CN109703376B - 实现车间电源柜的电气互锁的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现车间电源柜的电气互锁的系统，头车上的插座的主触点与插头的主接头电连接，车间电源柜中的DC1500V电源与接触器主触点连接，头车上的插座的第一接触点和第二接触点和插头的第一接头电连接，使得车间电源柜DC110V电源进入列车形成回路，使得车间电源柜中的接触器得电，并使得与DC1500V电源连接的接触器主触点闭合，头车上的插座的第三接触点和第四接触点与插头的第二接头电连接，车辆蓄电池DC110V电源使尾车的互锁继电器得电，以使得尾车的互锁继电器辅助常闭触点断开，从而形成车间电源柜的电气互锁回路，避免了车间电源柜不接地使互锁回路失效的安全隐患以及车间电源柜接地后可能造成的直流开关过流保护，从而保障了列车检修维护的安全、正常进行。

Description

实现车间电源柜的电气互锁的系统

技术领域

本发明涉及车辆控制部分高压电气领域，尤其涉及一种实现车间电源柜的电气互锁的系统。

背景技术

地铁在停车场（即车辆段）内需要进行部分检修及调试。大部分地铁车辆，每一列编组列车会设置两组车间电源插座，而在地铁停车场内会在地面相应地点设置DC1500V车间电源柜，主要用于提供列车检修及调试时的供电需求。若车间电源柜出现故障，将会对列车检修及调试作业产生影响，极有可能造成正在检修或调试的列车设备故障，甚至会威胁检修及调试人员的生命安全。

为确保列车检修或调试人员与设备的安全，在车间电源柜与列车二次控制回路之间设计电气互锁回路，以起到安全保护作用。

现有的一种电气互锁回路设计方法，车间电源柜之间在地面端设置电气互锁回路，如图1所示。当一端车间电源柜的车间电源插头先接入，使接触器SPK1得电，DC1500V输入，电路上的主触点吸合，车间电源插头输出DC1500V电源，为整车提供电源。此时若另一端地面电源柜的车间电源也接入，由于接触器SPK1得电，导致另一端110V控制电路上的接触器SPK1的辅助常闭触点断开，导致接触器SPK2无法得电，因此另一端的车间电源插头不会输出DC1500V电源，从而达到两个车间电源柜的互锁。该方案的缺点为当任意一端车间电源柜先接入，另一端的车间电源柜就无法使用，因为车间电源柜无法判断是同一列地铁车辆还是两列地铁车辆需要同时使用车间电源柜。当某一列地铁车辆先使用车间电源柜的时候，另一列地铁车辆只能待命，无法使用另一车间电源柜，因此无法满足两列地铁车辆同时进行带电检修的条件，极大降低了列车检修、维护及调试的工作效率，同时也大幅度降低了车间电源柜的利用率，并且两个车间电源柜在地面设置电气互锁回路，需要在两个车间电源柜间连线，导致线缆的布置过长，不利于布线。

另一种电气互锁回路设计方法，是由列车与地面电源柜共同完成。如图2所示，在列车两端的高压箱内分别设置接触器SPK1，将接触器线圈与辅助常闭触点接入车间电源110V控制电路。当一端车间电源柜的车间电源插头接入列车，DC110V控制回路使接触器SPKM线圈得电，DC1500V电路上的SPKM触电闭合，车间电源插头输出DC1500V电源，为整车提供电源。由于DC110V的控制电路设计，使尾车的SPK1线圈得电，尾车车间电源110V控制电路上的SPK1常闭触点断开。此时，如果将另一端的车间电源插头接入车辆，则由于尾车的SPK1的常闭触点断开，导致另一端车间电源柜内的SPKM接触器线圈无法得电，因此后接入的车间电源柜DC1500V电源无法进入车辆。此方案避免了上述现有方案中两个车间电源柜之间布线过长的问题，也保证了两个车间电源柜可以同时投入工作，为两列地铁车辆提供DC1500V电源，进行带电检修工作。该方案的缺点为一方面若车间电源柜DC110V供电模块的负端不接地，车辆互锁继电器SPK1则无法得电激活，车间电源柜电气互锁回路会失效，存在安全隐患，另一方面若车间电源柜DC110V供电模块的负端接地，则会与DC1500V高压负端连接，当DC1500V高压进行轮回回流时，会引起直流开关过流保护，从而造成车间电源柜损坏，影响列车的检修及维护。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种实现车间电源柜的电气互锁的系统，以使两个车间电源柜可同时工作，并且避免直流电源负端接地带来的安全隐患。

