轨道回路供电系统技术方案

本申请涉及轨道交通供电领域，具体公开了轨道回路供电系统，具体为在车辆走行轨旁边设置整体绝缘支撑，并在整体绝缘支撑上安装两根接触轨，两根接触轨分别为牵引轨和回流轨；车辆转向架绝缘底座上安装两个集电靴，两个集电靴分别为牵引靴和回流靴，牵引靴可与牵引轨接触，回流靴可与回流轨接触。牵引靴和回流靴上均设有灭弧机构，车辆运行时，灭弧机构可以存储气流的能量；而当车辆停止运行，且集电靴与接触轨还未脱离时，灭弧机构不会释放能量；当集电靴与接触轨脱离时，吹气孔内会迅速排出气流，且此时也是电弧产生的关键时期，从而该气流可迅速使电弧衰减，以防止损坏集电靴和接触轨。

Track circuit power supply system

The application relates to the field of power supply for rail transit, and discloses the power supply system of track circuit in detail. The application specifies that an integral insulating support is arranged beside the running track of a vehicle, and two contact rails are installed on the integral insulating support, the two contact rails are the traction rail and the reflux rail, and two collector boots are installed on the insulating base of the bogie of a vehicle. The two collecting boots are traction boots and return boots. The traction boots can contact the traction rail, and the return boots can contact the return rail. Traction boots and return boots are equipped with arc extinguishing mechanism, when the vehicle runs, the arc extinguishing mechanism can store the energy of air flow; and when the vehicle stops running, and the electric shoe and contact rail are not separated, the arc extinguishing mechanism will not release energy; when the electric shoe and contact rail are separated, the air flow will be rapidly discharged from the blowholes, and this is also the case. The critical period of arc generation allows the airflow to rapidly attenuate the arc to prevent damage to the collector boots and contact rails.

