CN106335376A - 一种牵引回流装置 - Google Patents

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乔志超
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Abstract

本申请提供了一种牵引回流装置，该牵引回流装置包括：电感单元及电容单元；所述电感单元一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；所述电容单元一端与所述第一钢轨连接，另一端与所述第二钢轨连接；所述电感单元与所述电容单元并联；其中，所述电感单元为电感线圈，所述电感线圈中心点与相邻区段中心点相连接或者接地用于导通牵引电流；所述电容单元包括：第一电容；所述电感线圈与所述第一电容并联电路用于对轨道电路实现补偿作用。该牵引回流装置仅仅通过电感单元与电容单元的并联，连接在第一钢轨和第二钢轨之间，就实现了牵引回流和补偿电容的作用，尺寸小，重量轻，进而在运输、现场安装及维护的过程中都带来了极大的方便。

Description

一种牵引回流装置
技术领域
本发明涉及电气化音频制式和电码化制式轨道电路技术领域，更具体地说，涉及一种牵引回流装置。
背景技术
在现有的电气化铁路中，区间和站内的轨道电路的牵引回流设备是各种型号的扼流变压器，将扼流变压器放置在轨道旁，通过引接线并联于钢轨之间。
其中，轨道电路指由钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，用于自动、连续检测该段线路是否被机车车辆占用，并向机车传递速度信息，以保证行车安全。牵引回流设备指用于提供牵引电流通路，或导通牵引电流传到路劲的设备。
但是现有技术中，采用扼流变压器用于牵引电流返回变电站或接地，为了不影响轨道电路的正常工作，要求扼流变压器的移频阻抗大于17欧。而目前各个型号的扼流变压器由铜线和铸铁组成，为了满足牵引回流和移频阻抗的要求，重量都在100Kg以上，设备尺寸大。并且当扼流变压器出现短线故障，会造成轨道电路接收端信号电压升高，为了减少这种故障的电压升高，需要将扼流变压器的阻抗设计的很高，也间接的造成了设备尺寸很大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种牵引回流装置，该牵引回流装置尺寸小，并且具有补偿电容的功能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种牵引回流装置，所述牵引回流装置包括：
电感单元及电容单元；
所述电感单元一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；所述电容单元一端与所述第一钢轨连接，另一端与所述第二钢轨连接；所述电感单元与所述电容单元并联；
其中，所述电感单元为电感线圈，所述电感线圈中心点与相邻区段中心点相连接或者接地用于导通牵引电流；
所述电容单元包括：第一电容；所述电感线圈与所述第一电容并联电路用于对轨道电路实现补偿作用。
优选的，在上述牵引回流装置中，所述电感线圈为空心电感线圈或带铁芯电感线圈。
优选的，在上述牵引回流装置中，所述电感单元对列车动力电源信号呈现低阻抗。
优选的，在上述牵引回流装置中，所述列车动力电源信号的频率为50Hz。
优选的，在上述牵引回流装置中，所述电容单元还包括至少一个第二电容，所述至少一个第二电容与所述第一电容并联连接。
优选的，在上述牵引回流装置中，所述电感单元与所述电容单元并联电路在信号频率为1700Hz-2600Hz之间用于对轨道电路实现补偿作用。
优选的，在上述牵引回流装置中，所述电感单元与所述电容单元并联电路在信号频率为1700Hz、2000Hz、2300Hz及2600Hz的载频上用于对轨道电路实现补偿作用。
通过上述描述可知，本发明提供的一种牵引回流装置，该牵引回流装置包括：电感单元及电容单元；通过电感单元一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；其中，电感单元为电感线圈，且电感线圈中心点与相邻区段中心点相连接或者接地用于导通牵引电流。也就是说，当驱动机车运行的电流流入第一钢轨和第二钢轨上后，由于电感线圈的中心点与相邻区段中心点相连接或者接地，那么驱动机车运行的电流通过电感线圈与第一钢轨及第二钢轨的连接回路流入相邻区段或者地面，实现了牵引电流的作用。由此可知，该牵引回流装置仅仅通过在第一钢轨及第二钢轨二者之间连接电感线圈，并电感线圈中心点接地就实现了牵引电流的作用。
