CN102152742B - 轨道车辆及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆及其制造方法。轨道车辆包括这样类型的部分，其具有：第一和第二电导体(102，106)，在轨道车辆运行时，电导体之间能够产生超过5000伏特的电位差；和绝缘壁(124，126)，其与第一和第二电导体中的至少一个电导体相隔一段距离，绝缘壁上具有最靠近第一电导体(106)的第一点(P1，P2)，以及最靠近第二电导体(102)的第二点(P′1，P′2)。绝缘壁上的第一点和第二点之间设置有至少一个波纹，所述点之间沿着绝缘壁(124，126)被一个预定距离(D)分隔，以避免在第一和第二电导体之间产生电弧。

Description

轨道车辆及其制造方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆的一部分、一种轨道车辆以及制造所述轨道车辆的所述一部分的方法。

背景技术

总的来说，所有列车或机车的车顶都具有一个空旷(clear)部分，即，没有被整流罩遮盖，用来容纳轨道车辆的所有高压车顶设备，例如受电弓、高压断路器、为供电或接地电路配置的不同断路器、保护系统(例如避雷器)等。

高压设备通常包括裸露的电导体(例如触头)，在轨道车辆运行时，在电导体之间或电导体相对于车顶能够产生超过5000伏特的电位差，车顶通常被当作电气接地导体。

车顶的空旷部分被基本竖直的底座侧面包围，并且上游和下游被一体式的整流罩包围，即，完全遮盖整个车顶。因此，车顶的空旷部分像在一个“盆”中，这将产生恶化车辆传音性和空气动力特性的气动湍流。此外，车顶的该空旷部分由于盆的尺寸关系而不能在恶劣天气中受到很好的保护。

因此，特别是对于由高压驱动的轨道车辆而言，有必要为轨道车辆设计一个具有缩减尺寸的盆，同时还能确保各种电导体之间必要的绝缘。

发明内容

为此，本发明涉及轨道车辆以及轨道车辆的制造方法。

根据本发明，在非常靠近电导体的地方设置绝缘壁，同时维持在两个电导体之间沿着绝缘壁例如由于击穿而形成电弧的低风险。例如，使底座更靠近车顶空旷部分中的设备，将能够缩减“盆”的尺寸。

本发明的另一个优点是可以设计绝缘壁，所述绝缘壁在特定高压电气设备上方形成整流罩。

本发明还有一个优点在于，尽管电气设备邻近绝缘壁，仍能保持电器设备之间彼此靠近。

附图说明

本发明的特征和优点以及其他方面将在下文描述的本发明的一个优选实施例中说明。说明是参照附图进行的，其中：

图1是根据本发明的轨道车辆的三维视图；

图2A是图1中下游上部的横截面图；图2B是图2A中区域II的放大视图；

图3是图2上部整流罩的独立的三维视图；

图4是图1中轨道车辆上游上部的横截面图；

图5是上游上部的另一横截面图；

图6和图7是图2中上部的制造方法的步骤分解视图；以及

图8和图9是图2中上部的高压和低压区域的虚拟示意图。

具体实施方式

在下面的描述中，涉及两个部件之间“在一条直线上”的距离，意味着不考虑两个部件之间的物理障碍。涉及沿着绝缘壁测量的两点间的距离，是指沿着绝缘壁的表面通过这两点的曲线中最短的曲线距离。对应于最短距离的路线被称为“漏电路径”，相当于在电气绝缘体领域中“漏电路径”的含义。

图1中示出本发明的轨道车辆99。轨道车辆99包括局部敞开的下游上部100A和被遮盖的上游上部100B。

轨道车辆99包括导电的车顶102(也被称作顶盖)，该车顶尤其在轨道车辆99的下游上部100A和上游上部100B下方大体水平地延伸。车顶102形成第一电导体。车顶102通常被用作电气接地导体。

参照图2A所示，在下游上部100A，车顶102包括一个拱形的车顶结构102A，和一个水平板形式的底板102B，底板102B安装在车顶结构102A上。这两个部件102A和102B都是导电的，彼此电接触。如前所述，它们被用作接地。

参照图1-3，轨道车辆还包括位于下游部分100A中的车顶102上的受电弓104，，该处车顶102仍然是空旷的，即，未被罩遮盖，如下文所述。受电弓104包括固定支架106、安装在支架106上的铰链结构108和由铰链结构108承载的弓110，弓110用来与接触线(未显示)接触以给轨道车辆99供电。每个部件106、108和110，特别是支架106，形成了第二电导体，在轨道车辆运行中的特定时刻，第二电导体能够具有比车顶102高5000伏特的电压，例如12000伏特或25000伏特。

