CN109449049B - 一种基于地铁车辆的馈线接触器控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，包括设置于整车两个单元的馈线接触器，正常模式下，辅助高压贯穿整车，车辆辅助系统可实现并网供电；本单元安全回路故障、单弓运行或车间电源模式下对远端辅助高压单元形成互锁；误操作时隔离远端高压供电，实现高压供电安全及对人的保护。本发明结合接地隔离开关、牵引高压箱、馈线接触器箱及车辆状态用于控制馈线接触器的通断，尤其是在库内停车时从电路上保证了维护人员的安全。本发明控制电路具有结构简单、可靠性高，可满足车辆正线运行模式及车间电源模式的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及地铁车辆正线及库内条件下的运行要求，属于地铁车辆辅助母线馈线接触器控制设计领域。
背景技术
目前城轨车辆在两个动力单元之间敷设一根辅助高压母线，从而实现整车辅助高压用电贯通，以达到当仅有一个动力单元存在高压输入时，整车的辅助系统均能正常工作。车辆升单弓或车间电源模式时，远端高压箱体带电，如有维护人员在未知的情况向打开箱体盖板，进行维护操作，存在触电危险。
发明内容
本发明的目的主要是针对上述现有技术的问题，提供一种基于地铁车辆的馈线接触器控制电路。
为了解决以上技术问题，本发明提供的基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，包括设置于每个动力单元的牵引高压箱、馈线接触器、逻辑控制单元和受控于该逻辑控制单元的控制开关、蓄电池、与辅助高压母线连接的车间电源线和车间电源接触器；所述馈线接触器的常开主触点串联接入辅助高压母线，所述牵引高压箱设有接地隔离开关、受控于高压箱前盖板的第一状态主开关和第一状态副开关、和受控于车间电源插座保护盖的第二状态开关；接地隔离开关具有第一子开关和第二子开关，当位于运行位时第一子开关闭合，第二子开关断开；当位于车间电源位时第一子开关闭合，第二子开关闭合；当位于接地位时第一子开关断开，第二子开关闭合；高压箱前盖板关闭时，第一状态主开关和第一状态副开关闭合；高压箱前盖板打开时，第一状态主开关和第一状态副开关断开；车间电源插座保护盖关闭时，第二状态开关闭合，车间电源插座保护盖打开时，第二状态开关断开；所述第二状态开关、第一状态主开关、接地隔离开关的第一子开关和控制开关依次串联接入馈线接触器的驱动电路；车间电源接触器具有常开主触点和常开副触点，车间电源接触器的常开主触点接入车间电源线，蓄电池的正极经车间电源接触器的常开副触点接在第二状态开关与接地隔离开关的第一子开关之间的电路上；第一状态副开关和接地隔离开关的第二子开关串联接入车间电源接触器的控制回路。
进一步的，每个动力单元还设有带盖板的馈线接触器箱，馈线接触器箱具有受控于该盖板的第三状态开关，盖板关闭时，第三状态开关闭合；所述第三状态开关串联接入所述馈线接触器的驱动电路。
所述逻辑控制单元采集两个动力单元的控制开关前端的电压，如果为高电平，则闭合该控制开关，否则断开控制开关。
此外，本发明还提出在每个动力单元设置有牵引高压箱、馈线接触器、逻辑控制单元和受控于该逻辑控制单元的控制开关、蓄电池、与辅助高压母线连接的车间电源线和车间电源接触器；所述馈线接触器的常开主触点串联接入辅助高压母线，所述牵引高压箱设有接地隔离开关、受控于高压箱前盖板的第一状态主开关和第一状态副开关、和受控于车间电源插座保护盖的第二状态开关；接地隔离开关具有第一子开关和第二子开关，当位于运行位时第一子开关闭合，第二子开关断开；当位于车间电源位时第一子开关闭合，第二子开关闭合；当位于接地位时第一子开关断开，第二子开关闭合；高压箱前盖板关闭时，第一状态主开关和第一状态副开关闭合；高压箱前盖板打开时，第一状态主开关和第一状态副开关断开；车间电源插座保护盖关闭时，第二状态开关闭合，车间电源插座保护盖打开时，第二状态开关断开；所述第二状态开关、第一状态主开关、接地隔离开关的第一子开关和控制开关依次串联接入馈线接触器的驱动电路；车间电源接触器具有常开主触点和常开副触点，车间电源接触器的常开主触点接入车间电源线，蓄电池的正极经车间电源接触器的常开副触点连接于高压箱前盖板的第一状态主开关与接地隔离开关的第二子开关之间；第一状态副开关和接地隔离开关的第二子开关串联接入车间电源接触器的控制回路；所述逻辑控制单元采集两个动力单元的控制开关前端的电压，如果为高电平，则闭合该控制开关，否则断开控制开关。
