本發(fā)明涉及電力機車接觸線的融冰裝置，尤其是涉及一種高鐵電氣接觸線的融冰裝置。

背景技術(shù)：

我國鐵路建設(shè)經(jīng)歷了多年的高速發(fā)展，已建成了全世界最大的高速鐵路網(wǎng)，運營里程數(shù)占世界總里程的51.1％，同時打造了世界一流的高速鐵路產(chǎn)業(yè)，中國高鐵技術(shù)世界領(lǐng)先、建設(shè)成本低、執(zhí)行能力強、施工周期短，已是中國“走出去”的標桿企業(yè)。截至2015年末，中國鐵路運營總里程和高速鐵路運營里程分別達到12.1萬公里和1.9萬公里，預計2030年后鐵路運營里程目標為20萬公里。高鐵的牽引機車是由安裝在機車或動車車頂上受電弓的滑塊與接觸線的滑動摩擦接觸將變電所的電能轉(zhuǎn)移給牽引機車的。寒冷地區(qū)由于長時間的雨雪天氣，使接觸線被凍冰包裹，逐漸形成覆冰甚至滴溜，接觸線上的覆冰對于機車來說危害是巨大的，不但影響鐵路系統(tǒng)正常的運行，還會造成接觸線因冰凍額外增加的重量，造成塔桿支柱的坍塌故障。在2011年7月13京滬高鐵出現(xiàn)至少有7輛列車，因結(jié)冰造成接觸線故障中途停車，在我國北方地區(qū)尤為嚴重。

高鐵機車速度快，運行車次頻率高，接觸線離地高，又是高壓供電(25KV非接觸安全距離為20CM)，去除接觸線覆冰，雨雪、霧霾具有一難度，覆冰不除就滿足不了電力機車高速運行的取流要求?，F(xiàn)有的除冰方法雖然能去除覆冰，但是除冰效果不理想。特別是寒冷地區(qū)的凍雨、冰雪天氣，往往前邊剛處理好，后邊又結(jié)冰，接觸線的覆冰嚴重影響了電力機車的運行取流。

中國專利文獻(公告日：2010年9月1日，公告號：CN201566513U)公開了一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)交流融冰系統(tǒng)，包括覆冰數(shù)據(jù)處理及控制模塊、雙極負荷隔離開關(guān)、交流融冰限流裝置，交流融冰限流裝置包括融冰電阻箱、融冰電容器箱、風冷或水冷裝置、控制保護裝置；交流融冰限流裝置設(shè)置在分區(qū)所內(nèi)，下行接觸網(wǎng)與綜合接地箱連接，且之間設(shè)置有接地隔離開關(guān)，上、下行接觸網(wǎng)通過供電臂末端分區(qū)所的雙極負荷隔離開關(guān)串聯(lián)成融冰回路。

上述技術(shù)方案依靠焦耳熱融化解決了附著在接觸線表面的覆冰問題。但是這種技術(shù)方案需要停電分段處理，耗時長，能耗多。

中國專利文獻(公告日：2-015年4月29日，公告號：CN204296473U)公開了一種受電弓滑板，包括上表面設(shè)置有定位槽的導電托架，所述定位槽內(nèi)設(shè)置有與導電托架電連接的導電滑板，所述導電滑板的前端設(shè)置有用于刮除接觸網(wǎng)上冰霜的刮冰器件，所述刮冰器件靠近接觸網(wǎng)的表面與所述導電滑板靠近接觸網(wǎng)的表面處于同一高度平面，使得刮冰器件可以很好的與接觸網(wǎng)上的冰霜接觸，同時也不會妨礙導電滑板進行取電，使得刮冰功能和取電功能集成為一體，列車在刮冰時不影響取電；同時，利用刮冰器件的機械特性來刮除冰霜。

