(1)的两侧设有夹紧板(12)，所述夹紧板(12)的下端向外翘曲；在所述步骤3)中，所述夹紧板(12)的夹紧角不大于60度，以便将所述第二接触电阻控制在其阻值范围内。

7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述夹紧板(12)选用弹性材料制成，以调整所述夹紧角。

8.一种轨道车辆的接地板，所述接地板(1)的上端与转向架构架(2)相连，下端与接地轨(3)接触连接，其特征在于，轨道车辆的接地电阻包括所述接地板(1)与转向架构架(2)之间的第一接触电阻、所述接地板(1)的内阻以及所述接地板(1)与接地轨(3)之间的第二接触电阻，所述接地电阻采用上述权利要求1-7任一项所述的控制方法进行控制。

9.如权利要求8所述的接地板，其特征在于，包括内板(11)和设置在所述内板(11)两侧的夹紧板(12)，所述夹紧板(12)的上端夹紧定位在所述内板(11)的两侧，下端由所述内板(11)向外翘曲；所述夹紧板(12)和所述内板(11)的上端与转向架构架(2)连接，所述内板(11)的下端与接地轨(3)接触连接。