CN105946626A - 城市轨道交通受电装置和系统 - Google Patents

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车向中
郭建斌
姜涛
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    • B60M7/003Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway for vehicles using stored power (e.g. charging stations)

Abstract

本发明公开了一种城市轨道交通受电装置和系统,其中,装置包括:供电电源和与供电电源连接的供电轨道,供电轨道包括多个相互绝缘的供电子轨道,还包括应答器,与各个供电子轨道电连接,用于接收列车发送的控制信号,以控制列车下方的供电子轨道与供电电源之间导通,为列车供电。本发明提供的城市轨道交通受电装置和系统中,在列车经过时,控制列车下方的供电子轨道导通,又由于各个供电子轨道之间相互绝缘,因此,能够保证列车外围没有带电部分,从而保证受电装置和系统的安全性。

Description

城市轨道交通受电装置和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及轨道交通供电技术领域,特别是涉及城市轨道交通受电装置和系统。 背景技术
[0002] 城市轨道交通主要指的是城市地铁、城市快轨、轻轨、有轨电车等。城市轨道交通一般需要电力系统为其持续供电才能保证其正常工作。
[0003] 在现有技术中,城市轨道交通一般都采用连续受电的方式,通过采用架空接触网来不间断的为列车提供电能。图1为现有技术中接触网供电的结构示意图,如图1所示,现有技术需要在列车12上方全程架设连续的供电接触网14,在列车12车顶安装受电弓13,列车运行过程中通过受电弓13与接触网14的接触进行连续受电。
[0004] 但是,全程架设供电接触网的方式不仅影响城市景观,也存在一定的安全问题,例如,关键路口架设高压电接触网,限制了通过车辆的高度,当一些车辆运输材料时,很容易剐蹭接触网,从而造成触电,存在一定的安全隐患。发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种城市轨道交通受电装置和系统,用以解决现有技术的全程架设供电接触网的方式存在的影响城市景观和安全问题,例如,关键路口架设高压电接触网,限制了通过车辆的高度,当一些车辆运输材料时,很容易剐蹭接触网,从而造成触电, 存在一定的安全隐患的问题。
[0006] 本发明提供的一个方面提供一种城市轨道交通受电装置,包括:
[0007] 供电电源和与供电电源连接的供电轨道,所述供电轨道包括多个相互绝缘的供电子轨道;
[0008] 应答器,与各个供电子轨道电连接,用于接收列车发送的控制信号,以控制列车下方的供电子轨道与供电电源之间导通,为列车供电。
[0009] 本发明提供的另一个方面提供一种城市轨道交通受电系统,包括:
[0010] 上述城市轨道交通受电装置和列车;
[0011] 其中,所述列车包括:发送器和用于存储驱动列车运行的电能的储能装置;
[0012] 所述发送器用于向应答器发送控制信号,以控制列车下方的供电子轨道与供电电源导通,向所述储能装置供电。
[0013] 本发明提供的城市轨道交通受电装置和系统中,在列车经过时,控制列车下方的供电子轨道导通,又由于各个供电子轨道之间相互绝缘,因此,能够保证列车外围没有带电部分,从而保证受电装置和系统的安全性。附图说明
[0014] 图1为现有技术中接触网供电的结构示意图;
[0015] 图2为本发明实施例一提供的城市轨道交通受电装置的结构示意图;
[0016] 图3为本发明实施例一提供的列车站停状态的示意图;
[0017] 图4为本发明实施例二提供的列车进站运行状态的示意图;
[0018] 图5为本发明实施例二提供的列车出站运行状态的示意图;
[0019] 图6为本发明实施例三提供的城市轨道交通受电系统的结构示意图。
