一种用于地铁车辆的回流系统的制作方法

本发明属于地铁车辆技术领域，特别涉及一种用于地铁车辆的回流系统。

背景技术：

目前我国地铁通常是通过架空接触网或接触轨(第三轨)向地铁车辆供电，电流通过钢轨即走行轨回流的方式流回牵引变电所，回流系统主要工作原理为：受电器(受电弓或受流器)的输出端经列车牵引辅助系统后，与列车走行轨电连接，通过走行轨流回牵引变电所。

在实际应用中，由于钢轨(走行轨)不可能完全绝缘于道床，因此，列车回流电流不可避免会经钢轨向道床及其他建筑结构泄漏并产生杂散电流。

在地铁设计和建设中，都会考虑杂散电流腐蚀防护，但无法对其彻底解决。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对现有技术中地铁线路采用走行轨回流方式无法彻底解决杂散电流腐蚀的不足，为了避免杂散电流的不利影响，提供一种用于地铁车辆的回流系统，对地铁车辆设计专用的回流轨，通过该回流轨将列车电流回流至牵引变电所，从而彻底解决地铁车辆回流过程中的杂散电流问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种用于地铁车辆的回流系统，地铁车辆上受电器的输出端与牵引辅助系统输入端电连接，其特点是包括在长度方向贯通列车车体的负极母线，与地铁车辆走行轨平行的回流轨，固设于地铁车辆转向架上的输出端可与回流轨接触的多个回流器；所述回流轨通过绝缘座固设于道床上；所述回流轨与牵引变电所电连接；牵引辅助系统的输出端接入负极母线。

走行轨不可能完全绝缘于道床。借由本发明，设置贯通整列车的负极母线，将整列车的回流器通过负极母线并联起来，同时设置专用回流轨，由于回流轨与道床之间绝缘，因而能够保证列车电流全部回流至牵引变电所，彻底解决地铁车辆回流过程中的杂散电流问题。

进一步地，还包括单刀双掷切换开关，切换开关的静触点与牵引辅助系统的输出端电连接，切换开关的一动触点接入所述负极母线，切换开关的另一动触点与走行轨电连接，所述走行轨与牵引变电所电连接。

借由上述结构，在车辆正常供电行驶段，切换开关连通牵引辅助系统与负极母线，通过回流轨回流；在车辆段出入线、折返线、道岔等区域，会存在回流轨的无电区，切换开关连通牵引辅助系统与走行轨，通过走行轨回流。通过这种工作方式，工作可靠性高。

进一步地，所述负极母线与车体之间设置漏电流监测单元。

进一步地，还包括在长度方向贯通列车车体的正极母线，所述受电器的输出端接入该正极母线，牵引辅助系统的输入端接入正极母线；所述正极母线与车体之间设置漏电流监测单元。

由于负极母线与车辆车体完全隔离，两者之间可能存在一定的电压差，因此需要在负极母线与车体间设置漏电流监测单元。漏电流监测单元还用于监测正极母线与车体之间的漏电流。从而无论正极或负极的绝缘出现下降时，漏电流监测单元均能检测到漏电流信号，从而提醒司机或者列车控制中心，以备列车回库后检修。

当正极接地(车体)时，由于供电系统牵引变电所设有单向导通装置，故而正极接地也就相当于正极对负极短路。因此其保护原理与走行轨回流系统的列车保持一致。此时车体通过轮对、钢轨与大地连通，对乘客没有安全风险。

当负极接地(车体)时，对乘客也没有安全影响。

进一步地，地铁车辆的保护接地接地端与转向架相连。

借由上述结构，工作接地和保护接地隔离，工作回流通过回流器完成，保护接地通过转向架接地、通过轮对和钢轨(走行轨)完成。

作为一种优选方式，所述受电器为受电弓或受流器。

作为一种优选方式，所述回流器为回流靴。

与现有技术相比，本发明对地铁车辆设计专用的回流轨，通过该回流轨将列车电流回流至牵引变电所，从而彻底解决地铁车辆回流过程中的杂散电流问题。

附图说明

图1为本发明一实施例结构示意图。

图2为列车主电路示意图。

其中，1为受电器，2为牵引辅助系统，3为车体，4为负极母线，5为走行轨，6为回流轨，7为回流器，8为绝缘座，9为接触网，10为第三轨，gs为切换开关，11为漏电流监测单元，12为正极母线。

具体实施方式

如图1和图2所示，用于地铁车辆的回流系统中，地铁车辆上受电器1的输出端与牵引辅助系统2输入端电连接，包括在长度方向贯通列车车体3的负极母线4，与地铁车辆走行轨5平行的回流轨6，固设于地铁车辆转向架上的输出端可与回流轨6接触的多个回流器7；所述回流轨6通过绝缘座8固设于道床上；所述回流轨6与牵引变电所电连接；牵引辅助系统2的输出端接入负极母线4。所述受电器1为受电弓或受流器。所述回流器7为回流靴。

