RU2392134C1

RU2392134C1 - Pantograph current collector

Info

Publication number: RU2392134C1
Application number: RU2009112937/11A
Authority: RU
Inventors: Константин Константинович Ким (RU); Константин Константинович Ким; Юрий Александрович Антонов (RU); Юрий Александрович Антонов; Наталия Алексеевна Кудинова (RU); Наталия Алексеевна Кудинова
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2010-06-20

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: contact inserts are fixed in current collector slides installed in frames. On roof of electric locomotive a capacitor battery is installed, being connected by one terminal to contact insert, and by the other one - to negative terminal of electric motor. In the beginning of electric locomotive motion a capacitor battery is charged for working voltage, for instance 3 kV. Mechanical contact between contact insert and contact wire excites travelling mechanical waves in contact wire. When speed of electric locomotive motion exceeds speed of mechanical wave, contact insert will be ruptured off contact wire. Due to the fact that at the terminal of capacitor battery for some period of time potential is preserved, equal to 3 kV, difference between contact insert and contact wire is equal to zero, and spark discharge is not produced.

EFFECT: increased service life of contact inserts and contact wire.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротранспорту, в частности к конструкциям узла скользящего токосъема электрического подвижного состава (ЭПС) постоянного тока.The invention relates to electric transport, in particular, to designs of a unit for sliding current collector of electric rolling stock (EPS) of direct current.

Известен пантографный токоприемник (Энциклопедия: железнодорожный транспорт. М.: Научное изд-во «БРЭ», 1994. С.442-443). Это устройство имеет подвижные рамы, соединенные с помощью рычагов с неподвижным основанием, которое с помощью изоляторов жестко закреплено на площадке крыши электровоза. Рычаги на своих концах имеют шарниры и стягиваются пружинами. На верхней раме установлены один или два полоза, снабженные угольными контактными вставками, которые скользят по контактному проводу. При движении электровоза контактные вставки отрываются от контактного провода, например, из-за распространения механических волн по контактному проводу, вызванных движущимся пантографным токоприемником. Сказанное приводит к возникновению искрения, что ведет к повышенному износу контактных вставок и снижению срока службы контактного провода.Known pantograph current collector (Encyclopedia: railway transport. M .: Scientific publishing house "BRE", 1994. S. 423-443). This device has movable frames connected by means of levers with a fixed base, which is rigidly fixed to the electric locomotive roof area using insulators. The levers at their ends have hinges and are pulled together by springs. One or two runners are installed on the upper frame, equipped with carbon contact inserts that slide along the contact wire. When the electric locomotive moves, the contact inserts come off the contact wire, for example, due to the propagation of mechanical waves through the contact wire caused by a moving pantograph current collector. The foregoing leads to arcing, which leads to increased wear of the contact inserts and reduced service life of the contact wire.

Известен пантографный токосъемник, выбранный в качестве прототипа (RU, №2204493, B61L 5/24, 5/26, 20.05.2003), содержащий несколько полозов с токосъемными контактными вставками, расположенными на рамах, соединенных подвижными рычагами с шарнирами, которые стянуты пружинами, с основанием, которое установлено на изоляторах, расположенных на площадке крыши электровоза, площадка жестко закреплена на вращающейся круглой пяте поворотного устройства, которое установлено на крыше электровоза, на боковой поверхности пяты приварена радиальная штанга, а на крыше электровоза установлены замки для фиксации штанги поворотной пяты. Подвижность пантографного токосъемника относительно контактного провода позволяет изменять площадь электрического контакта.Known pantographic current collector, selected as a prototype (RU, No. 2204493, B61L 5/24, 5/26, 05/20/2003), containing several runners with collector contact inserts located on frames connected by movable levers with hinges that are pulled together by springs, with the base installed on insulators located on the roof area of the electric locomotive, the platform is rigidly fixed to the rotating round heel of the rotary device, which is installed on the roof of the electric locomotive, a radial rod is welded on the side surface of the heel, and on the roofs installed electric locks to lock the rod turning heel. The mobility of the pantograph current collector relative to the contact wire allows you to change the area of the electrical contact.