三个绝缘体112、114和116使支架106保持在车顶102上。每个绝缘体112、114、116包括一摞绝缘垫片，以避免在支架106和车顶102之间沿着这些绝缘体形成电弧。

支架106包括紧固件106A、106B和绝缘体112、114。这些紧固件106A、106B也是导电的，与支架106的其余部位具有相同的电位。

下游上部100A还包括包围受电弓104的第一绝缘罩118，从而形成一个顶部敞开的壳体，也被称作“盆”，受电弓104被设置在该“盆”里。

更确切地，第一绝缘罩118包括两个从车顶102向上突出的底座120、122，每个底座120、122包括面向受电弓的、大体上竖直的内壁124、126，以及外壁128、130，外壁128、130从轨道车辆的侧边132、134中的一个向上延伸，直到与相对应的内壁124、126接合。内壁124、126包括大体上与轨道车辆的纵向方向平行的下游部分，以及上游部分，上游部分相对于纵向方向成一角度，并与受电弓104的另一边的上游部分相会合，以便使受电弓104的侧面和上游被包围。然而，受电弓104的下游侧仍是敞开的。在另一个未示出的实施例中，受电弓的下游侧也可以是封闭的。

每个内壁124、126具有波纹136、138，在所示示例中，波纹由在内壁上从上游向下游延伸的肋形成，所述肋在竖向上相互跟随。总的来说，波纹136、138可以具有任何形状的横截面，特别是翅片形状，但其通过在曲率方向上变化的两个连续拐点来限定。优选提供至少6个肋骨。可选择地，波纹也可以由位于内壁124和126上的槽形成。

如图所示，第一绝缘罩118例如通过模压优选形成为一体式。特别地，波纹136和138为整体的部分，即，与内壁124和126成一体。

可选择地，第一绝缘罩118包括例如通过粘连和/或机械紧固而相互紧固的若干部件。例如，波纹是附装在内壁124和126上的。有利地是，在这些实施例中，相对于壁的组件材料，波纹的组件材料具有更好的电气绝缘性。

每个内壁124、126在受电弓104的支架106附近延伸，以缩减受电弓在其间延伸的“盆”的尺寸。结果，这种靠近支架的方式使得在每个内壁124、126上各自有一个区域Z1、Z2，所述区域到支架106(在所示示例中，为支架106的紧固件106A和106B)的直线距离不足150毫米。在所示示例中，区域Z1和Z2到支架106(如图的距离“a”)的直线距离不足100毫米。区域Z1、区域Z2各自尤其包括离支架106(在所示示例中，为紧固件106A、106B)最近的点P1、P2。

同样，每个内壁124、126分别有一个区域Z′1、Z′2，离车顶102的直线距离不足150毫米(离底板102B的直线距离不足100毫米，如图中所示的距离“a”)。特别地，内壁124和126与车顶102接触，区域Z′1、Z′2分别包括与车顶102接触的点P′1、P′2，该点因此成为距离车顶102最近的点Z′1、Z′2。

区域Z1中的点与区域Z′1中的点之间的直线距离比较短。特别是，点P1与点P2之间以及点P′1与点P′2之间各自的直线距离“d”大约为50至100毫米(图2B)。

然而，由于波纹136、138的存在，区域Z1中的点与区域Z′1中的点、区域Z2的中的点与区域Z′2中的点分别沿着具有波纹136、138的内壁124、126的曲线距离大于或等于400毫米，优选400至800毫米之间，或优选600至800毫米之间。特别是，分别在点P1与点P2之间以及点P′1与点P′2之间的距离“D”大于或等于400毫米(图2B)。

因此，尽管内壁124、126与在它们之间具有高电位差的电器设备非常靠近，但是在支架106和车顶102之间沿着内壁124、126产生电弧的风险很小。

曲线距离D优选至少是距离d的2倍，优选是距离d的3倍。而波纹136、138的存在使曲线距离D为直线距离d的2倍或3倍成为可能。在所示示例中，内壁(没有波纹)是平面的，因此距离d可以沿着内壁直接测量。

