RU2788213C1 - Current collector apparatus for high-speed rail transport - Google Patents
Current collector apparatus for high-speed rail transport Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788213C1 RU2788213C1 RU2022107512A RU2022107512A RU2788213C1 RU 2788213 C1 RU2788213 C1 RU 2788213C1 RU 2022107512 A RU2022107512 A RU 2022107512A RU 2022107512 A RU2022107512 A RU 2022107512A RU 2788213 C1 RU2788213 C1 RU 2788213C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- carriage
- current collector
- chamber
- insert
- Prior art date
Links
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000002832 Shoulder Anatomy 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники.The field of technology.
Устройство относится к системе токосъема с использованием контактного рельса для транспорта с электротягой. Конкретно - к токоприемникам.The device relates to a current collection system using a contact rail for transport with electric traction. Specifically - to current collectors.
Уровень техники.The level of technology.
Электропоезда используют схему токосъема, состоящую из пантографа и подвесной контактной сети, а также схему, состоящую из конструкции с токоприемным башмаком и контактным рельсом. Первая схема применяется, в том числе, для высокоскоростного транспорта, например, TGV и AGV. Крейсерская скорость этих поездов составляет 350 км/ч. Дальнейшее увеличении скорости потребует решения проблем связанных с ростом высоковольтного напряжения и аэродинамических нагрузок на пантограф. Стабильность токосъема обеспечивается сложной системой подвешивания провода, поддерживающей постоянное расстояние его от железнодорожного полотна и автоматизированной системой управления пантографом, поддерживающей постоянный уровень прижатия контактной вставки к проводу. Вторая схема используется в метро для скоростей до 120 км/ч. Эта схема перспективна для высокоскоростного транспорта, так как конструктивно она более простая и надежная, допускает большую величину тока. Контактный рельс не требует сложной системы поддерживания и натяжения, отсутствуют проблемы, связанные с возникновением механических волн в контактном проводе во время движения по нему токоприемника. Отсутствие необходимого токоприемника является препятствием на пути использования этой схемы для высокоскоростного движения рельсового транспорта. Второе препятствие заключается в том, что контактный рельс располагается близко к земле - на уровне колес, а это требует особых мер безопасности из-за высокого напряжения, подаваемого на рельс. Существующие токоприемники состоят из башмака, представляющего собой раму с электропроводной вставкой, которая посредством шарнир и пружин связана с брусом, установленным на буксах тележки вагона. Сила прижатия башмака к контактному рельсу поддерживается разной системой пружин от простых систем [1] до сложных [2]. Практически все конструкции объемны, инерционны, а плоский башмак обладает высокой парусностью, поэтому они рассчитаны на движение при небольших скоростях. Чтобы уменьшить влияние парусности, необходимо увеличивать силу прижима башмака к контактному рельсу, что ведет при больших скоростях к быстрому износу и возможному разрушению контактирующих поверхностей. В изобретении [3] предложен малоинерционный токоприемник для токосъема с контактного рельса высокоскоростного поезда, который принят за прототип. Конструкция токоприемника обладает необходимой гибкостью для реагирования на отклонения транспорта от контактного рельса, но из-за этой гибкости при срыве воздушных потоков с конструкции могут возникнуть хаотичные колебания башмака в направлении перпендикулярном движению. Это скажется на скорости и неравномерности износа вставки и, соответственно, на изменении контактной площади и стабильности токосъема.Electric trains use a current collection scheme consisting of a pantograph and an overhead contact network, as well as a scheme consisting of a structure with a current-collecting shoe and a contact rail. The first scheme is used, among other things, for high-speed transport, for example, TGV and AGV. The cruising speed of these trains is 350 km/h. A further increase in speed will require solving problems associated with an increase in high voltage and aerodynamic loads on the pantograph. The stability of the current collection is ensured by a complex wire suspension system that maintains a constant distance from the railway track and an automated pantograph control system that maintains a constant level of pressing the contact insert to the wire. The second scheme is used in the subway for speeds up to 120 km/h. This scheme is promising for high-speed transport, since it is structurally simpler and more reliable, and allows a large amount of current. The contact rail does not require a complex system of support and tension, there are no problems associated with the occurrence of mechanical waves in the contact wire during the movement of the current collector along it. The absence of the necessary