CN109017321B - 一种轨道交通供电构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种轨道交通供电构造，涉及轨道交通供电技术领域。包括轨道沿线的供电设施和机车上的集电装置，供电设施包括沿轨道连续铺设的供电电缆、接触轨以及埋设在道床中央的地磁传感装置；接触轨沿轨道分段铺设，段与段之间的设有间隔，整体为断续结构；沿线道床中心线埋设的地磁传感装置亦为分段埋设，段与段之间的间隔与每段接触轨的长度对应；各段内均设有受控开关，分段设置的受控开关由晶闸管和接触器并联构成，其一端与供电电缆连接，另一端与接触轨连接；每段接触轨的段域内所有地磁传感装置的信号端并联，通过信号电缆与控制器输入端连接，控制器的输出端通过控制电缆与受控开关的控制端连接。

Description

一种轨道交通供电构造
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，特别涉及牵引供电技术。
背景技术
现行的城市轨道交通馈电方式主要有架空接触网系统和接触轨系统两种。架空接触网通过列车上方的架空线向列车供电，结构复杂；接触轨系统安装在地面，属地面供电方式。相比于架空接触网，地面供电方式在城市景观、施工安装、设备投资、供电可靠性、使用寿命、检修维护费用等方面都表现出优势，然而考虑到地面供电方式存在人身安全隐患和过道岔困难两大问题，目前大部分采用架空接触网系统馈电，地面供电方式较少。专利《一种腹轨供电的轨道电动机车》(CN 105539159 B)利用车体底部长条式授电靴和供电桩，并结合下压式行程开关和红外桩实施地面分段供电。显然，车体底部长条式授电靴不能过长，否则电动机车无法进行转向。所设置的扩口触板仅可在有限的转弯时保证长条式授电靴与下压供电装置接触。由于长条式授电靴短，为实施供电的持续性，使得分段供电装置分布密集，建设成本高，可靠性差，检修维护工作量大。
本发明提出了一种轨道交通供电系统，解决了地面供电人身安全隐患和过道岔困难的问题，同时充分发挥了接触轨系统的传统优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种轨道交通供电构造，它能有效地解决地面供电存在的人身安全隐患和过道岔困难的技术问题。
本发明为实现其目的，采用以下技术方案：一种轨道交通供电构造，包括轨道沿线的供电设施和机车上的集电装置，供电设施包括沿轨道连续铺设的供电电缆、接触轨以及埋设在道床中央的地磁传感装置；接触轨沿轨道分段铺设，段与段之间的设有间隔，整体为断续结构；沿线道床中心线埋设的地磁传感装置亦为分段埋设，段与段之间的间隔与每段接触轨的长度对应；各段内均设有受控开关，分段设置的受控开关由晶闸管和接触器并联构成，其一端与供电电缆连接，另一端与接触轨连接；每段接触轨的段域内所有地磁传感装置的信号端并联，通过信号电缆与控制器输入端连接，控制器的输出端通过控制电缆与受控开关的控制端连接；供电电缆、受控开关、接触轨及集电装置或辅助集电装置构成牵引回路，并通过受控开关实施分段供电。
所述的受控开关的动作特性为常开，当接触轨段域内任意一个地磁传感装置探测到车辆通过时，控制器控制该段域内的受控开关闭合。
所述地磁传感装置的设置原则为：在接触轨段域两端各埋设一个地磁传感装置，接触轨段域内的其它区域的地磁传感装置等间距均匀布置，其间距小于机车车辆长度。
所述机车的集电装置为机车车辆首、尾端设置，机车车辆首端的转向架设有集电装置，机车车辆的末端转向架设有辅助集电装置，集电装置与辅助集电装置之间通过辅助供电电缆联通。
所述集电装置和辅助集电装置之间的距离大于两相邻接触轨之间的间隙段域的长度，且小于接触轨的长度。
