CN107635824B - 滑接线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于向相对于滑接线装置(1)在行驶方向(7.1,7.2)上移动的至少一个车辆(13)供应能量的滑接线装置(1)，所述滑接线装置具有至少一个第一滑接线段(3)、在行驶方向上布置在第一滑接线段(3)后面的至少一个第二滑接线段(4)、与第一滑接线段(3)和第二滑接线段(4)连接的至少一个能量源(2)以及至少一个电气部件(5)，所述电气部件至少限制从第二滑接线段(4)到能量源(2)的反向方向上的电流，而允许与反向方向相反的电流。

Description

滑接线装置

技术领域

本发明涉及一种具有滑接线装置的车辆装置，滑接线装置用于向相对于滑接线装置在行驶方向上移动的至少一个车辆供应能量的滑接线装置。

背景技术

已知的车辆装置从DE 102 33 842B3、DE 10 2004 032 019A1、EP 2 535219A1和EP 0 968 873A1中已知。

滑接线装置例如用于向不同类型的轨道车辆或者其它车辆供应能量，并且例如构造为架空线或者接触轨，其中，接触轨可以构造为架空接触轨或者也可以构造为行驶路线的地面区域中的侧面第三轨。例如从地铁系统中已知这种类型的基于侧面引导的接触轨的电力供应系统，其通常用于直至大约1000伏的直流的供电电压。但是也已知在远程交通中、例如在英国铁路中的应用。接触轨系统、特别是侧面引导的接触轨系统具有在岔路、路口、旁线等处接触轨必须有规律地中断、以使得能够在轨道的分支上通行的问题。此外，例如桥墩、平交路口、转弯处、跨线地道等结构条件也导致接触轨的中断。这些接触轨间隙例如直至300米长。如果要供电的车辆在接触轨间隙中失去了与滑接线装置的接触，则可能由于已知的直流电网中的瞬态过程，在接触轨和受电弓之间形成点火火花。这种点火火花可能在受电弓处以及在接触轨处造成附加的磨损，并且还可能导致到车辆的导电部分的电弧。这些电弧可能造成严重的破坏和火灾，并且是要避免的安全隐患。

因此，调整已知的滑接线装置，使得车辆尽可能总是以至少一个受电弓与滑接线装置、即接触轨保持接触。为此，车辆的受电弓之间的长度被构造为大于系统中最长的接触轨间隙。这例如可以通过用于减小接触轨间隙的长度的轨道改变之间的附加接触轨段、通过使车辆长度总体上增大的车厢之间的单独连接或者通过减小接触轨间隙的结构改变来实现。这些调整与车辆结构、线路结构或者复杂的接触轨构造中的较大的开销相关联。在设备扩建时，必须严格遵守一次性规定的措施，这限制了选择技术方案或者选择供应商方面的灵活性。

发明内容

由此，本发明要解决的技术问题是，提供一种具有滑接线装置的车辆装置，其以小的结构开销消除或者至少减少滑接线装置中的间隙的问题。

根据本发明，上述技术问题通过根据本发明的用于使至少一个车辆在行驶方向上沿着行驶线路移动的车辆装置来解决。

根据本发明的解决方案使得能够以非常简单的方式应用从DE 10 2010029 450A1中已知的用于避免具有能量存储器的车辆的点火火花的方法。因此，能够一般性地避免火花点火并且使得能够在运行中在没有明显的中断的情况下行驶通过接触轨间隙。此外，在此特别是能够获得恒定的牵引力、至少恒定的速度和所有内部组件、特别是空调设备的完全运行。上面提及的在车辆中或者在接触轨的结构或构造中的应用不是必须的。相反，可以用于在构造上有利的点处中断滑接线装置，以考虑结构和运行条件。如在DE 102010 029450A1中或者也在DE 10 2014 217 219中所描述的，在将受电弓从滑接线装置分离时，失去电接触的瞬间的电流必须为零，以防止出现点火火花。