current collector is an obstacle to the use of this scheme for high-speed rail transport. The second obstacle is that the contact rail is located close to the ground - at the level of the wheels, and this requires special safety measures due to the high voltage supplied to the rail. The existing pantographs consist of a shoe, which is a frame with an electrically conductive insert, which, by means of a hinge and springs, is connected to a beam mounted on the axle boxes of the car bogie. The pressing force of the shoe against the contact rail is supported by a different system of springs from simple systems [1] to complex ones [2]. Almost all designs are voluminous, inertial, and a flat shoe has a high windage, so they are designed for movement at low speeds. To reduce the effect of windage, it is necessary to increase the pressing force of the shoe against the contact rail, which leads at high speeds to rapid wear and possible destruction of the contact surfaces. The invention [3] proposes a low-inertia pantograph for current collection from the contact rail of a high-speed train, which is taken as a prototype. The pantograph design has the necessary flexibility to respond to transport deviations from the contact rail, but due to this flexibility, when air flows are shed from the structure, chaotic oscillations of the shoe in the direction perpendicular to the movement may occur. This will affect the rate and uneven wear of the insert and, accordingly, the change in the contact area and the stability of the current collection.
Высокоскоростное перемещение электротранспорта целесообразно осуществлять по эстакадам на высоте 6÷7 м от земли. Это позволит уменьшить площадь земли, выводимую из оборота, так как для безопасности движения необходимо дополнительно строить ограждения вдоль всего пути. Также не потребуется строительство многочисленных путепроводов при пересечении железнодорожных путей и автомобильных дорог. Эстакада позволяет использовать схему токосъема с высоковольтным контактным рельсом. Создание токоприемника, работающего с контактным рельсом для высокоскоростного электротранспорта, двигающегося со скоростью больше 350 км/ч, является актуальной задачей.It is advisable to carry out high-speed movement of electric transport along overpasses at a height of 6÷7 m from the ground. This will reduce the area of land taken out of circulation, since for traffic safety it is necessary to additionally build fences along the entire route. Also, the construction of numerous overpasses at the intersection of railways and highways will not be required. The overpass allows the use of a current collection circuit with a high-voltage contact rail. The creation of a current collector operating with a contact rail for high-speed electric transport moving at a speed of more than 350 km/h is an urgent task.
Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.
Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является создание токоприемного устройства для высокоскоростного рельсового транспорта, которое поддерживает постоянную площадь и силу прижима электропроводной вставки токоприемника к поверхности контактного рельса, устойчивого к высокоскоростному воздушному потоку, что обеспечивает стабильную передачу энергии при больших скоростях транспорта.The technical problem solved by the present invention is the creation of a current collector for high-speed rail transport, which maintains a constant area and pressing force of the electrically conductive insert of the current collector against the surface of a contact rail that is resistant to high-speed air flow, which ensures stable energy transfer at high speeds of transport.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство токоприемника высокоскоростного рельсового транспорта для стабильной передачи энергии, состоящее из подвижной каретки и направляющих для перемещения ее внутри корпуса токоприемника, каретка снабжена электропроводной вставкой с токовыводом для передачи энергии от контактного рельса к транспорту, внутри корпуса токоприемника размещены две камеры с газом под давлением, соединенные с кареткой газонепроницаемыми сильфонами или одна камера с газом под давлением, соединенная с кареткой газонепроницаемым сильфоном и упругая механическая конструкция, установленная соосно с сильфоном.The essence of the invention lies in the fact that the current collector device of high-speed rail transport for stable energy transfer, consisting of a movable carriage and guides for moving it inside the current collector housing, the carriage is equipped with an electrically conductive insert with a current output for transferring energy from the contact rail to the transport, inside the current collector housing there are two pressurized gas chambers connected to the carriage by gas-tight bellows or one pressurized gas chamber connected to the carriage by gas-tight bellows and an elastic mechanical structure installed coaxially with the bellows.
