具体实施方式
如图1所示,本实用新型嵌地式接触轨供电***包括多条导电轨210和多条绝缘轨220,该多条导电轨210、多条绝缘轨220间隔布置在嵌地式支架(图中未示出)上,该嵌地式支架由多段支架构件组成,该嵌地式支架埋入地面安装(该嵌地式支架上端面与地面齐平)且位于列车行走的两条走行轨10之间(例如正中间位置),该多条导电轨210、多条绝缘轨220的上表面露于地面外,该多条导电轨210由上网配电***控制得电和失电,从而使得列车正在通过的导电轨210得电而为列车提供电能以及列车未通过和已通过的导电轨210失电。在本实用新型中,嵌地式支架及其上的导电轨210、绝缘轨220,以及它们之间的连接附件统称为接触轨。
在本实用新型中,嵌地式支架采用机械强度高、绝缘性能好的材质,嵌地式支架的每个支架构件内设置了多个槽孔,这些槽孔用于安装相应电路以及敷设各种电缆。导电轨210和绝缘轨220采用一条导电轨、一条绝缘轨、一条导电轨、一条绝缘轨、……这种间隔方式设置在嵌地式支架上,绝缘轨220用于将其两侧的导电轨210绝缘隔离开来,起到每条导电轨可单独安全供电的作用。导电轨210、绝缘轨220的长度视实际工程的需求确定。
上网配电***包括多个导电轨配电***,每条导电轨210相应配置有一个该导电轨配电***。如图2,每个该导电轨配电***包括列车位置信息接收处理单元32、控制单元31、转换单元33、列车位置环形感应电路35,该控制单元31的信号输入输出端与该列车位置信息接收处理单元32的输入输出端连接,该控制单元31的控制端与该转换单元33的控制端连接,该转换单元33的电源正输入端、接地端经由电缆连接箱50分别与牵引变电所60的电源正端、接地端连接,该转换单元33的输出端与相应的导电轨210连接,走行轨10通过均流电缆40经由该电缆连接箱50与该牵引变电所60的电源负端连接,该列车位置信息接收处理单元32的检测信号端与该列车位置环形感应电路35连接,该列车位置环形感应电路35安装在相应的导电轨210下的支架构件的槽孔内,该列车位置环形感应电路35用于与安装在列车设定位置处的前、后受流器(图中未示出)旁的车载天线(图中未示出)进行通讯,使得列车正在通过该列车位置环形感应电路35上方的导电轨210(指列车设定位置处的前或/和后受流器正在通过的导电轨)时,该列车位置环形感应电路35能够感测到列车正在通过该导电轨210,从而经由该控制单元31对该转换单元33的控制来使该导电轨210得电。
如图2,转换单元33可为直流双位置接触器,该直流双位置接触器的常开触点332(即K1)的两端分别与牵引变电所60的电源正端、相应的导电轨210连接,该直流双位置接触器的常闭触点333(即K2)的两端分别与牵引变电所60的接地端、相应的导电轨210连接,该常开触点332和常闭触点333相接的导电轨为同一条导电轨,该直流双位置接触器的线圈331两端分别与控制单元31的控制端连接。
如图2,直流双位置接触器的常开触点332一端与牵引变电所60的电源正端之间还可连接有断路器34(例如直流塑壳断路器),该断路器34的分励脱扣器由控制单元31控制,控制单元31与外部监控中心70连接。除了通过列车行走位置来控制导电轨210得失电外,还可通过控制单元31对断路器34的控制或通过断路器34自身的切断来实现对导电轨210得失电的控制。
前、后受流器的安装位置应与导电轨210在两条走行轨10间的位置相对应。为了使列车在行走过程中始终能够得到电力支持,安装在列车上的前、后受流器间的距离应大于相邻的两条导电轨210间的间距,这样,在列车行走过程中,即使列车跨越绝缘轨时,前、后受流器中也总有一个会与一条导电轨210接触,也就是说,总会有一条导电轨210为列车提供电能(直流电),使列车正常行驶。较佳地,前、后受流器安装在列车中间部位的一个车厢底部上,这样,更加确保了列车前后方的导电轨不带电,不会对穿越导电轨的行人和车辆的安全造成威胁。
在实际实施中,如图1,嵌地式支架中相邻两段支架构件在绝缘轨220下方连接;两个导电轨配电***中的列车位置信息接收处理单元32、控制单元31、转换单元33设置在一个上网配电箱30内,该上网配电箱30分别对两条导电轨210的电能进行控制;该两条导电轨210间仅相隔一条绝缘轨220,该两条导电轨210分别对应的支架构件间通过连接盒230连接,该连接盒230用于将上网配电箱30上的相应电缆引入该支架构件的相应槽孔内;该两条导电轨210与仅相隔一条绝缘轨220的其他导电轨210分别对应的支架构件间通过连接件240连接。
