以受电弓为载体的电气化公路技术研究

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基于“互联网 + ”移动旅游信息管理系统的实现
———以浙江特色乡村旅游为例
□康保军 蔡斌杰
【内容摘要】通过对“互联网 + ”技术及相关的研究，建立一个以“互联网 + ”技术为核心的移动旅游信息管理系统； 并以此为平 台，整合、提升现有系统的效能，推出统一的乡村旅游客户端，完善旅游信息实时采集、更新、发布等功能，实现一定 区域内乡村旅游信息的共享，增强游客体验，促进浙江特色乡村旅游与相关产业的融合创新发展。
【关键词】电气化公路； 节能环保； 新能源 【基金项目】本文为东北林业大学国家级大学生创新实验“电动载货车高速路随动取电装置”（ 编号： 201810225079） 资助项目
研究成果。 【作者单经营局
中国的高速公路发展之迅速，举世共睹。庞大的高速公 路网络为货运提供了巨大的便捷，也使得许多货运车辆在高 速上行驶的里程远大于在城市道路中行驶里程。随着电动 载货车的兴 起，如 此 优 势 的 高 速 公 路 有 更 多 的 价 值 可 以 挖 掘，也就是近年提出的概念“电气化公路”。
（ 三） 受电弓电传递路径。单相交流电经牵引变压器降 压，（ 其中初级绕组经过另一个受电弓从负极接触网回到变 电所） ，随后经过整流器的整流作用使其输出为直流电，（ 此 为中间直流环节，其 意 义 在 于 间 接 变 频，使 逆 变 器 输 出 的 三 相交流电频率与牵引变压器发出的交流电频率没有任何关 系，同时还能起到滤波、稳压和隔离的作用） ，最后经过逆变
以受电弓为载体的电气化公路技术研究
□汪兆杰 梁继国
【内容摘要】节约能源是当今世界的一种重要社会意识，世界各国逐渐认识到节约资源和保护环境的重要性，因此，以电动汽车 为代表的新能源汽车逐渐成为研究热点，进入人们视线。电动汽车污染小、噪音小，更舒适节能，但其续航里程短、 充电慢、充电难的缺点也十分致命。目前新兴的一种解决方法是利用接触网供电以支持电动或混合动力载货车部 分行程的运行，本文设计了一种通过接触网供电运行的电气网络。
一、电气化公路在国外的研究现状 电气化公路 的 概 念 最 早 是 由 西 门 子 公 司 提 出 的。2015 年西门子与卡车制造商斯堪尼亚宣布，西门子将在瑞典斯德 哥尔摩背部两公里长的 E16 公路架设电气化接触网系统，实 现欧洲的第一个电气化公路系统［1］。 2017 年 9 月西门子公司宣布，在德国一条 10 公里长的 高速公路上打造接触网电气化货运线路。该线路为混合动 力货车的电力驱动装置供电，这是首次在德国高速公路上进 行电气化货运系统的公开实地测试［2］。2017 年 12 月，特斯 拉和西门子公司联合打造的纯电动半挂卡车完成了随车充 电的高速公路测试行驶。公路位于美国加州，路边架设供电 电网，卡车利用车 顶 的 受 电 弓 进 行 取 电，在 需 要 变 道 超 车 时 收回。 二、电气化公路在国内的研究现状 目前国内有许多关于受电弓 － 接触网供电方式的设想 和专利，例如郑州宇通客车的《一种受电弓和采用该受电弓 的客车》； 北汽福田的《电动汽车的充电控制系统、方法和电 动汽车》。武汉理工大学发表的文章《高速公路货车接触网 电力推进技术的系统构建》中进行了高速公路货车接触网电 力推进相关技术的研究。这些论文涉及了单弓或双弓对置 布置的充电系统，但尚未有实物出现并进行测试的报道。 电气化公路重在其电气化，因此它的供电过程是一个十 分重要的问题，本 文 主 要 进 行 相 关 电 气 问 题 的 讨 论 与 研 究。 由于电气化公路的形式类似于城市的无轨电车和高速铁路， 因此在研究过程中将借鉴高速铁路和无轨电车的电气网络。 三、技术路径 电气化公路电路传递路径大致分为三个部分，一是从高 压输电线传递到 接 触 网，二 是 接 触 网 电 路，三 是 受 电 弓 从 接 触网取电后传递给牵引电动机或汽车的其他用电部分。下 文从三个方面进行讨论。
（ 一） 牵引变电所。电气化铁路按接触网给供电分区供 电的牵引变电所数量不同可构成不同的供电方式，以此可分 为单边供电和双边供电，单边供电指一个供电臂只能从一个 牵引变电所得到电能； 双边供电指一个供电臂可同时从两个 牵引变电所获得电能。双边供电可提高接触网末端电压，但 其故障范围大，继电保护装置复杂； 而单边供电时相邻供电 臂在电气上相互 独 立，相 对 于 双 边 供 电 而 言 更 加 灵 活，当 一 段接触网故障时，只影响该部分的供电分区。因此在电气化 公路的设计上，拟 采 用 单 边 供 电 的 方 式，一 方 面 电 动 载 货 车 并不需要特别大 的 电 压，另 一 方 面，灵 活 的 电 气 线 路 无 论 是 在成本还是维修方面都是极其优势的。
（ 二） 接触网。接触网的供电方式众多，以电力机车为参 考，不同类型的电力机车使用不同的接触网供电方式。电力 机车的供电采用 直 流 还 是 交 流 并 不 是 绝 对 的 ，且 各 有 利 弊， 也各有用法。对于电气化公路，应该采用类似于国铁的供电 模式，即“交—直—交”供电模式。原因有两点，第一，采用直 流接触网对于长途线路并不现实，因为途中需要数量众多的 变电所，而交流接 触 网 对 变 电 所 的 需 求 则 少 很 多，直 流 接 触 网更适合于城市轨道交通这类短途线路； 以地铁和轻轨为主 要代表的城市轨 道 交 通 具 有 行 车 密 度 大、站 间 距 短、启 停 频 繁的突出特点。采用直流供电系统的主要优点是没有电分 相［3］。第二，高压交 流 技 术 比 较 成 熟，对 于 高 速 公 路 这 种 长 途路线，高压供电是十分经济的。在我国现阶段的铁路建设 过程中，会把高压 线 等 设 施 架 设 在 铁 路 的 上 方，而 这 些 接 触 网线路会产生感应电流。而且列车运行过程中产生的牵引 电流回流对轨 道 电 路 设 备 的 干 扰 是 很 大 的［4］。 高 速 铁 路 以 大地和钢轨作为电流回路的电气网络属于非对称性电路，四 周存在的未被平衡的电磁场会对其影响范围内的电气设备 和人员造成不利影响。