具体控制过程如下：
一、正常运行模式下
1、两个动力单元的车间电源插座保护盖处于闭合状态，第二状态开关关闭；
2、两个动力单元牵引高压箱前盖板及馈线接触器箱盖板均处于闭合状态，第一状态主开关和第三状态开关闭合；
3、两端的接地隔离开关均处于正常运行位，接地隔离开关的第一子开关闭合，第二子开关断开；
逻辑控制单元采集车辆上述两个动力单元的接地隔离开关第一子开关、第一至第三状态开关组成的安全环路的状态，并进行逻辑与判断，若安全环路为高电平，则驱动馈线接触器控制开关闭合，保证运行时车辆辅助系统工作在并网或扩展供电状态；车辆单弓运行时，可实现整车辅助高压贯通，整车辅助系统可投入工作。
所有开关存在一个不闭合，安全环路为低电平，则控制两个单元的馈线接触器断开，将故障状态发送车辆显示屏，提示司机。
二、车间电源模式下
1、两端接地隔离开关均处于车间电源位；接地隔离开关的第一子开关闭合，第二子开关闭合；
2、本端的车间电源插头插入供电插头，则本端的第二状态开关断开，远端第二状态开关处于闭合状态；
3、两端高压箱前盖板及馈线接触器箱前盖板均处于闭合状态，第一状态主开关、第一状态副开关，第三状态开关闭合；库内一端车间电源插入时，车间电源接触器得电，本端车间电源接触器得电，车间电源接触器常开主触点和常开副触点均闭合；安全环路由车辆蓄电池供电；逻辑控制单元采集车辆上述两个动力单元安全环路的状态并进行逻辑与判断，若安全环路为高电平时，同时控制两端馈线接触器闭合；安全环路为低电平，则控制两个单元的馈线接触器断开。
另外，本发明还涉及一种轨道车辆，其特征在于：具有上述的基于地铁车辆的馈线接触器控制电路。
整车两个单元设置馈线接触器，正常模式下，辅助高压贯穿整车，车辆辅助系统可实现并网供电；本单元安全回路故障、单弓运行或车间电源模式下对远端辅助高压单元形成互锁；误操作时隔离远端高压供电，实现高压供电安全及对人的保护。
本发明结合接地隔离开关、牵引高压箱、馈线接触器箱及车辆状态用于控制馈线接触器的通断，尤其是在库内停车时从电路上保证了维护人员的安全。本发明控制电路具有结构简单、可靠性高，可满足车辆正线运行模式及车间电源模式的使用需求。
附图说明
图1是基于地铁车辆的馈线接触器控制电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做解释说明。
如图1所示，本实施例基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，包括设置于每个动力单元的牵引高压箱、馈线接触箱、逻辑控制单元LCU和受控于该逻辑控制单元LCU的控制开关K5，车辆蓄电池、与辅助高压母线连接的车间电源线和车间电源接触器S2。本例中，馈线接触器箱和牵引高压箱整合为一体。此外，馈线接触器箱可以单独设置，或设置于牵引高压箱内部。
牵引高压箱设有接地隔离开关，接地隔离开关具有第一子开关K0和第二子开关K4、受控于高压箱前盖板的第一状态主开关K1-1和第一状态副开关K1-2、以及受控于车间电源插座保护盖的第二状态开关K2。接地隔离开关的两个单独子开关根据不同的位置状态选择当前工作模式，包括运行位、车间电源位、接地位，用于选择运行模式；第一状态主开关K1-1用于检测高压箱前盖板状态；车间电源保护盖上的第二状态开关K2用于判断当前车间电源模式是否投入使用。
当位于运行位时，接地隔离开关的第一子开关K0闭合，第二子开关K4断开，；当位于车间电源位时，接地隔离开关的第一子开关K0闭合，第二子开关K4闭合；当位于接地位时，接地隔离开关的第一子开关K0断开，第二子开关K4闭合。
高压箱前盖板关闭时，第一状态主开关K1-1和第一状态副开关K1-2闭合，高压箱前盖板打开时，第一状态主开关K1-1和第一状态副开关K1-2断开；车间电源插座保护盖关闭时，第二状态开关K2闭合，车间电源插座保护盖打开，则第二状态开关K3断开。
