CN103660951A - 轨道车辆的电压指示装置和轨道车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轨道车辆的电压指示装置和轨道车辆，该电压指示装置包括电压检测单元和指示灯，电压检测单元用于与轨道车辆的供电线路相连，以检测供电线路的输出电压；指示灯通过供电线路与所述电压检测单元构成电流回路；其中，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，电压检测单元接通，进而所述电压检测单元和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使指示灯亮起。该电压指示装置，无需外接电压源即可工作，只要将其连接在车辆的供电线路中即可，可直观实时的显示支撑电容两端的电压情况，该显示装置的工作状态不受外界设备影响，安全稳定，不易发生故障，因此，可提高对轨道车辆中电气设备进行维修的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电气控制技术，尤其涉及一种轨道车辆的电压指示装置和轨道车辆。
背景技术
现有的轨道车辆的供电线路中通常设置有多个支撑电容，以通过支撑电容的充放电作用抑制供电线路中的电压波动，由于供电线路的电压高，通常为上千伏的电压，所需支撑电容的容量也较高。
支撑电容和车辆的其他电气设备通常设置在轨道车辆的电气柜内，在车辆行驶过程中，会通过供电线路的输出电压为支撑电容充电，当车辆停止运行供电线路断电时，支撑电容会进行放电，需要一段时间通过放电电阻将自身的能量释放，随着能量的释放，支撑电容两端的电压会逐渐降低，但是如果在支撑电容两端的电压未达到安全电压之前，维修人员打开电气柜对其中的电气设备进行检查维修是十分危险的，因此有必要设置必要的警示措施，通过警示设备进行警示，在支撑电容两端的电压未达到安全电压之前禁止打开电气柜。
现有的警示措施中，一般硬性的要求在车辆的供电线路断电15分钟之内禁止打开电气柜，通过采用合适阻值的放电电阻，在15分钟之内使支撑电容两端的电压达到安全电压。这种警示措施虽然简单，但不能直观实时的反应出支撑电容两端的电压，如放电电阻或放电线路出现问题，维修人员无法得知支撑电容两端的电压，因此存在很大的安全隐患。
现有技术中，还有一种方案是采用电压传感器采集支撑电容两端的电压，并通过显示装置进行显示，由于电压传感器本身是有源器件，需要车辆中的蓄电池为其提供工作电压，而蓄电池是通过车辆的供电线路输出的电压为其充电，当车辆的供电线路断电后，容易造成蓄电池馈电，这样蓄电池将无法为电压传感器供电，进而造成电压传感器无法正常工作，一旦电压传感器无法正常工作，维修人员也将无法得知支撑电容两端的电压，该种方案仍然存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的第一个方面是提供一种轨道车辆的电压指示装置，以提高对轨道车辆中电气设备进行维修的安全性。
为实现上述目的，本发明提供的轨道车辆的电压指示装置，包括：
电压检测单元，用于与轨道车辆的供电线路相连，以检测供电线路的输出电压；
指示灯，通过供电线路与所述电压检测单元构成电流回路；
其中，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述电压检测单元接通，进而所述电压检测单元和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。
本发明第二个方面是提供一种轨道车辆，所述轨道车辆中设置有供电线路，所述供电线路中设置有支撑电容，还包括本发明提供的电压指示装置，其中，所述电压指示装置中的电压检测单元与所述供电线路相连。
本发明提供的电压指示装置，无需外接电压源即可工作，只要将其连接在车辆的供电线路中即可，可直观实时的显示支撑电容两端的电压情况，该显示装置的工作状态不受外界设备影响，安全稳定，不易发生故障，因此，可提高对轨道车辆中电气设备进行维修的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图；
图3为本发明又一实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图。
具体实施方式
轨道车辆中通常设置有供电线路，以通过供电线路的传输电能，为轨道车辆提供所需的电压。供电线路中通常设置有多个支撑电容，以通过支撑电容的充放电作用抑制供电线路中的电压波动。
在车辆行驶过程中，会通过供电线路的输出电压为支撑电容充电，当车辆停止运行供电线路断电时，支撑电容会进行放电，随着能量的释放，支撑电容两端的电压会逐渐降低，由于支撑电容并联在供电线路中，此时，供电线路的输出电压也就等于支撑电容两端的电压。
本发明实施例提供的电压指示装置，可用于指示轨道车辆的供电线路的输出电压，也就是可指示支撑电容两端的电压，以判断支撑电容两端的电压是够为安全电压，为维修人员打开电气柜对其中的电气设备进行检查维修提供指示信号。
图1为本发明实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图，如图1所示，该电压指示装置包括电压检测单元10和指示灯L。
电压检测单元10，用于与轨道车辆的供电线路相连，以检测供电线路的输出的电压；
指示灯L，通过供电线路与所述电压检测单元10构成电流回路；
其中，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述电压检测单元10接通，进而所述电压检测单元10和所述指示灯L通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯L亮起。