第一方面，本发明实施例提供了一种车间电源柜，包括：

地面车间电源箱，其包括：电源组；其中，

所述电源组包括：DC1500V电源、车间电源柜DC110V电源和车辆蓄电池DC110V电源；

与所述地面车间电源箱电连接的车间电源连接器，其上设置有插头，所述插头包括：

用于连接所述DC1500V电源的主接头；

用于连接所述车间电源柜DC110V电源的第一接头；

用于连接所述车辆蓄电池DC110V电源的第二接头。

在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的车间电源柜中，所述地面车间电源箱还包括：接触器和互锁继电器；其中，

所述车间电源柜的直流电源与所述接触器电连接；

所述车辆蓄电池直流电源与所述互锁继电器电连接。

在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的车间电源柜中，所述地面车间电源箱还包括：断路器；

所述车间电源柜的直流电源与所述断路器电连接。

在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的车间电源柜中，所述插头还包括：备用接头。

在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的车间电源柜中，所述插头还包括：插头保护盖。

第二方面，本发明实施例提供了一种列车，包括头车、尾车和车身本体，所述头车和尾车分别设置有隔离开关箱；其中，所述隔离开关箱包括：

用于与车间电源柜的插头电连接的插座；以及

选择开关和车辆的档位；

其中，

所述选择开关与所述车辆的档位中的“车间”档位电连接；

所述头车上的所述插座的主触点与所述插头的主接头电连接，并在所述车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合时，使得DC1500V电源进入所述列车；

所述头车上的所述插座的第一接触点和第二接触点和所述插头的第一接头电连接，使得所述车间电源柜DC110V电源进入所述列车，并通过所述第一接触点和所述第二接触点形成回路，使得所述车间电源柜中的接触器得电，并使得所述车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合；

所述头车上的所述插座的第三接触点和第四接触点和所述插头的第二接头电连接，使得所述车间电源柜上的车辆蓄电池DC110V电源由所述第三接触点和所述第四接触点通过列车线使所述尾车的互锁继电器得电，以使得所述尾车的互锁继电器辅助常闭触点断开。

在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述列车中，所述隔离开关箱还包括：

第一互锁继电器；

所述头车的第一互锁继电器的辅助常闭触点的两端分别与所述尾车的第一接触点和第二接触点电连接；

所述尾车的第一互锁继电器的辅助常闭触点的两端分别与所述头车的第一接触点和第二接触点电连接。

在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述列车中，所述隔离开关箱还包括：

第二互锁继电器；其中，

所述头车上的所述插座的第四接触点，通过所述列车线与所述尾车上的隔离开关箱中的第二互锁继电器电连接；

所述头车上的隔离开关箱中的第二互锁继电器，与所述尾车上的所述插座的第四接触点电连接。

在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述列车中，所述插座还包括：备用触点。

在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的上述列车中，所述插座还包括：插座保护盖。

本发明提供的车间电源柜及列车，头车上的插座的主触点与插头的主接头电连接，并在车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合时，使得DC1500V电源进入列车，头车上的插座的第一接触点和第二接触点和插头的第一接头电连接，使得车间电源柜DC110V电源进入列车，并通过第一接触点和第二接触点形成回路，使得车间电源柜中的接触器得电，并使得车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合，头车上的插座的第三接触点和第四接触点和插头的第二接头电连接，使得车间电源柜上的车辆蓄电池DC110V电源由第三接触点和第四接触点通过列车线使尾车的互锁继电器得电，以使得尾车的互锁继电器辅助常闭触点断开，从而形成车间电源柜的电气互锁回路，实现多个车间电源柜可以同时为不同地铁车辆供电，提高了车间电源柜的利用率，同时避免了车间电源柜不接地使互锁回路失效的安全隐患以及车间电源柜接地后可能造成的直流开关过流保护，从而保障了列车检修维护的安全、正常进行。

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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术一的技术原理图；