所述的接触轨为单相单极、单相双极或三相供电；当为单相单极时，供电电缆、受控开关和接触轨、集电装置和辅助集电装置均为单线；当为单相双极时，供电电缆、受控开关和接触轨、集电装置和辅助集电装置均为双线；当为三相时，供电电缆、受控开关和接触轨、集电装置和辅助集电装置均为三线。
道岔区段设置在接触轨之间的间隙区域。
采用如下技术，沿道床连续铺设供电电缆，以一定间隔铺设接触轨，并通受控开关连接供电电缆和接触轨；在接触轨段域内道床中央埋设地磁传感装置；车辆辅助集电装置与集电装置之间由辅助供电电缆联通，集电装置和辅助集电装置之间的距离大于间隙区域的长度，而小于接触轨的长度；道岔区段设置接触轨之间的间隙区域。
本发明的工作原理是：采用地磁传感装置判定车辆位置，利用连续电缆和间断接触轨实现车辆所在区域接触轨得电，其它区域失电；利用车辆两组集电装置互连，且两集电装置之间的距离大于间隙区域的长度，而小于接触轨的长度实现连续不断电供电；道岔区段设置在接触轨之间的间隙区域，利用接触轨间隙区域，在不影响道岔结构和道岔操作情况下，使车辆不断电通过道岔区段。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明实施分段供电，可消除地面供电方式下的跨步电压，并有效避免短路故障和徒手触电的风险，消除人身安全隐患。
2、本发明采用间断方式铺设接触轨，便于困难路段(特别是道岔区段)的布置。
3、本发明采用电缆供电，提高了系统供电能力和供电可靠性。
4、本发明利用接触轨对应的道床中心线区域埋设的地磁传感装置判别列车所处供电区域，准确、简单可行，且不受自然气候影响。
5、本发明按一定间隔铺设接触轨，减少集电装置磨耗，并可节约线材。
6、本发明安装简单、维护方便，安全可靠。
附图说明
图1是本发明实施例的供电构造示意图。
图2是本发明实施例的受控开关示意图。
图3是本发明实施例的集电装置设置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种轨道交通供电构造，包括轨道沿线的供电设施和机车上的集电装置，供电设施包括沿轨道连续铺设的供电电缆1、接触轨3以及埋设在道床中央的地磁传感装置8；接触轨3沿轨道分段铺设，段与段之间的设有间隔，整体为断续结构；沿线道床6中心线埋设的地磁传感装置8亦为分段埋设，段与段之间的间隔与每段接触轨3的长度对应；各段内均设有受控开关2，分段设置的受控开关2由晶闸管4和接触器5并联构成，其一端与供电电缆1连接，另一端与接触轨3连接；每段接触轨3的段域内所有地磁传感装置8的信号端并联，通过信号电缆9与控制器7输入端连接，控制器7的输出端通过控制电缆10与受控开关2的控制端11连接；供电电缆1、受控开关2、接触轨3及集电装置14或辅助集电装置15构成牵引回路，并通过受控开关2实施分段供电。
所述的受控开关2的动作特性为常开，当接触轨3段域内任意一个地磁传感装置8探测到车辆通过时，控制器7控制该段域内的受控开关2闭合。
所述地磁传感装置8的设置原则为：在接触轨3段域两端各埋设一个地磁传感装置8，接触轨3段域内的其它区域的地磁传感装置8等间距均匀布置，其间距小于机车车辆长度。
所述机车的集电装置为机车车辆首、尾端设置，机车车辆首端的转向架12设有集电装置14，机车车辆的末端转向架13设有辅助集电装置15，集电装置14与辅助集电装置15之间通过辅助供电电缆16联通。
所述集电装置14和辅助集电装置15之间的距离大于两相邻接触轨3之间的间隙段域17的长度，且小于接触轨3的长度。
所述的接触轨3为单相单极、单相双极或三相供电；当为单相单极时，供电电缆1、受控开关2和接触轨3、集电装置14和辅助集电装置15均为单线；当为单相双极时，供电电缆1、受控开关2和接触轨3、集电装置14和辅助集电装置15均为双线；当为三相时，供电电缆1、受控开关2和接触轨3、集电装置14和辅助集电装置15均为三线。
道岔区段设置在接触轨之间的间隙区域17。