参照图1、4和5，上游上部100B也包括车顶102，但是在该位置不包含底板，仅有一个拱形的车顶结构102A。

参照图4，上游上部100B包括安装在车顶102上的第一电气设备，更确切地说，是直接安装在拱形的车顶结构102上。在所示示例中，电气设备是一断路器140。断路器140通过接头142和144分别经由盘形绝缘器150和152与电缆146和148连接。

上游上部100B还包括从车顶102向上拱起的第二绝缘罩154，第二绝缘罩包括完全遮盖上游上部100B的绝缘壁156，特别是遮盖位于车顶102上的电气设备，例如断路器140和电缆146、148。绝缘壁156以非常短的距离定位在上游上部100B中的电气设备的上方。

如图4所示，绝缘壁156的面向车顶102的内侧157上具有波纹158，以避免在电气设备的高压点与电气设备的低压点(特别是电气接地)之间沿着绝缘壁156产生电弧。

特别是，波纹被设置成在绝缘壁156的离高压点的距离完全小于100毫米、优选小于150毫米的区域与绝缘壁156的离低压点的距离完全小于100毫米、优选小于150毫米的区域之间延伸，所述高压点与低压点之间的电位差为5000伏特或更高。

因此，参照图5，一般而言，上游上部100B包括具有低压(例如接地)电导体162的第一电气设备161，以及第二电气设备159，所述第二电气设备159包括在电气设备159工作时处于高压(5000伏特或更高)的电导体160。

由于绝缘壁156非常靠近第一和第二电气设备，因此绝缘壁156的区域U1离高压电导体160的距离小于150毫米(图5中的距离“a′”)。特别地，区域U1包括离高压电导体160最近的点X1。

绝缘壁156的区域U2离低压电导体162的距离小于150毫米(图5中的距离“a′”)。特别地，区域U2包括离低压电导体162最近的点X2。

然而，区域U1的一部分距离区域U2的直线距离小于100毫米，反之亦然。特别是，点X1和点X2相隔的距离d小于400毫米。因此，电导体160和162之间有沿着绝缘壁156产生电弧的风险。

为了避免这种风险，如图5所示，在区域U1和区域U2之间的绝缘壁156的内表面上设置波纹158。这些波纹158的存在使得区域U1和区域U2之间沿着具有波纹158的绝缘壁156的曲线距离大于或等于400毫米，优选在400至800毫米之间。特别地，点X1和点X2之间沿着绝缘壁156的距离D大于400毫米。

参照图6，本发明的上部100A的制造方法包括以下步骤。

在步骤200中，除了不带波纹136、138，其它和图1至3一样的底座被设置在如图1至4所示的预定位置。在这个位置，如前所述，底座的内壁124和126与支架106隔开，并与车顶102接触。这一步骤可以通过例如制作原型或最终产品的粗略草图而被实际执行。这一步骤也可以例如通过电脑模拟或计算而被虚拟执行。在所示示例中，这一步骤是通过计算机模拟完成的。

在步骤210中，距离支架106小于100毫米、优选小于150毫米的区域(区域Z1和Z2)以及距离车顶102小于100毫米、优选小于150毫米的区域(区域Z′1和Z′2)均由此定位在内壁124和126上。内壁124和126上最靠近支架106的第一点(点P1属于区域Z1，点P2属于区域Z2)以及内壁124和126上最靠近车顶102的第二点(点P′1属于区域Z′1，点P′2属于区域Z′2)也分别在这一步骤中被确定。同样，这一步骤可以被实际或虚拟执行。

在步骤220中，区域Z1上的点和Z2上的点之间的直线距离，区域Z′1上的点和Z′2上的点之间的直线距离(即，在实施例中，沿着平面的内壁124、126)，分别参照在所示示例中的预定值400毫米而设定。特别地，第一点P1，、P′1和第二点P2、P′2之间的距离参照所述预定值设定。优选，所述预定值选自标准。

由于不带有波纹的内壁距离电气设备非常近，原先的直线距离并不都大于预定值，因此有沿着内壁被击穿的风险，特别是在当点P1、点P′1与点P2、点P′2之间的直线距离“d”低于预定值的情况下。

在步骤230中，在区域Z1和Z2之间以及区域Z′1和Z′2之间的内壁124、126上设置一个或几个波纹，因而特别是，在点P1、P′1与点P2、P′2之间，由于沿着内壁设置有波纹，因此这些区域中的点之间的距离变得大于或等于预定值。特别是，点P1、点P′1与点P2、点P′2之间的曲线距离“D”分别大于或等于400毫米。