上述技術(shù)方案解決了電力列車在寒冷天氣下取電難的問題，但是這種技術(shù)方案利用刮冰器件的機械特性刮除冰霜效果差，清除不徹底，容易損壞接觸線。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決雨雪天氣動車接觸線被覆冰包裹，造成受電弓與接觸線的非良好接觸，影響電力機車的正常取流，為了去除接觸線覆冰而采用一種能使接觸線的覆冰迅速融化的裝置。本裝置可以設(shè)置在專用維修除冰機車上，也可以安裝在現(xiàn)有的正在運行的機車上。

本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：一種高鐵電氣接觸線的融冰裝置，包括機車上設(shè)有支撐絕緣子，支撐絕緣子上固定設(shè)有絕緣裝置，絕緣裝置上設(shè)有彈簧裝置，彈簧裝置支撐融冰裝置，所述的融冰裝置上設(shè)有噴火裝置、點火器、噴火嘴、后擋風裝置、照明燈、前擋風裝置、攝像頭、弧形滑板、吊弦、承力索，所述的機車內(nèi)設(shè)有第一容器、第二容器、第一閥門、第二閥門，設(shè)有的受電弓與受電弓滑板設(shè)置在遠離融冰裝置一端的機車上。所述的受電弓滑板與接觸線滑動連接，確保機車正常取電運行。融冰裝置上設(shè)有的點火器、照明燈及攝像頭的電連接線均與機車頭內(nèi)的電源連接并且由操控盤控制。設(shè)置照明燈及攝像頭的目的是為了駕駛室內(nèi)能夠清楚的觀察接觸線上覆冰的融化狀況。把融冰裝置設(shè)置在機車車頭上并且遠離受電弓的目的是為了使融冰裝置上的噴火裝置更好的向接觸線及覆冰噴火加熱，受電弓設(shè)在遠離融冰裝置的位置能使覆冰在得到噴火加熱后受電弓滑板與噴火裝置有距離間隔，具有時差，能使覆冰充分的融化并脫落。噴火裝置噴火加熱覆冰的同時也向接觸線加熱，受熱的接觸線的余熱會使部分殘留的覆冰脫落，動車前行到達加熱處理后的某一位置時，受電弓滑板與接觸線之間應該是良好接觸，能夠正常取電的。所述的融冰裝置上設(shè)有的噴火裝置至少不低于一個，所述的融冰裝置上設(shè)有的點火器至少不低于一個，所述的點火器與噴火裝置配合使用，所述的噴火裝置的燃燒由點火器點燃。所述的點火器通過電源線與車頭內(nèi)的點火開關(guān)電連接并且由點火開關(guān)控制。所述的噴火裝置通過管道與第一閥門、第一容器連接。所述的噴火裝置通過管道與第二閥門、第二容器連接，所述的第一閥門與第二閥門并列向噴火裝置供氣，是通過調(diào)節(jié)控制閥門的氣體出量來控制噴火嘴噴射火焰大小的。所述的噴火嘴設(shè)置在噴火裝置的前端。所述的容器內(nèi)的氣體至少具有一種，這樣設(shè)置是為了提高噴火嘴出口混合氣體的溫度。在融冰裝置上設(shè)有多個噴火裝置的目的是使U型融冰裝置內(nèi)具有足夠的溫度以及來自不同方向的噴火，滿足融冰裝置U型凹槽包圍內(nèi)的覆冰融化。所述的融冰裝置為一U型凹槽狀，其U型凹槽設(shè)有開口，所述的開口能夠包圍動車組上方的接觸線。融冰裝置上的U型凹槽開口端向上是為了更好的半包圍動車組上方的接觸線，所述的接觸線穿過U型凹槽。所述的融冰裝置為一中空腔體，所述的融冰裝置的空腔體內(nèi)固定設(shè)置有加熱裝置，所述的加熱裝置為玻璃管電加熱絲，加熱裝置內(nèi)加熱絲的兩端分別為加熱絲正極和加熱絲負極，所述的加熱絲正極和加熱絲負極分別與動車組機車頭內(nèi)的電源電連接并且由操控盤控制。所述的融冰裝置前端高，后端低。所述的融冰裝置的底邊與動車水平方向的夾角為8度。所述的前擋風裝置[23]的設(shè)置在U型凹槽的前端，后擋風裝置[14]設(shè)置在U型凹槽的后端。所述的融冰裝置后端的后擋風裝置的底端與U型凹槽的底弧口之間設(shè)有溢流口。所述的融冰裝置前端的前擋風裝置與水平方向的夾角為25度。所述的融冰裝置后端的后擋風裝置與前擋風裝置的上端面均設(shè)有弧形滑板，所述的后擋風裝置和前擋風裝置用絕緣材料制成，為絕緣體。所述的弧形滑板與接觸線接觸，所述的弧形滑板與受電弓滑板所用材料相同，是用于輔助支撐融冰裝置的。所述的彈簧裝置牢固支撐融冰裝置，使融冰裝置能夠緩解動車在前行中遇到接觸線覆冰的阻力，所述的彈簧裝置也可以緩解動車在高速前行中來自兩支柱之間接觸線下垂的弧度。用于支撐融冰裝置的也可以是氣囊裝置或者受電弓裝置或者液壓裝置或者其它緩解上下壓力的裝置，目的都是為了改善融冰裝置噴火嘴與接觸線上覆冰的距離，進一步改善融冰的條件。所述的融冰裝置所用材料為輕質(zhì)耐高溫材料。所述的融冰裝置所用材料為金屬耐高溫材料。所述的融冰裝置前擋風裝置的傾斜角度與動車組機車頭的傾斜角度相同，目的是為了減小動車前進時的阻力。

