CN106218424A - 电力动车组高压系统及电力动车组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力动车组高压系统及电力动车组，包括：设置于电力动车组中头车的车顶上的车顶高压组件，其包括：第一受电弓、第一电压互感器、第一真空断路器、隔离开关、第一电流互感器和第二电流互感器，其中，第一受电弓的输出端与第一真空断路器的第一端连接，第一电压互感器的输入端与第一受电弓的输出端连接，第一真空断路器的第二端与隔离开关的第一端连接，第一电流互感器用于监测第一真空断路器输出的电流，隔离开关的第二端与第一段高压电缆连接，第一段高压电缆用于与设置在头车的车底的牵引系统连接，第二电流互感器用于监测第一段高压电缆的电流，可以实现头车的单车载客运行，从而节约了能源。

Description

电力动车组高压系统及电力动车组

技术领域

本发明涉及电气技术，尤其涉及一种电力动车组高压系统及电力动车组。

背景技术

电力动车组的高压系统的主要作用是实现良好的受流，向牵引系统及辅助系统提供能量，同时防止雷电过电压和操作过电压，对牵引系统起到保护的作用。

现有技术中，高压系统和牵引系统设置在电力动车组的不同的车辆上。高压系统一般设置在电力动车组的中间车上，牵引系统中的牵引变流器一般设置在相邻车上。

但是，采用上述的设置方式，会导致电力动车组的头车无法单车载客运行，从而造成能源浪费。

发明内容

本发明提供一种电力动车组高压系统及电力动车组，以实现单车载客运行，节约能源。

第一方面，本发明提供一种电力动车组高压系统，包括：车顶高压组件，所述车顶高压组件设置于电力动车组中头车的车顶上；所述车顶高压组件包括：第一受电弓、第一电压互感器、第一真空断路器、隔离开关、第一电流互感器和第二电流互感器；

其中，所述第一受电弓的输出端与所述第一真空断路器的第一端连接，所述第一受电弓的输出端与所述第一电压互感器的输入端连接，所述第一真空断路器的第二端与所述隔离开关的第一端连接，所述第一电流互感器用于监测所述第一真空断路器输出的电流，所述隔离开关的第二端与第一段高压电缆连接，所述第一段高压电缆用于与设置在所述头车的车底的牵引系统连接，所述第二电流互感器用于监测所述第一段高压电缆的电流。

进一步地，上述电力动车组高压系统还包括：中间车高压组件，所述中间车高压组件设置于所述电力动车组中除所述头车之外的中间车的车顶上；所述中间车高压组件包括第二段高压电缆、第三段高压电缆、第一直通接头和第二直通接头；所述第二段高压电缆的一端通过所述第一直通接头与所述第三段高压电缆连接；

所述车顶高压组件还包括第四段高压电缆，所述第四段高压电缆的一端与所述隔离开关的第一端连接，所述第四段高压电缆的另一端通过所述第二直通接头与所述第二段高压电缆的另一端连接。

进一步地，所述车顶高压组件还包括第二电压互感器、第二真空断路器及与所述第一受电弓对称设置的第二受电弓；

所述第二受电弓的输出端与所述第二真空断路器的第一端连接，所述第二受电弓的输出端与所述第二电压互感器的输入端连接，所述第二真空断路器的第二端和所述第一真空断路器的第二端连接。