Есть вариант, что направляющие выполнены в виде втулки и/или роликов. Есть вариант, что усилие прижима вставки к поверхности контактного рельса создается газом, находящимся под давлением в камере. Есть вариант, что в качестве газа используется осушенный воздух. Есть вариант, что перемещение каретки осуществляется электромагнитом, установленным в корпусе токоприемника для подсоединения и отсоединения вставки от контактного рельса. Есть вариант, что камера через клапан подключена к баллону с повышенным давлением газа. Есть вариант, что на камере установлен клапан сброса газа. Есть вариант, что каретка сделана из электроизоляционного материала. Есть вариант, что перемещение каретки для отсоединения и подсоединения вставки к контактному рельсу осуществляется сбросом и подачей газа в камеру или камеры, соединенные с кареткой газонепроницаемыми сильфонами. Есть вариант, что корпус токоприемника сделан из электроизоляционного материала. Есть вариант, что поверхность электропроводной вставки, прилегающая к токовыводу, покрыта металлом с высокой проводимостью. Есть вариант, что электропроводная вставка содержит каналы для подвода газа к ее поверхности, контактирующей с рельсом. Есть вариант, что одна из камер заполнена газом, имеющим высокое напряжение пробоя. В отличие от существующих решений, предлагаемый токоприемник поддерживает практически постоянное прижимное усилие электропроводной вставки к контактному рельсу, а благодаря компактности и жесткости, устойчив к воздействию высокоскоростных воздушных потоков, что повышает стабильность передачи энергии при высокой скорости движения рельсового электротранспорта.There is an option that the guides are made in the form of a bushing and/or rollers. There is an option that the pressing force of the insert to the surface of the contact rail is created by a gas under pressure in the chamber. There is an option that dried air is used as gas. There is an option that the movement of the carriage is carried out by an electromagnet installed in the body of the current collector for connecting and disconnecting the insert from the contact rail. There is an option that the chamber is connected through a valve to a cylinder with increased gas pressure. There is an option that a gas relief valve is installed on the chamber. There is an option that the carriage is made of electrically insulating material. There is an option that the movement of the carriage for disconnecting and connecting the insert to the contact rail is carried out by discharging and supplying gas to the chamber or chambers connected to the carriage by gas-tight bellows. There is an option that the body of the current collector is made of electrically insulating material. There is a variant that the surface of the electrically conductive insert, adjacent to the current terminal, is covered with a metal with high conductivity. There is a variant that the electrically conductive insert contains channels for supplying gas to its surface in contact with the rail. There is a variant that one of the chambers is filled with a gas having a high breakdown voltage. Unlike existing solutions, the proposed current collector maintains an almost constant clamping force of the electrically conductive insert to the contact rail, and due to its compactness and rigidity, it is resistant to high-speed air flows, which increases the stability of energy transfer at high speed rail electric transport.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
На фиг. 1 показан прототип токоприемника.In FIG. 1 shows a prototype current collector.
На фиг. 2 показано заявленное устройство токоприемника.In FIG. 2 shows the claimed current collector device.
На фиг. 3 показаны токоприемник и биметаллический контактный рельс в направлении движения рельсового транспорта.In FIG. 3 shows a current collector and a bimetallic contact rail in the direction of movement of the rail transport.
Осуществление изобретения.Implementation of the invention.
