CN109455111A - 一种胶轮轨道车辆用供电系统及其轨道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶轮轨道车辆用供电系统及其轨道，包括受电轨和回流轨，还包括接地轨，所述接地轨仅在站台区域内设置。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明通过仅在站台区域内设置接地轨，不仅大大降低了成本，并且乘客在上下车时不存在跨步电压，保证了乘客的人身安全，站台屏蔽门等设备也不再需要进行绝缘设计及安装，成本大大降低。

Description

一种胶轮轨道车辆用供电系统及其轨道

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种胶轮轨道车辆用供电系统及其轨道。

背景技术

随着城市轨道交通的快速发展，国内建成运营的城市轨道交通线路越来越多。目前国内绝大多数城市轨道交通均采用正极接触网或者接触轨供电、负极通过车轮经钢轨回流到牵引变电所的方式(如图1所示)。我国地铁均是通过架空接触网或接触轨(第三轨)向地铁车辆供电，并通过车轮经钢轨流回。对于这种回流方式，由于受施工、环境条件等各方面因素影响，钢轨不可能完全绝缘于道床，因此牵引回流电流将经钢轨向道床及其他结构泄露并产生杂散电流。杂散电流对钢轨、整体道床及土建结构钢筋、以及地铁沿线的金属设备，沿线水管、油气管道等金属管线等产生电腐蚀，这些泄漏电流长期存在，具有隐蔽性及不确定性，会造成结构钢筋及沿线管线的腐蚀，具有较大安全隐患，并且直接影响使用寿命。另外，站台门需进行绝缘设计及安装，站台侧地面、端门内外地面及墙面也需进行绝缘处理，导致成本增加。

对于采用橡胶轮的轨道交通车辆，如单轨车辆及APM车辆，常见的方法是采用专用轨回流方案：受电轨及回流轨为正负对称电压(如分别为±DC375V，±DC750V)，且相对于大地电位悬浮，由于不能通过轮轨将车辆及其金属部件连接到大地的，为了确保确保人的安全(电击防护)，通常在供电沿线设置单独的第三轨(接地轨)，将车辆通过接地靴与第三轨(接地轨)连接，进行接地。橡胶轮车辆，因橡胶轮直接与轨道接触，该接触面不会导电，故该接触面不存在杂散电流，但车辆受流用的受电正极、负极轨及接地轨因与轨道之间接触，其处理方案会影响系统是否存在杂散电流导致的电腐蚀，比如：1、如果全线路采用负极轨与接地轨合并用一根轨的方案，因接地轨在一定距离后就必须进行接地处理以保证安全，该方案就会对线路产生杂散电流。2、如果采用全线采用负极轨与接地轨分开设置，各用单独的轨的方案，因负极回流轨可以进行完全绝缘处理，接地轨虽在一定距离后就必须进行接地处理，但因其基本无电流，该方案就基本不会对线路产生杂散电流，但该方案需要全线铺设三条轨道(受电轨、回流轨和接地轨)，成本大幅增加，且车上部分高压电器设备需要双绝缘处理，这就不同于地铁车辆设备，车辆设备成本也较高。

发明内容

为解决背景技术中现有轨道交通车辆需全线铺设接地轨，成本大幅增加的问题，本发明提供了一种胶轮轨道车辆用轨道，具体技术方案如下。

一种胶轮轨道车辆用轨道，包括受电轨、回流轨和接地轨，所述接地轨仅设置在站台区域内。

所述站台区域指的是当车辆停靠站时，供旅客上下车的区域。通过仅在站台区域内设置接地轨，使车辆仅在进入站台区域内时接地，相对于全线铺设接地轨的现有方案，不仅大大降低了成本，而且乘客在上下车时不存在跨步电压，保证了乘客的人身安全。车辆在区间内正常运行时，由于车辆采用橡胶在轮轨道梁上行驶，无法进行接地处理，因此车体可能存在一定的悬浮电压，但由于正常情况下区间内乘客无需离开车辆，乘客与车辆保持等位电势，不存在跨步电压，因此不存在安全隐患。在特殊情况下(比如车辆救援疏散时)，乘客需要离开车辆，此时因为控制中心会将受电轨上的电源切断，所以也不存在安全隐患。而相对于负极轨与接地轨合并用一根轨的方案，不再需要每间隔一段距离就设置一个接地装置，同样降低了成本。