Однако даному пантографному токосъемнику также свойственны отрывы его контактных вставок от контактного провода, особенно это проявляется при высоких и сверхвысоких скоростях движения электровоза. После отрыва контактной вставки между контактным проводом, который сохраняет свой потенциал, например 3 кВ, и контактной вставкой, потенциал которой приближается к потенциалу рельса, возникает разность потенциалов, которая приводит к возникновению искрового разряда, действие последнего отрицательно влияет на срок службы контактных вставок и контактного провода.However, this pantograph current collector is also characterized by detachments of its contact inserts from the contact wire, this is especially manifested at high and ultrahigh speeds of the electric locomotive. After separation of the contact insert between the contact wire, which retains its potential, for example 3 kV, and the contact insert, the potential of which is approaching the potential of the rail, a potential difference occurs, which leads to spark discharge, the effect of the latter negatively affects the service life of the contact inserts and the contact wires.

Задачей настоящего изобретения является увеличение срока службы контактных вставок и контактного провода путем устранения разности потенциалов между контактным проводом и оторвавшейся от него контактной вставкой.The objective of the present invention is to increase the service life of the contact inserts and the contact wire by eliminating the potential difference between the contact wire and the contact insert detached from it.

Технический результат достигается тем, что в пантографном токоприемнике, содержащем несколько полозов с токосъемными контактными вставками, расположенными на рамах, соединенных подвижными рычагами с шарнирами, которые стянуты пружинами, с основанием, которое установлено на изоляторах, расположенных на площадке крыши электровоза, площадка жестко закреплена на вращающейся круглой пяте поворотного устройства, которое установлено на крыше электровоза, на боковой поверхности пяты приварена радиальная штанга, а на крыше электровоза установлены замки для фиксации штанги поворотной пяты, к полозам с токосъемными контактными вставками одной своей клеммой электрически присоединена конденсаторная батарея, другая клемма предназначена для подключения к отрицательной клемме тягового электрического двигателя.The technical result is achieved by the fact that in a pantograph current collector containing several runners with current collecting contact inserts located on frames connected by movable levers with hinges that are pulled together by springs, with a base mounted on insulators located on the roof of the electric locomotive, the platform is rigidly fixed to a rotating round heel of the rotary device, which is installed on the roof of the electric locomotive, a radial rod is welded on the lateral surface of the heel, and on the roof of the electric locomotive ovleny locks for fixing the rod swivel heels to runners with a slip inserts its one terminal is electrically connected capacitor bank, the other terminal is intended for connection to the negative terminal of the traction electric motor.

Предложенное устройство поясняется чертежом. Контактные вставки 1 закреплены в полозах (не показаны), которые установлены на рамах 2. Рамы 2 соединены с помощью шарниров 3 с рычагами 4, которые стягиваются пружинами 5. Рычаги 4 нижними шарнирами 3 прикреплены к основанию 6, которое опирается на изоляторы 7, жестко закрепленные на плите 8. Плита 8 с помощью болтовых соединений закреплена на пяте 9 поворотного устройства 10 (например, электродвигатель или пневматическое устройство). Поворотное устройство 10 установлено на крыше 11 электровоза. К боковой поверхности пяты 9 приварена радиальная штанга 12. Поворот пяты 9 и штанги 12 ограничивается замками 13, жестко закрепленными на крыше 11. На крыше 11 также установлена конденсаторная батарея 14, одна клемма 15 которой соединена с контактной вставкой 1. Другая клемма 16 соединена с отрицательной клеммой 17 тягового электродвигателя 18.The proposed device is illustrated in the drawing. Contact inserts 1 are fixed in runners (not shown) that are mounted on frames 2. Frames 2 are connected by hinges 3 to levers 4, which are pulled together by springs 5. Levers 4 are attached by lower hinges 3 to the base 6, which is supported on insulators 7, rigidly mounted on the plate 8. The plate 8 is bolted to the heel 9 of the rotary device 10 (for example, an electric motor or a pneumatic device). The rotary device 10 is installed on the roof 11 of the electric locomotive. A radial rod 12 is welded to the lateral surface of the heel 9. The rotation of the heel 9 and the rod 12 is limited by locks 13 that are rigidly fixed to the roof 11. A capacitor bank 14 is also installed on the roof 11, one terminal 15 of which is connected to the contact insert 1. Another terminal 16 is connected to negative terminal 17 of the traction motor 18.