В качестве наиболее близкого аналога предлагаемого устройства на фиг. 1 показан прототип токоприемника. Токоприемник показан для двухполюсного токоподвода, но схема полностью сохраняется и работает при однополюсном контактном рельсе. Токоприемник представляет шарнирно-пружинную систему, расположенную на транспортной тележке вагона. Через подшипники (4) верхний конец плеча прямого тока (5) и верхний конец плеча обратного тока (13) подвешены к балке (1), закрепленной на осях колес вагонной тележки. Плечо прямого тока и плечо обратного тока шарнирно соединены с токосъемными башмаками прямого (8) и обратного тока (12). Эта конструкции устраняет влияние колебаний поезда в вертикальном и горизонтальном направлении на характеристики токосъема. Плечи изготовлены из электроизоляционного материала. На нижних концах плеч установлены ограничители (7) отклонения башмаков в вертикальном направлении. Ограничение отклонений плеч в горизонтальной плоскости осуществляется конструкцией (2). Все ограничители устанавливаются с учетом механических амплитуд колебаний поезда при движении. Башмаки изготавливаются из износостойких электропроводных материалов. Ток с башмаков по проводам (на чертеже не показаны) поступает в систему электроснабжения поезда. Свободные концы башмаков имеют, как вариант, выпуклую форму и находятся в контакте с вогнутой стороной контактных рельсов прямого (9) и обратного (10) тока. Усилие прижатия башмаков к контактным рельсам определяется пружиной (6), соединяющей плечи прямого и обратного тока. На высоких скоростях (больше 350 км/ч) при срыве воздушных потоков на плечах и башмаках возможно появление сильных вибраций башмаков из-за наличия в конструкции шарнирной связи, что приведет к неравномерному износу их контактных поверхностей и как следствие - к снижению стабильности токосъема.As the closest analogue of the proposed device in Fig. 1 shows a prototype current collector. The pantograph is shown for a two-pole current lead, but the circuit is completely preserved and works with a single-pole contact rail. The pantograph is a hinge-spring system located on the transport trolley of the car. Through bearings (4), the upper end of the direct current arm (5) and the upper end of the reverse current arm (13) are suspended from the beam (1) fixed on the axles of the wheels of the wagon bogie. The direct current arm and the reverse current arm are pivotally connected to the direct current (8) and reverse current collector shoes (12). This design eliminates the influence of train vibrations in the vertical and horizontal direction on the current collection characteristics. Shoulders are made of electrically insulating material. At the lower ends of the arms, there are limiters (7) for deflecting the shoes in the vertical direction. Limitation of deviations of the shoulders in the horizontal plane is carried out by the design (2). All limiters are set taking into account the mechanical amplitudes of train vibrations during movement. Shoes are made of wear-resistant electrically conductive materials. The current from the shoes through wires (not shown in the drawing) enters the power supply system of the train. The free ends of the shoes have, alternatively, a convex shape and are in contact with the concave side of the direct (9) and reverse (10) current conductor rails. The pressing force of the shoes to the contact rails is determined by the spring (6) connecting the forward and reverse current arms. At high speeds (more than 350 km/h), in the event of air flow separation on the shoulders and shoes, strong vibrations of the shoes may occur due to the presence of a hinge connection in the design, which will lead to uneven wear of their contact surfaces and, as a result, to a decrease in current collection stability.
На фиг. 2 показано заявленное устройство токоприемника, все элементы которого расположены внутри корпуса (31). Корпус, например, изготовлен из электроизоляционного материала. На подвижной каретке (20) размещен токовывод, который состоит из пластины (19) и стержня (18), переходящего в гибкий токопровод (41). Токовывод изготовлен, например, из меди. Съемная электропроводная вставка (15), например из углеграфита, крепится к токовыводу и каретке винтами (на чертеже не показаны). Нижняя поверхность вставки покрыта металлом (17) с высокой проводимостью для прочности контакта с пластиной токовывода. На стержне токовывода через изолятор (33) закреплен постоянный кольцевой магнит (32) или кольцо из ферромагнитного материала. На стенке (44) камеры (46) закреплен кольцевой электромагнит (34), отделенный от стержня токовывода слоем газа и электроизолятором (43). При включении электромагнита каретка перемещается и вставка (15) отсоединяется или присоединяется к контактному рельсу, который представляет собой плоскую биметаллическую шину, изготовленную из алюминия (9), защищенную от износа покрытием из нержавеющей стали (14).In FIG. 2 shows the claimed current collector device, all elements of which are located inside the housing (31). The housing, for example, is made of an electrically insulating material. On the movable carriage (20) there is a current outlet, which consists of a plate (19) and a rod (18), which passes into a flexible current conductor (41). The current lead is made, for example, of copper. Removable electrically conductive insert (15), for example, made of carbon graphite, is attached to the current output and the carriage with screws (not shown in the drawing). The lower surface of the insert is coated with a highly conductive metal (17) for good contact with the current output plate. A permanent annular magnet (32) or a ring made of ferromagnetic material is fixed on the current lead rod through the insulator (33). An annular electromagnet (34) is fixed on the wall (44) of the chamber (46), separated from the current lead rod by a gas layer and an electrical insulator (43). When the electromagnet is turned on, the carriage moves and the insert (15) is disconnected or attached to the contact rail, which is a flat bimetallic tire made of aluminum (9), protected from wear by a stainless steel coating (14).