本实施例中，第一电压阈值以不会对人体造成危害的安全电压的参考，根据目前的行业规定，安全电压为36V，因此该第一电压阈值可以为等于或小于该安全电压的电压值。
电压检测单元10为无源器件，无需外界提供的电压源，该电压检测单元10与供电线路相连，即可检测供电线路的输出电压，只有当供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，即大于安全电压时，电压检测单元10才接通，进而电压检测单元10和指示灯L通过供电线路构成闭合电流回路，指示灯L会亮起，当供电线路的输出电压小于第一电压阈值时，即小于安全电压时，电源检测单元10不会接通，进而电压检测单元10和指示灯L通过供电线路构成的电流回路未开路状态，指示灯L也不会亮起。
该电压指示装置可用于指示轨道车辆的供电线路的输出电压，而支撑电容C并联在供电线路中，也就是说，供电线路的输出电压等于支撑电容C两端的电压，因此，可通过该电压指示装置指示支撑电容C两端的电压，当指示灯L亮起时，说明支撑电容C两端的电压大于安全电压，提示维修人员此时不能打开电气柜对其中的电气设备进行维修，以免发生触点危险，当指示灯L熄灭时，说明支撑电容C两端的电压小于安全电压，维修人员此时可打开电气柜对其中的电气设备进行维修。
由上述技术方案可知，该电压指示装置无需外接电压源即可工作，只要将其连接在车辆的供电线路中即可，可直观实时的显示支撑电容两端的电压情况，该显示装置的工作状态不受外界设备影响，安全稳定，不易发生故障，因此，可提高对轨道车辆中电气设备进行维修的安全性。
图2为本发明另一实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图，如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步的，该电压指示装置中，所述电压检测单元包括串联的第一稳压二极管ZD1和第一电阻R1，其中，
所述第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压等于第一电压阈值，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述第一稳压二极管ZD1反向击穿，进而所述第一稳压二极管ZD1、所述第一电阻R1和所述指示灯L通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯L亮起。
稳压二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件，当施加在稳压二极管两端的反向电压大于其反向击穿电压时，稳压二极管击穿导通，其反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中流过稳压二极管的电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据其反向击穿电压来分档的。
本实施例中，可选择合适参数的第一稳压二极管，使第一稳压二极管的反向击穿电压等于第一电压阈值。
下面参照图3所示，介绍本实施例方案的工作原理：
施加在第一稳压二极管ZD1正极与负极之间的反向电压为供电线路的输出电压，当供电线路的输出电压未超过第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压时，也就是供电线路的输出电压小于安全电压时，第一稳压二极管ZD1具有很高的电阻，第一稳压二极管ZD1不能导通，因此，第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1和指示灯L通过供电线路构成的电流回路为开路状态，指示灯L为熄灭状态。
当供电线路的输出电压大于第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压时，也就是供电线路的输出电压大于安全电压时，第一稳压二极管ZD1反向击穿导通，其电阻降低到一个很小的数值，第一稳压二极管ZD1两端的电压保持其反向击穿电压，因此，第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1和指示灯L通过供电线路构成闭合电流回路，指示灯L亮起，第一电阻R1起到限制流过指示灯L的电流的作用，避免因流过指示灯L的电流过大而损坏。
该实施例中，第一稳压二极管和第一电阻构成电压检测单元，该电路结构简单，易于实现，并且成本低，本实施例只是提供一种电路结构的电压检测单元，当然，电压检测单元也采用其他的硬件电路实现，并不限于本实施例所述。
图3为本发明又一实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图，基于上述实施例，如图3所示，该电压显示装置还可以包括第二稳压二极管ZD2和第二电阻R2。
第二稳压二极管ZD2，与所述第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1和指示灯L所在的支路并联；
第二电阻R2，与所述第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1和指示灯L所在的支路串联；
其中，所述第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压等于第二电压阈值，且所述第二电压阈值大于第一电压阈值，在供电线路的输出电压大于第二电压阈值时，所述第二稳压二极管ZD2反向击穿，以使所述第一稳压二极管ZD1、所述第一电阻R1和所述指示灯L所在支路两端的电压等于所述第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压，进而第一稳压二极管ZD1反向击穿，所述第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1、指示灯L和所述第二电阻R2通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯L亮起。
