CN110001406B - 接触单元和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及接触单元和方法。本发明提供了特别是用于经由架空线(20)向交通工具供应电力的接触单元以及用于使接触单元上的电弧转向的方法。接触单元包括滑动接触装置(19)，滑动接触装置(19)具有接触条支撑件(21)和被布置在接触条支撑件(21)上的接触条(22)，接触单元具有被布置在接触单元上的用于电弧(25)的转向装置(24)，转向装置(24)设置有磁体(30)。

Description

接触单元和方法
技术领域
本发明涉及特别是用于经由架空线(overhead wire)向交通工具供应电力的接触单元，并且涉及用于使接触单元上的电弧转向的方法，接触单元包括滑动接触装置，滑动接触装置具有接触条支撑件和被布置在接触条支撑件上的接触条。此外，本发明涉及将磁体用于使接触单元上的电弧转向或熄灭的用途。
背景技术
具有包括接触条和接触条支撑件的滑动接触装置的接触单元用于向轨道交通工具以及非轨道但由电动马达驱动的交通工具供应动力。借助于接触单元的压力装置或定位装置例如受电弓(pantograph)或联动装置来将所述滑动接触装置压靠在牵引电流线或架空线上，产生接触压力。以这种方式，形成滑动接触，这使得能够在交通工具行驶期间或在交通工具停止期间向交通工具供应电力。
实质方面是，即使在这种交通工具的动态驾驶期间，也可以尽可能连续地牢固保持接触条与架空线之间的滑动接触。然而，不能始终确保接触条与架空线之间的不间断接触。特别是当在架空线上形成霜、冰或其他粘合剂时，不能避免接触条与架空线之间的短暂分离。由于这些分离的实例，除了其他事项之外，可以定期观察架空线与接触条支撑件或甚至定位装置之间的电弧的电闪络或形成，其可能导致对滑动接触装置或定位装置的部件的损坏。甚至接触条仅与架空线一接触，就可以形成电弧。滑动接触装置与架空线之间的区域中的湿度增加也有助于电弧的形成。特别是通常由金属制成的接触条支撑件可能被电弧严重损坏，这使得需要缩短检查和更换间隔。
接触条支撑件通常由具有U形座的铝型材形成，以用于由掺有金属的碳材料、硬煤、石墨或金属合金制成的接触条。接触条可以被胶合到铝型材，或者通过弯曲或折叠U形座的腿以形状配合的方式被夹持到U形座。接触条支撑件也可以是被安装在受电弓或联动装置的摇臂上的所谓的辅助支撑件。当电弧形成在架空线与接触条支撑件之间时，热量被引入接触条支撑件中并且被引入到接触条中，这可能使接触条支撑件的材料熔化、蒸发或脱落。因此，如果反复形成电弧，则接触条支撑件可能在某些地方被消耗，导致接触条支撑件被削弱或者甚至被毁坏。
EP 2 746 091 B1公开了应该防止在接触条支撑件与架空线之间形成电弧的滑动接触装置。特别地，在接触条支撑件上形成流动通道，所述流动通道使得能够在交通工具行驶期间有针对性地使气流转向使得电弧从接触条支撑件偏转到接触条。然而，不利的是，在交通工具静止期间或者甚至在交通工具的低速度下，由于缺乏气流，电弧仍将在架空线与接触条支撑件之间闪络。在这种情况下，不再可能借助于建立的气流来可靠地防止这样的闪络。此外，还期望保护接触单元的定位装置免受电弧闪络的影响。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种用于释放电弧的接触单元和方法，借助于该接触单元和方法可以更好地防止电弧对接触单元的损坏。
通过根据本发明的实施方式的接触单元、方法和用途来实现所述目的。
特别是用于经由架空线向交通工具供应电力的根据本发明的接触单元包括滑动接触装置，滑动接触装置具有接触条支撑件和被布置在接触条支撑件上的接触条，接触单元具有被布置在接触单元上或者相邻于接触单元的用于电弧的转向装置，转向装置设置有磁体。