[0020] 附图标记:
[0021] 1-供电电源; 2-供电轨道;[〇〇22] 21-供电子轨道; 3-应答器;
[0023] 4-列车; 5-供电开关;
[0024] 41-储能装置; 42-发送器;
[0025] 43-集电靴。具体实施方式 [〇〇26] 实施例一
[0027]图2为本发明实施例一提供的城市轨道交通受电装置的结构示意图,图3为本发明实施例一提供的列车站停状态的示意图。如图2和图3所示,本实施例提供的城市轨道交通受电装置包括:供电电源1、供电轨道2和应答器3,其中,供电电源1与供电轨道2电连接,供电轨道2包括多个相互绝缘的供电子轨道21,应答器3,与各个供电子轨道21电连接,用于接收列车4发送的控制信号,以控制列车4下方的供电子轨道21与供电电源1导通,为列车4供电。[〇〇28] 具体的,应答器3包括磁感应器、无线电耦合器件、无线射频识别RFID(Rad1 Frequency Identificat1n)电子标签中的任意一种或多种。例如,应答器3可以包括磁感应器,当然,相应的列车4上也适应性的安装与磁感应器相互感应的线圈,通过列车上的线圈与应答器3的磁感应器相互感应,以实现接收控制信号。当然,应答器3可以包括无线电耦合器件,通过接收列车4发送的无线电信号,即控制信号,来控制列车4下方的供电子轨道21 导通。
[0029] 其中,应答器3的数量并不加以限定。可选的,可以每个供电子轨道21均有其对应的应答器3,当然,也可以每个供电轨道2具有其对应的应答器3。
[0030] 另外,若应答器3包括磁感应器或RFID电子标签,则应答器3应安装在供电子轨道 21上或者内部,以接收磁感应信号或无线射频信号,即控制信号。而对于其他类型的应答器 3,例如应答器3包括无线电耦合器件,则应答器3的安装位置则并不加以限定。图2只是示例性的给出应答器3的位置,具体的应答器3的设置位置可以根据应答器3的类型和实际需要而进行更改。[〇〇31]本实施例提供的城市轨道交通受电装置中,供电轨道2包括多个相互绝缘的供电子轨道21,应答器3与各个供电子轨道21电连接,用于接收列车4发送的控制信号,从而在列车经过时,控制列车4下方的供电子轨道21与供电电源1导通,又由于各个供电子轨道21之间相互绝缘,因此,能够保证列车外围没有带电部分,从而保证受电装置的安全性。[〇〇32] 实施例二
[0033]在实施例一的基础上,本实施例具体对应答器如何控制列车下方的供电子轨道导通进行进一步的解释说明。图4为本发明实施例二提供的列车进站运行状态的示意图,图5为本发明实施例二提供的列车出站运行状态的示意图。其中,图4和图5中的箭头代表的是列车的行进方向。
[0034] 应答器3具体用于接收列车4发送的闭合信号,以控制列车4前车轮经过的供电子轨道21与供电电源1之间为导通状态,还用于接收列车发送的断开信号,以控制列车4后车轮经过的供电子轨道21与供电电源之间断开。
[0035] 可选的,一种实施方式可以为:列车4的车头,例如前车轮的位置处安装有用于发送闭合信号的第一发送器,列车4的车尾,例如后车轮的位置处安装有用于发送断开信号的第二发送器,每个供电子轨道21均安装有应答器3。本实施例以发送器与应答器3之间的交互信号的方式为磁感应的方式进行具体说明。如图3所示,当列车4行进时,安装于列车4头车头处的第一发送器发送闭合信号,此时,列车4车头下方的应答器3感应到第一发送器发送的磁感应信号,即闭合信号,从而实现列车4车头下方的供电子轨道21与供电电源1导通, 为列车供电,由于列车4不断的行驶,因此可以触发所有列车4车头经过的供电子轨道21均与供电电源1导通。
[0036] 进一步的,当列车4车尾经过供电子轨道21时,位于车尾的第二发送器向应答器3 发送断开信号,则列车4车尾下方的供电子轨道21断开与供电电源1的连接,从而实现列车4 的外围没有带电部分,从而保证受电装置的安全性。
[0037] 可选的,另外一种可实施的方式为:每段供电子轨道21预设有编号,列车4上相应的安装有发送器,以向应答器3发送控制信号,其中,控制信号中包括供电子轨道21的预设编号,应答器3根据预设编号对相应的供电子轨道21与供电电源1之间的导通与断开。