通过电容单元一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；电感单元与电容单元并联；所述电容单元包括：第一电容；所述电感线圈与所述第一电容并联电路用于对轨道电路实现补偿作用。也就是说在轨道电路中电流的传输会随着传输长度在减弱，那么通过在第一钢轨及第二钢轨之间并联电容，并且容性单元与电感单元并联连接，就实现了对轨道电路的补偿作用，进而可以增加电流的传输长度。由此可知，该牵引回流装置在实现牵引电流作用的前提下，还具有对轨道电路实现补偿的作用。
相比较现有技术，该牵引回流装置仅仅通过电感单元与电容单元的并联，连接在第一钢轨和第二钢轨之间，就实现了牵引回流和补偿电容的作用，尺寸小，重量轻，进而在运输、现场安装及维护的过程中都带来了极大的方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种牵引回流装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电感线圈的示意图；其中(a)为空心电感线圈的示意图；(b)为带铁芯电感线圈的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电感单元与电容单元并联的结构示意图；其中(a)为电容单元包括一个电容；(b)为电容单元包括两个电容；(c)为电容单元包括四个电容；
图4为本发明提供的另一种牵引电流装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种信号频率响应特性示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由背景技术可知，现有技术中，采用扼流变压器用于牵引电流返回变电站或接地，但是扼流变压器的重量都在100Kg以上，设备尺寸大，导致在运输、现场安装及维护都极大的不方便。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种牵引回流装置，该牵引回流装置包括：
电感单元及电容单元；
所述电感单元一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；所述电容单元一端与所述第一钢轨连接，另一端与所述第二钢轨连接；所述电感单元与所述电容单元并联；
其中，所述电感单元为电感线圈，所述电感线圈中心点与相邻区段中心点相连接或者接地用于导通牵引电流；
所述电容单元包括：第一电容；所述电感线圈与所述第一电容并联电路用于对轨道电路实现补偿作用。
通过上述描述可知，本发明提供的一种牵引回流装置，该牵引回流装置包括：电感单元及电容单元；通过电感单元一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；其中，电感单元为电感线圈，且电感线圈中心点与相邻区段中心点相连接或者接地用于导通牵引电流。也就是说，当驱动机车运行的电流流入第一钢轨和第二钢轨上后，由于电感线圈的中心点与相邻区段中心点相连接或者接地，那么驱动机车运行的电流通过电感线圈与第一钢轨及第二钢轨的连接回路流入相邻区段或者地面，实现了牵引电流的作用。由此可知，该牵引回流装置仅仅通过在第一钢轨及第二钢轨二者之间连接电感线圈，并电感线圈中心点接地就实现了牵引电流的作用。
通过电容单元一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；电感单元与电容单元并联；所述电容单元包括：第一电容；所述电感线圈与所述第一电容并联电路用于对轨道电路实现补偿作用。也就是说在轨道电路中电流的传输会随着传输长度在减弱，那么通过在第一钢轨及第二钢轨之间并联电容，并且容性单元与电感单元并联连接，就实现了对轨道电路的补偿作用，进而可以增加电流的传输长度。由此可知，该牵引回流装置在实现牵引电流作用的前提下，还具有对轨道电路实现补偿的作用。
相比较现有技术，该牵引回流装置仅仅通过电感单元与电容单元的并联，连接在第一钢轨和第二钢轨之间，就实现了牵引回流和补偿电容的作用，尺寸小，重量轻，进而在运输、现场安装及维护的过程中都带来了极大的方便。
为了更加详细的说明本发明实施例，下面结合附图对本发明实施例进行具体描述。
参考图1，图1为本发明实施例提供的一种牵引回流装置的结构示意图。
该牵引回流装置包括：
电感单元11及电容单元12。
所述电感单元11一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；所述电容单元12一端与所述第一钢轨连接，另一端与所述第二钢轨连接；所述电感单元11与所述电容单元12并联。
其中，所述电感单元11为电感线圈，所述电感线圈中心点与相邻区段中心点相连接或者接地用于导通牵引电流。