这种接触单元可以由接触条构成，接触条由碳材料、石墨或金属合金制成，并且被布置在受电弓或联动装置上。转向装置使得在接触单元与架空线之间闪络的电弧被特定地转向，使得电弧被引入到接触条中并且远离接触条支撑件。电弧冲击接触条将仅加热接触条，而不加热接触条支撑件的支撑型材，接触条支撑件支撑接触条并且通常由金属制成。因此，可以防止由于电弧冲击引入的热而引起的所述金属的毁坏或熔化。此外，甚至可以熄灭电弧，使得首先电弧不会从架空线跳到滑动接触装置。可以以任何给定的方式将磁体设计或布置在接触条支撑件上，唯一的实质方面是磁体的设计和布置防止电弧闪络到支撑型材中并且将电弧重新引导到接触条中。因此，用于电弧的转向装置提供了基本上无磨损的防电弧保护。以这种方式，在交通工具的静止或行驶期间以及甚至在架空线与滑动接触装置之间仅接触的情况下，可以有效地防止由电弧引起的过量热的引入或者支撑型材的材料的消耗，由此延长了滑动接触装置和定位装置的服务寿命。
借助于磁体的磁场来使电弧偏转或熄灭是特别有利的。磁体可以被配置和布置成使得磁体的磁场特别是形成或者被布置在接触条支撑件的支撑型材的区域中。如所发现的，磁场可以使电弧偏转或熄灭，防止电弧冲击支撑型材。
转向装置可以设置有多个磁体。这使得能够沿着长度保护接触条支撑件的支撑型材免受电弧冲击，在该长度内，架空线通常垂直于接触条而移动。
因此，可以设想使磁体沿着接触条支撑件的长度以规则的间隔布置。实质方面是磁体的磁场被配置成使得磁体之间的间隙通过磁场桥接。例如，相邻磁体的磁场可以彼此交叠。以这种方式，可以防止电弧冲击两个磁体之间的支撑型材。
磁体可以是永磁体或电磁体。利用永磁体，可以连续使电弧偏转或熄灭。使用电磁体，可以根据需要例如在某些天气状况可能使电弧进行冲击时建立磁场。在电动交通工具的情况下，因为能够经由架空线获得电流，所以可以很容易地向电磁体供应电流。
在另一特别简单的实施方式中，磁体可以是棒状磁体。棒状磁体可以沿着接触条支撑件的长度布置。可容易地且经济有效地获得大量棒状磁体。
磁体可以被布置在接触条支撑件的支撑型材上，其中，借助于磁体可以使电弧从支撑型材偏转并且朝着接触条转向或者熄灭。以偏转磁体的方式配置磁体，这可以防止电弧冲击支撑型材。磁体的磁场甚至不必特别强。事实上，即使是低强度的磁场也会对电弧施加偏转力。例如，支撑型材可以由铝或其他合适的金属制成。如果支撑型材本身不是磁性的或者不能被磁化，则这是特别有利的。
磁体可以被布置在支撑型材之内和/或外侧。通过被布置在支撑型材内，保护磁体免受环境影响。此外，支撑型材的外部轮廓保持不变，这意味着滑动接触装置的空气动力学特性也不会发生变化。然而，也可以将磁体布置在支撑型材的外表面上或者将磁体附接到支撑型材的外表面。原则上，这还使得能够使用磁体改装根据现有技术的滑动接触装置。
磁体可以被布置在支撑型材的远离行驶方向而转弯的纵向侧和/或支撑型材的朝着行驶方向而转弯的纵向侧。由于在交通工具行驶期间在滑动接触装置上形成的气流也将影响电弧的闪络及其路径，因此磁体至少可以被布置在远离行驶方向而转弯的纵向侧。如果磁体被布置在相对侧中的每一侧，则可以额外确保：在交通工具静止期间与架空线接触的任何情况下，防止电弧冲击支撑型材。例如，一排磁体可以在每个纵向侧被布置在支撑型材之内或外侧。依赖于磁场的性质和强度，可以在支撑型材内的中心处布置另一磁体或多个磁体。实质方面是支撑型材的外部轮廓任然始终被足够强的磁场覆盖。
磁体的磁场的对称轴可以穿过纵向侧或穿过接触条。这意味着原则上可以使棒状磁体的磁场沿着接触条的方向或者垂直于接触条的方向布置。同样，可以基本上平行于架空线而布置磁体，这意味着磁场的对称轴将穿过纵向侧。