【技术实现步骤摘要】
轨道回路供电系统
本专利技术涉及轨道交通供电领域，具体涉及一种轨道回路供电系统。
技术介绍
既有城市轨道交通牵引供电系统普遍采用走行轨实现牵引回流，由于走行轨很难做到对大地的完全绝缘，所以牵引电流并非全部经由走行轨流回至牵引变电所，而是有一部分由走行轨泄露到大地，再由大地流回走行轨并返回至牵引变电所，这一部分电流就是杂散电流。杂散电流的存在，将对城市轨道交通线路道床钢筋结构、隧道内钢筋结构和沿线金属管线等设施都产生电化学腐蚀，从而影响这些构筑物和金属设施的安全和使用寿命。现行杂散电流腐蚀防护措施主要有排流保护法、走行轨降阻法、杂散电流收集法和管道外涂法等，均要求大量资金的投入，并且不能从根本上消除杂散电流的产生及其长期腐蚀影响。因此，提出城市轨道交通可以采用新型四轨牵引供电系统，通过绝缘安装的牵引轨和回流轨，与车辆的牵引靴和回流靴接触运行，构成与走行轨独立的，与道床(大地)完全绝缘的牵引供电回路，彻底消除杂散电流的产生及其长期腐蚀影响。另外，在大气中开断电路时，若开断电流大于0.25-1A，电路开断后加在触头上的电压大于12-20V，在触头间隙(简称弧隙)中，通常会产生一团温度极高、发出强光、能够导电，外形近似圆柱形的气体——电弧，这种由触头断开电路而引燃的电弧通常称为拉弧。拉弧实质上就是气体放电的一种形式。在靴轨系统中，大部分情况下，集电靴与端部弯头脱离的瞬间，其开断电流和间隙电压都大于生弧电流和生弧电压，因此不可避免的会产生电弧。集电靴与端部弯头件产生的拉弧，对靴轨系统的危害主要表现在电弧熔损，即电弧对接触材料的侵蚀而加剧的损耗。当集电靴每次经过相同的端部弯头位置时，在拉弧较为严重的情况下，可能烧伤接触轨钢带，产生麻点。周而复始，在长时间的运营过程中，由于电弧引起的磨损导致钢带产生鱼鳞状的磨痕，整个钢带面坑洼不平，局部磨损严重甚至出现凹槽，同时也将缩短端部弯头和集电靴碳滑板的使用寿命，导致整个轨道回路供电系统受到影响，增加设备维护工作量和维护成本。电弧消除的方法有吹弧灭弧法，即利用外力(如气流、油流或电磁力)来吹动电弧，使电弧加速冷却，同时拉长电弧，降低电弧中的电场强度，加速电弧的熄灭。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轨道回路供电系统，以降低碳滑板与接触轨分离时形成的电弧对接触轨道的损伤。为达到上述目的，本专利技术的基础方案如下：轨道回路供电系统在车辆走行轨旁边设置整体绝缘支撑，并在整体绝缘支撑上安装两根接触轨，两根接触轨分别为牵引轨和回流轨；车辆转向架绝缘底座上安装两个集电靴，两个集电靴分别为牵引靴和回流靴，牵引靴可与牵引轨接触，回流靴可与回流轨接触；所述牵引靴和回流靴上均设有灭弧机构；所述灭弧机构包括固定在碳滑板上的风管，风管内设有气箱，气箱通过辐条固定在风管内，风管和气箱之间形成气流通道，气流通道依次由入口段、喉道和扩散段组成，喉道的横截面积小于入口段和扩散段的横截面积；所述入口段内设有扇叶，扇叶的转轴与气箱转动连接并伸入气箱内，气箱内设有仅可沿气箱轴向滑动的活塞，活塞的中心设有驱动块，驱动块通过离合器与活塞转动连接，扇叶的转轴贯穿驱动块，且扇叶的转轴与驱动块之间设有相互配合的螺旋凹槽和螺旋凸棱；所述活塞朝向扩散段一端设有与活塞相抵的第一压簧；所述气箱朝向碳滑板的一侧设有限位杆，限位杆包括垂直地贯穿碳滑板并与碳滑板滑动连接的外杆，以及与外杆滑动连接的内杆，外杆的一端伸入喉道内，外杆的另一端与碳滑板之间设有第二压簧；外杆内设有空腔，内杆的一端伸入空腔内，空腔内设有与内杆相抵的第三压簧，且外杆侧壁设有将喉道和空腔连通的连通孔，内杆的另一端伸入气箱内并可对活塞进行限位；所述碳滑板的两侧设有延伸至碳滑板底面的吹气孔，气箱朝向入口段一端设有与外部连通的进气单向阀及与吹气孔连通的出气单向阀。本方案轨道回路供电系统的原理在于：当牵引靴和回流靴的碳滑板均与相应的接触轨接触后，供电系统形成一个闭合回路，从而可驱动车辆行驶。当碳滑板与接触轨接触时，外杆的一端将同时受到挤压并克服第二压簧的弹力，外杆的另一端则向喉道内滑动，同时内杆也将向气箱内滑动。当车辆运行时，气流将推动扇叶转动，同时扇叶的转轴与活塞形成相对转动关系；且由于转轴与驱动块之间具有相互配合的螺旋凹槽和螺旋凸棱，因此转轴转动将驱动活塞在气箱内滑动以克服第一压簧的弹力；由于驱动块通过离合器向活塞传递扭力，当驱动块与活塞之间的扭力增大到一定值后，驱动块将克服离合器对驱动块的反作用力，从而转轴将带动驱动块一同转动，则活塞将不在气箱内继续滑动，气箱朝向入口段一端将形成一个相对稳定的空间。当车辆运行时，气流通道内将形成气流，由于喉道的横截面较小，气流经过喉道时，喉道对气流具有压缩作用，从而气流经过喉道的流速将进一步加快，使得喉道处形成负压。且由于外杆内部的内腔通过连通孔与喉道连通，因此喉道将对内杆产生吸力，从而在车辆运行时，内杆将从气箱内退出，进而在车辆运行时，内杆不会对活塞的滑动形成阻碍，以使得活塞可以越过内杆。当车辆停止运行时，气流通道内不再有气流经过，则喉道不再对内杆产生吸力，内杆将伸入气箱内以阻碍活塞在第一压簧的作用下返回。而当集电靴与接触轨脱离时，第二压簧将使外杆返回，从而外杆将带动内杆从气箱内退出，以使得活塞能在第一压簧的作用下返回。活塞返回时，将挤压气箱内的气体，则出气单向阀将打开，气体将通过吹气孔排出，以吹灭电弧。本方案产生的有益效果是：(一)车辆运行时，灭弧机构可以存储气流的能量；而当车辆停止运行，且集电靴与接触轨还未脱离时，灭弧机构不会释放能量。当集电靴与接触轨脱离时，吹气孔内会迅速排出气流，且此时也是电弧产生的关键时期，从而该气流可迅速使电弧衰减，以防止损坏集电靴和接触轨。(二)灭弧机构根据车辆不同的运行状态进行储能和释放能量，其通过机械结构进行控制，而无需电控装置进行控制，使得其结构更简单可靠，维护成本更低。优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述碳滑板内设有散热气道，散热气道的一端与外部连通，散热气道的另一端与喉道连通。当车辆运行时，碳滑板与接触轨摩擦，因此碳滑板的温度将升高；而此时由于喉道处的压强小，且散热气道与喉道连通，因此喉道将通过散热气道从外部吸入空气，从而在散热气道内形成流动的气流，进而可加快碳滑板的散热。优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述散热气道呈“S”形，从而散热气道更广地分布在碳滑板内部，可以提高散热气道对碳滑板的散热效率。优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述离合器包括设置在驱动块外周的安装孔、设置在活塞上并可与安装孔相对的半球凹槽、设于安装孔内的钢球以及与钢球相抵的第四弹簧，所述安装孔与半球凹槽相对时，钢球嵌入半球凹槽内；本优选方案所采用的离合器安装空间小且结构简单。优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述吹气孔的下端向碳滑板的中部倾斜；由于碳滑板的两侧都设有吹气孔，从而从吹气孔吹出的气流将向碳滑板的中部聚拢，并相互撞击形成扰流，更有利于吹灭电弧。优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述气箱朝向入口段的一端呈锥形；由于气箱的前端朝向入口段，因此气箱朝向入口段的一端呈锥形，有利于对气流进行导流，同时增大入口段的空间，从而增大进气量。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.轨道回路供电系统，在车辆走行轨旁边设置整体绝缘支撑，并在整体绝缘支撑上安装两根接触轨，两根接触轨分别为牵引轨和回流轨；车辆转向架绝缘底座上安装两个集电靴，两个集电靴分别为牵引靴和回流靴，牵引靴可与牵引轨接触，回流靴可与回流轨接触；其特征在于，所述牵引靴和回流靴上均设有灭弧机构；所述灭弧机构包括固定在碳滑板上的风管，风管内设有气箱，气箱通过辐条固定在风管内，风管和气箱之间形成气流通道，气流通道依次由入口段、喉道和扩散段组成，喉道的横截面积小于入口段和扩散段的横截面积；所述入口段内设有扇叶，扇叶的转轴与气箱转动连接并伸入气箱内，气箱内设有仅可沿气箱轴向滑动的活塞，活塞的中心设有驱动块，驱动块通过离合器与活塞转动连接，扇叶的转轴贯穿驱动块，且扇叶的转轴与驱动块之间设有相互配合的螺旋凹槽和螺旋凸棱；所述活塞朝向扩散段一端设有与活塞相抵的第一压簧；所述气箱朝向碳滑板的一侧设有限位杆，限位杆包括垂直地贯穿碳滑板并与碳滑板滑动连接的外杆，以及与外杆滑动连接的内杆，外杆的一端伸入喉道内，外杆的另一端与碳滑板之间设有第二压簧；外杆内设有空腔，内杆的一端伸入空腔内，空腔内设有与内杆相抵的第三压簧，且外杆侧壁设有将喉道和空腔连通的连通孔，内杆的另一端伸入气箱内并可对活塞进行限位；所述碳滑板的两侧设有延伸至碳滑板底面的吹气孔，气箱朝向入口段一端设有与外部连通的进气单向阀及与吹气孔连通的出气单向阀。...

