CN111086391B - 一种双供电制式旅游轨道交通系统 - Google Patents

Abstract

一种双供电制式旅游轨道交通系统，以适应长大旅游轨道交通线路的供电、观景和旅行速度需求，最大程度地减少旅游轨道交通系统对沿线自然景观的破坏，提高旅游列车游览体验。包括列车和由明线段、隧道段旅游轨道交通系统。列车车体内设置为其在明线段上行驶提供电力的蓄电池组或超级电容包，并在车体顶部设置在隧道段内直接从接触网取流的受电弓，且配置适应列车运行中升降需求的缓冲装置。明线段仅敷设轨道结构，线路旁侧不设置任何立柱和供电线，由列车自行提供行驶动力。隧道段内于隧道顶部架设接触网，在隧道段出入口处设置接触网受流切换装置，列车以正常速度驶入隧道段后其受电弓经由接触网受流切换装置与接触网平稳接触，由接触网提供列车行驶电力，并为蓄电池组或超级电容包快速充电提供电力。

Description

一种双供电制式旅游轨道交通系统

技术领域

本发明涉及轨道交通系统，特别涉及一种双供电制式旅游轨道交通系统。

背景技术

目前，轨道交通系统的供电方式通常有接触式供电（接触网供电、接触轨供电）、非接触式供电（蓄电池或超级电容供电、地面供电）。采用接触式供电方式的轨道交通系统，通常是全线拉通设置，无论线路的路基地段、桥梁段还是隧道地段，都会在轨旁架设安装立柱，沿线拉通布置带高压的接触线和接触轨，影响明线地段的观景效果，不利于环境保护，且存在一定的高压危险性；此系统运行过程中受电弓/接触网或受电靴/接触轨均一直处于接触状态，无列车运行中升降弓/靴的冲击状态。非接触式供电的轨道交通系统，目前常见的是有轨电车系统，为适应城市内的短距离运输和市内景观，取消了运行区间的“蜘蛛网”“状的接触网，利用车载蓄电池或超级电容提供动力，在车站停车时间利用受电弓和接触网受流进行快速的充电；列车要先实现充电，需保证列车在停车状态下进行升降弓操作。无论是接触式供电、还是非接触式供电，全线都是采用同一种型式，且均无运行过程中的升降弓/靴动作。

对于旅游轨道交通系统而言，长大运距、自然环保、观景无遮挡等工程需求，都对供电制式的选择提出了限定条件。长大运距的旅游交通线路，因站间距较大，单纯的非接触式供电可提供的电能，很难满足单个运行区间的用电需求；且在单个区间内，不允许车辆停车充电；全线拉通的接触式供电方式，因安装立柱、“蜘蛛网”状的接触网或一直拉通的接触轨，都将分割自然景观、影响环保，对观景形成一定的遮挡。可见，既有的接触式供电和非接触式供电型式，对于长大旅游轨道交通线路的适应性略差，急需一种新型供电方式的引入。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双供电制式旅游轨道交通系统，以适应长大旅游轨道交通线路的供电、观景和旅行速度需求，最大程度地减少旅游轨道交通系统对沿线自然景观的破坏，提高旅游列车游览体验。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种双供电制式旅游轨道交通系统，包括列车和由明线段、隧道构成的段旅游轨道交通系统，其特征是：所述列车车体内设置为其在明线段上行驶提供电力的蓄电池组或超级电容包，并在车体顶部设置在隧道段内直接从接触网取流的受电弓，且配置适应列车运行中升降需求的缓冲装置；所述明线段仅敷设轨道结构，线路旁侧不设置任何立柱和供电线，由列车自行提供行驶动力；所述隧道段内于隧道顶部架设接触网，在隧道段出入口处设置接触网受流切换装置，列车以正常速度驶入隧道段后其受电弓经由接触网受流切换装置与接触网平稳接触，由接触网提供列车行驶电力，并为蓄电池组或超级电容包快速充电提供电力；

所述接触网受流切换装置包括橡胶走行轮和走行轨道板，橡胶走行轮左右对称固定安装在受电弓顶部的碳滑板之间；所述走行轨道板固定安装在隧道内顶支架的下端，且相对于列车纵向中线左右对称布置，与橡胶走行轮相对应；

所述走行轨道板在纵截面上由外而内由弧形过渡段、直线段构成，直线段与架设于隧道顶部的接触网的前端在水平方向具有重合区域；所述橡胶走行轮与走行轨道板直线段相接触时，碳滑板顶部与接触线底面位于同一平面上；

所述接触网由带电区段和不带电区段组成，其中不带电区段布置于隧道洞口。

本发明的有益效果是，列车采用蓄电池/超级电容和接触网的双制式供电，可适应长大旅游交通线路长大区间的供电需求、观景需求和旅行速度需求。在明线段由蓄电池组或超级电容包提供行驶提供电力，无需架设接触网，可最大程度地减少旅游轨道交通系统对沿线自然景观的破坏，且不影响观景体验，满足全线的观景需求；在隧道段内架设接触网，由接触网为列车行驶提供电力，并为蓄电池组或超级电容包快速充电，满足全线的供电需求，大幅度节省线路建设成本，节省运营期间的维护工作量；接触网受流切换装置结构简单，切换过程平稳、准确、可靠，可有效消除受电弓和接触网在初期接触受流阶段产生的冲击、拉弧现象，实现列车的不停车升降弓需求，以满足全线的旅行速度要求。

