[实用新型]电力机车及动车组车顶绝缘子热空气清洁系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气化铁路运输系统中普通电力机车和高速动车组的车顶绝缘子污闪故障的防治。

背景技术

随着铁路运输系统电气化比例的不断增加，高速铁路里程的日益增长，环境污染和气候变化给铁路的安全运行带来了严峻的挑战。普通电力机车或高速动车组的车顶绝缘子污闪现象，是常见的电气化铁路弓网故障之一。这些事故不但直接导致各种相关设备的损坏，而且打乱了正常的铁路调度计划，造成了巨大的间接经济损失，严重影响乘客对铁路运输能力的信心。

以往电力机车车顶多采用陶瓷绝缘子，因其表面容易积聚污秽，运行维护成本较高。现在复合材料绝缘子因其表面固有的憎水性而得到了普及。尽管不断发展的高级绝缘子技术、先进的测试手段、严格的运行维护措施等，可以大大降低车顶绝缘子污闪故障的发生机率，但由于严重的空气污染，加上越来越多的电力机车及高速动车组跨多气候区运行，车顶绝缘子污闪事故仍然时有发生。

目前，世界各国对电力机车及高速动车组车顶绝缘子的运行维护措施，仅限于用各种清洁液进行人工或机器清洗。不但劳动强度比较大，而且难于做到随时随地清洗。特别是，我国高速铁路的迅猛发展要求高速动车组能够在各种恶劣的气候条件下长期可靠运行。因此，进一步改进车顶绝缘子的清洁方法，尽可能避免车顶绝缘子污闪事故的发生，是十分必要的。

专利ZL201310728454.6公开了一种电力机车车顶绝缘子高压热空气清洁系统，可以在电力机车或高速动车组运行过程中，对车顶绝缘子进行清洁。但是，由于需要配备空气压缩机和高压罐，一方面占用有限的列车内部空间；另一方面，安装的高压空气管路可能会导致比较大的列车车体结构改变；因此，实施成本较高，难以推广应用。

发明内容

本实用新型设计一种新的电力机车及动车组车顶绝缘子热空气清洁系统，包括两种基本结构形式。第一种基本结构的电力机车及动车组车顶绝缘子热空气清洁系统(下面简称：第一种系统)，主要由空气加热器，电动翻转机构(可选件)，电源控制器构成(见图1)。其中，电动翻转机构可以采用步进电机驱动方式，或其它驱动方式。

第一种系统的电源控制器安装固定在列车内部，通过电缆线控制或驱动位于车顶上面的其它部件(见图2)。空气加热器可以安装固定在车顶上面；也可以通过电动翻转机构，实现活动安装方式。在空气加热器开始工作之前，电动翻转机构应该把它垂直竖起；在空气加热器不工作时，电动翻转机构可以把它水平放倒，从而，降低由它引起的空气阻力(见图3)。

空气加热器可以具有多层(大约2至10层)发热板，发热板表面光滑或表面带有合适的散热片(见图6B)。空气加热器的输入功率，应该根据列车周围环境温度，能够进行分级调节，以便输出所需温度的热空气气流。

当列车开动时，第一种系统应该开始工作。司机手动控制或列车本身自动控制，启动电源控制器；如果配有电动翻转机构，并且空气加热器处于水平放倒的状态，应该首先竖起空气加热器；然后，给空气加热器供电，加热流过空气加热器的多层发热板之间空隙的空气。由于列车向前运动，温度升高后的热空气气流，将会吹到车顶绝缘子表面，防止表面结冰，降低表面湿度，甚至吹掉粘在表面上的污秽物，致使污闪条件难于形成。

当列车短暂停车时，第一种系统虽然可以继续给空气加热器供电，但是，由于列车静止不动，热空气气流不能吹到车顶绝缘子表面。因此，在列车停车的情况下，第一种系统不能有效工作。

第二种基本结构的电力机车及动车组车顶绝缘子热空气清洁系统(下面简称：第二种系统)，主要由空气增压器，驱动电机，电阻加热管，进气口，电动封闭门(可选件)，高压热空气分配器，高压热空气导管，高压热空气喷头，电源控制器构成(见图4)。其中，电动封闭门可以采用步进电机带动齿轮齿条的驱动方式，或其它驱动方式。

第二种系统的电源控制器安装固定在列车内部，通过电缆线控制或驱动位于车顶上面的其它部件(见图5)。驱动电机通过连接轴驱动空气增压器，二者安装到一个固定底板上，封闭在一个壳体内；固定底板可以安装在车顶上面。进气口可以是敞开式，也可以带有电动封闭门；电动封闭门，在空气增压器工作时打开，不工作时关闭，以便降低由进气口引起的空气阻力。电阻加热管与空气增压器的输出口相连接，可以提升高压空气的温度。