【技术特征摘要】
1.轨道回路供电系统，在车辆走行轨旁边设置整体绝缘支撑，并在整体绝缘支撑上安装两根接触轨，两根接触轨分别为牵引轨和回流轨；车辆转向架绝缘底座上安装两个集电靴，两个集电靴分别为牵引靴和回流靴，牵引靴可与牵引轨接触，回流靴可与回流轨接触；其特征在于，所述牵引靴和回流靴上均设有灭弧机构；所述灭弧机构包括固定在碳滑板上的风管，风管内设有气箱，气箱通过辐条固定在风管内，风管和气箱之间形成气流通道，气流通道依次由入口段、喉道和扩散段组成，喉道的横截面积小于入口段和扩散段的横截面积；所述入口段内设有扇叶，扇叶的转轴与气箱转动连接并伸入气箱内，气箱内设有仅可沿气箱轴向滑动的活塞，活塞的中心设有驱动块，驱动块通过离合器与活塞转动连接，扇叶的转轴贯穿驱动块，且扇叶的转轴与驱动块之间设有相互配合的螺旋凹槽和螺旋凸棱；所述活塞朝向扩散段一端设有与活塞相抵的第一压簧；所述气箱朝向碳滑板的一侧设有限位杆，限位杆包括垂直地贯穿碳滑板并与碳滑板滑动连接的外杆，以及与外杆滑动连接的内杆，外杆的一端伸入喉道内，外杆的另一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖化容，张莉，张俊佳，邓勇，
申请(专利权)人：重庆公共运输职业学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50