图2为现有技术二的技术原理图；

图3为本发明实施例提供的车间电源柜及列车组成的车间电源互锁电路的示意性结构图；

图4为本发明实施例提供的车间电源柜及列车的示意性布置图；

图5为本发明实施例提供的车间电源柜插头121的正视图；

图6为本发明实施例提供的车间电源柜插头121的侧试图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3为本发明实施例提供的车间电源柜及列车组成的车间电源互锁电路的示意性结构图。

图4为本发明实施例提供的车间电源柜及列车的示意性布置图。

实施例一

如图3和图4所示，本发明一实施例提供的车间电源柜，包括：

地面车间电源箱110，其包括：电源组。其中，所述电源组包括：DC1500V电源111、车间电源柜DC110V电源，车辆蓄电池DC110V电源113位于隔离开关箱内。

与地面车间电源箱110电连接的车间电源连接器，其上设置有插头121，插头121可以包括：

用于连接DC1500V电源111的主接头。

用于连接车间电源柜DC110V电源的第一接头。

用于连接车辆蓄电池DC110V电源113的第二接头。

实际应用中，在地铁停车场（车辆段）内会在地面相应地点设置DC1500V车间电源柜，主要用于提供列车检修及调试时的供电需求。本实施例中，为了对DC1500V电源的输入进行控制，设置了DC110V控制电路，控制电路包括接触器SPKM、DC110V电源，该接触器SPKM的线圈与DC110V电源电连接，接触器SPKM的主触点与DC1500V电源电连接，当DC110V控制电路接通后，该接触器SPKM的线圈得电，其主触点闭合，DC1500V电源输入列车，为列车提供电源。为了实现两个车间电源柜的互锁，地面车间电源箱110还包括互锁继电器，该互锁继电器与车辆蓄电池DC110V电源113电连接，该互锁继电器的辅助常闭触点位于DC110V控制电路中，与DC110V电源电连接，由于该互锁继电器由车辆蓄电池DC110V电源进行供电，确保了车间电源互锁电路有效。与地面车间电源箱110电连接的车间电源连接器上设置有插头121，可以通过插头121与列车进行连接。

图5为插头121的正视图，图6为插头121的侧试图。如图5所示，插头121包括：用于连接DC1500V电源111的主接头，如图中所示点位A，用于连接车间电源柜DC110V电源的第一接头，该第一接头包括点位1和点位2，用于连接车辆蓄电池DC110V电源113的第二接头，该第二接头包括点位3和点位4。

一种优选的实施方式中，插头121还可以包括：备用接头。如图5所示，该备用接头包括点位5和点位6，可以用于其他电源的连接，为其他电源的连接提供方便。

另一优选的实施方式中，插头121还可以包括：插头保护盖。如图5和图6所示，该插头保护盖与插头121通过连接轴连接，当使用插头121与列车连接时，可打开该插头保护盖，当从列车上拔下插头121时，则合上该插头保护盖，以对插头121进行保护和避免人为误触产生的伤害。

另一优选的实施方式中，所述地面车间电源箱110还包括：断路器QF。

车间电源柜的直流电源与断路器QF电连接。

实际应用中，可以在DC110V控制电路中设置一断路器QF，与DC110V电源电连接，以对DC110V控制电路进行过载、短路、欠电压等保护，从而进一步保证列车检修及调试的安全性。

本实施提供的车间电源柜，包括地面车间电源箱，与所述地面车间电源箱电连接的车间电源连接器。所述地面车间电源箱包括： DC1500V电源、车间电源柜DC110V电源和车辆蓄电池DC110V电源。所述车间电源连接器上设置有插头，该插头包括：用于连接DC1500V电源的主接头，用于连接车间电源柜DC110V电源的第一接头，用于连接车辆蓄电池DC110V电源的第二接头。通过该车间电源柜与相应列车的配合形成车间电源柜的电气互锁回路，实现多个车间电源柜可以同时为不同地铁车辆供电，提高了车间电源柜的利用率，同时避免了车间电源柜不接地使互锁回路失效的安全隐患以及车间电源柜接地后可能造成的直流开关过流保护，从而保障了列车检修维护的安全、正常进行。

实施例二

本发明实施例二提供了一种列车，包括头车、尾车和车身本体，所述头车和尾车分别设置有隔离开关箱。其中，所述隔离开关箱包括：

用于与车间电源柜的插头电连接的插座。以及

选择开关和车辆的档位。其中，所述选择开关与所述车辆的档位中的“车间”档位电连接。

头车上的插座的主触点与插头的主接头电连接，并在车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合时，使得DC1500V电源进入列车。

