CN110329078A - 一种降低高速列车弓网离线率的受电弓弓头结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种降低高速列车弓网离线率的受电弓弓头结构，包括：受电弓弓头托架；滑板支撑件，设置在所述受电弓弓头托架上方，所述滑板支撑件底面正中位置设置有车载变压器取电端子；受电弓弓头滑板，固定在所述滑板支撑件顶面，所述受电弓弓头滑板与外部接触网上的接触线滑动电接触；本发明提供的受电弓弓头结构，在不改变受电弓弓头滑板的前提下，在滑板与受电弓弓头托架之间加装弹性元件，使滑板支撑件与受电弓弓头托架之间实现弹性连接，不改变正常运行时接触线与滑板的接触特性，在发生弓网离线时，可以有效减小弓网离线距离，其结构简单、造价低廉，并易于滑板或受电弓弓头的更换。

Description

一种降低高速列车弓网离线率的受电弓弓头结构

技术领域

本发明属于电气化铁路受电弓滑动电接触技术领域，尤其涉及一种降低高速列车弓网离线率的受电弓弓头结构。

背景技术

高速动车组在正常运行时，车载变压器通过车顶受电弓滑板在接触网上的滑动电接触获取电能，在弓网系统获取电能的过程中由于接触线架设不平顺，轨道不平整及列车在运行中的振动等原因导致弓网间产生振动，会引起弓网离线，产生弓网电弧，影响弓网受流质量。同时，电弧燃烧引起接触线、受电弓滑板烧蚀，减少滑板及接触线服役寿命。此外，弓网电弧引起的谐波和电磁辐射干扰会影响车载通信设备的正常运行。随着高速列车运行速度的不断提高，弓网离线愈加频繁，弓网电弧造成的危害也越来越严重。目前，列车上使用的受电弓弓头一般是由碳滑板、受电弓弓头托架组成。且在运行过程中，受电弓与滑板之间、滑板与接触线之间均为刚性接触，在弓网间发生振动时，滑板将随受电弓整体做竖直方向上的运动，严重影响滑板与接触线的良好接触，不能避免由振动带来的弓网间离线问题，因此无法降低弓网离线给高速列车造成的危害。

发明内容

本发明提供一种降低高速列车弓网离线率的受电弓弓头结构，在不改变滑板结构的前提下，可以在一定程度上降低弓网离线强度及弓网离线率，减少弓网离线带来的危害，提高列车在运行过程中的弓网受流质量和列车运行性能。

本发明是这样实现的，一种降低高速列车弓网离线率的受电弓弓头结构，包括：

受电弓弓头托架；

滑板支撑件，设置在所述受电弓弓头托架上方，所述滑板支撑件底面正中位置设置有车载变压器取电端子；

受电弓弓头滑板，固定在所述滑板支撑件顶面，所述受电弓弓头滑板与外部接触网上的接触线滑动电接触；

弹性元件，设置在所述受电弓弓头托架与所述滑板支撑件之间；当所述受电弓弓头滑板与所述接触线正常接触时，所述弹性元件内储存弹性势能；当弓网间发生振动时，所述弹性元件释放弹性势能，以减小所述受电弓弓头滑板与所述接触线之间的离线距离。

进一步的，所述弹性元件设置有两组，两组所述弹性元件对称布置在所述滑板支撑件的左右两端。

进一步的，每组所述弹性元件前后两侧分别设置有滑动挡板，两块所述滑动挡板顶部与所述滑板支撑件固定连接，两块所述滑动挡板底部通过连接螺栓连接。

进一步的，所述滑动挡板内侧设置有滑槽，所述受电弓弓头托架与所述滑动挡板接触的位置安装有滑轮。

进一步的，所述滑板支撑件、滑动挡板、受电弓弓头托架均由导电性良好的铝合金材料制成。

进一步的，所述受电弓弓头滑板的制备材料为导电性良好的纯碳或粉末冶金材料。

进一步的，所述弹性元件具有适当的弹性系数和弹性形变量，所述弹性元件上部通过第一连接件与所述滑板支撑件连接，所述弹性元件下部通过第二连接件与所述受电弓弓头托架连接。