Каретка, как вариант, из электроизоляционного материала перемещается по направляющим, например роликам (24) и втулке (21) с низким коэффициентом трения. Для снижения инерционности каретки она изготавливается из легкого материала. Максимальный диапазон перемещения каретки определяется ограничителями (25). Каретка соединена сильфоном (22) с камерой (46), содержащей под небольшим давлением газ с высоким напряжением пробоя и сильфоном (23) с камерой (30), содержащей газ, например осушенный воздух под давлением, для создания усилия прижима электропроводной вставки к контактному рельсу. Газ из камеры (30) поступает к поверхности каретки через отверстия (29) в перегородке (28). Так как прижимное усилие должно быть не большим и находиться в диапазоне 70÷100 Н [3], то давление газа в камере (30) передается только на часть поверхности каретки - между сильфонами (22) и (23), что делает величину давления удобной для ее контроля и коррекции. Так, при диаметре одного сильфона 50 мм (22) и диаметре другого сильфона 70 мм (23) для создания вышеуказанного усилия давление в камере (30) должно превышать атмосферное давление на 0.035÷0.050 МПа, что легко контролируется и корректируется существующим оборудованием. Для устранения влияния атмосферного давления на силу прижима, камера (27) соединена отверстием (26) с атмосферой. В случае появления зазора между вставкой и контактным рельсом давление в зазоре будет ниже атмосферного из-за скоростного напора, что вызовет дополнительную возвращающую силу за счет поверхности каретки в камере (27), находящейся под атмосферным давлением. Объем камеры (30) подбирается таким образом, чтобы при перемещении каретки в направлении контактного рельса давление в камере и, соответственно, прижимное усилие оставалось в требуемом диапазоне или его отклонение не превышало нескольких процентов. Контроль давления в камере (30) осуществляется датчиком давления (45), который через систему автоматики (на чертеже не показана) связан с клапаном сброса газа (37) и клапаном подачи газа (36) в камеру от баллона (35) с повышенным давлением. Клапаны сброса и подачи газа могут работать и без системы автоматики в случае надежного собственного механического устройства регулирования. Баллон с газом (35) и система управления давлением предназначены для стабилизации давления в случае утечки газа из камеры или нерасчетного повышения его температуры. Сброс газа из камеры (30) через клапан (37) или дополнительный клапан (на чертеже не показан) не в атмосферу, а в емкость с вакуумом (на чертеже не показана), позволяет отсоединять электропроводную вставку от контактного рельса.The carriage, optionally made of electrically insulating material, runs on guides such as rollers (24) and a low friction bushing (21). To reduce the inertia of the carriage, it is made of lightweight material. The maximum range of movement of the carriage is determined by the limiters (25). The carriage is connected by a bellows (22) to a chamber (46) containing a gas with a high breakdown voltage under low pressure and a bellows (23) to a chamber (30) containing a gas, for example, dried air under pressure, to create a pressing force of the electrically conductive insert against the contact rail . The gas from the chamber (30) enters the surface of the carriage through holes (29) in the baffle (28). Since the clamping force should not be large and be in the range of 70÷100 N [3], the gas pressure in the chamber (30) is transmitted only to a part of the surface of the carriage - between the bellows (22) and (23), which makes the pressure value convenient for its control and correction. So, with a diameter of one bellows 50 mm (22) and a diameter of another bellows 70 mm (23), to create the above force, the pressure in the chamber (30) must exceed atmospheric pressure by 0.035÷0.050 MPa, which is easily controlled and corrected by existing equipment. To eliminate the influence of atmospheric pressure on the clamping force, the chamber (27) is connected to the atmosphere by an opening (26). In the event of a gap between the insert and the contact rail, the pressure in the gap will be lower than atmospheric pressure due to the velocity pressure, which will cause an additional restoring force due to