在本实用新型中,连接盒230的作用为:第一,连接支架构件;第二,牵引电缆(例如,直流馈线电缆、控制电缆、辅助电源电缆、通信电缆等),各种电缆在连接盒230内通过“T”型电缆接头引入、引出。连接件240的作用主要为连接支架构件,连接件240只有相关电缆穿越,但没有电缆引入或引出结构。
在实际应用中,电缆连接箱50埋入地面安装且安装在走行轨10的外侧。上网配电箱30埋入地面安装。上网配电箱30安装在走行轨10的外侧,或者安装在走行轨10与嵌地式支架之间。
在实际应用中,一般需要为列车设置上行和下行走行轨道,如图1,上行、下行走行轨道可以分别由一个本实用新型嵌地式接触轨供电***供电。上、下行走行轨道的电缆连接箱50之间的相应电缆可互相连接。对应牵引变电所60的位置,上、下行走行轨道的四条走行轨10通过一条均流电缆40连接起来,并通过一点引出至牵引变电所60的电源负端,从而使走行轨10与导电轨210之间构成直流回流回路。
本实用新型的工作原理为:
以下所说列车运行位置是以列车上的受流器位置衡量的,例如,列车驶入第N条导电轨是指列车上的前受流器驶入该第N条导电轨,列车正在第N条导电轨上行进是指列车上的前、后受流器均在该第N条导电轨上,列车刚驶入第N+1条导电轨(下一条导电轨)是指列车上的后受流器还位于该第N条导电轨上而前受流器已驶入该第N+1条导电轨,列车完全驶进第N+1条导电轨是指列车上的前、后受流器均离开原来的那第N条导电轨而位于该第N+1条导电轨上。
每条导电轨210下方的列车位置环形感应电路35实时检测、接收列车位置信息。以第N条导电轨得失电过程为例进行说明。
当列车驶入第N条导电轨210时,该列车上的前受流器位于该第N条导电轨210上,与该第N条导电轨210接触,该第N条导电轨210下方的列车位置环形感应电路35通过前受流器旁的车载天线而感测到列车已开始行驶在该第N条导电轨210上,从而列车位置环形感应电路35将列车行驶信号经由第N条导电轨对应设置的导电轨配电***中的列车位置信息接收处理单元32处理后传送给控制单元31,控制单元31通过控制线圈331得电而使常开触点332和常闭触点333动作,常开触点332闭合,常闭触点333打开,牵引变电所60向该第N条导电轨210供电,该第N条导电轨210经由前受流器向该列车供电。
当列车完全行驶在该第N条导电轨210上(前、后受流器全部位于该第N条导电轨210上)以及列车刚驶入第N+1条导电轨(即下一条导电轨)(只有后受流器位于该第N条导电轨210上)时,由于该第N条导电轨下方的列车位置环形感应电路35仍然可以感测到车载天线发送的列车行驶信号(前、后受流器全部位于该第N条导电轨210上时可同时接收到两个车载天线发送的信号;只有后受流器位于该第N条导电轨210上时可接收到后受流器旁的车载天线发送的信号),因此,控制单元31继续使线圈331得电,常开触点332和常闭触点333不动作,该第N条导电轨210继续得电,向该列车供电。需要说明的是,列车刚驶入第N+1条导电轨时,第N条导电轨和第N+1条导电轨同时处于得电状态,向列车供电。
当列车完全驶进第N+1条导电轨时,该第N条导电轨下的该列车位置环形感应电路35无法感测到列车,将无列车行驶信号传送给控制单元31,控制单元31使线圈331失电,常开触点332和常闭触点333动作,常开触点332打开,常闭触点333闭合,该第N条导电轨210失电(该第N条导电轨210接地),此时,第N+1条导电轨得电而向列车供电。
由于前、后受流器安装在列车中间部位的一个车厢底部上,因此,带电的导电轨总是位于列车下方,而列车前后方的导电轨总是处于不带电的状态,从而确保了行人和车辆安全穿越导电轨。
例如,当上网配电箱30内部元件间发生短路、导电轨与牵引变电所60的电源负端间发生短路等故障时,本实用新型中的断路器34可自身跳闸,以使相应导电轨210立即失电,确保安全。又例如,当因其他原因需要导电轨紧急断电时,外部监控中心70可向相应导电轨配电***中的控制单元31发送命令,控制单元31通过对断路器34的切断控制而使相应导电轨210立即失电,确保行人、车辆安全穿越导电轨。
在本实用新型中,列车位置信息接收处理单元32、控制单元31、列车位置环形感应电路35等均为熟知电子技术,在这里不再详细描述。
本实用新型的优点是:
本实用新型嵌地式接触轨供电***是一种新型的城市轨道交通供电方式,不仅适用于封闭式和非封闭式的线路,而且还适用于非封闭式且对景观要求比较严格的城市轨道交通线路。
由于本实用新型中的电缆连接箱、上网配电箱、电缆等带电设施埋入地面安装,且导电轨只在列车经过时才带电而没有列车经过时不带电,因此,本实用新型可以用在非封闭式线路中,可以实现人车混行,对城市其他交通没有影响,且景观效果非常好。