一种轨道车辆供电接触轨加热电路制造技术

本发明专利技术公开了一种轨道车辆供电接触轨加热电路，地面直流电源正极与正极接触轨一端电连接，地面直流电源负极与负极接触轨一端电连接，正极接触轨中段通过车辆负载与负极接触轨中段电连接；其结构特点是包括交流电源UA1和至少一个电容，交流电源UA1、电容、正极接触轨、负极接触轨形成交流回路。本发明专利技术在不影响车辆从接触轨取电、保证维持车辆正常运行的前提下，保证接触轨持续有效加热效果，不会对车辆供电回路产生任何不利影响，安全性好，行车效率高。

A Heating Circuit for Power Supply Contact Rail of Rail Vehicle

The invention discloses a heating circuit for the power supply contact rail of a rail vehicle, which is electrically connected between the positive pole of the ground DC power supply and one end of the positive pole contact rail, the negative pole of the ground DC power supply and one end of the negative pole contact rail, and the middle part of the positive pole contact rail is electrically connected with the middle part of the negative pole contact rail through the vehicle load; its structural characteristics include an alternating current power UA1 and at least one capacitor, an alternating current power UA1 and a capacitor. The positive contact rail and the negative contact rail form an AC circuit. The invention guarantees the continuous and effective heating effect of the contact rail without affecting the vehicle's power collection from the contact rail and ensuring the normal operation of the vehicle, and has no adverse effect on the power supply circuit of the vehicle, good safety and high driving efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆供电接触轨加热电路
本专利技术属于轨道车辆
，特别涉及一种轨道车辆供电接触轨加热电路。
技术介绍
目前国内外许多轨道车辆，例如中低速磁浮车辆、地铁车辆、轻轨、跨座式单轨等，其外部供电方式采用直流供电方式：正极接触轨供电、负极接触轨回流(也有采用接触网馈电，轨道回流的)，供电电压等级为直流DC1500V或直流DC750V。图1为采用接触轨供电的结构示意图，本专利技术专利不局限于描述此方式，同样适用采用接触网馈电，轨道回流的供电方式，图1仅是示例。各关键部件组成如下：正极接触轨1、负极接触轨2、地面直流电源3、车辆4、轨道梁5、馈电电缆6、车辆负载7。车辆外部供电工作描述如下：所述正极接触轨1与所述负极接触轨2分别安装在所述轨道梁5的左右梁墩两侧，所述地面直流电源3通过所述馈电电缆6给所述正极接触轨1和所述负极接触轨2供电；所述车辆4通过专门的受流设备从所述正极接触轨1取电，然后经过所述车辆负载7、所述负极接触轨2、所述馈电电缆6回到所述地面直流电源3负极，形成完整的电流环路。当出现雨雪冰冻自然天气时，在无防护措施的室外环境下，所述正极接触轨1与所述负极接触轨2较容易结冰，而一旦所述正极接触轨1与所述负极接触轨2结冰，将影响所述车辆4从接触轨上取电，在所述车辆4与所述正极接触轨1和所述负极接触轨2之间产生电拉弧现象，危害行车安全。为了有效降低雨雪冰冻自然灾害对行车的影响，需要设置接触轨加热电路。常用的做法是将所述正极接触轨1和所述负极接触轨2在线路末端短接，其原理如图2所示，利用地面直流电源3(UD＝1500V)、正极接触轨1和负极接触轨2之间形成短路电流，而接触轨本身具有一定的阻抗值Ri(i＝1,2,3,4)，短路电流会在接触轨上产生发热效应从而防止接触轨结冰。上述供电接触轨加热电路主要存在的问题有：1)因供电接触轨自身阻抗值比较小，因而需要较大的短路电流才能产生明显的发热效果，这样地面直流电源将长时间大电流工作，导致馈电电缆及其接头部分发热比接触轨还严重。2)一旦开关K1、K2闭合，地面直流电源与正负极接触轨形成直流加热环路①，那么在接触轨加热除冰这段时间里，车辆将无法从接触轨上取电，也即接触轨加热和行车无法同时满足。3)当接触轨加热停止后，直流加热环路开关K2断开，车辆便可从接触轨上取电以继续运行，但恶劣环境下接触轨可能会再次结冰，这样需要车辆停止工作，以给接触轨再次加热，导致行车效率低下，影响车辆的正常运营。