CN106218446B - 纵臂受电式电动列车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纵臂受电式电动列车，在传统电力机车的底盘左右两侧加装两条纵向的受电臂，受电臂具有良好的导电性。将电力干线埋入地下，再在列车轨道一侧每隔一定距离设置一个供电桩，供电桩的下端与地下电力线连接，供电桩的上端设置有一个镶嵌着碳导电层的金属接触片，这个金属接触片通过扭力弹簧与供电桩连接并可围绕旋转轴在一定角度内上下转动，在列车行进过程中，这个接触片上的碳导电层与电车车身上的纵向受电臂以滑动摩擦形式保持接触，并通过车厢内部与所有受电臂连接的输电导线为机车电力驱动单元供电。

Description

纵臂受电式电动列车
技术领域
本发明涉及一种电动列车。
背景技术
现有的电动列车采用架空电线和受电弓为电动机车的驱动单元传导电力。这种受电方式对寒冷天气的耐候性较差，当架空电线因低温而结冰时无法为电动列车传导电力。另外由于重力的原因，电线在两根电线杆之间会有一定程度的下垂，造成受电弓在行进的过程中接触电线的压力会产生变化，有时受电弓甚至会与电线脱离，造成列车电力驱动单元从受电弓上得到的电流发生大幅度的波动，不利于列车的稳定运行。
另外，露天架设的电线在战争等极端情况下容易受到破坏。而一旦电线上的某一点被破坏，整个供电区间都无法再提供电力，电力列车只能停运。
发明内容
为了克服架空电线受电弓技术的耐候性差、传导电流会发生大幅波动、系统可靠性差等缺陷，本发明提供一种具有受电纵臂的电动机车，由地面供电桩对受电纵臂接触并提供电力，形成一种耐候性好，受电电流波动小，可靠性高的电动列车供电方式。
本发明所采用的技术方案是：在传统电力机车的底盘左右两侧加装两条纵向的受电臂，受电臂由金属制成，具有良好的导电性。将电力干线埋入地下，再在列车轨道一侧每隔一定距离设置一个供电桩，供电桩的下端与地下电力线连接，供电桩的上端设置有一个镶嵌着碳导电层的金属接触片。在列车行进过程中，这个接触片上的碳导电层与机车车身上的纵向受电臂通过滑动摩擦保持接触，从而为机车供电。
上述的纵臂受电式电动列车，在地下电力干线和地面供电桩之间设有电力变压器，一个变压器负责为若干数量的供电桩提供电力。
上述的纵臂受电式电动列车，其供电桩上端的金属接触片通过扭力弹簧可以在一定角度内围绕旋转轴上下转动，从而使供电金属接触片始终以一定的压力与车身上的受电纵臂接触。
上述的纵臂受电式电动列车，相邻车厢的两节受电纵臂之间通过金属铰链连接，金属铰链上面覆盖弹性导电材料，弹性导电材料与前后两节纵臂的上表面组成光滑的平面，从而允许供电桩上的金属接触片由前一节车厢上的纵臂平滑过度到后一节车厢上的纵臂。
上述的纵臂受电式电力列车，由车厢内部的输电导线连接所有车厢的受电纵臂和所有动力车厢的电力驱动单元。在整个列车长度范围内，只要有一个供电桩与任何一节车厢上的受电纵臂接触，则整个列车的动力车厢都能得到电力供应。
本发明的有益效果是，本纵臂受电式电动列车发明将电力干线埋入地下，通过供电桩和纵臂结构之间的滑动摩擦向列车供电，避免了传统受电弓因电线结冰给电力传导带来的障碍。与受电弓相比，供电桩上端的金属接触片与列车受电纵臂之间的接触压力较为恒定，有利于向列车稳定传输电力。另外，本发明在少数供电桩被破坏的情况下，电动列车由于存在着一定的速度，并不会立刻停车，而是在惯性的作用下滑行到下一个有供电桩提供电力的区间继续正常运行，这个特点大大增强了电动列车的系统可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明示意图；
图2为供电桩及接触片的结构示意图；
