城市有轨电车地下连续授电方案探讨

随着城市的发展和节能减排理念的深入，城市的]公共交通将得到长足的发展，绿色环保型电力驱动交通工具(有轨电车)将逐步取代燃烧排放内燃型交通工具。
新型的有轨电车有着许多传统内燃机车无法相比的优点。然而其授电方式却比较传统，即在车辆运行的垂直上方采用架空方式。但是在如今高楼林立、立交纵横、人群密集、绿荫成行的立体化现代城市的地面，有轨电车却不太适应这种架空方式，否则就像在密集的人群中穿过一根高压电缆，存在相当大的安全隐患。
鉴于上述情况，江苏省轨道交通产业技术协会提出了一种城市有轨电车地下连续授电方案，并已申请了国家知识产权。
利用地面或地下设施对有轨电车进行授电是一个世界性课题。目前已有多家跨国公司对其进行了研究和开发，如法国的阿尔斯通公司，德国的庞巴迪公司等。前者较成功的是地面断续方式，但存在技术复杂、成本较高、可靠性较差、维护较难特点。并在控制方式上与笔者于2008年申请的发明专利相比有不足之处。后者正在研究并在试验线上运行的是一种利用地下感应方式对机车进行授电方式，但也同时存在技术复杂，要用特种电源能源转换，效率较低，成本较高，可靠性较差，维护较难等特点。
笔者本次设计的城市有轨电车地下连续授电方案概念是采用专业的地下结构以确保车辆供电线缆连续直接供电，安全可靠，设施简单，维护容易，效率高且无污染。
其中：1——车体 2——轮轨 3——供电缆 4——授电装置 5——辅助路板 6——支撑柱 7——辅助盖板 8——基础地基
各个元器件功能及动作原理如下：车体1在轮轨对2的支撑下进行运行，元件3是隐藏在专用路基8内且平行机车运行的全程连续附设的导电缆，元件5是可拆卸的辅助路板，它通过机械连接方式与元件6支撑柱连接，元件4是机车授流装置，这是一个简易的机械手装置，电力能源从元件3供电缆通过与元件4授电装置的直接接触输入进入机车。元件4授电装置要完成两个动作。一：从紧贴车底的平躺状态转变为垂直车底的直立状态。此时授电元件呈I形状。即与机车运行方向相同的垂直平面内的90度旋转;二：接触臂向上旋转90度呈L形状，此时授电元件接触输电线，开始工作。即垂直于机车运行方向平面内的90度旋转。平行于机车运行方向平面内的90度旋转，就是由初始平躺于机车底部平面垂直旋转90度后于机车底部平面垂直, 元件3供电缆垂直于机车运行方向平面内的90度旋转就是在完成动作1后在垂直于机车运行方向平面内继续向元件3供电缆方向旋转90度与元件3供电缆直接接通。这两个动作分别有两个汽缸执行，动作1由汽缸1并附万向联轴副完成，动作2由汽缸2并附齿轮齿条副完成。元件4授电装置的齿条上装有与其绝缘的集电块，集电块与元件3供电缆直接接通并通过软电缆连接车体内相关器件。这样就完成了输电的全部通道。两个动作汽缸由相关电气装置控制。元件7辅助盖板分段沿机车运行方向盖在元件8基础地基上，用以基础地基内维修和清洁维护工作时辅助之用。元件8基础地基内敷设有元件3供电缆、元件6支撑柱等，并在最底部有与路旁排水实施连通的排水管道。
该方案采用成熟的传统技术与可靠专用的地基配合，可充分实现实用性和可靠性，且成本低、维护简单。如与作者于2008年申报的“城市轨道机车断续授流方案”中的分段计算机地面控制、机车感应触发控制技术相集合，则能体现出更大的优越性。