在步骤240中，在本实施例中，制造带有波纹的内壁。这一步骤得到底座120和122，更普遍地，得到实际的内壁124和126。在所示示例中，这一步骤包括通过一体式模压制造整流罩118(如图3所示)，整流罩118的内壁124和126分别具有波纹136和138。

在步骤250中，通过把底座120和122设置在如图1至4所示的预定位置，以及通过把内壁124和126设置在如图1至3所示的预定位置，制造出轨道车辆的上部。

第二整流罩154以类似的方式被制造。

参照图7，在步骤300中，绝缘壁156′被考虑用来形成第二整流罩158的内壁156，因此，绝缘壁被设置在靠近第一或第二电导体的预定位置，在这一位置，轨道车辆运行时，绝缘壁具有超过5000伏特的电位差。

在步骤310中，当绝缘壁被设置在预定位置后，绝缘壁156′上离第一高压电导体的距离小于100毫米、优选小于150毫米的一个或几个区域，以及离第二低压电导体的距离小于100毫米、优选小于150毫米的一个或几个区域，就被确定下来。该步骤的结果如图8所示，第一区域(高压区)用斜直阴影线表示，第二区域(低压区)用交叉影线表示。图5示出了区域U1和U2。因而通过构造在所述区域中确定绝缘壁156′上最靠近高压或低压电导体的每个点。

在步骤320中，参照预定值T确定第一区域和第二区域之间沿着绝缘壁156′的距离，在所示示例中为400毫米。如图8所示，第一区域和第二区域之间的距离小于预定值T。

因此，在步骤330中，在第一区域和第二区域之间的绝缘壁156′上设置波纹158′，以使第一区域和第二区域之间沿着具有波纹的绝缘壁的距离大于或等于所述预定值。该步骤的结果如图9所示。特别地，绝缘壁上最靠近高压或低压电导体的点之间的距离大于或等于400毫米，优选在400至800毫米之间，或优选在600至800毫米之间。

应该注意到，步骤300至330可以被实际执行或例如通过计算机模拟而虚拟执行。

在步骤340中，由如此确定的绝缘壁156′和波纹158′制造带有波纹158的绝缘壁156。

最后，在步骤350中，通过将如此制造的绝缘壁156设置在如图1、4和5所示的预定位置而制造轨道车辆99上游上部100B。

本发明使人们能够在靠近设置在轨道车辆车顶上的电气设备附近设置整流罩。该整流罩能限定一壳体，该壳体能很好容纳顶部的诸如受电弓的电气设备或遮盖诸如断路器的电气设备。

此外，本发明使人们能够缩减电气设备之间的距离，从而具备良好的紧凑性。

更有利地，整流罩还具有检修用的活板门，使之易于接近被遮盖的电气设备。这些活板门被大体设置在参照图1至3中的数字400所标注的地方。优选地，这些活板门由透明材料制造，形成供检查和维修用的窗口。

因此，本发明使人们通过设置具有适宜形状的、非常靠近电气设备整流罩，就能够减小气动湍流和轨道车辆的传音性，而无需使电气设备之间的相隔距离过大。

Claims (16)

1.一种轨道车辆的部分，包括：

第一和第二电导体(102，106；160，162)，在轨道车辆运行时，所述第一和第二电导体之间能够产生超过5000伏特的电位差，和

从车顶(102)向上拱起从而形成包围所述第一和第二电导体的壳体的绝缘罩(118；154)，所述绝缘罩包括绝缘壁面(124；126；156)，所述绝缘壁面与第一和第二电导体(102，106；160，162)中的至少一个电导体间隔开地延伸，并具有最靠近第一电导体(106；160)的第一点(P1；P2；X1)和最靠近第二电导体(102；162)的第二点(P′1；P′2；X2)，

其特征在于，所述绝缘壁面(124；126；156)包括在第一和第二点(P1，P′1；P2，P′2；X1，X2)之间的至少一个波纹(136；138；158)，以便使第一和第二点(P1，P′1；P2，P′2；X1，X2)沿着绝缘壁面(124；126；156)分开预定距离D，从而避免在第一和第二电导体之间产生电弧。