馈线接触箱内设有馈线接触器S1和受控于馈线接触箱盖板的第三状态开关K3，馈线接触器S1具有串联接入1500V辅助高压母线的常开触点S-1。第三状态开关K3为防止正常模式下馈线接触器箱盖板故障或异常打开而设置，同时防止库内维护时操作人员因误操作打开盖板而触电。馈线接触箱盖板关闭时，第三状态开关K3闭合，馈线接触箱盖板打开时，第三状态开关K3断开。
上述的第二状态开关K2、第一状态主开关K1-1、接地隔离开关的第一子开关K0、第三状态开关K3和控制开关K5串联接入馈线接触器S1的驱动电路。当上述开关均闭合时，馈线接触器S得电，常开触点S-1闭合，车辆的辅助高压母线可以通过车间电源插座获取DC1500V高压电。
车间电源接触器S2具有常开主触点K6-1和常开副触点K6-2，车间电源接触器的常开主触点K6-1接入车间电源线，蓄电池的正极经车间电源接触器的常开副触点K6-2接在第二状态开关K2与接地隔离开关的第一子开关K0之间的电路上。本例中，常开副触点K6-2接在高压箱前盖板的第一状态主开关K1-1与接地隔离开关的第一子开关K0之间，当然，也可以接在第二状态开关K2与高压箱前盖板的第一状态主开关K-1之间。第一状态副开关K1-2和接地隔离开关的第二子开关K4串联接入车间电源接触器S2的控制回路。
本实施例中第一状态主开关K1-1、第一状态主开关K1-2、第二状态开关K2、第三状态开关K3分别选用Allen-B行程开关，通过位置状态检测盖板开关状态。
两个动力单元的逻辑控制单元LCU之间通过列车总线通讯，将本地检测到的安全环路（控制开关前端）的状态发送至对侧的逻辑控制单元，同时接收另一动力单元逻辑控制单元发送来安全环路的状态。
运行模式下若上述开关组成的安全环路为高电平时，则控制开关K5闭合，否则断开控制开关K5。当一个逻辑控制单元LCU做出断开控制开关的命令，则将该命令同时发送给另一个逻辑控制单元，将另一动力单元的控制开关也断开。
车间电源模式下车间电源插头插入，第二状态开关K2断开，同时车间电源接触器得电，车间电源接触器的常开主触点K6-1闭合、常开副触点K6-2闭合，在牵引高压箱关闭的情况下，本端DC1500V车间电源接通；常开副触点K6-2所在控制电路导通，此处电源由车辆蓄电池提供，第二状态开关K2被旁路；且逻辑控制单元LCU采集到了两个动力单元的控制开关前端的电压信息，若为高电平时，则控制所述控制开关闭合K5，整车DC1500V电源接通，车辆的辅助高压母线可以通过车间电源插座获取DC1500V高压电，否则断开控制开关K5。当一个逻辑控制单元LCU做出断开控制开关的命令，则将该命令同时发送给另一个逻辑控制单元，将另一动力单元的控制开关也断开。
本发明将车间电源保护盖状态、接地隔离开关位置状态、高压箱前盖板状态、馈线接触器箱盖板状态串入馈线接触器控制回路中，逻辑控制单元采集馈线接触器控制回路中各开关的状态信息并进行逻辑与判断，逻辑控制单元可控制整车两端馈线接触器闭合或关断，以上任一盖板异常时整车馈线接触器断开，辅助高压母线断开，远端无输出；所有开关均闭合时安全环路为高电平整车馈线接触器闭合，整车辅助高压母线闭合，整车母线贯穿。
以上控制方案可实现：
1）正线运行时车辆辅助高压母线贯通;
2）车辆单弓运行时，可实现整车辅助高压贯通，整车辅助系统可投入工作；
3）车间电源模式下，本端车间电源供电时，整车高压存在；如远端维护人员未知的情况下打开任一盖板进行维护或插入车间电源，整车两个馈线接触器断开，切断远端高压回路供电，保证维护人员安全。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，包括设置于每个动力单元的牵引高压箱、馈线接触器、逻辑控制单元和受控于该逻辑控制单元的控制开关、蓄电池、与辅助高压母线连接的车间电源线和车间电源接触器；所述馈线接触器的常开主触点串联接入辅助高压母线，所述牵引高压箱设有接地隔离开关、受控于高压箱前盖板的第一状态主开关和第一状态副开关、和受控于车间电源插座保护盖的第二状态开关；接地隔离开关具有第一子开关和第二子开关，当位于运行位时第一子开关闭合，第二子开关断开；当位于车间电源位时第一子开关闭合，第二子开关闭合；当位于接地位时第一子开关断开，第二子开关闭合；高压箱前盖板关闭时