进一步地，所述第一受电弓和所述第二受电弓互锁控制。

进一步地，所述第四段高压电缆在所述头车和所述电力动车组中除所述头车之外的中间车之间呈U型。

进一步地，所述电力动车组高压系统还包括第一避雷器，所述第一避雷器与所述第一受电弓的输出端连接。

进一步地，所述电力动车组高压系统还包括第二避雷器，所述第二避雷器与所述第一真空断路器的第二端连接。

进一步地，所述第一真空断路器的第二端与所述隔离开关的第一端之间通过汇流排和电缆终端连接，所述隔离开关的第二端通过汇流排和电缆终端与所述第一段高压电缆连接。

第二方面，本发明提供一种电力动车组，包括：

头车、设置于所述头车车底的牵引系统、至少一个除所述头车之外的动车和上述任一所述的电力动车组高压系统。

进一步地，所述牵引系统包括：牵引变压器、牵引变流器和牵引电机；

其中，所述牵引变压器的输入端与所述电力动车组高压系统中的第一段高压电缆连接，所述牵引变压器的输出端与所述牵引变流器连接，所述牵引变流器与所述牵引电机连接。

本发明实施例提供的电力动车组高压系统及电力动车组，通过设置车顶高压组件，车顶高压组件设置于电力动车组中头车的车顶上，车顶高压组件包括：第一受电弓、第一电压互感器、第一真空断路器、隔离开关、第一电流互感器和第二电流互感器，其中，第一受电弓的输出端与第一真空断路器的第一端连接，第一受电弓的输出端与第一电压互感器的输入端连接，第一真空断路器的第二端与隔离开关的第一端连接，第一电流互感器用于监测第一真空断路器输出的电流，隔离开关的第二端与第一段高压电缆连接，第一段高压电缆用于与设置在头车的车底的牵引系统连接，第二电流互感器用于监测第一段高压电缆的电流，实现了可以通过设置于头车车顶的高压系统对设置于该头车车底的牵引系统进行供电，将高压系统和牵引系统都设置于同一个头车上，相较于现有技术中高压系统和牵引系统设置在电力动车组的不同的车辆上的方案，可以实现头车的单车载客运行，从而节约了能源。另外，实现了在需要救援或拖车时更加便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明实施例提供的电力动车组高压系统实施例一的结构示意图；

图1B为图1A中A处的放大图；

图2为本发明实施例提供的电力动车组高压系统实施例二中头车车顶高压组件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电力动车组高压系统实施例二中中间车车顶高压组件的结构示意图；

图4为图3中直通接头的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电力动车组实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1A为本发明实施例提供的电力动车组高压系统实施例一的结构示意图。图1B为图1A中A处的放大图。请同时参照图1A和图1B，本发明实施例提供的电力动车组高压系统包括：车顶高压组件12，车顶高压组件12设置于电力动车组中头车11的车顶上。

车顶高压组件12可以包括：第一受电弓121、第一电压互感器122、第一真空断路器123、隔离开关124、第一电流互感器125和第二电流互感器126。第一受电弓121的输出端与第一真空断路器123的第一端连接。第一受电弓121的输出端与第一电压互感器122的输入端连接。第一真空断路器123的第二端与隔离开关124的第一端连接，第一电流互感器125用于监测第一真空断路器123输出的电流。隔离开关124的第二端与第一段高压电缆127连接，第一段高压电缆127用于与设置在头车11的车底的牵引系统(图中未示出)连接，第二电流互感器126用于监测第一段高压电缆127的电流。

具体地，本发明实施例中的头车指的是电力动车组中位于两端的动车。本发明实施例中的牵引系统可以包括牵引变压器、牵引变流器和牵引电机。其中，牵引变压器和牵引变流器可以设置在头车11车底的设备舱中，牵引电机可以设置于转向架上。第一段高压电缆127可以与牵引变压器的输入端连接，牵引变压器的输出端与牵引变流器连接，牵引变流器与牵引电机连接。车顶高压组件12可以设置于头车11车顶的靠近转向架上方的位置，可选的，车顶高压组件12可以设置于头车11车顶中靠近端墙的位置，即设置于头车11的二位端处。

第一真空断路器123的第二端可以通过汇流排和电缆终端与隔离开关124的第一端连接，第一电流互感器125用于监测第一真空断路器123输出的电流值。隔离开关124的第二端可以通过汇流排和电缆终端与第一段高压电缆127连接，第一段高压电缆127用于与设置在头车11的车底的牵引系统(图中未示出)连接，第二电流互感器126用于监测第一段高压电缆127的电流值。