本实施例方案的原理是：
施加在第一稳压二极管ZD1正极与负极之间反向电压和施加在第二稳压二极管ZD2正极与负极之间的反向电压均为供电线路的输出电压，当供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，也就是大于第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压时，第二稳压二极管ZD2反向击穿导通，第二稳压二极管ZD2两端的电压保持其反向击穿电压，此时，施加在第一稳压二极管ZD1所在串联支路两端的电压为第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压，由于该电压等于第二电压阈值，大于第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压，第一稳压二极管ZD1将反向击穿，因此，第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1、指示灯L和第二电阻R2构成通过供电线路闭合电流回路，指示灯L亮起，第一电阻R1和第二电阻R2均起到限制流过指示灯的电流的作用。
当车辆停止运行供电线路断电时，支撑电容C会进行放电，随着能量的释放，支撑电容两端C的电压会逐渐降低，即供电线路的输出电压将逐渐降低，当供电线路的输出电压降低至大于第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压，而小于第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压时，第一稳压二极管ZD1反向击穿导通，而第二稳压二极管ZD2不能导通，第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1、指示灯L和第二电阻R2通过供电线路构成闭合电流回路，指示灯L仍然亮起。
当供电线路的输出电压进一步降低，小于第一电压阈值时，也就是小于安全电压时，第一稳压二极管ZD1和第二稳压二极管ZD2均不能导通，因此，第一稳压二极管ZD1、第一电R1阻、指示灯L和第二电阻R2通过供电线路构成的电流回路为开路状态，指示灯L为熄灭状态。
本实施例中，通过设置第二稳压二极管，当供电线路的输出电压大于第二电压阈值时，第二稳压二极管击穿导通，使第一稳压二极管两端的电压稳定保持在第二稳压二极管的反向击穿电压，可对第一稳压二极管起到保护作用，避免施加在第一稳压二极管两端的电压过高而损坏，可使该电压指示装置工作在更宽的电压范围，不会因供电线路的输出电压提升而损坏。
本发明实施例还提供了一种轨道车辆，所述轨道车辆中设置有供电线路，所述供电线路中设置有支撑电容，还包括本发明实施例提供的电压指示装置，其中，所述电压指示装置中的电压检测单元与所述供电线路相连。
本发明实施例提供的轨道车辆，该轨道车辆中设置有本发明实施例提供的电压指示装置，该指示装置无需外接电压源即可工作，只要将其连接在车辆的供电线路中即可，可直观实时的显示支撑电容两端的电压情况，该显示装置的工作状态不受外界设备影响，安全稳定，不易发生故障，因此，可提高对轨道车辆中电气设备进行维修的安全性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种轨道车辆的电压指示装置，其特征在于，包括：
电压检测单元，用于与轨道车辆的供电线路相连，以检测供电线路的输出电压；
指示灯，通过供电线路与所述电压检测单元构成电流回路；
其中，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述电压检测单元接通，进而所述电压检测单元和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆的电压指示装置，其特征在于：
所述电压检测单元包括串联的第一稳压二极管和第一电阻，其中，
所述第一稳压二极管的反向击穿电压等于第一电压阈值，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述第一稳压二极管反向击穿，进而所述第一稳压二极管、所述第一电阻和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆的电压指示装置，其特征在于，还包括：
第二稳压二极管，与所述第一稳压二极管、第一电阻和指示灯所在的支路并联；
第二电阻，与所述第一稳压二极管、第一电阻和指示灯所在的支路串联；
其中，所述第二稳压二极管的反向击穿电压等于第二电压阈值，且所述第二电压阈值大于第一电压阈值，在供电线路的输出电压大于第二电压阈值时，所述第二稳压二极管反向击穿，以使所述第一稳压二极管、所述第一电阻和所述指示灯所在支路两端的电压等于所述第二稳压二极管的反向击穿电压，进而第一稳压二极管反向击穿，所述第一稳压二极管、第一电阻、指示灯和所述第二电阻通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。
4.一种轨道车辆，所述轨道车辆中设置有供电线路，所述供电线路中设置有支撑电容，其特征在于，还包括权利要求1-3任一所述的电压指示装置，其中，所述电压指示装置中的电压检测单元与所述供电线路相连。
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