，第一状态主开关和第一状态副开关闭合；高压箱前盖板打开时，第一状态主开关和第一状态副开关断开；车间电源插座保护盖关闭时，第二状态开关闭合，车间电源插座保护盖打开时，第二状态开关断开；所述第二状态开关、第一状态主开关、接地隔离开关的第一子开关和控制开关依次串联接入馈线接触器的驱动电路；车间电源接触器具有常开主触点和常开副触点，车间电源接触器的常开主触点接入车间电源线，蓄电池的正极经车间电源接触器的常开副触点接在第二状态开关与接地隔离开关的第一子开关之间的电路上；第一状态副开关和接地隔离开关的第二子开关串联接入车间电源接触器的控制回路。
2.根据权利要求1所述的基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，其特征在于：每个动力单元还设有带盖板的馈线接触器箱，馈线接触器箱具有受控于该盖板的第三状态开关，馈线接触器箱的盖板关闭时，第三状态开关闭合；所述第三状态开关串联接入所述馈线接触器的驱动电路。
3.根据权利要求2所述的基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，其特征在于：所述第三状态开关串联于控制开关和接地隔离开关的第一子开关之间。
4.根据权利要求1所述的基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，其特征在于：所述逻辑控制单元采集两个动力单元的控制开关前端的电压，如果为高电平，则闭合该控制开关，否则断开控制开关。
5.根据权利要求2所述的基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，其特征在于：馈线接触器箱设置于牵引高压箱内部，或者馈线接触器箱和牵引高压箱固定为一体。
6.根据权利要求1所述的基于地铁车辆的馈线接触器控制电路，其特征在于：两个动力单元的逻辑控制单元通过列车总线通讯。
7.一种地铁车辆，其特征在于：具有权利要求1-6任一项所述的基于地铁车辆的馈线接触器控制电路。
8.一种基于地铁车辆的馈线接触器控制方法，其特征在于：在每个动力单元设置有牵引高压箱、馈线接触器、逻辑控制单元和受控于该逻辑控制单元的控制开关、蓄电池、与辅助高压母线连接的车间电源线和车间电源接触器；所述馈线接触器的常开主触点串联接入辅助高压母线，所述牵引高压箱设有接地隔离开关、受控于高压箱前盖板的第一状态主开关和第一状态副开关、和受控于车间电源插座保护盖的第二状态开关；接地隔离开关具有第一子开关和第二子开关，当位于运行位时第一子开关闭合，第二子开关断开；当位于车间电源位时第一子开关闭合，第二子开关闭合；当位于接地位时第一子开关断开，第二子开关闭合；高压箱前盖板关闭时，第一状态主开关和第一状态副开关闭合；高压箱前盖板打开时，第一状态主开关和第一状态副开关断开；车间电源插座保护盖关闭时，第二状态开关闭合，车间电源插座保护盖打开时，第二状态开关断开；所述第二状态开关、第一状态主开关、接地隔离开关的第一子开关和控制开关依次串联接入馈线接触器的驱动电路；车间电源接触器具有常开主触点和常开副触点，车间电源接触器的常开主触点接入车间电源线，蓄电池的正极经车间电源接触器的常开副触点连接于高压箱前盖板的第一状态主开关与接地隔离开关的第二子开关之间；第一状态副开关和接地隔离开关的第二子开关串联接入车间电源接触器的控制回路；所述逻辑控制单元采集两个动力单元的控制开关前端的电压，如果为高电平，则闭合该控制开关，否则断开控制开关。
9.根据权利要求8所述的基于地铁车辆的馈线接触器控制方法，其特征在于：两个动力单元的逻辑控制单元通过列车总线通讯，本地单元的逻辑控制单元通过列车总线获取另一个逻辑控制单元所采集到的控制开关前端电压信息。
10.根据权利要求8所述的基于地铁车辆的馈线接触器控制方法，其特征在于：本地动力单元的逻辑控制单元做出断开控制开关的指令，则另一个动力单元的逻辑控制单元也做出断开控制开关的指令。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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