进一步的，所述滑板支撑件顶面设置有与所述受电弓弓头滑板适配的卡槽，所述受电弓弓头滑板卡装在所述滑板支撑件上。

进一步的，所述受电弓弓头滑板、滑板支撑件左右两端分别留有适配的第一连接孔，所述受电弓弓头滑板与所述接触线的接触区域设置在两个第一连接孔之间，所述第一连接孔用于容纳所述第一连接件，以将所述受电弓弓头滑板和所述弹性元件固定在所述滑板支撑件上。

进一步的，所述受电弓弓头托架左右两端与所述弹性元件的接触区域分别留有适配的第二连接孔，用于容纳所述第二连接件，以将弹性元件下部固定在所述受电弓弓头托架上。

进一步的，所述滑板支撑件左右两侧分别设置有弓角。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的受电弓弓头结构，在不改变受电弓弓头滑板的前提下，在滑板与受电弓弓头托架之间加装弹性元件，使滑板支撑件与受电弓弓头托架之间实现弹性连接，不改变正常运行时接触线与滑板的接触特性，在发生弓网离线时，可以有效减小弓网离线距离，其结构简单、造价低廉，并易于滑板或受电弓弓头的更换。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为受电弓一侧包括弹性元件的立体结构示意图；

图3是滑动挡板结构示意图；

图4为滑板支撑件及接线端子俯视图；

图5为滑板正视图；

图6为滑板横截面示意图；

图7为滑动挡板立体结构示意图；

图中：1-接触线、2-受电弓弓头滑板、3-滑板支撑件、4-弓角、5-弹性元件、6-滑动挡板、7-受电弓弓头托架、8-第一连接件、9-第二连接件、10-滑轮、11-螺栓、12-车载变压器取电端子。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种降低高速列车弓网离线率的受电弓弓头结构，包括：

受电弓弓头托架7；

滑板支撑件3，设置在受电弓弓头托架7上方，滑板支撑件3底面正中位置设置有车载变压器取电端子12；

受电弓弓头滑板2，固定在滑板支撑件3顶面，受电弓弓头滑板2与外部接触网上的接触线1滑动电接触；

弹性元件5，设置在受电弓弓头托架7与滑板支撑件3之间；当受电弓弓头滑板2与接触线1正常接触时，弹性元件5内储存弹性势能；当弓网间发生振动时，弹性元件5释放弹性势能，以减小受电弓弓头滑板2与接触线1之间的离线距离。

本实施方式中，在受电弓弓头滑板2与接触线1正常接触时，弓网间的压力会压缩滑板支撑件3与受电弓弓头托架7之间的弹性元件5，使其发生弹性形变，在弹性元件5内储存弹性势能，在稳定状态下，受电弓弓头滑板2滑板与接触线1的接触良好，接触效果与现有技术下的接触效果相同；

而在弓网间发生振动时，受电弓弓头托架7与接触线1发生碰撞，产生向下的位移，在受电弓弓头向下产生位移的瞬间，受电弓弓头滑板2与接触线1间的压力瞬间降为零，此时弹性元件5将释放其储存的弹性势能，给滑板支撑件3提供一个向上的力，促使滑板向上运动，以抵消受电弓向下运动而产生的弓网离线距离，从而减小弓网离线距离，降低弓网离线强度，进而大大提高了弓网受流效果，降低弓网电弧带来的危害。

同时，滑板支撑件3中部留有裸铜线连接的车载变压器取电端子12，给电力机车取电提供可靠接口。

具体地，弹性元件5设置有两组，两组弹性元件5对称布置在滑板支撑件3的左右两端。弹性元件5具有适当的弹性系数和弹性形变量，弹性元件5上部通过第一连接件8与滑板支撑件3连接，弹性元件5下部通过第二连接件9与受电弓弓头托架7连接。