转向装置可以具有保持型材，该保持型材沿着接触条支撑件的支撑型材延伸，并且可以在保持型材上布置磁体或者将磁体附接到保持型材，其中，保持型材可以可移除地附接到支撑型材，其中，借助于磁体可以使电弧从支撑型材偏转并且朝着接触条转向或者熄灭。在转向装置的该实施方式中，磁体不必直接附接到支撑型材。例如，保持型材可以与磁体一起安装，并且然后例如附接到支撑型材。这显著简化了利用转向装置改装现有技术的现有滑动接触装置。
如果磁体被布置成相邻于支撑型材的上边缘，则这是特别有利的。磁体位于支撑型材与接触条之间的外边界处并且在距架空电线相对短的距离处，这意味着电弧将必须首先穿透磁体的磁场以与支撑型材接触。通过被布置在支撑型材的上边缘处的磁体，更容易地使电弧偏转到接触条中。
可替选地，转向装置可以具有保持型材，保持型材可以平行于接触条支撑件的支撑型材而延伸，并且磁体被布置在保持型材上，其中，保持型材可以在接触条支撑件上、在相对于支撑型材的一定距离处布置，其中，借助于磁体可以使电弧从支撑型材偏转并且朝着接触条转向或者熄灭。特别是如果支撑型材和接触条支撑件的其他部件由可以被磁化的材料制成，则磁体的磁场会受到影响。因此，如果磁体相邻于支撑型材、在距所述部件的合适距离处布置，则是有利的。然后，保持型材也可以足够宽以在侧部处突出超过支撑型材的截面。
此外，接触单元可以包括用于抵靠架空线而保持和定位滑动接触装置的定位装置，其中，定位装置可以具有转向装置，其中，磁体可以被布置在定位装置的一部分上，其中，当定位装置处于接触条与架空线相接触的接触位置时，所述部分是定位装置的相对于架空线最靠近架空线的部分，其中，借助于磁体可以使电弧从所述部分偏转并且朝着接触条转向或者熄灭。因此，转向装置也可以被布置在定位装置上，并且防止电弧闪络和冲击定位装置。定位装置可以是受电弓、联动装置等。电弧冲击定位装置可以对定位装置造成特别严重的损坏。特别是定位装置的紧密接近架空线的部分例如顶管处于特别的风险。
为了使接触单元甚至更安全，滑动接触装置和定位装置每个都可以具有转向装置。
在根据本发明的用于使特别是用于经由架空线向交通工具供应电力的接触单元上的电弧转向的方法中，借助于接触单元的定位装置来使其中布置有接触单元的滑动接触装置的接触条的接触条支撑件与架空线相接触，电弧形成在架空线与接触条之间，借助于设置有磁体的接触单元的转向装置来使电弧熄灭或者朝着接触条转向、与接触条接触。电弧的消失意味着首先电弧不会发生或者在闪络期间至少衰减至某种程度。定位装置用于保持和定位滑动接触装置，这意味着定位装置可以用于使接触条朝着架空线移动并且在接触条与架空线之间建立接触。可以在所述接触之前或期间形成接触条与架空线之间的电弧。交通工具可以在驾驶路线上移动或者可以静止不动。实质方面是如果发生电弧，则仅在架空线与接触条之间形成电弧。转向装置或形成转向装置的磁体确保电弧不会到达滑动接触装置或定位装置的任何其他部件，即不会冲击它们。关于根据本发明的方法的其他优点，参考对根据本发明的接触单元的优点的描述。
根据对根据本发明的优选实施方式的接触单元的描述，该方法的其他有利实施方式是明显的。
关于将根据本发明的磁体用于使特别是用于经由架空线向交通工具供应电力的接触单元上的电弧转向或熄灭的用途，接触单元包括：滑动接触装置，滑动接触装置具有接触条支撑件和被布置在接触条支撑件上的接触条；以及定位装置，定位装置用于保持和定位滑动接触装置，磁体形成用于电弧的转向装置并且被布置在接触单元上。关于根据本发明的磁体的用途的优点，参考对根据本发明的装置和根据本发明的方法的优点的描述。
根据对根据本发明的优选实施方式的接触单元的描述，用途的其他变型是明显的。
附图说明
在下文中，将参照附图更详细地讨论本发明。
图1是示出根据现有技术的滑动接触装置的截面图；
图2是示出滑动接触装置的第一实施方式的截面图；
图3是示出滑动接触装置的第二实施方式的截面图；
图4是示出滑动接触装置的第三实施方式的截面图；