作為優(yōu)選，所述的融冰裝置上設(shè)有的噴火裝置至少不低于一個，所述的融冰裝置上設(shè)有的點火器至少不低于一個，所述的點火器與噴火裝置組合使用，這樣設(shè)置是為了使融冰裝置內(nèi)具有較高的溫度，延長接觸線在某一點加熱的時間，這樣動車組前進時融冰裝置所經(jīng)過的接觸線上的覆冰完全融化脫落。所述的噴火裝置的燃燒是由點火器點燃的，所述的點火器是通過電連接線與操控盤上的電源連接并由設(shè)置在操控盤上的點火開關(guān)控制，這樣的設(shè)置實現(xiàn)了駕駛室內(nèi)操作控制融冰裝置。所述的噴火裝置為可調(diào)節(jié)噴火嘴方向，可調(diào)節(jié)噴火嘴與接觸線距離遠近的裝置。所述的噴火裝置通過管道與第一閥門、第一容器連接，所述的噴火裝置通過管道與第二閥門、第二容器連接，所述的第一閥門與第二閥門并列向噴火裝置供氣。通過控制第一閥門與第二閥門的出氣量來調(diào)節(jié)噴火嘴噴射火焰的大小。所述的噴火嘴設(shè)置在噴火裝置的前端。所述的容器內(nèi)的氣體至少具有一種以上，通過具有一種以上的氣體融合達到調(diào)節(jié)溫度的目的?；旌蠚怏w燃燒噴射火焰的溫度范圍一般為2000度，乙炔-氧氣的溫度可達到3300度。這樣的設(shè)置可使融冰裝置內(nèi)具有較高的溫度，使接觸線上的覆冰快速融化，滿足電力機車高速運行取流的要求。

作為優(yōu)選，所述的融冰裝置為一U型凹槽狀，其U型凹槽開口朝向接觸線，所述的開口能夠半包圍動車組上方的接觸線，所述接觸線穿過U型凹槽開口端上側(cè)，離噴火嘴的距離適中，使得接觸線在噴火嘴噴出火焰的燃燒范圍內(nèi)。所述的融冰裝置也可以設(shè)為除U型凹槽狀以外的其它形狀，目的都是為了固定噴火裝置使接觸線能夠加熱去除覆冰。