也就是说，当驱动机车运行的电流流入第一钢轨和第二钢轨后，由于电感线圈的中心点与相邻区段中心点相连接或者接地，那么驱动机车运行的电流通过电感线圈与第一钢轨及第二钢轨的连接回路流入相邻区段或者地面，实现了牵引电流的作用。
参考图2中(a)所示，所述电感线圈为空心电感线圈，图2中(b)所示，所述电感线圈为带铁芯电感线圈。
可选的，在本发明实施例中所述电感单元11采用空心电感线圈，可以使电路更稳定，线性度更好，可以更好的耐受冲击干扰对该牵引回流装置的影响。
并且所述电感单元11对列车动力电源信号呈现低阻抗，也就是说可以最大程度的实现电流牵引。列车动力电源信号的频率为50Hz，该列车动力电源可以是交流电源也可以是直流电源。
所述电容单元12包括：第一电容；所述电感线圈与所述第一电容并联电路用于对轨道电路实现补偿作用。
也就是说，在轨道电路中电流的传输会随着传输长度在减弱，那么通过在第一钢轨及第二钢轨之间并联电容，并且容性单元12与电感单元11并联连接，就实现了对轨道电路的补偿作用，进而可以增加电流的传输长度。其中，所述电感单元11与所述电容单元12并联电路在信号频率为1700Hz-2600Hz之间呈现容性，更具体的说，所述电感单元11与所述电容单元12并联电路在信号频率为1700Hz、2000Hz、2300Hz及2600Hz的载频上呈现容性，能够对轨道电路实现补偿作用。
并且需要说明的是，所述电容单元12还包括至少一个第二电容，所述至少一个第二电容与所述第一电容并联连接。也就是说，根据实际情况来决定，所述电容单元12中需要并联多少个电容来实现对轨道电路的补偿。
参考图3，图3为本发明实施例提供的一种电感单元与电容单元并联的结构示意图。
可选的，在本发明实施例中，如图3中(a)所示，所述电容单元12包括一个电容，如图3中(b)所示，所述电容单元12包括两个电容，两个电容之间并联连接，如图3中(c)所示，所述电容单元12包括四个电容，四个电容之间并联连接。
需要说明的是，参考图4，图4为本发明提供的另一种牵引电流装置的结构示意图。如图4所示，还有很多电路形式可以实现本发明目的，在此不一一进行描述，因此通过电感线圈与电容连接或相同原理实现本发明目的的装置或电路都在本发明的保护范围内。
为了满足不同的轨道电路及传输速率，需要对电感线圈的电感值及电容单元中电容的取值做出限定。
参考图5，图5为本发明实施例提供的一种信号频率响应特性示意图。
对电感线圈的电感值选取需要满足，电感线圈在列车动力电源信号频率f1也就是50Hz的前提下，电感线圈的阻抗不大于该轨道电路的最大允许阻抗Zmax，具体计算公式为：2πf1L≤Zmax。
对电容单元中电容的取值的选取需要满足，在该轨道电路区段信号频率f2也就是在1700Hz-2600Hz的前提下，其阻抗等效于补偿电容Ccom，具体计算公式为：
通过上述描述可知，该牵引回流装置仅仅通过电感单元与电容单元的并联，连接在第一钢轨和第二钢轨之间，就实现了牵引回流和补偿电容的作用，尺寸小，重量轻，进而在运输、现场安装及维护的过程中都带来了极大的方便。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种牵引回流装置，其特征在于，所述牵引回流装置包括：
电感单元及电容单元；
所述电感单元一端与第一钢轨连接，另一端与第二钢轨连接；所述电容单元一端与所述第一钢轨连接，另一端与所述第二钢轨连接；所述电感单元与所述电容单元并联；
其中，所述电感单元为电感线圈，所述电感线圈中心点与相邻区段中心点相连接或者接地用于导通牵引电流；
所述电容单元包括：第一电容；所述电感线圈与所述第一电容并联电路用于对轨道电路实现补偿作用。
2.根据权利要求1所述的牵引回流装置，其特征在于，所述电感线圈为空心电感线圈或带铁芯电感线圈。
3.根据权利要求1所述的牵引回流装置，其特征在于，所述电感单元对列车动力电源信号呈现低阻抗。
4.根据权利要求3所述的牵引回流装置，其特征在于，所述列车动力电源信号的频率为50Hz。
5.根据权利要求1所述的牵引回流装置，其特征在于，所述电容单元还包括至少一个第二电容，所述至少一个第二电容与所述第一电容并联连接。
6.根据权利要求1所述的牵引回流装置，其特征在于，所述电感单元与所述电容单元并联电路在信号频率为1700Hz-2600Hz之间用于对轨道电路实现补偿作用。
7.根据权利要求6所述的牵引回流装置，其特征在于，所述电感单元与所述电容单元并联电路在信号频率为1700Hz、2000Hz、2300Hz及2600Hz的载频上用于对轨道电路实现补偿作用。
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