图5是示出滑动接触装置的第四实施方式的截面图；
图6是示出滑动接触装置的第五实施方式的截面图；
图7是示出滑动接触装置的第六实施方式的截面图。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的接触单元(未示出)的滑动接触装置10的截面图，滑动接触装置10包括接触条支撑件11和接触条12，接触条12被布置在接触条支撑件11的支撑型材13上并且附接到接触条支撑件11的支撑型材13。如线14所指示的，在交通工具(未示出)行驶期间，在滑动接触装置10的纵向侧16处旋转的气流15围绕滑动接触装置10流动。电弧18发生在架空线17与支撑型材13之间，架空线17垂直于滑动接触装置10而延伸并且与滑动接触装置10相接触。支撑型材13上的电弧18使支撑型材13的材料在某些地方脱落并加热。
图2示出了滑动接触装置19的实施方式，滑动接触装置19被布置在定位装置(未示出)上并且与定位装置形成接触单元，定位装置用于抵靠架空线20而定位滑动接触装置19。滑动接触装置19包括接触条支撑件21和被布置在接触条支撑件21上的接触条22。接触条支撑件21由支撑型材23形成，并且包括用于使电弧25偏转或熄灭的转向装置24。接触条22由石墨制成并且被插入到铝支撑型材23的梯形槽26中。例如，接触条22也可以借助于槽26中的粘合材料(未示出)连接到支撑型材23。支撑型材23具有中央空腔27和两个外空腔28。外空腔28相邻于支撑型材23的纵向侧29。在一个空腔28中，在纵向侧29处插入磁体30，磁体形成用于电弧25的转向装置24。特别地，磁体30的磁场32被配置成使得纵向侧29的轮廓33基本上位于磁场32内。磁场32通过使电弧25朝着接触条22偏转来防止电弧25冲击支撑型材23。磁场32的对称轴34穿过接触条22。
图3示出了滑动接触装置35的实施方式，其与图2的滑动接触装置的不同之处在于具有带有两个磁体30的转向装置36，磁体30中的每一个被布置在外空腔28中的一个空腔中并且在纵向侧29处。因此，所述转向装置36使得电弧25在支撑型材23的两个纵向侧29均偏转。
图4示出了滑动接触装置37的实施方式，其与图2的滑动接触装置的不同之处在于具有转向装置38，转向装置38的磁体39被布置在支撑型材23的纵向侧29的外表面40上。可以使磁体39的磁场41移动得更靠近支撑型材23的上边缘42。
图5示出了滑动接触装置43的实施方式，其与图2的滑动接触装置的不同之处在于，磁体39的磁场32的对称轴34被布置在空腔28中使得对称轴线穿过纵向侧29。此外，磁场32覆盖支撑型材23的上边缘42。
图6示出了具有接触条45的滑动接触装置44的实施方式，接触条45借助于粘合材料(未示出)附接到支撑型材46或其表面47。滑动接触装置44包括具有两个磁体49的转向装置48，磁体49附接到转向装置48的保持型材50。保持型材50是U形的，并且磁体49附接到U形保持型材50的腿52的内侧51。保持型材50本身借助于螺纹连接(未示出)永久地连接到支撑型材46。在保持型材50的帮助下，磁体49可以被定位成足够靠近支撑型材46的外边缘53，以大大地防止电弧25冲击外边缘53的区域。
图7示出了包括接触条55和支撑型材56的滑动接触装置54的实施方式。支撑型材56具有中央空腔57和两个外空腔58。滑动接触装置54的转向装置59由磁体60形成，磁体60被插入中央空腔57中。磁体60的尺寸相对大，使得磁体60的磁场61在两侧处覆盖支撑型材56的上边缘62。

Claims (15)

1.一种用于经由架空线(20)向交通工具供应电力的接触单元，所述接触单元包括滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)，所述滑动接触装置具有接触条支撑件(21)和被布置在所述接触条支撑件(21)上的接触条(22，45，55)，