本发明实施例提供的电力动车组高压系统的工作过程如下：第一受电弓121从接触网获取电能。第一电压互感器122对第一受电弓121的输出端的电压进行检测。第一真空断路器123从第一受电弓121的输出端获取电能，将电能输出至隔离开关124，第一电流互感器125对第一真空断路器123输出的电流进行检测。隔离开关124将电能通过第一段高压电缆127输出至牵引系统，第二电流互感器126对第一段高压电缆127输出的电流进行检测。具体地，可以是第一段高压电缆127将电能输出至设置于同一个头车11的车底的牵引系统中的牵引变压器，牵引变压器将电能输出至牵引变流器，牵引变流器将电能输出至牵引电机，从而，带动头车的车轮转动，头车开始运行。

可选的，在一种可能的实现方式中，车顶高压组件12还包括第一避雷器128。第一避雷器128与第一受电弓121连接。车顶高压组件12还包括第二避雷器129，第二避雷器129与第一真空断路器123的第二端连接。设置第一避雷器和第二避雷器可以提高电力动车组高压系统运行的安全性。

本发明实施例提供的电力动车组高压系统，通过设置车顶高压组件，车顶高压组件设置于电力动车组中头车的车顶上，车顶高压组件包括：第一受电弓、第一电压互感器、第一真空断路器、隔离开关、第一电流互感器和第二电流互感器，其中，第一受电弓的输出端与第一真空断路器的第一端连接，第一受电弓的输出端与第一电压互感器的输入端连接，第一真空断路器的第二端与隔离开关的第一端连接，第一电流互感器用于监测第一真空断路器输出的电流，隔离开关的第二端与第一段高压电缆连接，第一段高压电缆用于与设置在头车的车底的牵引系统连接，第二电流互感器用于监测第一段高压电缆的电流，实现了可以通过设置于头车车顶的高压系统对设置于该头车车底的牵引系统进行供电，将高压系统和牵引系统都设置于同一个头车上，相较于现有技术中高压系统和牵引系统设置在电力动车组的不同的车辆上的方案，可以实现头车的单车载客运行，从而节约了能源。另外，实现了在需要救援或拖车时更加便捷。

图2为本发明实施例提供的电力动车组高压系统实施例二中头车车顶高压组件的结构示意图。图3为本发明实施例提供的电力动车组高压系统实施例二中中间车车顶高压组件的结构示意图。图4为图3中直通接头的结构示意图。本发明实施例提供的电力动车组高压系统在图1B所示实施例的基础上，如图2、图3和图4所示，还包括：

中间车高压组件13，中间车高压组件13设置于电力动车组中除头车之外的中间车的车顶上。中间车高压组件包括：第二段高压电缆138、第三段高压电缆139、第一直通接头140和第二直通接头141。第二段高压电缆138的一端通过第一直通接头140与第三段高压电缆连接。车顶高压组件12还包括第四段高压电缆137。第四段高压电缆137的一端与隔离开关124的第一端连接。第四段高压电缆137的另一端通过第二直通接头141与第二段高压电缆138的另一端连接。

在本实施例中，车顶高压组件12还包括第二电压互感器132、第二真空断路器133及与第一受电弓121对称设置的第二受电弓131。第二受电弓131的输出端与第二真空断路器133的第一端连接，第二受电弓131的输出端与第二电压互感器132的输入端连接，第二真空断路器133的第二端和第一真空断路器123的第二端连接。可选的，第二受电弓131的输出端可以通过汇流排135和电缆终端136与第二真空断路器133的第一端连接。

具体地，在中间车高压组件13中，第二段高压电缆138可以呈直线布置在除头车之外的中间车的一位端和二位端之间。车顶高压组件12中的第四段高压电缆137可以实现连通头车及与头车相邻的中间车的高压系统。第三段高压电缆139用于连接下一个车上的第二段高压电缆，以实现高压系统的车辆间跨接。