优选地，还包括设置在所述站台区域两端的中性轨，所述中性轨设置在受电轨和/或回流轨轨道内，且所述中性轨与其两端的轨道绝缘。

通过中性轨将连续的受电轨和/或回流轨阻隔开来，并通过绝缘处理使中性轨的两端与轨道绝缘，使线路区间供电轨与站台区域供电轨隔离开来，使得杂散电流不会进入线路区间，使得线路供电区间基本不存在杂散电流，避免了杂散电流产生的电腐蚀，因此线路供电区间可以不设置防弥流网，大大降低基建成本。中性轨的长度根据车辆具体配置情况决定，一般为9-27米。

优选地，还包括路线切换装置，所述路线切换装置包括控制器、若干条支路以及设置在各条支路上的接触器，所述支路的一端连接所述受电轨的每一轨道段，另一端连接所述回流轨的每一轨道段；所述控制器与所述接触器通信，所述控制器用于当车辆进入某一轨道段时，使该轨道段对应的支路上的接触器闭合。

由于中性轨会将完整的轨道打断，从而形成间断的轨道段，通过设置路线切换装置，且线路切换装置的每一条支路与每一轨道段的受电轨及回流轨构成完整回路，以保证车辆在任意一段轨道上时都能够构成完整的供电回路，确保车辆的正常运行。

优选地，所述受电轨和回流轨与大地绝缘。

基于同一个发明思路，本发明还提供一种胶轮轨道车辆用供电系统，包括上述胶轮轨道车辆用轨道和轨道车辆，所述轨道车辆包括受电靴，所述轨道车辆通过受电靴与所述受电轨和所述回流轨连接。

优选地，所述轨道车辆还包括接地靴，所述轨道车辆仅在站台区域内时通过接地靴与所述接地轨连接。

优选地，还包括站台屏蔽门，所述站台屏蔽门与所述接地轨连接。

站台屏蔽门与接地轨连接，这样一来，车辆在进入站台区域时，车辆和站台屏蔽门由于都进行了接地处理，乘客下车时不存在跨步电压，站台屏蔽门不再需要进行绝缘设计及安装，站台侧地面、端门内外地面及墙面也无需进行绝缘处理，成本大大降低。

优选地，还包括牵引变电所，所述牵引变电所正极的输出电压为DC+750或DC+1500V，负极为0V。

相对于现有橡胶轮轨道交通车辆正负对称电压的供电方式(如分别为±DC375V，±DC750V)，本发明采用正极输出电压为DC+750或DC+1500V，负极为0V的供电方式，由于回流轨与大地等电位，使得回流轨与路基之间设置无需再进行绝缘设计，成本大大降低。

优选地，所述回流轨在所述牵引变电所处接地。

回流轨仅在牵引变电所处进行接地处理，保证回流轨接近大地电位，其他区域无需接地处理，不仅避免了线路区间多处接地点带来的电腐蚀问题，同时也不再需要每间隔一段距离就设置一个接地装置，节约了成本。

优选地，所述控制器为单片机、DSP或FPGA。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比较，本发明通过仅在站台区域内设置接地轨，不仅大大降低了成本，而且乘客在上下车时不存在跨步电压，保证了乘客的人身安全；通过在站台区域的两端设置中性轨，使得杂散电流不会进入线路区间，不仅避免了杂散电流产生的电腐蚀，而且线路供电区间不必再设置防弥流网，基建成本大大降低；回流轨仅在牵引变电所处进行接地处理，保证回流轨接近大地电位，其他区域无需进行接地处理，不仅避免了线路区间多处接地点带来的电腐蚀问题，同时也不再需要每间隔一段距离就设置一个接地装置，节约了成本；站台屏蔽门等设备与接地轨连接，这样一来，车辆在进入站台区域时，由于车辆和站台屏蔽门等设备都进行了接地处理，乘客下车时不存在跨步电压，站台屏蔽门等设备不再需要进行绝缘设计及安装，站台侧地面、端门内外地面及墙面也无需进行绝缘处理，成本大大减少。