其特征在于，
所述接触单元具有被布置在所述接触单元上的用于电弧(25)的转向装置(24，36，38，48，59)，所述转向装置设置有磁体(30，39，49，60)；具体地，所述磁体(30，39，49，60)被布置在所述接触条支撑件(21)的支撑型材(23，46，56)上，其中，电弧(25)借助于所述磁体(30，39，49，60)的磁场(32，41，61)能够从所述支撑型材偏转并且朝着所述接触条(22，45，55)转向或者熄灭。
2.根据权利要求1所述的接触单元，
其特征在于，
所述转向装置(24，36，38，48，59)设置有多个磁体(30，39，49，60)。
3.根据权利要求2所述的接触单元，
其特征在于，
所述磁体(30，39，49，60)沿着所述接触条支撑件(21)的长度以规则的间隔布置。
4.根据权利要求1所述的接触单元，
其特征在于，
所述磁体(30，39，49，60)是永磁体或电磁体。
5.根据权利要求1所述的接触单元，
其特征在于，
所述磁体(30，39，49，60)是棒状磁体。
6.根据权利要求1所述的接触单元，
其特征在于，
所述磁体(30，39，49，60)被布置在所述支撑型材(23，46，56)之内和/或外侧。
7.根据权利要求1所述的接触单元，
其特征在于，
所述磁体(30，39，49，60)被布置在所述支撑型材(23，46，56)的远离行驶方向而转弯的纵向侧(29)和/或所述支撑型材的(23，46，56)的朝着行驶方向而转弯的纵向侧。
8.根据权利要求1所述的接触单元，
其特征在于，
所述磁体(30，39，49，60)的磁场(32，41，61)的对称轴(34)穿过纵向侧(29)或穿过所述接触条(22，45，55)。
9.根据权利要求1所述的接触单元，
其特征在于，
所述磁体(30，39，49，60)被布置成相邻于所述支撑型材(23，46，56)的上边缘(42，62)。
10.一种用于经由架空线(20)向交通工具供应电力的接触单元，所述接触单元包括滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)，所述滑动接触装置具有接触条支撑件(21)和被布置在所述接触条支撑件(21)上的接触条(22，45，55)，
其特征在于，
所述接触单元具有被布置在所述接触单元上的用于电弧(25)的转向装置(24，36，38，48，59)，所述转向装置设置有磁体(30，39，49，60)，
所述转向装置(48)具有保持型材(50)，所述保持型材(50)沿着所述接触条支撑件的支撑型材(46)延伸，并且所述磁体(49)被布置在所述保持型材(50)上，所述保持型材可移除地附接到所述支撑型材，其中，借助于所述磁体，电弧(25)能够从所述支撑型材和从所述保持型材偏转并且朝着所述接触条(45)转向或者熄灭。
11.一种用于经由架空线(20)向交通工具供应电力的接触单元，所述接触单元包括滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)，所述滑动接触装置具有接触条支撑件(21)和被布置在所述接触条支撑件(21)上的接触条(22，45，55)，
其特征在于，
所述接触单元具有被布置在所述接触单元上的用于电弧(25)的转向装置(24，36，38，48，59)，所述转向装置设置有磁体(30，39，49，60)，
所述转向装置具有保持型材，所述保持型材平行于所述接触条支撑件(21)的支撑型材(23，46，56)而延伸，并且所述磁体(30，39，49，60)被布置在所述保持型材上，所述保持型材在所述接触条支撑件(21)上、在相对于所述支撑型材的一定距离处布置，其中，借助于所述磁体，电弧(25)能够从所述支撑型材偏转并且朝着所述接触条(22，45，55)转向或者熄灭。