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种轨道车辆供电接触轨加热电路，在不影响车辆从接触轨取电、保证维持车辆正常运行的前提下，通过以高频交流电源、若干电容装置及供电轨道形成交流导通环路，并设计适当的参数以保证接触轨持续有效加热效果，不会对车辆供电回路产生任何不利影响，行车效率高。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种轨道车辆供电接触轨加热电路，地面直流电源正极与正极接触轨一端电连接，地面直流电源负极与负极接触轨一端电连接，正极接触轨中段通过车辆负载与负极接触轨中段电连接；其结构特点是包括交流电源UA1和至少一个电容，交流电源UA1、电容、正极接触轨、负极接触轨形成交流回路。作为一种优选方式，电容的数目为3个且分为第一电容C1、第二电容C2、和第三电容C3，其中第一电容C1接在交流电源UA1与正极接触轨一端之间，第二电容C2接在交流电源UA1与负极接触轨一端之间，第三电容C3接在正极接触轨另一端与负极接触轨另一端之间；第一电容C1和第二电容C2的工作参数相同，以保证接触轨及车辆工作安全性。进一步地，正极接触轨一端、地面直流电源、负极接触轨一端连成的路径上还串接有第一开关K1。进一步地，正极接触轨一端、交流电源UA1、负极接触轨一端连成的路径上还串接有第二开关K2。与现有技术相比，本专利技术在不影响车辆从接触轨取电、保证维持车辆正常运行的前提下，通过以交流电源、若干电容装置及供电轨道形成交流导通环路，并设计适当的参数以保证接触轨持续有效加热效果，不会对车辆供电回路产生任何不利影响，安全性好，行车效率高。附图说明图1为轨道车辆外部接触轨供电工作示意图。图2为现有轨道车辆供电接触轨加热电路原理图。图3为本专利技术一实施例结构示意图。具体实施方式如图3所示，轨道车辆供电接触轨加热电路中，地面直流电源3正极与正极接触轨1一端电连接，地面直流电源3负极与负极接触轨2一端电连接，正极接触轨1中段通过车辆负载7与负极接触轨2中段电连接；包括交流电源UA1和3个电容，交流电源UA1、电容、正极接触轨1、负极接触轨2形成交流回路。电容分为第一电容C1、第二电容C2、和第三电容C3，其中第一电容C1接在交流电源UA1与正极接触轨1一端之间，第二电容C2接在交流电源UA1与负极接触轨2一端之间，第三电容C3接在正极接触轨1另一端与负极接触轨2另一端之间；第一电容C1和第二电容C2的工作参数相同。正极接触轨1一端、地面直流电源3、负极接触轨2一端连成的路径上还串接有第一开关K1。正极接触轨1一端、交流电源UA1、负极接触轨2一端连成的路径上还串接有第二开关K2。车辆负载7看成为由开关Ks、电阻Rs、电感Ls形成的串联支路。正极接触轨1一端与车辆负载7之间的电阻为R1，正极接触轨1另一端与第三电容C3之间的电阻为R2。负极接触轨2一端与车辆负载7之间的电阻为R3，负极接触轨2另一端与第三电容C3之间的电阻为R4。从图3中可以看出，本专利技术中：地面直流电源3(UD＝1500V)依然保持与正极接触轨1、负极接触轨2的电连接关系。高频交流电源UA1通过高压电容C1/C2/C3与正、负极接触轨相连，高压电容C1/C2/C3的存在使得地面直流电源UD和交流电源UA1工作时不会相互影响。地面直流电源3给车辆负载7供电形成直流工作环路①：UD→K1→R1→Ks/Rs/Ls→R3，其电压电流关系如下：ID＝UD/(R1+R3+Rs)高频同步交流电源UA1给正极接触轨1和负极接触轨2提供加热电流，形成交流工作环路②：UA1→K2→C1→R1→R2→C3→R4→R3→C2，ω1为交流电源频率，取值越高，同样电流下高压电容值可设计的越小，其电压电流关系如下：因为直流环路①的阻抗比交流环路②的阻抗大，再加上高频作用，交流电源UA1从直流环路流通的电流较小，可以忽略，这样直流环路①和交流环路②均各自独立工作的，直流环路持续给车辆运行供电，交流环路持续给供电接触轨加热并预防其再次结冰。上面结合附图对本专利技术的实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆供电接触轨加热电路，地面直流电源(3)正极与正极接触轨(1)一端电连接，地面直流电源(3)负极与负极接触轨(2)一端电连接，正极接触轨(1)中段通过车辆负载(7)与负极接触轨(2)中段电连接；其特征在于，包括交流电源UA1和至少一个电容，交流电源UA1、电容、正极接触轨(1)、负极接触轨(2)形成交流回路。

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆供电接触轨加热电路，地面直流电源(3)正极与正极接触轨(1)一端电连接，地面直流电源(3)负极与负极接触轨(2)一端电连接，正极接触轨(1)中段通过车辆负载(7)与负极接触轨(2)中段电连接；其特征在于，包括交流电源UA1和至少一个电容，交流电源UA1、电容、正极接触轨(1)、负极接触轨(2)形成交流回路。2.如权利要求1所述的轨道车辆供电接触轨加热电路，其特征在于，电容的数目为3个且分为第一电容C1、第二电容C2、和第三电容C3，其中第一电容C1接在交流电源UA1与正极接触轨(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓江明，佟来生，李晓春，彭奇彪，罗华军，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43