DE 10 2010 029 450A1和DE 10 2014 217 219的全部内容作为参考包含于此。

通过根据本发明的解决方案，车辆在到滑接线装置中的间隙的路径上在第二滑接线段的区域中可以经由能量存储器提高车辆中的电压，从而在车辆和滑接线装置之间没有电流流动，因此避免了点火火花。

为了确保向第二滑接线段的能量供应仅经由电气部件进行，根据本发明，第一滑接线段被布置为与第二滑接线段具有第一间隔。在此，间隔可以被构造为如此之大，使得避免电流从电气部件旁边流过。另一方面，间隔可以被选择为如此之小，使得其小于在行驶方向上看到的常见的受电弓的长度。由此，受电弓在驶过第一间隔时总是保持接触。第一间隔例如是5mm大。

此外，根据本发明，第二滑接线段被布置为与在行驶方向上在后面的滑接线段具有第二间隔，其中，第二间隔大于第一间隔。第二间隔这里例如是接触轨中的间隙，其例如可能几百米长。

根据本发明的解决方案可以通过有利构造来扩展。下面描述这种扩展。

因此，第一滑接线段和第二滑接线段可以经由电气部件彼此连接。这具有如下优点：到第二滑接线段的能量馈送可以特别简单地实现，因为不需要铺设从能量源到第二滑接线段的单独的导线。

为了提供成本特别低廉的滑接线装置，电气部件可以以二极管的形式构造。二极管是能够成本低廉地获得的部件，其可以在构造上简单地集成到滑接线装置中。

根据本发明的车辆装置被构造为，用于使至少一个车辆在行驶方向上沿着行驶线路移动，所述车辆装置包括至少一个滑接线装置和至少一个车辆，所述车辆具有至少一个能量存储器，并且能够至少短时地在不与滑接线装置连接的情况下沿着行驶线路被驱动。

附图说明

下面，参考在所附的附图中示出的实施例对本发明进行解释。各个实施例的特定特征也可以与其它实施例组合。

附图中：

图1示出了根据本发明的滑接线装置的第一实施方式的示意图；

图2示出了用于与图1中的滑接线装置一起使用的根据本发明的车辆的示意图；

图3至图5示出了根据本发明的车辆的不同的实施方式的示意图；

图6至图7示出了处于不同的位置的根据本发明的车辆装置的示例性实施方式的示意图。

具体实施方式

首先，参考图1和图2的示例性实施方式对本发明进行描述。图1示出了根据本发明的滑接线装置1的示例性实施方式，其具有能量源2、第一滑接线段3、第二滑接线段4和电气部件5。第一和第二滑接线段3、4例如被构造为接触轨，并且例如被布置在行驶线路6侧面。两个行驶线路6例如分别被构造为轨道对。在图1中，构造了彼此平行地布置的两个行驶线路，车辆可以在其上分别在两个相反的行驶方向7上行驶。为了改变行驶线路，对两个行驶线路6构造转辙器8和连接线路9。第一和第二滑接线段3、4在行驶方向7上看分别布置在每一个行驶线路6侧面，更确切地说分别布置在背向另一个行驶线路6的一侧。

能量源2被构造为直流源，其例如提供直至大约1000伏的直流电压。能量源2以可关断的方式与第一滑接线段3连接。即使在该示意性图示中未详细示出，滑接线装置1的所有第一滑接线段3经由桥式连接与能量源2连接。