Работа пантографного токосъемника происходит следующим образом.The operation of the pantograph current collector is as follows.

В начале движения электровоза пружины 5 стягивают рычаги 4, последние поворачиваются в шарнирах 3, поднимают рамы 2, контактные вставки 1 прижимаются к контактному проводу (показан пунктирной линией) и конденсаторная батарея 14 заряжается на рабочее напряжение, например, 3 кВ. При достижении эксплуатационной скорости пята 9 под действием поворотного устройства 10 поворачивается в положение, когда площадь электрического контакта между контактной вставкой 1 и контактным проводом максимальна, затем штанга 12 защелкивается в замке 13.At the beginning of the movement of the electric locomotive, the springs 5 tighten the levers 4, the latter rotate in hinges 3, raise the frames 2, the contact inserts 1 are pressed to the contact wire (shown by the dashed line) and the capacitor bank 14 is charged with an operating voltage of, for example, 3 kV. When the operating speed is reached, the heel 9 under the action of the rotary device 10 is rotated to the position where the electric contact area between the contact insert 1 and the contact wire is maximum, then the rod 12 is latched in the lock 13.

Механический контакт между контактной вставкой 1 и контактным проводом возбуждает бегущие механические волны в контактном проводе. Когда скорость движения электровоза превысит скорость механической волны, электровоз догонит последнюю, в результате чего произойдет отрыв контактной вставки 1 от контактного провода. Из-за того что на клемме 15 конденсаторной батареи 14 некоторое время сохраняется потенциал, равный 3 кВ, разность между контактной вставкой 1 и контактным проводом равна нулю и искровой разряд не возникает. При появлении механического контакта между контактной вставкой 1 и контактным проводом происходит подзарядка конденсатора 14.The mechanical contact between the contact insert 1 and the contact wire excites traveling mechanical waves in the contact wire. When the speed of the electric locomotive exceeds the speed of the mechanical wave, the electric locomotive will catch up with the latter, as a result of which the contact insert 1 will detach from the contact wire. Due to the fact that at a terminal 15 of the capacitor bank 14 a potential of 3 kV is stored for some time, the difference between the contact insert 1 and the contact wire is zero and spark discharge does not occur. When a mechanical contact appears between the contact insert 1 and the contact wire, the capacitor 14 is recharged.

Отмеченный факт, т.е. устранение возможности появления искрового разряда при отрыве контактной вставки 1 от контактного провода, обуславливает увеличение срока службы контактных вставок и контактного провода.The noted fact, i.e. eliminating the possibility of a spark discharge when the contact insert 1 is torn off the contact wire, causes an increase in the service life of the contact inserts and the contact wire.

Claims

A pantograph current collector containing several runners with current-collecting contact inserts located on frames connected by movable levers with hinges, which are pulled together by springs, with a base mounted on insulators located on the roof area of the electric locomotive, the platform is rigidly fixed to the rotating round heel of the rotary device, which mounted on the roof of the electric locomotive, a radial rod is welded on the lateral surface of the heel, and locks are mounted on the roof of the electric locomotive to fix the rotary rod You, characterized in that to the runners with a slip inserts its one terminal connected capacitor bank, the other terminal is intended for connection to the negative terminal of the traction electric motor.