一种跨座式单轨车辆集电系统
阅读说明：本技术 一种跨座式单轨车辆集电系统 (Straddle type monorail vehicle power collection system ) 是由 李辉光 范加尉 罗唐 刘东亮 谢勇 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种跨座式单轨车辆集电系统,包括第一绝缘支架、第二绝缘支架、第一转向架构架、第一组供电轨、第一组集电靴、第二组供电轨、第二组集电靴,所述第一组供电轨、第二组供电轨通过绝缘支架安装在的轨道梁的两侧,在轨道梁同侧极性相反,具有满足电气绝缘间隙要求的高度差,集电靴分别从相应的供电轨取流,并联经电路保护装置后汇入车辆分线箱,本发明不仅满足单轨车辆的供电轨极性转换要求,无需设置无电区,同时简化了车辆的供电系统控制。(The invention discloses a straddle type monorail vehicle current collection system which comprises a first insulating support, a second insulating support, a first steering frame framework, a first group of power supply rails, a first group of collector shoes, a second group of power supply rails and a second group of collector shoes, wherein the first group of power supply rails and the second group of power supply rails are arranged on two sides of a track beam through the insulating supports, the polarities of the same sides of the track beam are opposite, the height difference meeting the requirement of an electrical insulation gap is formed, the collector shoes respectively take current from the corresponding power supply rails and are connected in parallel and converged into a vehicle junction box through a circuit protection device.)
技术领域
本发明涉及车辆牵引供电技术领域，尤其涉及一种用于单轨车辆的集电系统。
背景技术
相比于地铁系统，跨座式单轨具有振动噪声小、线路适应性强、建设周期短的优点，在国内外得到广泛应用。跨座式单轨车辆一般采用直流第三轨供电，供电轨安装在轨道梁上，减小了对城市景观的影响。
目前跨座式单轨系统采用在轨道梁两侧等高设置一组供电轨，车辆安装一组集电靴，通过靴轨接触受流，供电轨沿线路的极性不能改变，只能满足车辆的单向行驶。为满足采用八字线出入或调头行驶减少偏磨的运行要求，供电轨沿线路的极性需要发生转换；为满足车辆的用电要求，需要设置一段无电区，并在车辆增加供电控制装置以适应供电轨的极性转换，降低了运营效率，增加了控制难度和制造成本。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种跨座式单轨车辆集电系统，安全、简便地解决线路运行中需要供电轨极性转换的问题，满足车辆的用电要求。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种跨座式单轨车辆集电系统，包括供电轨、集电靴和车辆分线箱，根据供电轨极性转换需要灵活布置供电轨，集电靴从相应的供电轨取流后汇入车辆分线箱，通过车辆分线箱向车辆提供牵引和辅助供电。在需要供电轨极性转换处重新布置一组供电轨，该组供电轨与既有供电轨沿轨道梁纵向可以搭界或部分重叠，在轨道梁同侧极性相反。所述集电靴与供电轨的位置对应，从相应的供电轨取流进入车辆高压分配箱。当既有供电轨关于轨道梁对称安装时，新供电轨与既有供电轨沿轨道梁高度方向错开，高度差满足电气绝缘间隙要求。当既有供电轨沿轨道梁高度方向错开安装时，新供电轨与既有供电轨沿轨道梁高度方向对称安装。具体地：