在转辙器8和连接线路9的区域中，滑接线装置1具有间隙10，其中未布置第一或者第二滑接线段3、4。第一和第二滑接线段3、4分别与行驶线路6平行地布置。因为图1中的行驶线路被构造为直线形的，因此第一和第二滑接线段3、4也被构造为直线形的。对于曲线行驶，弯曲的滑接线段3、4当然也是可以的。第一和第二滑接线段3、4在行驶方向7上的长度是非常不同的。第一滑接线段3的长度大于第二滑接线段4的长度。根据本发明，滑接线段3、4被布置为，在每一个行驶方向7.1、7.2上，第二滑接线段4相应地被布置为紧接在间隙10之前并且在第一滑接线段3之后。第二滑接线段4因此布置在第一滑接线段3和间隙10之间。在行驶方向7.1、7.2上沿着两个行驶线路6中的一个行驶的车辆因此首先通过第一滑接线段3，随后通过较短的第二滑接线段4，随后通过间隙10。相应地一个接一个地布置的第一滑接线段3和第二滑接线段4相应地被布置为彼此之间具有第一间隔11。第一间隔11的长度显著小于表示第二间隔的间隙10的长度。第一间隔11例如为5mm。通过第一间隔11相应地彼此离开的第一滑接线段3和第二滑接线段4经由电气部件5彼此电连接。保证仅经由部件5连接的另外的绝缘是可以的。

电气部件5限制或者截止经由其流动的在反向方向12上的电流，该反向方向在从第二滑接线段4到能量源2的电流流动方向上延伸。如B详细示出的，可以在第一滑接线段3和第二滑接线段4之间分别布置电气部件5。但是替换地也可以如A详细示出的，在第一滑接线段3和彼此电连接的两个第二滑接线段4之间仅布置一个电气部件5。在每一种情况下，至少一个电气部件5使从每个第二滑接线段4向能量源2的方向的电流截止或者至少受到限制。电气部件5允许与反向方向12相反的电流流过。在附图中示出的根据本发明的滑接线装置1的实施方式中，电气部件5相应地被构造为二极管。

在图2中示出了根据本发明的车辆13的示例性实施方式，可以通过在图1中示出的滑接线装置1对车辆13供应电能，并且车辆被构造为在行驶线路6中的一个上行驶。车辆具有四个彼此电连接的受电弓14、能量存储器15、逆变器16、多个驱动电机17和充电整流器(Laderichter)18。车辆13例如是地铁列车、城铁列车、有轨电车等。在图2中的实施方式中，受电弓14分别布置在车辆13的每一个转向架19上的两侧。受电弓14在此被构造为，当第一和第二滑接线段布置在行驶线路6旁边时，受电弓在车辆在行驶线路6上行驶时与第一和/或第二滑接线段3、4接触。在至少一个受电弓14与第一或者第二滑接线段3、4接触时，滑接线装置1的能量源2对驱动电机17供电。在车辆13制动时，驱动电机17作为发电机起作用，使得能量经由滑接线装置1馈送回到能量源2。如果没有受电弓14与滑接线装置1接触，则驱动电机17可以以来自车辆内部的能量存储器15的能量运行。

为了避免在从第二滑接线段4过渡到间隙10时产生点火火花，车辆13被构造为执行在DE 10 2010 029 450A1或者DE 10 2014 217 219中描述的有利方法。为了简短起见，这里不详细讨论该方法，而通过引用DE 10 2010 029450A1和DE 10 2014 217 219，其内容全部包含于此。根据该方法，在最后的受电弓14失去与滑接线装置1的电接触之前，能量存储器15提高车辆内部的电压。这在根据本发明的滑接线装置1中在第二滑接线段4的区域中、即当最后的进行接触的受电弓14与第二滑接线段4接触时进行。由于电气部件5的截止作用，在滑接线段4的该区域中阻止了从车辆13到能量源2的电流，从而在车辆13和滑接线装置1之间没有电流。在没有电流的情况下也不会产生点火火花，从而车辆13能够安全地行驶到间隙10中。