作為優(yōu)選，所述的融冰裝置為一中空腔體，所述的融冰裝置空腔體內(nèi)固定設(shè)置有加熱裝置，所述的加熱裝置為玻璃管電加熱絲，所述的玻璃管加熱絲兩端分別為加熱絲正極和加熱絲負極，所述的加熱絲正極和加熱絲負極均與動車組機車頭內(nèi)的電源連接并且受操控盤控制。融冰裝置的腔體內(nèi)設(shè)置加熱絲目的是為了使接觸線上的覆冰脫離接觸線后，部分未來急融化的塊狀覆冰跌落到融冰裝置凹槽的底口內(nèi)還會造成二次結(jié)冰，使用加熱裝置加熱以后這部分覆冰完全融化，最后由溢流口流出。

作為優(yōu)選，所述的融冰裝置前端高，后端低，以及融冰裝置的底邊與動車水平方向的夾角為8度。目的都是為了使加熱融化后的覆冰變成水后，快速由后端的溢流口流走。

作為優(yōu)選，所述的融冰裝置后端的后擋風裝置的底端與U型凹槽的底面弧口之間設(shè)有溢流口，設(shè)置溢流口的目的是使U型凹槽內(nèi)融化的水流走。所述的融冰裝置前端的前擋風裝置與水平方向的夾角為10-55度，一般為25度，這樣設(shè)置目的是減小動車運行時的阻力。后擋風裝置和前擋風裝置設(shè)為絕緣體的目的是當弧形滑板與接觸線接觸時，弧形滑板為帶電體，具有高壓電，使用絕緣體可以避免弧形滑板上的電荷向融冰裝置傳導。

作為優(yōu)選，所述的融冰裝置所用的材料為輕質(zhì)耐高溫材料。這樣設(shè)置目的是為了減輕機車總體重量。

作為優(yōu)選，所述的融冰裝置所用材料為金屬耐高溫材料。設(shè)置為金屬耐高溫材料的目的是金屬材料耐用并且具有一定的強度和硬度，當加熱裝置加熱后，U型凹槽的底面是有熱度的，能使冰塊融化。

作為優(yōu)選，所述的融冰裝置前端的前擋風裝置的傾斜角度與動車組機車頭的傾斜角度相同，目的是為了減小動車前進時的氣流阻力。

該融冰裝置速度快，效率高，動車組在不停電的狀態(tài)下，即可實現(xiàn)邊除冰邊運行，使駕駛員在駕駛室內(nèi)操控即可實現(xiàn)安全除冰，省時、省力。也可以將該融冰裝置安裝在專用的除冰維修養(yǎng)護列車上。

本發(fā)明的有益效果是：該一種高鐵電氣接觸線的融冰裝置，操作簡單、方便，速度快，效率高，省時省力，安全可靠，對去除接觸線上的覆冰、雨雪、霧霾具有良好的效果，充分滿足了電力機車高速運行的取流要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高鐵電氣接觸線融冰裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明高鐵電氣接觸線融冰裝置的局部放大示意圖；

圖3是本發(fā)明高鐵電氣接觸線融冰裝置的俯視圖；

圖4是本發(fā)明高鐵電氣接觸線融冰裝置的側(cè)視圖；

圖5是本發(fā)明高鐵電氣接觸線融冰裝置的與水平線夾角的示意圖；

圖中：1、機車，2、絕緣裝置，3、融冰裝置，4、受電弓，5、接觸線，6、儲氣容器，7、第一閥門，8、管道，9、噴火裝置，10、點火器，11、導線，12、支撐絕緣子，13、彈簧裝置，14、后擋風板，15、受電弓滑板，16、加熱裝置，17、溢流口，18、加熱絲正極，19、加熱絲負極，20、加熱絲，21、第二閥門，22、照明燈，23、前擋風板，24、噴火嘴，25、攝像頭、26、操控盤，27、點火開關(guān)，28、第二容器，29、弧形滑板，30、吊弦，31、承力索。