12.一种用于经由架空线(20)向交通工具供应电力的接触单元，所述接触单元包括滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)，所述滑动接触装置具有接触条支撑件(21)和被布置在所述接触条支撑件(21)上的接触条(22，45，55)，
其特征在于，
所述接触单元具有被布置在所述接触单元上的用于电弧(25)的转向装置(24，36，38，48，59)，所述转向装置设置有磁体(30，39，49，60)；具体地，所述接触单元包括用于抵靠架空线(20)而保持和定位所述滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)的定位装置，所述定位装置具有所述转向装置(24，36，38，48，59)，所述磁体(30，39，49，60)被布置在所述定位装置的一部分上，其中，当所述定位装置处于所述接触条与所述架空线(20)相接触的接触位置时，所述部分是所述定位装置的相对于所述架空线最靠近所述架空线的部分，其中，借助于所述磁体，电弧(25)能够从所述部分偏转并且朝着所述接触条转向或者熄灭。
13.根据权利要求12所述的接触单元，
其特征在于，
所述滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)和所述定位装置均具有转向装置(24，36，38，48，59)。
14.一种用于使用于经由架空线(20)向交通工具供应电力的接触单元上的电弧(25)转向的方法，借助于所述接触单元的定位装置来使其上布置有所述接触单元的滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)的接触条(22，45，55)的接触条支撑件(21)与架空线相接触，电弧形成在所述架空线与所述接触条之间，
其特征在于，
借助于设置有磁体(30，39，49，60)的所述接触单元的转向装置(24，36，38，48，59)，使所述电弧熄灭或者朝着所述接触条转向并且与所述接触条相接触；具体地，所述磁体(30，39，49，60)被布置在所述接触条支撑件(21)的支撑型材(23，46，56)上，
或者设置所述转向装置(48)具有保持型材(50)，所述保持型材(50)沿着所述接触条支撑件(21)的支撑型材(46)延伸，并且所述磁体(49)被布置在所述保持型材(50)上，所述保持型材(50)可移除地附接到所述支撑型材(46)。
15.将磁体(30，39，49，60)用于使用于经由架空线(20)向交通工具供应电力的接触单元上的电弧(25)转向或熄灭的用途，所述接触单元包括：滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)，所述滑动接触装置(19，35，37，43，44，54)具有接触条支撑件(21)和被布置在所述接触条支撑件(21)上的接触条(22，45，55)；以及定位装置，所述定位装置用于保持和定位所述滑动接触装置，所述磁体形成用于电弧的转向装置(24，36，38，48，59)并且被布置在所述接触单元上；具体地，所述磁体(30，39，49，60)被布置在所述接触条支撑件(21)的支撑型材(23，46，56)上，
或者设置所述转向装置(48)具有保持型材(50)，所述保持型材(50)沿着所述接触条支撑件(21)的支撑型材(46)延伸，并且所述磁体(49)被布置在所述保持型材(50)上，所述保持型材(50)可移除地附接到所述支撑型材(46)。
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