附图说明

本说明书包括如下十一幅附图：

图1是本发明一种双供电制式旅游轨道交通系统的正视图，隧道段，列车由接触网供电，并对蓄电池或超级电容进行充电；

图2是本发明一种双供电制式旅游轨道交通系统的正视图，明线段，列车由蓄电池或超级电容供电；

图3是本发明一种双供电制式旅游轨道交通系统隧道区段的俯视图；

图4是本发明一种双供电制式旅游轨道交通系统隧道区段的纵断面图；

图5是本发明一种双供电制式旅游轨道交通系统隧道区段的横断面图；

图6是图5中A局部的放大图；

图7是本发明一种双供电制式旅游轨道交通系统中接触网受流切换装置的结构示意图；

图8至图12是本发明一种双供电制式旅游轨道交通系统动力切换过程示意图；

图中示出构件和对应的标记：明线段L1、隧道段L2、列车10、受电弓11、橡胶走行轮12、碳滑板13、接触网20、接触网受流切换装置30、走行轨道板31、立柱32、安装板33。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1、图2、图3和图4，本发明的一种双供电制式旅游轨道交通系统，包括列车10和由明线段L1、隧道段L2构成的旅游轨道交通系统。所述列车10车体内设置有为其在明线段L1上行驶提供电力的蓄电池组或超级电容包，车体顶部设置有为其在隧道段L2内从接触网平稳取流的受电弓11，受电弓11上配置有可适应列车运行中升降需求的橡胶走行轮12。所述隧道段L2内于隧道顶部架设接触网20，接触网20设置有隧道洞口处的无电区段和隧道内的带电区段，在受电弓11上和隧道段L2入口处设置接触网受流切换装置30。列车10在驶入隧道段L2之前，提前升起需受流的受电弓11，保持车速驶入隧道段L2，同时受电弓11经由接触网受流切换装置30与接触网20无电区段接触，待机械接触平稳后，且受电弓进入接触网带电区段，列车车内主断开关进行电气切换，切掉蓄电池组或超级电容包的供电，导通受电弓的供电，由接触网20提供行驶电力，并同时给列车10的蓄电池组或超级电容包快速充电。列车10在驶出隧道段L2之前，列车车内主断开关先进行电气切换，切掉受电弓11的供电，导通蓄电池组或超级电容包的供电，待受电弓11进入隧道出口处的无电区段，收起受电弓11，保持车速驶出隧道段L2。

本发明为适应大旅游轨道交通线路的供电和观景需求，提供了一种新型的双供电制式，综合既有接触式供电和非接触式供电的特性，并进行受电弓/靴在列车运行过程中的升降技术改进。即是在线路的明线段L1（路基和桥梁地段），利用蓄电池或超级电容供电；在隧道段L2利用隧道内顶的接触网20进行供电，并同时也为蓄电池或超级电容充电，且在隧道洞口通过一种新型的接触网受流切换装置30完成列车10运行过程中的受电弓11升降操作。这样既能保证全线的列车供电需求、观景需求，最大程度保护环境；亦可以保证全线的旅行速度需求，提高旅游列车游览体验。

该旅游轨道交通系统采用蓄电池或者超级电容包、接触网双供电模式，在明线段L1行驶时由蓄电池组/超级电容包提供电力，受电弓11收起，线路仅需敷设轨道结构，线路旁侧无需设置任何立柱和供电线；在隧道段L2行驶时由接触网提供电力，通过接触网受流切换装置30实现列车不停速情况下的受电弓升弓和接触网不带电区段的弓网平稳接触，再由主断开关接通接触网带电区段的受电弓取流供电，切断蓄电池组/超级电容包的供电，从而实现隧道内外两种供电模式的切换。

该旅游轨道交通系统的两种供电模式，很好地满足了旅游轨道交通明线段的观景无阻挡、自然景观破坏小、长大线路区间充足供电、旅行速度不降低的需求。在明线段由蓄电池组或超级电容包提供行驶提供电力，无需架设接触网，可最大程度地减少旅游轨道交通系统对沿线自然景观的破坏，且不影响观景体验，满足全线的观景需求；在隧道段内架设接触网，由接触网为列车行驶提供电力，并为蓄电池组或超级电容包快速充电，满足全线的供电需求，大幅度节省线路建设成本，节省运营期间的维护工作量；接触网受流切换装置结构简单，切换过程平稳、准确、可靠，可有效消除受电弓和带电接触网在初期接触受流阶段产生的冲击、拉弧现象，实现列车的不停车升降弓需求，满足全线的旅行速度要求。