头车上的插座的第一接触点和第二接触点和插头的第一接头电连接，使得车间电源柜DC110V电源进入列车，并通过第一接触点和第二接触点形成回路，使得车间电源柜中的接触器得电，并使得车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合。

头车上的插座的第三接触点和第四接触点和插头的第二接头电连接，使得车间电源柜上的车辆蓄电池DC110V电源由第三接触点和第四接触点通过列车线使尾车的互锁继电器得电，以使得尾车的互锁继电器辅助常闭触点断开。

优选的，所述隔离开关箱还包括：第一互锁继电器。

所述头车的第一互锁继电器SPK1（如附图3所示，位于头车隔离开关箱的上方）的辅助常闭触点的两端分别与所述尾车的第一接触点和第二接触点电连接。所述尾车的第一互锁继电器SPK1（如附图3所示，位于尾车隔离开关箱的上方）的辅助常闭触点的两端分别与所述头车的第一接触点和第二接触点电连接。

优选的，所述隔离开关箱还包括：第二互锁继电器。其中，

所述头车上的插座的第四接触点，通过列车线与所述尾车上的隔离开关箱中的第二互锁继电器SPK1（如附图3所示，位于尾车隔离开关箱的下方）电连接。所述头车上的隔离开关箱中的第二互锁继电器SPK1（如附图3所示，位于头车隔离开关箱的下方），与所述尾车上的插座的第四接触点电连接。

实际应用中，如图3所示，车辆的档位可以包括“车间”位、“接地”位和“运行”位，当车辆正常运行时，需要将选择开关换到“运行”位，以便受电弓为车辆提供电源。当车辆停止运行时，需要将选择开关换到“接地”位，以便切除高压电源。当列车进站检修时，需要将选择开关换到“车间”位，以便连接车间电源柜后，车间电源柜为列车提供检修或调试电源。

可以理解，头车和尾车中包括相同的插座，该车间电源柜的插头可以插入该插座中。头车上的插座的主触点与插头的主接头电连接，即插座的A触点与插头的A点位相对应电连接，并在车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合时，使得DC1500V电源进入列车。头车上的插座的第一接触点和第二接触点和插头的第一接头电连接，即插座的1触点和2触点和插头的第一接头上的点位1和点位2相对应电连接，使得车间电源柜DC110V电源进入列车，并通过第一接触点和第二接触点形成回路，使得车间电源柜中的接触器得电，并使得车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合。头车上的插座的第三接触点和第四接触点和插头的第二接头电连接，即插座的3触点和4触点与插头的第二接头中的点位3和点位4相对应电连接，使得车间电源柜上的车辆蓄电池DC110V电源由第三接触点和第四接触点通过列车线使尾车的互锁继电器得电，以使得尾车的互锁继电器辅助常闭触点断开。该车辆蓄电池DC110V电源也可以是头车和尾车中的蓄电池DC110V电源，此时，插头的第二接头中的点位3和点位4通过短接线进行连接，当插头插入头车的插座后，车辆蓄电池DC110V电源与尾车的互锁继电器接通，尾车的互锁继电器辅助常闭触点断开，则尾车的DC110V控制电路断开，当另一车间电源柜的插头插入尾车的插座后，由于其继电器的线圈无法得电，则其主触点无法闭合，则该车间电源柜的DC1500V电源无法进入列车，达到车间电源柜的互锁。由于尾车的互锁继电器是由车辆蓄电池DC110V电源供电，确保了车间电源互锁电路有效，避免了车间电源柜不接地使互锁回路失效的安全隐患以及车间电源柜接地后可能造成的直流开关过流保护。

一种优选的实施方式中，所述插座还包括：备用触点。该备用触点可以是与车间电源柜插头的备用接头中的点位5和点位6相对应连接，可以用于其他电源的连接，为其他电源的连接提供方便。