受电弓弓头托架7左右两端与弹性元件5的接触位置分别留有适配的通孔，用于容纳第二连接件9，以将弹性元件5下部固定在受电弓弓头托架7上。

其中，弹性元件5可以是但不限于支撑弹簧，弹性元件5为具有良好导电性能的导体，正常弹性形变可达8-12cm，具有适当的弹性系数k，使得k·Δx≥F_N，Δx是最大离线距离，F_N是弓网接触压力。

进一步的，每组弹性元件5前后两侧分别设置有滑动挡板6，两块滑动挡板6顶部与滑板支撑件3固定连接，两块滑动挡板6底部通过连接螺栓11连接，滑动挡板6内侧设置有滑槽，受电弓弓头托架7与滑动挡板6接触的位置安装有滑轮10。

滑动挡板6为具有良好导电性能的导体，其上部与滑板支撑件3可靠固定，固定方式可采用但不限于焊接方式；其下部与另一侧滑动挡板6可靠连接，连接方式可以是但不限于用螺栓固定；

优选的，滑动挡板6中间留有宽度为1cm、深度0.3cm的滑槽，受电弓弓头托架7与滑动挡板6接触的位置安装有滑轮10，滑轮10与滑槽的配合，为受电弓弓头托架7提供上下滑动路径，防止受电弓弓头托架7与滑板支撑件3产生在列车运行方向上的相对位移；

可以理解的是，本实施方式中，滑板支撑件3、滑动挡板6、受电弓弓头托架7均由导电性良好的铝合金材料制成，受电弓弓头滑板2的制备材料为导电性良好的纯碳或粉末冶金材料。

同时，滑板支撑件3顶面设置有与受电弓弓头滑板2适配的卡槽，受电弓弓头滑板2卡装在滑板支撑件3上，受电弓弓头滑板2、滑板支撑件3左右两端分别留有适配的第一连接孔，受电弓弓头滑板2与接触线1的接触位置设置在两个第一连接孔之间，第一连接孔用于容纳第一连接件8，以将受电弓弓头滑板2和弹性元件5固定在滑板支撑件3上。

受电弓弓头滑板2为一长方体形状，用紧固螺栓固定在滑板支撑件3的卡槽内，滑板支撑件3是由导电性能好、质量轻的铝合金材料制成，其上部具有能够放置受电弓弓头滑板2的长方形卡槽，其两端留有预留孔可以用螺栓将受电弓弓头滑板2紧固在滑板支撑件3的卡槽内，其两端下部分别与弹性元件5固定连接，固定方式可采用但不限于用紧固螺栓；其两端下部分别与滑动挡板6固定连接，固定方式可采用但不限于焊接方式。

实施例2

本实施方式中，与接触线1滑动相连的受电弓弓头滑板2是尺寸为长1200mm、宽70mm、高40mm的长方体滑板，受电弓弓头滑板2两端分别留有第一连接孔，用来固定受电弓弓头滑板2及弹性元件5，受电弓弓头滑板2的制备材料为导电性良好的纯碳或粉末冶金材料。

如图2所示，受电弓弓头滑板2下部嵌入滑板支撑件35mm，受电弓弓头滑板2两端通过螺栓与滑板支撑件3紧固连接。滑板支撑件3上部做成具有深为5mm的卡槽，两端留有第一连接孔用来固定受电弓弓头滑板2及弹性元件5，两边设置有弓角4，防止刮弓事故发生，滑板支撑件3用导电性能好质量轻的铝合金材料制成，滑板支撑件3中部留有裸铜线连接端子，给电力机车取电提供可靠接口。