附图说明

图1为现有走行轨回流式轨道交通车辆的结构示意图；

图2为现有橡胶轮轨道交通车辆的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明路线切换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图3所示，一种胶轮轨道车辆用供电系统，包括牵引变电所1、轨道车辆2、受电轨3、回流轨4、轨道梁5、接地轨6以及中性轨7。所述接地轨6仅在站台区域内设置，所述中性轨7设置在站台区域的两端，所述中性轨7设置在所述受电轨3和回流轨4轨道内，且与其两端的轨道绝缘。所述轨道车辆2包括受电靴A21、受电靴B22和接地靴23，所述轨道车辆2通过受电靴A21和受电靴B22分别与所述受电轨3和所述回流轨4连接，当所述轨道车辆2行驶到站台区域内时，通过接地靴23与所述接地轨6连接，使所述轨道车辆2接地。所述回流轨4在所述牵引变电所1处接地。站台屏蔽门等设备与所述接地轨6连接，与大地保持等电位。

如图4所示，所述胶轮轨道车辆用供电系统还包括路线切换装置，所述路线切换装置包括控制器8、若干条支路以及设置在各条支路上的接触器9，所述支路的一端连接所述受电轨3的每一轨道段，另一端连接所述回流轨4的每一轨道段(受电轨3和回流轨4被中性轨7打断后形成互不连通的若干段)。所述控制器8与所述接触器9通信，当车辆进行到某一轨道段时，控制器8控制该路段对应的支路上的接触器9闭合，其余路段对应的接触器9均断开，使牵引变电所1给车辆供电，保证车辆的正常供电。

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 (9)

1.一种胶轮轨道车辆用轨道，包括受电轨、回流轨和接地轨，其特征在于：所述接地轨仅设置在站台区域内。

2.根据权利要求1所述的胶轮轨道车辆用轨道，其特征在于：还包括设置在所述站台区域两端的中性轨，所述中性轨设置在受电轨和/或回流轨轨道内，且所述中性轨与其两端的轨道绝缘。

3.根据权利要求2所述的胶轮轨道车辆用轨道，其特征在于：还包括路线切换装置，所述路线切换装置包括控制器、若干条支路以及设置在各条支路上的接触器，所述支路的一端连接所述受电轨的每一轨道段，另一端连接所述回流轨的每一轨道段；所述控制器与所述接触器通信，所述控制器用于当车辆进入某一轨道段时，使该轨道段对应的支路上的接触器闭合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的胶轮轨道车辆用轨道，其特征在于：所述受电轨和回流轨与大地绝缘。

5.一种胶轮轨道车辆用供电系统，包括如权利要求1-4中任一项所述的胶轮轨道车辆用轨道，其特征在于：还包括轨道车辆，所述轨道车辆包括受电靴，所述轨道车辆通过受电靴与所述受电轨和所述回流轨连接。

6.根据权利要求5所述的胶轮轨道车辆用供电系统，其特征在于：所述轨道车辆还包括接地靴，所述轨道车辆仅在站台区域内时通过接地靴与所述接地轨连接。

7.根据权利要求5或6所述的胶轮轨道车辆用供电系统，其特征在于：还包括站台屏蔽门，所述站台屏蔽门与所述接地轨连接。

8.根据权利要求5或6所述的胶轮轨道车辆用供电系统，其特征在于：还包括牵引变电所，所述牵引变电所正极的输出电压为DC+750或DC+1500V，负极为0V。

9.根据权利要求5或6所述的胶轮轨道车辆用供电系统，其特征在于：所述回流轨在所述牵引变电所处接地。