[0038] 其中,在上述实施例中,如图2和图4所示,每个供电子轨道21与供电电源1之间可以连接有供电开关5,通过控制供电开关5的开启与闭合进而控制供电子轨道21与供电电源 1之间的导通与断开。
[0039] 可选的,供电开关5可以为接触器、高速断路器中任意一种或多种。
[0040] 在上述实施方式的基础上,本实施例提供的城市轨道交通受电装置,供电轨道2可以设置在地面车站内,且供电轨道2的长度大于或者等于列车4的长度,以在列车4进站停靠时为列车4充电。[〇〇41]优选的,供电轨道2为多个,且分别设置在多个地面车站内,供电轨道2的数量与地面车站的数量一一对应。举例来说,供电轨道2可以设置于列车行进的各个车站的停靠站处,当列车进站停车时,对列车进行快速充电,因此,无需全程铺设供电轨道2,节约了成本。
[0042]可选的,每段供电轨道2的长度可以超出列车4的长度,但只要保证在充电时,只有列车下方的供电子轨道21与供电电源1导通即可。[〇〇43]另外,为了保证行人的安全性,供电轨道2设置于列车的两个运行轨道之间。当然, 在安全措施得当的前提下,供电轨道2也可以设置于运行轨道的外侧。[〇〇44]本实施例提供的城市轨道交通受电装置中,供电轨道2间隔设置,无需像现有技术一样全程铺设供电接触网14,因而节约了成本,并且,由于供电轨道设置于列车下方,因此也提高了城市景观的美观性。[〇〇45] 实施例三
[0046]本实施例提供的一种城市轨道交通受电系统,图6为本发明实施例三提供的城市交通受电系统的结构示意图,如图6所示,该系统包括:城市轨道交通受电装置和列车4,列车4包括:发送器42和用于存储驱动列车运行的电能的储能装置41。其中,发送器42用于向应答器3发送控制信号,以控制列车6下方的供电子轨道21与供电电源1导通,向储能装置41 供电。
[0047]其中,本实施例中提供的城市轨道交通受电装置可以为实施例一和实施例二中的受电装置。[〇〇48] 具体的,发送器42包括磁感应器、无线电耦合器件、无线射频识别RFID阅读器中任意一种或多种。发送器42与受电装置中的接收器3相互配合使用。[〇〇49] 举例来说,若发送器42为磁感应器或RFID电子标签,则发送器42可以安装于列车底板的下方,以与应答器3相互感应,发送磁感应信号或无线射频信号,即控制信号。
[0050]其中,储能装置41是一种采用超能电容或者超级电容组成的能够在极短时间(20 秒钟左右)进行大电流充电的装置。其中,储能装置41可以在列车运行时,为列车供电。 [〇〇51]本实施例提供的城市轨道交通受电系统中,供电轨道2包括多个相互绝缘的供电子轨道21,应答器3与各个供电子轨道21电连接,用于接收发送器42发送的控制信号,从而在列车经过时,控制列车4下方的供电子轨道21与供电电源1导通,又由于各个供电子轨道 21之间相互绝缘,因此,能够保证列车外围没有带电部分,从而保证受电装置的安全性。 [〇〇52]实施例四[〇〇53]在上述实施例三的基础上,本实施例具体对发送器42如何控制列车下方的供电子轨道21进行进一步的解释说明。[〇〇54]如图3至图6所示,发送器42具体用于向应答器3发送闭合信号,以控制列车前车轮经过的供电子轨道21与供电电源1之间为导通状态,发送器42还用于向应答器3发送断开信号,以控制列车后轮经过的供电子轨道21与供电电源1断开。
[0055] 可选的,一种实施方式可以为:发送器42包括用于发送闭合信号的第一发送器和用于发送断开信号的第二发送器,具体的,可以在列车4的车头,例如前车轮的位置处安装有的第一发送器,在列车4的车尾,例如后车轮的位置处安装有用于第二发送器,相应的,每个供电子轨道21均安装有应答器3。本实施例以发送器42与应答器3之间的交互信号的方式为磁感应的方式进行具体说明。如图3所示,当列车4行进时,安装于列车4头车头处的第一发送器发送闭合信号,此时,列车4车头下方的应答器3感应到第一发送器发送的磁感应信号,即闭合信号,从而实现列车4车头下方的供电子轨道21与供电电源1导通,为列车供电, 由于列车4不断的行驶,因此可以触发所有列车4车头经过的供电子轨道21均与供电电源1 导通。