在车辆13与滑接线装置1没有电接触的间隙10中，由能量存储器15对车辆供应能量。因此能够在牵引力和制动力不中断的情况下继续保持运行，或者至少以惯性行驶通过间隙10，也就是说，保持在驶入间隙10之前达到的速度，直至离开间隙10为止。根据本发明，在图2中未示出的车辆13的车载网络可以在行驶通过间隙10时继续运行，这特别是对于空调设备、应急系统等是值得期望的。与在DE 10 2010 029 450A1或者DE 10 2014 217219中不同，这里能量存储器15在整个运行期间原则上保持充满电，并且首先用于为行驶通过间隙10提供能量。这是特别有利的，因为为此优化的能量存储器15可以比在使得在没有滑接线装置1的情况下能够持续行驶的应用中更小地实现。因此，能量存储器15在车辆13中需要很少的安装空间。尽管如此，不会预期能量存储器15在行驶通过间隙10期间过度放电，因为可以在滑接线装置1的区域中对能量存储器15充电，而间隙10的长度是事先已知的并且相对小。确定所使用的能量存储器15的存储容量，使得能够在不中断牵引力和制动力的情况下继续保持运行或者至少以惯性行驶通过间隙10。

在图3至图5中示出了根据本发明的车辆13的不同的实施方式。为了简单起见，仅讨论与图2中的车辆的不同之处。

图3中的车辆13由多个彼此耦合的单车厢20.1、20.2、20.3构成。在图3中的实施方式中，这些单车厢20中的每一个具有自己的受电弓14，其分别对自己的车辆内部网络21供电。在图3中的实施方式中，受电弓14彼此连接并且经由对应的保护和开关装置(未示出)对驱动电机17和车载网络运行22供电。

在图4的替换实施方式中，仅对具有驱动电机17的单车厢20.1、20.3构造处于每个转向架19上的受电弓14。为了对非驱动单车厢20.2供电，将其连入共同的内部网络21，从而该单车厢20.2的车载网络运行22也可以运行。

在图5中的替换实施方式中，仅在车辆13末端和开头的转向架19上布置受电弓14。

图6和图7示出了根据本发明的车辆装置23，其具有根据本发明的滑接线装置1和至少一个根据本发明的车辆13。在图6和图7中仅局部地示出了车辆装置23的滑接线装置1。但是其对应于在图1中示出的滑接线装置1。也仅简化地示出了在图6和图7中示出的车辆装置23的车辆13。但是其对应于前面描述的车辆13的实施方式中的一个。

在图6和图7中示出了车辆13在行驶方向7.1上行驶到不同的位置。

在图6中，前面的受电弓14已经失去了与滑接线装置1、特别是与第二滑接线段4的接触。后面的受电弓14仍然与滑接线装置1、更确切地说与第一滑接线段3接触。由此，在图6中的位置仍然经由滑接线装置1的能量源2对车辆13供应能量。

在图7中示出的车辆13的位置中，车辆13相对于图6继续在行驶方向7.1上移动，并且后面的受电弓14现在与第二滑接线段4进行接触。在该位置，应用在DE 10 2010 029450A1或者DE 10 2014 217 219中描述的方法，其中，车辆13的内部网络21中的电压通过能量存储器15经由滑接线装置1的电压U_n提高。由此，到滑接线装置1的电流I_n等于零，从而车辆13可以安全地从滑接线装置1分离。

根据本发明的车辆13被构造为，使得参与所描述的处理的未示出的采集、开关、控制和变换装置具有足够的动力，以便能够在有限的时间内直至针对通过间隙10设置的最大速度与第二滑接线段4的长度有关地可靠地执行处理。在地铁的情况下，速度例如是80至100km/h。

为了应用所描述的方法，需要识别滑接线段3、4或间隙10的存在。其可以以不同的方式进行。例如这可以由额外的信号装置通过基于位于车辆中的位置信息产生触发信号或者通过采集潜在释放的受电弓14处的电压来进行，如在DE 10 2014 217 219中所描述的。替换地，也可以通过采集彼此连接的所有受电弓14处的单个电流来进行。只要电流还流过一个受电弓14，就开始上面描述的方法。另外的可能性是采集与功率平衡相关联的在至少最后面的两个受电弓处的电流或者测量回线电流。只要所测量的受电弓中的一个传导相当于所接收的功率或者回线电流的总和的电流，就触发根据DE 102010 029 450A1的方法。