采用如下技术，沿道床连续铺设供电电缆1，以一定间隔铺设接触轨3，并通过受控开关2连接供电电缆1和接触轨3；在接触轨3段域内道床中央埋设地磁传感装置8；车辆辅助集电装置15与集电装置14之间由辅助供电电缆16联通，集电装置14和辅助集电装置15之间的距离大于间隙区域17的长度，而小于接触轨3的长度；道岔区段设置接触轨3之间的间隙区域17。
本发明的工作原理是：采用地磁传感装置判定车辆位置，利用连续电缆和间断接触轨实现车辆所在区域接触轨得电，其它区域失电；利用车辆两组集电装置互连，且两集电装置之间的距离大于间隙区域的长度，而小于接触轨的长度实现连续不断电供电；道岔区段设置在接触轨之间的间隙区域，利用接触轨间隙区域，在不影响道岔结构和道岔操作情况下，使车辆不断电通过道岔区段。
本发明适用于轨道交通各类地面供电形式，如，三轨、四轨、供电带等。

Claims (5)

1.一种轨道交通供电构造，包括轨道沿线的供电设施和机车上的集电装置，供电设施包括沿轨道连续铺设的供电电缆（1）、接触轨（3）以及埋设在道床中央的地磁传感装置（8）；其特征在于：接触轨（3）沿轨道分段铺设，段与段之间的设有间隔，整体为断续结构；沿线道床（6）中心线埋设的地磁传感装置（8）亦为分段埋设，段与段之间的间隔与每段接触轨（3）的长度对应，道岔区段设置在接触轨（3）之间的间隙区域（17）；在接触轨（3）段域两端各埋设一个地磁传感装置（8），接触轨（3）段域内的其它区域的地磁传感装置（8）等间距均匀布置，其间距小于机车车辆长度；各段内均设有受控开关（2），分段设置的受控开关（2）由晶闸管（4）和接触器（5）并联构成，其一端与供电电缆（1）连接，另一端与接触轨（3）连接；每段接触轨（3）的段域内所有地磁传感装置（8）的信号端并联，通过信号电缆（9）与控制器（7）输入端连接，控制器（7）的输出端通过控制电缆（10）与受控开关（2）的控制端（11）连接；供电电缆（1）、受控开关（2）、接触轨（3）及集电装置（14）或辅助集电装置（15）构成牵引回路，并通过受控开关（2）实施分段供电。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通供电构造，其特征在于：所述的受控开关（2）的动作特性为常开，当接触轨（3）段域内任意一个地磁传感装置（8）探测到车辆通过时，控制器（7）控制该段域内的受控开关（2）闭合。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通供电构造，其特征在于：所述机车的集电装置为机车车辆首、尾端设置，机车车辆首端的转向架（12）设有集电装置（14），机车车辆的末端转向架（13）设有辅助集电装置（15），集电装置（14）与辅助集电装置（15）之间通过辅助供电电缆（16）联通。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通供电构造，其特征在于：所述集电装置（14）和辅助集电装置（15）之间的距离大于两相邻接触轨（3）之间的间隙区域（17）的长度，且小于接触轨（3）的长度。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通供电构造，其特征在于：所述的接触轨（3）为单相单极、单相双极或三相供电；当为单相单极时，供电电缆（1）、受控开关（2）和接触轨（3）、集电装置（14）和辅助集电装置（15）均为单线；当为单相双极时，供电电缆（1）、受控开关（2）和接触轨（3）、集电装置（14）和辅助集电装置（15）均为双线；当为三相时，供电电缆（1）、受控开关（2）和接触轨（3）、集电装置（14）和辅助集电装置（15）均为三线。
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