为了减少在电力动车组拐弯时对高压电缆的拉扯损伤，第四段高压电缆137在头车和电力动车组中除头车之外的中间车之间呈U型，以提高第四段高压电缆的使用寿命，节约成本。可以理解的是，第三段高压电缆139在中间车之间也可以呈U型。第四段高压电缆137在除头车之外的中间车的车顶上的布线路径可以根据实际情况进行调整。为了便于对电力动车组进行编组，布线路径分为实际布线路径和备用布线路径142，以满足不同情况下的编组要求。第三段高压电缆139的布线路径和第四段高压电缆137的布线路径可以关于车体的横向中心线对称。

需要说明的是，如果设置有高压组件的中间车上具有牵引系统，则电力动车组中间车高压组件还包括第五段高压电缆(图中未示出)，用于对设置在该动车的牵引系统进行供电。如果设置有高压组件的中间车上没有牵引系统或其他需要供电的系统，则第四段高压电缆137、第二段高压电缆138和第三段高压电缆139只是经过该中间车的车顶，实现电力动车组高压系统的车辆间跨接。

第一直通接头140和第二直通接头141可以实现电力动车组的快速编组和解编，提高了工作效率。另外，高压电缆间通过第一直通接头140和第二直通接头141连接，相较于现有技术中高压电缆通过汇流排和电缆终端的连接方式，降低了成本，且提高了编组的灵活性和便捷性。可以实现1-16辆车辆的可变编组。直通接头可以采用如图4所示的直通接头。

第一受电弓121和第二受电弓131可以是关于转向架中心线对称设置的。第一受电弓121和第二受电弓131互为冗余。

可选的，第一受电弓121和第二受电弓131可以是互锁控制的，以保证在正常工况下第一受电弓121和第二受电弓131中只运行一个。具体的互锁控制方式可以采用升弓电路互锁来实现第一受电弓121和第二受电弓131的互锁控制。

车顶高压组件12还可以包括第三避雷器134。其与第二受电弓131的输出端连接。

在一种具体的实现方式中，以电力动车组按照6辆进行编组。1车和6车是带有高压系统的头车。在1车和6车的二位端平顶各布置两套高压系统，则1车和6车具有独立运营的能力。2车、3车、4车及5车无论是不带牵引系统的拖车还是带有牵引系统的动车，车顶均预留两条高压电缆布线路径，且一位端与二位端高压电缆对称布置。高压电缆布线路径灵活可变，保证了高压电缆跨接连接时的接口匹配，使车辆可以可变编组及换端连接。高压电缆连接采用直通式快接插头连接，连接速度快，省时省力。根据电力动车组运营需要，编组时可以选择编组数量、动车和拖车编入比例。电力动车组编组数量可以在1-16之间进行调节。当编组数量为1-9辆编组时，只使用一套高压系统提供电能；当编组数量在10-16辆之间时，使用两套高压系统提供电能。

本实施例提供的电力动车组高压系统，通过设置车辆间高压组件、第二受电弓、第二电压互感器和第二真空断路器，一方面实现了电力动车组高压系统的车辆间跨接，并且降低了成本，且提高了编组的灵活性和便捷性，另一方面，通过设置与第一受电弓互为冗余的第二受电弓，提高了电力动车组高压系统工作的可靠性。

图5为本发明实施例提供的电力动车组实施例的结构示意图。如图5所示，本发明实施例提供的电力动车组包括：

头车11、设置于头车车底的牵引系统、至少一个除头车之外的中间车15和如图1B-图4任一实施例示出的电力动车组高压系统。电力动车组高压系统可以包括车顶高压组件12和中间车高压组件13。