具體實施方式

下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。

實施例1：

在圖1所示的實施例中，機車1上設(shè)有支撐絕緣子12，支撐絕緣子12上固定設(shè)有絕緣裝置2，絕緣裝置2上設(shè)有彈簧裝置13，彈簧裝置13支撐融冰裝置3。融冰裝置3上設(shè)有噴火裝置9和點火器10、后擋風裝置14、照明燈22、前擋風裝置23、噴火嘴24、攝像頭25。機車1內(nèi)設(shè)有第一容器6、第二容器28、第一閥門7、第二閥門21。受電弓4設(shè)置在遠離融冰裝置3一側(cè)的機車1上，受電弓4上設(shè)置的受電弓滑板15與接觸線5滑動連接，滿足了電力機車高速運行取流的要求。融冰裝置3設(shè)置在機車車頭上的目的是融冰裝置3上的噴火裝置9向接觸線覆冰噴火加熱，使覆冰迅速融化。把受電弓4設(shè)置在遠離融冰裝置3的位置是使接觸線的覆冰在噴火加熱后具有時間差，使覆冰充分融化并脫落，覆冰去除后受電弓滑板15即可正?；小Ｈ诒b置3上設(shè)有的噴火裝置9至少不低于一個，融冰裝置3上設(shè)有的點火器10至少不低于一個，點火器10與噴火裝置9配合使用。噴火裝置9的燃燒由點火器10點燃，點火器10通過電源線11與車頭內(nèi)的操控盤26電連接并且由設(shè)置在操控盤26上的點火開關(guān)27控制。噴火裝置9通過管道8與第一閥門7、第一容器6連接，噴火裝置9通過管道8與第二閥門21、第二容器28連接。第一閥門7與第二閥門21并列向噴火裝置9供氣，通過控制閥門的氣體出量來調(diào)節(jié)噴火嘴24噴射火焰的大小。噴火嘴24設(shè)置在噴火裝置9的前端。容器內(nèi)的氣體一般為2種氣體混合使用，乙炔-氧氣最為合適。融冰裝置3上設(shè)有多個噴火裝置9的目的是使U型融冰裝置3內(nèi)具有足夠的溫度以及不同方向的噴火。目前，電氣化鐵道接觸網(wǎng)使用的接觸線，基本采用銅、銅銀合金、高強度銅銀合金、銅錫合金、銅鎂合金、高強度銅鎂合金，他們的耐火溫度較高，即使采用乙炔-氧氣混合氣加熱，接觸線也不會受到損傷，當接觸線覆冰完全融化后，滿足取流要求，電力機車高速運行通過。在圖4中，融冰裝置3為U型凹槽狀，其U型凹槽開口是向上的，開口能夠包圍動車組上方的接觸線。融冰裝置3上設(shè)有的點火器10、照明燈22及攝像頭25的連接線均與動車組機車頭內(nèi)的電源連接并且由操控盤26控制，融冰裝置3上的U型凹槽開口端向上的目的是為了更好的半包圍動車組上方的接觸線，使接觸線穿過U型凹槽。

在圖2、圖3、圖5，所示的實施例中，融冰裝置3為一中空腔體，融冰裝置3空腔體內(nèi)固定設(shè)有加熱裝置16，加熱裝置16為玻璃管電加熱絲20，加熱絲20兩端分別為加熱絲正極18和加熱絲負極19，加熱絲正極18和加熱絲負極19均與動車組機車頭內(nèi)的電源連接并且受操控盤控制。融冰裝置3前端高，后端低，融冰裝置3的底邊與動車水平方向的夾角一般在1-45度之間，正常為8度，目的是使液體快速流走，同時盡可能的減少動車前行阻力。融冰裝置3后端的后擋風裝置14的底端與U型凹槽的底弧口之間置有溢流口17。融冰裝置3前端的前擋風裝置23與水平方向的夾角為25度。融冰裝置3后端的后擋風裝置14和前端的前擋風裝置23上端面均設(shè)有圓弧形滑板塊，設(shè)置圓弧形滑板塊的目的是當動車高速前行時能使接觸線在圓弧形滑板塊的中間位置滑動，能更好的控制噴火嘴24與接觸線的距離及方向，前擋風裝置23上的圓弧形滑板塊29與接觸線5接觸。圓弧形滑板塊29是用于輔助支撐融冰裝置3的。所述的后擋風裝置14和前擋風裝置23均為絕緣體。圓弧形滑板塊29是不于融冰裝置3接觸的，目的是為了接觸線的電荷不向融冰裝置3傳導。