the surface of the carriage in the chamber (27) under atmospheric pressure. The volume of the chamber (30) is selected in such a way that when the carriage moves in the direction of the contact rail, the pressure in the chamber and, accordingly, the clamping force remains in the required range or its deviation does not exceed a few percent. The pressure in the chamber (30) is controlled by a pressure sensor (45), which, through an automation system (not shown in the drawing), is connected to the gas relief valve (37) and the gas supply valve (36) into the chamber from the cylinder (35) with increased pressure. The gas discharge and supply valves can also work without an automation system in the case of a reliable own mechanical control device. The gas cylinder (35) and the pressure control system are designed to stabilize the pressure in the event of a gas leak from the chamber or an undesirable increase in its temperature. The discharge of gas from the chamber (30) through the valve (37) or an additional valve (not shown in the drawing) not into the atmosphere, but into a container with a vacuum (not shown in the drawing), allows you to disconnect the electrically conductive insert from the contact rail.
Для устранения искрения с последующим переходом к дуге, в случае появления зазора между электропроводной вставкой и контактным рельсом, в зазор подается газ с высоким напряжением пробоя. Таким газом является, например, известный элегаз, который имеет напряжение пробоя в три раза больше чем у воздуха. Для подачи этого газа во вставке и каретке сделаны каналы (16), по которым под небольшим давлением поступает газ из камеры (46) через сильфон (22). Контроль за давлением и управление расходом элегаза осуществляется через систему автоматики (на чертеже не показана) с помощью датчика давления (42), клапана сброса (40) и клапана подачи (39) элегаза из баллона (38). Давление элегаза поддерживается на уровне, не оказывающем заметного влияния на усилие прижима вставки к токоподводящей линии. При размещении в токоприемнике только камеры с газом с высоким напряжением пробоя, усилие прижима создается упругой механической конструкцией, взаимодействующей с кареткой, например, пружиной (на чертеже не показана), установленной соосно с сильфоном (22) вместо сильфона (23). В случае малоинерционной электропроводной вставки, исключающей искрение, камера, ограниченная сильфоном (22) без сильфона (22), без каналов (16) и заполненная газом под давлением, вместе с упругой механической конструкцией, соединенной с кареткой, создадут необходимое усилие прижима вставки к контактному рельсу при колебаниях токоприемника в широком диапазоне частот.To eliminate sparking with subsequent transition to an arc, in the event of a gap between the electrically conductive insert and the contact rail, gas with a high breakdown voltage is fed into the gap. Such a gas is, for example, the well-known SF6, which has a breakdown voltage three times higher than that of air. To supply this gas, channels (16) are made in the insert and carriage, through which gas flows from the chamber (46) under slight pressure through the bellows (22). Pressure control and flow control of SF6 gas is carried out through an automation system (not shown in the drawing) using a pressure sensor (42), a relief valve (40) and a supply valve (39) of SF6 gas from a cylinder (38). The SF6 pressure is maintained at a level that does not have a noticeable effect on the pressing force of the insert against the current supply line. When placing in the pantograph only a chamber with gas with a high breakdown voltage, the clamping force is created by an elastic mechanical structure interacting with the carriage, for example, a spring (not shown in the drawing) installed coaxially with the bellows (22) instead of the bellows (23). In the case of a low-inertia electrically conductive insert that excludes sparking, a chamber limited by a bellows (22) without a bellows (22), without channels (16) and filled with gas under pressure, together with an elastic mechanical structure connected to the carriage, will create the necessary pressing force of the insert to the contact rail during oscillations of the pantograph in a wide frequency range.