2.如权利要求1所述的轨道车辆的部分，其特征在于，在所述波纹(136；138；158)中至少有一个波纹是与绝缘壁面(124；126；156)成一体的。

3.如权利要求1所述的轨道车辆的部分，其特征在于，在所述波纹中至少有一个波纹是附装在绝缘壁面(124；126；156)上的。

4.如权利要求3所述的轨道车辆的部分，其特征在于，所述的至少一个附装的波纹的材料比构成绝缘壁面的材料具有更好的电气绝缘性。

5.如权利要求1所述的轨道车辆的部分，其特征在于，所述预定距离D在400至800毫米之间。

6.如权利要求1所述的轨道车辆的部分，其特征在于，第一点和第二点(P1，P′1；P2，P′2；X1，X2)之间相隔的直线距离为d，所述预定距离D至少是距离d的2倍。

7.如权利要求1所述的轨道车辆的部分，其特征在于，第一点、第二点分别与第一电导体、第二电导体之间的距离是小于150毫米。

8.如权利要求1所述的轨道车辆的部分，其特征在于，绝缘壁面的第一区域离第一电导体的距离小于150毫米，绝缘壁面的第二区域离第二电导体的距离小于150毫米，而第一区域和第二区域之间相隔至少400毫米。

9.如权利要求1所述的轨道车辆的部分，其特征在于，所述轨道车辆的部分包括形成第一电导体的导电的车顶(102)，并且第二电导体(106)定位在车顶上，所述轨道车辆的部分包括绝缘体(112；114；116)，第二电导体(106)通过该绝缘体(112；114；116)固定在车顶(102)上。

10.如权利要求1所述的轨道车辆的部分，其特征在于，所述轨道车辆的部分包括车顶(102)，第一和第二电导体(160，162)定位在车顶(102)上。

11.如权利要求9和10之一所述的轨道车辆的部分，其特征在于，所述轨道车辆的部分包括从车顶(102)向上拱起的绝缘罩(118；154)，绝缘罩(118；154)具有绝缘壁面(124；126；156)。

12.如权利要求4所述的轨道车辆的部分，其特征在于，绝缘壁面(156)遮盖电导体(160，162)。

13.如权利要求11所述的轨道车辆的部分，其特征在于，限定至少一个内部空间的绝缘罩包括至少一个用于通往内部空间的活板门。

14.一种轨道车辆，包括如权利要求1至13中任意一项所述的轨道车辆的部分。

15.一种用于制造如权利要求1至13中任意一项所述的轨道车辆的部分的方法，其特征在于，所述方法包括：

-沿绝缘壁面将绝缘壁面上的最靠近第一电导体的第一点和绝缘壁面上的最靠近第二电导体的第二点之间的距离与预定距离相比较(220)，绝缘壁面被设置在与第一和第二电导体中的至少一个电导体间隔开的预定位置，在轨道车辆运行时，第一和第二电导体之间能够产生超过5000伏特的电位差，

-如果所述第一点和所述第二点之间的距离小于预定距离，则在绝缘壁面上的所述第一点和所述第二点之间设置(230)至少一个波纹，以便使所述第一点和所述第二点之间沿着具有波纹的绝缘壁面的距离变得大于或等于预定距离，

-如果适用，则制造(240)带有波纹的绝缘壁面，

-通过把所制造的绝缘壁面设置在所述预定位置而制造(250)所述轨道车辆的部分。

16.一种用于制造如权利要求1至13中任意一项所述的轨道车辆的部分的方法，其特征在于，所述方法包括：

-在绝缘壁面上确定(310)第一区域和第二区域，绝缘壁面被设置在与第一和第二电导体中的至少一个电导体间隔开的预定位置，在轨道车辆运行时，第一和第二电导体之间能够产生超过5000伏特的电位差，当绝缘壁面被设置在其预定位置时，所述第一区域到第一电导体的距离小于150毫米，并且所述第二区域到第二电导体的距离小于150毫米，

-沿着绝缘壁面将第一区域的点和第二区域的点之间的距离与预定距离相比较(330)，

-如果对第一和第二区域而言第一区域的点和第二区域的点之间的最近距离小于所述预定距离，则在绝缘壁面上所述两个区域之间设置(230)至少一个波纹，以便使所述两个区域的点之间沿着具有波纹的绝缘壁面的距离变得大于或等于所述预定距离，

-如果适用，则制造(340)带有波纹的绝缘壁面，

-通过把所制造的绝缘壁面设置在所述预定位置而制造(350)所述轨道车辆的部分。