彈簧裝置13牢固支撐融冰裝置3，使彈簧裝置13能夠緩解接觸線5在動車前行中覆冰的阻力，彈簧裝置13也可以緩解來自兩支柱之間接觸線5的下垂弧度，動車速度越快接觸線的下垂弧度越凸顯。支撐融冰裝置3也可以是除彈簧裝置13以外的任何能用于緩解上下方向阻力的裝置。融冰裝置3所用材料為金屬輕質(zhì)耐高溫材料。融冰裝置3前擋風裝置23的傾斜角度與動車組機車頭的傾斜角度相同，目的是為了減小動車前進時的氣動阻力。動車高速行駛中制約速度的是空氣，當列車以每小時200公里行駛的時，空氣阻力占總阻力的70％；當列車以每小時200公里行駛的時，氣動阻力超過了總阻力的92％，如果跑到500公里以上，95％以上都是氣動阻力。

具體操作時，受電弓4上的受電弓滑板15與接觸線5滑動連接，機車1從接觸線取得電流，機車前行。

當雨雪、霧霾、接觸線上具有覆冰時，機車1內(nèi)的駕駛員先打開操控盤26上的照明燈22及攝像頭25，方便觀察覆冰狀態(tài)。再打開第一閥門7、第二閥門21并列向噴火裝置9提供混合氣體，然后打開點火開關(guān)27點燃噴火嘴24，通過噴火嘴24燃燒并噴火向接觸線，使接觸線上的覆冰受熱且迅速融化，再通過調(diào)節(jié)第一閥門7、第二閥門21的出氣量，來控制噴火嘴24噴射火焰的大小及溫度。接觸線上的覆冰受到噴火嘴24噴射的火焰外，還受到來自噴火嘴24內(nèi)噴射氣體的沖擊，使還未完全融化的覆冰提前脫離接觸線5并且脫落到融冰裝置3的U型凹槽的底部。這些提前脫離接觸線的覆冰塊，寒冷天氣及機車在高速行駛過程中容易造成二次結(jié)冰，為防止二次結(jié)冰在融冰裝置3空腔體內(nèi)設(shè)置了加熱裝置16。通過加熱裝置16加熱后的覆冰完全融化后，順著融冰裝置3的U型凹槽后端的溢流口17流出。

一般把融冰裝置3設(shè)置在機車車頭上，把受電弓4設(shè)置在車尾上，目的是噴火裝置9把接觸線噴火加熱后，覆冰有充分融化并脫落的過程，車頭和車尾間距越大，時差越長，覆冰融化越充分，越能滿足電力機車高速運行的取流要求。融化接觸線上的覆冰與噴火溫度的高低、加熱時間的長短及動車的運行速度有關(guān)。

該融冰裝置速度快，效率高，能夠快速去除接觸線上的覆冰，達到快速搶修的目的，使受電弓滑板15能夠正常取電，使動車組能夠正常運行。

該一種高鐵電氣接觸線融冰裝置，解決了動車接觸線在不停電的狀態(tài)下，駕駛室內(nèi)即可完成的維修除冰工作，省時省力。如把融冰裝置的噴火裝置改裝設(shè)置在機車上用于道路除雪、除冰上均可得到良好的效果。

本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員受該裝置的啟發(fā)，在此基礎(chǔ)上進行的結(jié)構(gòu)改變均在本專利的保護范圍之內(nèi)。