На фиг. 3 показан вариант расположения токоприемника и биметаллического контактного рельса в направлении движения рельсового транспорта. Корпус токоприемника (31) с выступающей электропроводной вставкой (15) закреплен на опоре (1). Опора установлена на осях вагонной тележки. На боковой поверхности (50) транспортного путепровода с помощью прижимных устройств (48) на изолирующей подложке (49) закреплен биметаллический рельс в виде биметаллической шины, состоящей из алюминия (9) и покрытия из нержавеющей стали (14). Ширина шины определяется шириной вставки и максимальной амплитудой колебания транспорта в плоскости параллельной контактной поверхности шины. Плотность прилегания вставки к шине при небольшом отклонении от параллельности их контактирующих поверхностей достигается за счет подвижности каретки в корпусе в направлении перпендикулярном перемещению каретки к биметаллической шине. Эта подвижность создается путем подбора материала для роликов и втулки, их взаимного расположения, а также зазора между ними и поверхностью каретки. Для безопасности и защиты от грязи и воды над шиной установлен козырек (47) из электроизоляционного материала. Компактность токоприемника, т.е. расположение всех его основных элементов в одном небольшом корпусе, позволяет закрыть его обтекателем (на чертеже не показан) для снижения воздействия на него воздушных потоков на большой скорости. Сочетание жесткости и обтекаемости конструкции токоприемника повышает устойчивость передачи электроэнергии от токоподводящей линии на транспорт при больших скоростях движения. На эстакадном путепроводе целесообразно устанавливать две биметаллические шины: для прямого и обратного тока. Это устранит коррозию подземных электропроводящих коммуникаций вблизи путепровода из-за наведенных токов. Шины могут располагаться на боковых сторонах путепровода и между путевыми рельсами. Для передачи большой мощности на транспорт ставится несколько токоприемников.In FIG. 3 shows a variant of the location of the current collector and the bimetallic contact rail in the direction of movement of the rail transport. The body of the current collector (31) with a protruding electrically conductive insert (15) is fixed on the support (1). The support is mounted on the axles of the wagon bogie. On the side surface (50) of the transport overpass, with the help of clamping devices (48), on an insulating substrate (49), a bimetallic rail is fixed in the form of a bimetallic tire, consisting of aluminum (9) and stainless steel coating (14). The width of the tire is determined by the width of the insert and the maximum amplitude of the oscillation of the transport in a plane parallel to the contact surface of the tire. The tightness of the insert to the tire with a slight deviation from the parallelism of their contact surfaces is achieved due to the mobility of the carriage in the housing in the direction perpendicular to the movement of the carriage to the bimetallic tire. This mobility is created by selecting the material for the rollers and the bushing, their relative position, as well as the gap between them and the surface of the carriage. For safety and protection against dirt and water, a visor (47) made of electrically insulating material is installed above the tire. The compactness of the current collector, i.e. the location of all its main elements in one small body, allows you to close it with a fairing (not shown in the drawing) to reduce the impact of air flows on it at high speed. The combination of rigidity and streamlining of the pantograph design increases the stability of power transmission from the current supply line to transport at high speeds. It is advisable to install two bimetallic busbars on a flyover overpass: for direct and reverse current. This will eliminate corrosion of underground electrically conductive communications near the overpass due to induced currents. Tires can be located on the sides of the overpass and between the track rails. To transmit high power to transport, several pantographs are installed.
Ссылки:Links:
1. Патент AT 516478, заявлен 05.11.2014, опубликован 15.05.2016, заявители J. Brandstetter, J. Muller, P. Schloffer. Current collector of a rail vehicle.1. Patent AT 516478, applied 11/05/2014, published 05/15/2016, applicants J. Brandstetter, J. Muller, P. Schloffer. Current collector of a rail vehicle.