牵引系统包括：牵引变压器、牵引变流器和牵引电机。其中，牵引变压器的输入端与电力动车组高压系统中的第一段高压电缆连接，牵引变压器的输出端与牵引变流器连接，牵引变流器与牵引电机连接。

本发明实施例提供的电力动车组中的高压系统的结构以及工作过程与图1B-图4所示实施例类似，此处不再赘述。

本发明实施例提供的电力动车组，一方面可以实现头车单车载客运行，从而，节约了能源，另外，实现了在需要救援或拖车时更加便捷，另一方面，降低了成本，提高了编组的灵活性和便捷性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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 (10)

1.一种电力动车组高压系统，其特征在于，包括：车顶高压组件，所述车顶高压组件设置于电力动车组中头车的车顶上；所述车顶高压组件包括：第一受电弓、第一电压互感器、第一真空断路器、隔离开关、第一电流互感器和第二电流互感器；

其中，所述第一受电弓的输出端与所述第一真空断路器的第一端连接，所述第一受电弓的输出端与所述第一电压互感器的输入端连接，所述第一真空断路器的第二端与所述隔离开关的第一端连接，所述第一电流互感器用于监测所述第一真空断路器输出的电流，所述隔离开关的第二端与第一段高压电缆连接，所述第一段高压电缆用于与设置在所述头车的车底的牵引系统连接，所述第二电流互感器用于监测所述第一段高压电缆的电流。

2.根据权利要求1所述的电力动车组高压系统，其特征在于，还包括：中间车高压组件，所述中间车高压组件设置于所述电力动车组中除所述头车之外的中间车的车顶上；所述中间车高压组件包括第二段高压电缆、第三段高压电缆、第一直通接头和第二直通接头；所述第二段高压电缆的一端通过所述第一直通接头与所述第三段高压电缆连接；

所述车顶高压组件还包括第四段高压电缆，所述第四段高压电缆的一端与所述隔离开关的第一端连接，所述第四段高压电缆的另一端通过所述第二直通接头与所述第二段高压电缆的另一端连接。

3.根据权利要求1或2所述的电力动车组高压系统，其特征在于，所述车顶高压组件还包括第二电压互感器、第二真空断路器及与所述第一受电弓对称设置的第二受电弓；

所述第二受电弓的输出端与所述第二真空断路器的第一端连接，所述第二受电弓的输出端与所述第二电压互感器的输入端连接，所述第二真空断路器的第二端和所述第一真空断路器的第二端连接。

4.根据权利要求3所述的电力动车组高压系统，其特征在于，所述第一受电弓和所述第二受电弓互锁控制。

5.根据权利要求2所述的电力动车组高压系统，其特征在于，所述第四段高压电缆在所述头车和所述电力动车组中除所述头车之外的中间车之间呈U型。

6.根据权利要求1所述的电力动车组高压系统，其特征在于，所述电力动车组高压系统还包括第一避雷器，所述第一避雷器与所述第一受电弓的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的电力动车组高压系统，其特征在于，所述电力动车组高压系统还包括第二避雷器，所述第二避雷器与所述第一真空断路器的第二端连接。

8.根据权利要求7所述的电力动车组高压系统，其特征在于，所述第一真空断路器的第二端与所述隔离开关的第一端之间通过汇流排和电缆终端连接，所述隔离开关的第二端通过汇流排和电缆终端与所述第一段高压电缆连接。

9.一种电力动车组，其特征在于，包括：

头车、设置于所述头车车底的牵引系统、至少一个除所述头车之外的动车和如权利要求1-8任一项所述的电力动车组高压系统。

10.根据权利要求9所述的电力动车组，其特征在于，所述牵引系统包括：牵引变压器、牵引变流器和牵引电机；

其中，所述牵引变压器的输入端与所述电力动车组高压系统中的第一段高压电缆连接，所述牵引变压器的输出端与所述牵引变流器连接，所述牵引变流器与所述牵引电机连接。