另一优选的实施方式中，所述插座还包括：插座保护盖。该插座保护盖用于保护列车上的插座，以避免人为误触产生的伤害。

本实施例提供的列车，通过与相应车间电源柜的配合形成车间电源柜的电气互锁回路，头车上的插座的主触点与插头的主接头电连接，并在车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合时，使得DC1500V电源进入列车，头车上的插座的第一接触点和第二接触点和插头的第一接头电连接，使得车间电源柜DC110V电源进入列车，并通过第一接触点和第二接触点形成回路，使得车间电源柜中的接触器得电，并使得车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合，头车上的插座的第三接触点和第四接触点和插头的第二接头电连接，使得车间电源柜上的车辆蓄电池DC110V电源由第三接触点和第四接触点通过列车线使尾车的互锁继电器得电，以使得尾车的互锁继电器辅助常闭触点断开，从而形成车间电源柜的电气互锁回路，实现多个车间电源柜可以同时为不同地铁车辆供电，提高了车间电源柜的利用率，避免了车间电源柜不接地使互锁回路失效的安全隐患以及车间电源柜接地后可能造成的直流开关过流保护，从而保障了列车检修维护的安全、正常进行。

下面以一个具体的实施例对本发明提供的车间电源柜和列车进行具体的介绍。

将列车的三位置选择开关打到“车间”档位，当一端的车间电源柜的插头接入列车插座后，车间电源柜DC110V电源进入列车，并通过点位1和点位2形成回路，使车间电源柜内的接触器SPKM线圈得电，DC1500V电路上的接触器SPKM主触点闭合，这样车间电源柜的DC1500V电源进入列车。

只有当车间电源柜的插头插入列车插座时，点位3和点位4才会导通，此时车辆蓄电池DC110V电源由点位3和点位4通过列车线使尾车的互锁继电器SPK1线圈得电，尾车的互锁继电器SPK1辅助常闭触点断开。当另一端的车间电源柜的插头接入列车时，尾车的车间电源柜DC110V电源无法与列车形成回路，因此另一端车间电源柜内的接触器SPKM线圈无法得电，车间电源柜内的DC1500V电源无法接入列车，从而达到了车间电源柜互锁的目的。因为是列车蓄电池为互锁继电器SPK1提供电源，因此避免了车间电源柜不接地使互锁回路失效的安全隐患以及车间电源柜接地后可能造成的直流开关过流保护。

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 (6)

1.一种实现车间电源柜的电气互锁的系统，所述系统包括车间电源柜和列车，其特征在于，车间电源柜包括：

地面车间电源箱，所述地面车间电源箱包括：电源组；其中，

所述电源组包括：DC1500V电源、车间电源柜DC110V电源；

与所述地面车间电源箱电连接的车间电源连接器，其上设置有插头；

所述列车包括头车、尾车和车身本体，所述头车和尾车分别设置有隔离开关箱；其中，所述隔离开关箱包括：

用于与车间电源柜的插头电连接的插座，车辆蓄电池DC110V电源以及

选择开关和车辆的档位；

其中，所述选择开关与所述车辆的档位中的“车间”档位电连接；所述车辆蓄电池DC110V电源用于为互锁继电器供电；

所述插头包括：

用于连接所述DC1500V电源的主接头；

用于连接所述车间电源柜DC110V电源的第一接头；

用于连接所述车辆蓄电池DC110V电源的第二接头；

所述隔离开关箱还包括：

互锁继电器；

所述头车的互锁继电器的辅助常闭触点的两端分别与所述头车的第一接触点和第二接触点电连接；

所述尾车的互锁继电器的辅助常闭触点的两端分别与所述尾车的第一接触点和第二接触点电连接；

所述头车上的所述插座的主触点与所述插头的主接头电连接，并在所述车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合时，使得DC1500V电源进入所述列车；

所述头车上的所述插座的第一接触点和第二接触点和所述插头的第一接头电连接，使得车间电源柜DC110V电源进入所述列车，并通过所述第一接触点和所述第二接触点形成回路，使得所述车间电源柜中的接触器的线圈得电，并使得所述车间电源柜中的DC1500V电源连接的接触器主触点闭合；

所述头车上的所述插座的第三接触点和第四接触点和所述插头的第二接头电连接，使得所述车辆蓄电池DC110V电源由所述第三接触点和所述第四接触点通过列车线使所述尾车的互锁继电器得电，以使得所述尾车的互锁继电器辅助常闭触点断开。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地面车间电源箱还包括：断路器；

所述车间电源柜DC110V电源与所述断路器电连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述插头还包括：备用接头。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述插头还包括：插头保护盖。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述插座还包括：备用触点。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述插座还包括：插座保护盖。

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