弹性元件5上部通过螺栓与滑板支撑件3紧固相连，下部与受电弓弓头托架7用螺栓紧固相连，弹性元件5可以是但不限于弹簧装置，弹性元件5由导电性良好的材料制成。

如图3所示，滑动挡板6上部与滑板支撑件3紧固相连，连接方式可以是但不限于焊接方式，滑动挡板6侧面中部留有滑槽，为受电弓弓头托架7提供上下滑动路径，防止受电弓弓头托架7与滑板支撑件3产生列车运行方向上的相对位移，滑动挡板6下部与另一侧滑动挡板6相连，连接方式可以是但不限于用螺栓固定方式，滑动挡板6由导电性能好、质量轻的铝合金制成。

受电弓弓头托架7两端留有第一连接孔用来固定弹性元件5下端，第一连接孔前后安装有滑轮10，受电弓弓头托架7两端不再设置弓角4。

本发明提供的受电弓弓头结构，在不改变受电弓弓头滑板的前提下，在滑板与受电弓弓头托架之间加装弹性元件，使滑板支撑件与受电弓弓头托架之间实现弹性连接，不改变正常运行时接触线与滑板的接触特性，在发生弓网离线时，可以有效减小弓网离线距离，其结构简单、造价低廉，并易于滑板或受电弓弓头的更换。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种降低高速列车弓网离线率的受电弓弓头结构，其特征在于，包括：

受电弓弓头托架；

滑板支撑件，设置在所述受电弓弓头托架上方，所述滑板支撑件底面正中位置设置有车载变压器取电端子；

受电弓弓头滑板，固定在所述滑板支撑件顶面，所述受电弓弓头滑板与外部接触网上的接触线滑动电接触；

弹性元件，设置在所述受电弓弓头托架与所述滑板支撑件之间；当所述受电弓弓头滑板与所述接触线正常接触时，所述弹性元件内储存弹性势能；当弓网间发生振动时，所述弹性元件释放弹性势能，以减小所述受电弓弓头滑板与所述接触线之间的离线距离。

2.根据权利要求1所述的受电弓弓头结构，其特征在于：所述弹性元件设置有两组，两组所述弹性元件对称布置在所述滑板支撑件的左右两端。

3.根据权利要求2所述的受电弓弓头结构，其特征在于：每组所述弹性元件前后两侧分别设置有滑动挡板，两块所述滑动挡板顶部与所述滑板支撑件固定连接，两块所述滑动挡板底部通过螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的受电弓弓头结构，其特征在于：所述滑动挡板内侧设置有滑槽，所述受电弓弓头托架与所述滑动挡板接触的位置安装有滑轮。

5.根据权利要求4所述的受电弓弓头结构，其特征在于：所述滑板支撑件、滑动挡板、受电弓弓头托架均由导电性良好的铝合金材料制成。

6.根据权利要求1所述的受电弓弓头结构，其特征在于：所述受电弓弓头滑板的制备材料为导电性良好的纯碳或粉末冶金材料。

7.根据权利要求1所述的受电弓弓头结构，其特征在于：所述弹性元件具有适当的弹性系数和弹性形变量，所述弹性元件上部通过第一连接件与所述滑板支撑件连接，所述弹性元件下部通过第二连接件与所述受电弓弓头托架连接。

8.根据权利要求7所述受电弓弓头结构，其特征在于：所述受电弓弓头托架左右两端与所述弹性元件接触的位置留有适配的第二连接孔，用于容纳所述第二连接件，以将所述弹性元件固定在所述受电弓头托架上。

9.根据权利要求7所述的受电弓弓头结构，其特征在于：所述滑板支撑件顶面设置有与所述受电弓弓头滑板适配的卡槽，所述受电弓弓头滑板卡装在所述滑板支撑件上。

10.根据权利要求9所述的受电弓弓头结构，其特征在于：所述受电弓弓头滑板、滑板支撑件左右两端分别留有适配的第一连接孔，所述受电弓弓头滑板与所述接触线的接触区域设置在两个第一连接孔之间，所述第一连接孔用于容纳所述第一连接件，以将所述受电弓弓头滑板和所述弹性元件固定在所述滑板支撑件上。