根据本发明，也可以设置故障识别，通过其确保能量存储器15不向所连接的第一滑接线段3放电。为此，监视能量源2的电网电流或车辆13的内部网络21中的电压。如果电网电流在特定时间内不为零或者内部网络21中的中间回路电压在特定时间内不能经由电网电压提高，则推断出不存在解耦的第二滑接线段4。在这种情况下，车辆13又切换为正常运行，其中驱动电机16由滑接线装置1的能量源2供电。例如，当接触轨间隙比受电弓14之间的间隔更短，由此在后面的受电弓14分离之前，前面的受电弓14在任意一侧已经又与滑接线装置1接触时，可能出现这种情况。

在本发明的另一个实施方式中可以设置为，能量存储器15附加地用于部分存储车辆13的制动能量。但是这仅仅是一个可能的附加功能。已知的车辆通常在列车保护下行驶，也就是说存在车辆定位装置。当在这种车辆定位装置中存储了前面的线路段没有间隙10的信息时，能量存储器15可以在行驶中放电，并且在制动时用于在开始制动时接收功率，直至达到最大充电量为止。

本发明具有进一步的优点，即，用于加速的功率峰值可选地可以由能量存储器15提供并且在制动时可以由能量存储器15进行缓冲。此外，例如可以完全由能量存储器15调度行驶(Rangierfahrten)驶入车间中。由此可以省去其它复杂的系统。此外，能量存储器15可以使车辆的紧急操作稳定或者延长。当经由受电弓14处的单独的电压或者电流传感器识别间隙时，可以通过对测量值的可信性检查、例如无电压或者无电流状态超时或者不希望的位置处的无电流或者无电压状态，来识别受电弓14的缺陷。

Claims (7)

1.一种用于使至少一个车辆(13)在行驶方向(7.1,7.2)上沿着行驶线路(6)移动的车辆装置(23)，所述车辆装置具有至少一个滑接线装置(1)和至少一个车辆(13)，所述车辆具有至少一个能量存储器(15)，并且能够至少短时地在不与滑接线装置(1)连接的情况下沿着行驶线路(6)被驱动，其中，滑接线装置(1)被构造为，用于向相对于滑接线装置(1)在行驶方向(7.1,7.2)上移动的至少一个车辆(13)供应能量，并且具有至少一个第一滑接线段(3)、沿行驶方向布置在第一滑接线段(3)后面的至少一个第二滑接线段(4)、与第一滑接线段和第二滑接线段连接的至少一个能量源(2)以及至少一个电气部件(5)，所述电气部件至少限制从第二滑接线段(4)到能量源(2)的反向方向(12)上的电流，而允许与反向方向(12)相反的电流，所述反向方向在从第二滑接线段(4)到能量源(2)的电流流动方向上延伸，其中，第一滑接线段(3)被布置为与第二滑接线段(4)具有第一间隔(11)，并且第二滑接线段被布置为与在行驶方向上在后面的滑接线段具有第二间隔，其中，第二间隔大于第一间隔，并且第二间隔被构造为如此之大，使得车辆在通过第二间隔时与滑接线装置(1)没有电接触。

2.根据权利要求1所述的车辆装置(23)，其特征在于，

第一滑接线段(3)和第二滑接线段(4)经由电气部件(5)彼此连接。

3.根据权利要求1所述的车辆装置(23)，其特征在于，

电气部件(5)以二极管的形式构造。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆装置(23)，其特征在于，

第二滑接线段(4)布置在第一滑接线段(3)和间隙(10)之间。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆装置(23)，其特征在于，

第一间隔(11)被构造为如此之大，使得避免电流从电气部件(5)旁边流过，并且被构造为如此之小，使得其小于车辆(13)的受电弓(14)的长度。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆装置(23)，其特征在于，

第一滑接线段(3)的长度大于第二滑接线段(4)的长度。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆装置(23)，其特征在于，

第一滑接线段(3)和第二滑接线段(4)被构造为接触轨。

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