包括第一绝缘支架、第二绝缘支架、第一转向架构架、第一组供电轨、第一组集电靴、第二组供电轨、第二组集电靴，所述第一组供电轨包括第一组正极供电轨和第一组负极供电轨，所述第一组集电靴包括第一组正极集电靴和第一组负极集电靴，所述第二组供电轨包括第二组正极供电轨和第二组负极供电轨，所述第二组集电靴包括第二组正极集电靴和第二组负极集电靴。
在不需要供电轨极性转换的线路上布置第一组供电轨，所述第一组正极供电轨、第一组负极供电轨通过第一绝缘支架安装在的轨道梁的两侧。
在需要供电轨极性转换的线路上布置第二组供电轨，所述第二组正极供电轨、第二组负极供电轨通过第二绝缘支架安装在的轨道梁的两侧。
所述第一组正极供电轨、第二组负极供电轨位于轨道梁的同一侧，所述第一组负极供电轨、第二组正极供电轨位于轨道梁的同一侧。
所述第一组正极集电靴、第一组负极集电靴、第二组正极集电靴和第二组负极集电靴通过高度可调的支架安装在第一转向架构架上。
在不需要供电轨极性转换的线路上，所述第一组正极集电靴通过弹性件将集电靴碳刷压紧在第一组正极供电轨上取电流，所述第一组负极集电靴通过弹性件将集电靴碳刷压紧在第一组负极供电轨上取电流。
在需要供电轨极性转换的线路上，所述第二组正极集电靴通过弹性件将集电靴碳刷压紧在第二组正极供电轨上取电流，所述第二组负极集电靴通过弹性件将集电靴碳刷压紧在第二组负极供电轨上取电流。
所述第一组正极集电靴、第二组正极集电靴与车辆分线箱的正极输入端连接，所述第一组负极集电靴、第二组负极集电靴与车辆分线箱的负极输入端连接。
优选的：所述第一组正极集电靴通过熔断器一与车辆分线箱的正极输入端连接，第二组正极集电靴通过熔断器二与车辆分线箱的正极输入端连接。
优选的：所述第一组正极供电轨、第一组负极供电轨关于轨道梁对称安装时，所述第二组正极供电轨、第二组负极供电轨关于轨道梁对称安装。或者所述第一组正极供电轨、第一组负极供电轨沿轨道梁高度方向错开安装时，所述第二组正极供电轨、第二组负极供电轨沿轨道梁高度方向错开安装。
优选的：在需要供电轨极性转换的线路上，所述第一组供电轨、第二组供电轨部分重叠，且所述第一组供电轨、第二组供电轨沿轨道梁高度方向错开，高度差满足电气绝缘间隙要求。
优选的：所述第一组正极供电轨、第一组负极供电轨、第二组正极供电轨、第二组负极供电轨均为钢铝复合轨。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
本发明通过供电轨和集电靴的合理设置和配合，解决线路运行中要求供电轨极性转换的问题，保证车辆的用电要求；通过不同转向架集电电路并联进入高压分配箱和熔断器的设置，保证车辆供电的冗余性和安全性。线路无需设置无电区，降低了车辆的供电系统控制难度和制造成本。
附图说明
图1是本发明实施例的集电靴和供电轨的布置示意图；
图2是本发明实施例的车辆供电示意图；
图3是本发明实施例的供电轨布置示意图；
图4为本发明实施例的供电轨布置侧视图；
图中：1-轨道梁；2-第一组正极供电轨；3-第一组负极供电轨；4-第二组正极供电轨；5-第二组负极供电轨；6-第一绝缘支架；7-第一组正极集电靴；8-第一组负极集电靴；9-第二组正极集电靴；10-第二组负极集电靴；11-第一转向架构架；12-第三组正极集电靴；13-第三组负极集电靴；14-第四组正极集电靴；15-第四组负极集电靴；16-熔断器一；17-车辆分线箱；171-正极输入端；172-负极输入端；173-正极输出端；174-负极输出端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种跨座式单轨车辆集电系统，根据列车运行要求，在需要供电轨极性转换处沿轨道梁重新布置供电轨，与既有供电轨在轨道梁同侧极性相反，具有满足电气绝缘间隙要求的高度差。车辆每个转向架设置集电靴，与上述供电轨的位置对应。集电靴分别从相应的供电轨取流，并联经电路保护装置后汇入高压分配箱，通过高压分配箱向车辆提供牵引和辅助供电。