[0056] 进一步的,当列车4车尾经过供电子轨道21时,位于车尾的第二发送器向应答器3 发送断开信号,则列车4车尾下方的供电子轨道21断开与供电电源1的连接,从而实现列车4 的外围没有带电部分,从而保证受电装置的安全性。[〇〇57]可选的,另外一种可实施的方式为:每段供电子轨道21预设有编号,发送器42向应答器3发送控制信号,其中,控制信号中包括供电子轨道21的预设编号,以使应答器3根据预设编号对相应的供电子轨道21与供电电源1之间的导通与断开。其中,发送器42的数量可以为一个,也可以为多个。[〇〇58]另外,如图6所示,列车4还包括:与储能装置41电连接、与供电轨道2配合使用的集电靴43,集电靴设置于列车4的两排车轮之间。
[0059] 具体的,在列车4进行充电时,集电靴43可以与供电轨道2相互接触进行充电,当然也集电靴43也可以与供电轨道2不接触,通过电磁感应的方式进行充电。
[0060] 其中,集电靴43的安装位置与供电轨道2的位置相互配合。可选的,为了保证系统的安全性,防止乘客触电,集电靴43可沿列车下底板翻折,可以在充电时朝向地面翻折打开,非充电时朝向底板翻折收起。[〇〇61]本实施例提供的城市轨道交通受电系统中,列车4带有储能装置41,因此,可以与城市轨道交通受电装置配合,可以利用列车4进站停车上下客时间进行快速的充电,从而无需全程架设连续的接触电网,提高了系统的安全性,并且节约成本。
[0062]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换; 而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种城市轨道交通受电装置,其特征在于,包括:供电电源和与供电电源连接的供电轨道,所述供电轨道包括多个相互绝缘的供电子轨 道;应答器,与各个供电子轨道电连接,用于接收列车发送的控制信号,以控制列车下方的 供电子轨道与供电电源之间导通,为列车供电。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通受电装置,其特征在于,所述应答器具体用于接 收列车发送的闭合信号,以控制列车前车轮经过的供电子轨道与供电电源之间导通,还用 于接收列车发送的断开信号,以控制所述列车后车轮经过的供电子轨道与供电电源之间断 开。
3.根据权利要求1所述的城市轨道交通受电装置,其特征在于,所述供电轨道供电轨道 设置在地面车站内,且供电轨道的长度大于或者等于所述列车的长度,以在列车进站停靠 时为列车充电。
4.根据权利要求3所述的城市轨道交通受电装置,所述供电轨道为多个,且分别设置在 多个地面车站内,所述供电轨道的数量与地面车站的数量一一对应。
5.根据权利要求1或2所述的城市轨道交通受电装置,其特征在于,所述供电轨道设置 于列车的两个运行轨道之间。
6.根据权利要求1所述的城市轨道交通受电装置,其特征在于,所述应答器包括:磁感 应器、无线电耦合器件、无线射频识别RFID电子标签中的任意一种或多种。
7.—种城市轨道交通受电系统,其特征在于,包括:上述权利要求1-6任一项所述的城 市轨道交通受电装置和列车;其中,所述列车包括:发送器和用于存储驱动列车运行的电能的储能装置;所述发送器用于向应答器发送控制信号,以控制列车下方的供电子轨道与供电电源导 通,向所述储能装置供电。
8.根据权利要求7所述的城市轨道交通受电系统,其特征在于,所述发送器具体用于向 所述应答器发送闭合信号,以控制列车前车轮经过的供电子轨道与供电电源导通,还用于 向所述应答器发送断开信号,以控制所述列车后车轮经过的供电子轨道与供电电源断开。
9.根据权利要求7所述的城市轨道交通受电系统,其特征在于,所述发送器包括:磁感 应器、无线电耦合器件、无线射频识别RFID阅读器中任意一种或多种。
10.根据权利要求7-9任一项所述的城市轨道交通受电系统,其特征在于,所述列车还 包括:与储能装置电连接、与供电轨道配合使用的集电靴,集电靴设置于列车的两排车轮之 间。
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