图3为沿着图1中E-E线的示意图；
图4为连接各车厢受电臂的金属铰链及弹性导电体示意图。
图中1.主干电力线，2.变压器，3.分支电力线，4.供电桩，5.金属接触片，6.受电臂，7.扭力弹簧，8.碳导电层，9.旋转轴，10.车厢内部输电导线，11.电力驱动单元，12.金属铰链，13.弹性导电材料。
具体实施方式
如图1所示，纵臂受电式电动列车设有主干电力线1，沿主干电力线1每15公里设置一个变压器2，再沿路轨铺设区间长度为15公里的分支电力线3，每一个变压器2为一个区间的分支电力线3供电。变压器2的输出电压为800伏。在分支电力线3沿线每隔一定距离设置一个供电桩4，供电桩4的下端连接分支电力线3，上端安装有金属接触片5，并露出地面一定高度。列车的每节车厢的底盘两侧沿行进方向各设有一个具有良好导电性的金属受电臂6，在列车行进过程中，安装在供电桩4上的金属接触片5和车厢一侧的受电臂6以滑动摩擦的方式接触，将分支电力线3上的电力传导给受电臂6。
如图2所示，金属接触片5的一端通过扭力弹簧7与供电桩4连接，另一端镶嵌有碳导电层8，并可在一定角度内，沿图2中箭头所示方向围绕旋转轴9上下转动。在列车行进时，金属接触片5通过镶嵌在其上的碳导电层8与受电臂6接触。列车上的第一节车厢的受电臂6的最前端为弧形，并缓慢过度到与地面平行的形状，这样可避免受电臂6对金属接触片5的冲击。
如图3所示，列车上的所有受电臂6都连接着车厢内部的输电导线10，输电导线10又连接着整个列车所有动力车厢内的电力驱动单元11。受电臂6通过车厢内部输电导线10将它从供电桩4上得到的电力导入列车上的驱动单元11，从而驱动列车前行。两个相邻的供电桩4之间的距离设计为在任何时候至少有一个供电桩4上的金属接触片5与一节车厢上的受电臂6接触，实现全程连续供电。列车各节车厢两侧的受电臂6由金属铰链12连接成一个整体。
如图4所示，在相邻两节车厢的受电臂6之间的金属铰链12上覆盖有弹性导电材料13，弹性导电材料13的上表面和前后两节车厢的受电臂6的上表面形成一个平面。当列车转弯时，相邻两节车厢上的受电臂6相互之间形成一定的角度，这时金属铰链12和弹性导电材料13产生一定的形变，并始终与前后两节车厢上的受电臂6平齐，从而允许供电桩4上的金属接触片5从前一节车厢上的受电臂6平滑地过度到后一节车厢上的受电臂6。金属铰链12和弹性导电材料13是已有公知技术，不作详细说明。

Claims (1)

1.一种纵臂受电式电动列车，包括主干电力线(1)，变压器(2)，分支电力线(3)，与分支电力线(3)连接的供电桩(4)以及安装在列车车厢底盘上的受电臂(6)，车厢内部输电导线(10)，其特征是：将主干电力线(1)埋入地下，再在列车轨道一侧每隔一定距离设置一个供电桩(4)，所述供电桩(4)的下端与分支电力线(3)连接，所述供电桩(4)的上端设有一个金属接触片(5)，列车车厢底盘两侧安装有纵向的受电臂(6)，所述金属接触片(5)的一端通过扭力弹簧(7)与供电桩(4)连接，另一端镶嵌有碳导电层(8)，所述金属接触片(5)可在一定角度内围绕旋转轴(9)上下转动，在列车行进时，金属接触片(5)通过镶嵌在其上的碳导电层(8)与受电臂(6)接触，所述受电臂(6)通过车厢内部输电导线(10)与动车车厢内的电力驱动单元(11)连接，从而为机车供电，相邻两节车厢的受电臂(6)之间通过金属铰链(12)相接，金属铰链(12)上面覆盖弹性导电材料(13)，弹性导电材料(13)与相邻两节受电臂(6)的上表面组成光滑的平面。
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