参照图7和图10、图12，所述接触网受流切换装置30包括橡胶走行轮12和走行轨道板31，橡胶走行轮12左右对称固定安装在受电弓11顶部外侧碳滑板13之间。所述走行轨道板31固定安装在隧道L2内支架的下端，且相对于列车纵向中线左右对称布置，与橡胶走行轮12相对应。所述走行轨道板31在纵截面上由外而内由弧形过渡段、直线段构成，直线段与架设于隧道顶部的接触网20的前端在水平方向具有重合区域。架设于隧道顶部的接触网20由带电区段和不带电区段组成，其中不带电区段布设在隧道洞口，主要用于实现受电弓11和接触网20的平稳机械接触过渡，以避免在隧道洞口出现带电情况下的拉弧和冲击情况。受电弓11主体结构与现有列车受电弓相同，主体由弓头、上臂、下臂、平衡杆、拉杆(下导杆)和底架组成，弓头组装包括碳滑板13、弓角、弓头顶管和悬挂件；碳滑板13的高度和与接触网之间的接触压力可通过上臂、下臂、平衡杆来协调完成。受电弓11上配置有可适应列车运行中升降需求的橡胶走行轮12，橡胶走行轮12安装在弓头顶管上；在列车进入隧道段L2之前，受电弓将提前完成升弓操作，待橡胶走行轮12接触到走行轨道板31后，带动受电弓碳滑板13高度平滑下降，实现与受电弓11和接触网20不带电区段的平稳接触；随后受电弓11再平稳滑入接触网20带电区段，实现隧道段L2内的接触网正常受流。

参照图8，所述橡胶走行轮12与走行轨道板31直线段相接触时，碳滑板13顶部接触线与接触网20底面位于同一平面上，切换过程平稳、准确、可靠，可有效消除受电弓和接触网在初期接触受流阶段产生的冲击、拉弧现象。

参照图11，列车10即将进入隧道段L2前，受电弓11顶端碳滑板13高于接触网20。随着列车10驶入隧道段L2，橡胶走行轮12与走行轨道板31的弧形过渡段相接触，受电弓11高度逐渐下降。待橡胶走行轮12与走行轨道板31直线段相接触时，碳滑板13顶部与接触网20底面位于同一高度，由于走行轨道板31直线段末端和接触网20前端不带电区段有一定长度的重合，列车10从蓄电池/超级电容供电到接触网供电的机械切换平稳无冲击。列车在不停速情况下完成受电弓和接触网不带电区段的平稳接触后，再由主断开关接通接触网带电区段的受电弓取流供电，切断蓄电池组/超级电容包的供电，从而实现隧道内外两种供电模式的电力切换。

参照图7所述走行轨道板31安装所需的支架包括立柱32和安装板33，安装板33焊接固定于立柱32的顶端，支架由设置在安装板33上的螺栓组件固定安装在隧道的顶部。

以上所述只是用图解说明本发明一种双供电制式旅游轨道交通系统的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (2)

1.一种双供电制式旅游轨道交通系统，包括列车（10）和由明线段（L1）、隧道段（L2）构成的旅游轨道交通系统，其特征是：

所述列车（10）车体内设置为其在明线段（L1）上行驶提供电力的蓄电池组或超级电容包，并在车体顶部设置在隧道段（L2）内直接从接触网（20）取流的受电弓（11），且配置适应列车运行中升降需求的缓冲装置；所述明线段（L1）仅敷设轨道结构，线路旁侧不设置任何立柱和供电线，由列车（10）自行提供行驶动力；所述隧道段（L2）内于隧道顶部架设接触网（20），在隧道段（L2）出入口处设置接触网受流切换装置（30），列车（10）以正常速度驶入隧道段（L2）后其受电弓（11）经由接触网受流切换装置（30）与接触网（20）平稳接触，由接触网（20）提供列车（10）行驶电力，并为蓄电池组或超级电容包快速充电提供电力；

所述接触网受流切换装置（30）包括橡胶走行轮（12）和走行轨道板（31），橡胶走行轮（12）左右对称固定安装在受电弓（11）末端碳滑板（13）之间；所述走行轨道板（31）固定安装在支架的下端，且相对于列车纵向中线左右对称布置，与橡胶走行轮（12）相对应;

所述走行轨道板（31）在纵截面上由外而内由弧形过渡段、直线段构成，直线段与架设于隧道顶部的接触网（20）的前端在水平方向具有重合区域；所述橡胶走行轮（12）与走行轨道板（31）直线段相接触时，碳滑板（13）顶部接触线与接触网（20）底面位于同一平面上；

所述接触网（20）由带电区段和不带电区段组成，其中不带电区段布置于隧道洞口。

2.如权利要求1所述的一种双供电制式旅游轨道交通系统，其特征是：所述支架包括立柱（32）和安装板（33），安装板（33）焊接固定于立柱（32）的顶端，支架由设置在安装板（33）上的螺栓组件固定安装在隧道的顶部。