2. Патент RU 2747344, заявлен 14.10.2020, опубликован 04.05.2021, заявители Рыков А.А., Рыков С.А., Сопов В.И. Токоприемник нижнего токосъема.2. Patent RU 2747344, applied on 10/14/2020, published on 05/04/2021, applicants Rykov A.A., Rykov S.A., Sopov V.I. Current collector of the lower current collection.
3. Патент CN 106379176, заявлен 09.10.2016, опубликован 20.11.2018, заявитель Ли Цюньчжань. A kind of train current collecting equipment.3. Patent CN 106379176, applied on 10/09/2016, published on 11/20/2018, applicant Li Qunzhan. A kind of train current collecting equipment.
Claims (13)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788213C1 true RU2788213C1 (en) | 2023-01-17 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU893618A1 (en) * | 1980-02-06 | 1981-12-30 | За витель Б.В.Алексеев | Transborder current collecting device |
| JPS63117202U (en) * | 1987-01-20 | 1988-07-28 | ||
| SU1801808A1 (en) * | 1990-10-17 | 1993-03-15 | Omskij Inst Inzh Zheleznodoroz | Current collector |
| CN208035969U (en) * | 2018-03-28 | 2018-11-02 | 长春市万喜隆轨道客车装备有限公司 | Pneumatic rollback lower part pantagraph current collector |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU893618A1 (en) * | 1980-02-06 | 1981-12-30 | За витель Б.В.Алексеев | Transborder current collecting device |
| JPS63117202U (en) * | 1987-01-20 | 1988-07-28 | ||
| SU1801808A1 (en) * | 1990-10-17 | 1993-03-15 | Omskij Inst Inzh Zheleznodoroz | Current collector |
| CN208035969U (en) * | 2018-03-28 | 2018-11-02 | 长春市万喜隆轨道客车装备有限公司 | Pneumatic rollback lower part pantagraph current collector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3233559A (en) | Transportation means | |
| CA2233738C (en) | Monorail system | |
| US3664268A (en) | System for and method of levitating vehicles in a ground transportation system | |
| WO2010076992A2 (en) | Wheel-type ultra high speed railway system | |
| GB1571524A (en) | Power rail control signal rail and guide beam arrangement for a transportation system | |
| US5124510A (en) | Tracking pantograph for railway electrification | |
| CN114734826B (en) | Permanent magnet electric suspension system and guiding method thereof | |
| US3774548A (en) | Gripping locomotive for suspended railway | |
| CN110303891B (en) | Self-lubricating modularized metal roller electric locomotive pantograph head with damping structure | |
| CN108394311A (en) | A kind of guider of vacuum line magnetic suspension train | |
| EP3581456B1 (en) | Cable transportation system | |
| US3611944A (en) | Suspended vehicle construction | |
| RU2788213C1 (en) | Current collector apparatus for high-speed rail transport | |
| KR101649065B1 (en) | Insulating section, power feeding rail, and track transportation system | |
| CN117500686A (en) | Current collector for electrically driven or hybrid electrically driven road vehicle | |
| US4168770A (en) | Power collection apparatus for a transportation system | |
| CN109795333B (en) | Suspension type magnetic suspension traffic track system, suspension frame system, magnetic suspension vehicle and magnetic suspension system | |
| KR102000701B1 (en) | a latch device of a third-rail power collector | |
| KR101006836B1 (en) | Pantograph for railway car | |
| US4187934A (en) | Section insulator for catenary systems | |
| KR20130075577A (en) | Lift adjustment apparatus of pantograph | |
| CN207657613U (en) | Bipolar rigid contact net formula traffic power supply system | |
| US4250982A (en) | Section insulator for catenary systems | |
| JP2011172420A (en) | Current collector for railroad car | |
| KR20010011797A (en) | Third rail current collector for light rail transit |