[发明专利]一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置

说明书

本发明公开了一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，回流滚筒通过弹簧减震装置和旋转臂安装在机车的底部，当回流滚筒滚动时，牵引电流先是流经滚筒主轴、接地碳刷，再经回流滚筒外层传导至接地第三轨回到牵引变电所的负极，实现工作接地；本发明能有效改善动车组车轨环流的现状、抑制杂散电流对钢轨的电化腐蚀和对其他电气设备的干扰，轻量化设计符合回流电压的技术标准、同时不耗费更多材料，减震措施能保证回流的可靠性。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置。

背景技术

牵引供电系统由牵引变电所、回流线、接触网、机车及钢轨等组成，牵引电流由牵引变电所上述路径流回变电所。钢轨作为牵引供电系统的组成部分之一，除了作为机车的走行轨之外，还兼做牵引供电网络的回流导体。

由于动车组时刻处于运动状态，与电力系统接地相比较存在特殊性，其研究与优化的困难性也大大增加。根据作用的不同，动车组的接地系统可以划分为工作接地和保护接地：工作接地为动车组牵引电流提供回流路径；保护接地将车体通过接地线、接地碳刷、轮对与钢轨连接，为车载弱电设备提供公共参考地电位。不合理的接地方式会造成不同接地点出现电压差，形成车轨局部环流，该电流泄漏到轴承箱引起轴承箱异常发热和电化腐蚀；并且当发生雷击或者操作过电压时，会导致车体电位抬升，严重威胁车内人员的人身安全。

钢轨与大地并联形成回路，是电气化铁路中普遍采用的回流路径。由于钢轨与大地无法做到完全绝缘，因此会有一部分电流在回流过程中泄漏到大地。根据土壤性质有一部分电流会流经过大地重新流回钢轨，并通过钢轨流到牵引变电所负极而返回到牵引变电所；另一部分则流入大地形成大地电流，这部分电流称为杂散电流。杂散电流从钢轨泄漏至大地的过程中，钢轨刚好处于电化学腐蚀的阳极区，极易造成腐蚀破坏，道钉、埋地金属结构等附件也极易被腐蚀，大大缩短金属结构的寿命，导致严重的经济损失；杂散电流在机车取流点附近通过轨-地间的横向过渡导纳泄入大地，在回流点附近将重新进入钢轨，返回电源的接地端，会在机车受流点和回流点附近钢轨中产生明显的钢轨对地电位，有可能会对乘客、线路维护人员和设备造成伤害。

目前，鲜少有对接地回流采用的接地装置进行研究，受流装置针对27.5kV电压等级的接触网设计，而轮对与钢轨的回流点的电压等级往往是百伏级以下，如果将受流装置的结构直接用于回流接地，会造成材料利用不充分且不符合该电压等级。因此，为了保证高速铁路的安全运营，需要提出一种新的解决方案—一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，通过增加一条并列于钢轨的专用回流轨用于工作接地，与保护接地隔离开，能有效避免形成车轨环流，同时抑制杂散电流侵蚀钢轨的程度；且配套使用的回流装置符合轻量化设计标准，满足回流产生的电压标准，同时保证回流的可靠性。

发明内容

针对目前技术中存在的问题，本发明提供一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置。

本发明的一种适用于轨道交通接地第三轨的轻量化接地回流装置，结构为：固定座通过回流装置主轴与机车底部连接，位于固定座底部两侧的侧面支架限制所有构件的位置；弹簧固定板通过四个支撑装置与固定座相连接。

两个弹簧减震装置一端的小套筒通过紧固螺钉限位于弹簧固定板底部，另一端的大套筒活动的穿一根减震弹簧限位轴；弹簧减震装置由压缩筒和活塞杆组成，压缩筒和弹簧挡板之间的活塞杆上套装有减震弹簧。

两个转动臂的旋转中心固定于侧面支架上的转轴上，转动臂的一端穿过减震弹簧限位轴，再由限位装置固定，另一端连接回流滚筒，再由滚筒限位环固定。

回流滚筒的回流滚筒外层通过轴承围绕着滚筒主轴自由旋转，滚筒主轴上安装多个接地碳刷，接地碳刷滚动连接回流滚筒外层；回流滚筒外层与接地第三轨滚动接触。

当回流滚筒滚动时，牵引电流先是流经滚筒主轴、接地碳刷，再经回流滚筒外层传导至接地第三轨回到牵引变电所的负极，达到工作接地的目的。