因此在不需要供电轨极性转换的线路，每个转向架可只安装一组集电靴；在需要供电轨极性转换的线路，每个转向架安装两组集电靴。集电靴通过高度可调的支架安装在转向架构架上，通过弹性件将集电靴碳刷压紧在对应的供电轨上取流，在不同载荷工况下集电靴始终与供电轨有足够的接触面积。如图1所示，包括第一绝缘支架6、第二绝缘支架、第一转向架构架11、第一组供电轨、第一组集电靴、第二组供电轨、第二组集电靴，所述第一组供电轨包括第一组正极供电轨2和第一组负极供电轨3，所述第一组集电靴包括第一组正极集电靴7和第一组负极集电靴8，所述第二组供电轨包括第二组正极供电轨4和第二组负极供电轨5，所述第二组集电靴包括第二组正极集电靴9和第二组负极集电靴10。
在不需要供电轨极性转换的线路上布置第一组供电轨，所述第一组正极供电轨2、第一组负极供电轨3通过第一绝缘支架6安装在的轨道梁1的两侧。
在需要供电轨极性转换的线路上布置第二组供电轨，所述第二组正极供电轨4、第二组负极供电轨5通过第二绝缘支架安装在的轨道梁1的两侧。
如图3、4所示，所述第一组正极供电轨2、第二组负极供电轨5位于轨道梁1的同一侧，所述第一组负极供电轨3、第二组正极供电轨4位于轨道梁1的同一侧。
所述第一组正极集电靴7、第一组负极集电靴8、第二组正极集电靴9和第二组负极集电靴10通过高度可调的支架安装在第一转向架构架11上。
在不需要供电轨极性转换的线路上，所述第一组正极集电靴7通过弹性件将集电靴碳刷压紧在第一组正极供电轨2上取电流，所述第一组负极集电靴8通过弹性件将集电靴碳刷压紧在第一组负极供电轨3上取电流。在需要供电轨极性转换的线路上，所述第二组正极集电靴9通过弹性件将集电靴碳刷压紧在第二组正极供电轨4上取电流，所述第二组负极集电靴10通过弹性件将集电靴碳刷压紧在第二组负极供电轨5上取电流。在不同载荷工况下集电靴始终与供电轨有足够的接触面积。
第一组供电轨、第二组供电轨沿轨道梁纵向搭界或部分重叠，在轨道梁高度方向对称，在轨道梁同侧极性相反，实现供电轨极性转换。同时所述第一组供电轨、第二组供电轨沿轨道梁1高度方向错开，高度差满足电气绝缘间隙要求。
所述第一组正极供电轨2、第一组负极供电轨3关于轨道梁1对称安装时，所述第二组正极供电轨4、第二组负极供电轨5关于轨道梁1对称安装；或者所述第一组正极供电轨2、第一组负极供电轨3沿轨道梁1高度方向错开安装时，所述第二组正极供电轨4、第二组负极供电轨5沿轨道梁1高度方向错开安装。高度差满足电气绝缘间隙要求。
如图2所示，所述第一组正极集电靴7通过熔断器一16与车辆分线箱17的正极输入端连接，第二组正极集电靴9通过熔断器二与车辆分线箱17的正极输入端连接，所述第一组负极集电靴8、第二组负极集电靴10与车辆分线箱17的负极输入端连接。第一组正极集电靴7和第二组正极集电靴9分别从相应的正极供电轨取电流，经过熔断器后汇聚，然后进入车辆分线箱17的正极输入端171，第一组负极集电靴8、第二组负极集电靴10分别从相应的负极供电轨取流后汇聚，然后进入车辆分线箱17的负极输入端172。一组集电靴串联一个熔断器。当电流迅速增加或电流过大时，熔断器断开，防止因电流过大而烧毁电路。
同一转向架上的集电电路并联，经过汇流点进入所述车辆分线箱17；同一车辆两个转向架的集电电路并联进入车辆分线箱17，保证车辆的供电冗余。通过车辆分线箱17向车辆提供牵引和辅助供电。
所述第一组正极供电轨2、第一组负极供电轨3、第二组正极供电轨4、第二组负极供电轨5均为钢铝复合轨。
车辆第二转向架构架上的第三组正极集电靴12、第三组负极集电靴13、第四组正极集电靴14、第四组负极集电靴15安装和取流方式与第一转向架构架11相同，与第一转向架构架11上的取流电路并联进入车辆分线箱17的正极输入端和负极输入端。当一个转向架的供电丢失时，另一个转向架的供电仍能保证车辆的正常用电。
外部供电进入车辆分线箱17后，经车辆分线箱17的正极输出端173和负极输出端174向车辆提供牵引和辅助供电。
本发明通过供电轨和集电靴的设置和配合，满足需要采用八字线出入或调头行驶的单轨车辆的供电轨极性转换要求，无需设置无电区，同时简化了车辆的供电系统控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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