由于走行轨5要承重，因而不可能做到与道床绝缘。借由本发明，设置贯通整列车的负极母线4，将整列车的回流器7通过负极母线4并联起来，同时设置专用回流轨6，由于回流轨6与道床之间绝缘，因而能够保证列车电流全部回流至牵引变电所，彻底解决地铁车辆回流过程中的杂散电流问题。

本发明中所述回流轨6技术是在第三轨10受流技术基础上发展起来的，因此回流轨6基本组成结构与第三轨10方式一样。与之对应的，对于车辆而言，回流轨6回流技术基本与第三轨10受流技术一样，即为回流器7通过弹簧或气动装置使专用回流的滑块与回流轨6接触，实现动态接触回流。

按照悬吊方式的不同，可以分为侧面受流、下部受流和上部受流方式。

对于采用接触网9受流的地铁车辆，在转向架上设置回流器7，为了尽可能减少新增回流器7对车辆动态包络线的影响，可以采用上部回流的方式，回流器7的结构和安装方式与第三轨10受流器基本相同。

对于采用受流器受电的地铁车辆，在转向架上设置第三轨10受流器和回流器7，可以采用侧部受流方式。

在车辆段出入线、折返线、道岔等区域，会存在回流轨6的无电区。回流器7的设置需考虑到车辆正常运行时、过无电区以及故障情况下的负极电流回流能力。参照采用第三轨10受流技术的车辆通过无电区的计算，回流轨6断区的长度将同样对车辆的牵引和回流性能产生一定的影响。

同时，采用专用回流轨6回流技术对限界也存在影响：

采用接触网9受电和回流轨6回流的车辆，需同时考虑上部受电弓的动态包络线和转向架两侧区域回流器7的限界，在采用弓网受流地铁车辆限界基础上作适当调整。

采用第三轨10受电和回流轨6回流的车辆，需考虑采用侧部受流回流器7转向架两侧区域限界与采用三轨受流器转向架两侧区域限界的区别，在采用第三轨10受流地铁车辆限界基础上作适当调整。

用于地铁车辆的回流系统还包括单刀双掷切换开关gs，切换开关gs的静触点与牵引辅助系统2的输出端电连接，切换开关gs的一动触点接入所述负极母线4，切换开关gs的另一动触点与走行轨5电连接，所述走行轨5与牵引变电所电连接。在车辆正常供电行驶段，切换开关gs连通牵引辅助系统2与负极母线4，通过回流轨6回流；在车辆段出入线、折返线、道岔等区域，会存在回流轨6的无电区，切换开关gs连通牵引辅助系统2与走行轨5，通过走行轨5回流。通过这种工作方式，工作可靠性高。

所述负极母线4与车体3之间设置漏电流监测单元11。

用于地铁车辆的回流系统还包括在长度方向贯通列车车体3的正极母线12，所述受电器1的输出端接入该正极母线12，牵引辅助系统2的输入端接入正极母线12；所述正极母线12与车体3之间设置漏电流监测单元11。

由于负极母线4与车辆车体3完全隔离，两者之间可能存在一定的电压差，因此需要在负极母线4与车体3间设置漏电流监测单元11。漏电流监测单元11还用于监测正极母线12与车体3之间的漏电流。从而无论正极或负极的绝缘出现下降时，漏电流监测单元11均能检测到漏电流信号，从而提醒司机或者列车控制中心，以备列车回库后检修。

当正极接地(车体3)时，由于供电系统牵引变电所设有单向导通装置，故而正极接地也就相当于正极对负极短路。因此其保护原理与走行轨5回流系统的列车保持一致。此时车体3通过轮对、钢轨与大地连通，对乘客没有安全风险。

当负极接地(车体3)时，对乘客也没有安全影响。

地铁车辆的保护接地接地端与转向架相连。工作接地和保护接地隔离，工作回流通过回流器7完成，保护接地通过转向架接地、通过轮对和钢轨(走行轨5)完成。

在一具体的应用实例中，地铁车辆采用钢轮钢轨的b型地铁列车。列车编组采用由两个列车单元(tc*mp*m)组成的4动2拖6辆编组列车，编组形式为“+tc*mp*m＝m*mp*tc+”。整列车长度约为119m，车辆最高运行速度为80km/h。列车受电方式为架空接触网9受电弓，回流方式为专用回流轨6回流，额定工作电压为dc1500v。列车主电路示意图如图2所示。

主电路主要设备清单如下表1：

表1：主电路主要设备清单

回流靴基本组成结构与第三轨10受流器一样，由熔断器、绝缘板、弹簧等部件组成。其中熔断器的额定电流须满足列车通过回流轨6断区的需求。

在列车设置回流器7后，其车辆轮廓线和动态包络线将与标准规定的b2型车有一定区别，具体体现在转向架区域的回流器7位置。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。