CN114013286A - 一种电力机车车顶集成高压系统 - Google Patents

一种电力机车车顶集成高压系统 Download PDF

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Abstract

本发明适用于电力机车技术领域，提供了一种电力机车车顶集成高压系统，包括车厢主体，所述车厢主体上表面的两侧均设置有装置底座，所述车厢主体的上表面且位于所述装置底座的一侧固定安装有车顶避雷器。该电力机车车顶集成高压系统，将高压电压互感器、高压隔离开关与真空主断路器和高压接地开关集成安装在设备防护箱的内部，配合装置底座底部的两个受电弓支撑绝缘子，使得高压电缆户外终端与后侧受电弓支撑绝缘子集成在一起，实现减少车顶高压电气设备数量的，集成了受电弓空气绝缘管、高压电缆户外终端与受电弓支撑绝缘，降低了户外环境条件对车顶网侧高压系统的影响，提高了电力机车高压系统的可靠性。

Description

一种电力机车车顶集成高压系统
技术领域
本发明属于电力机车技术领域，尤其涉及一种电力机车车顶集成高压系统。
背景技术
电力机车高压系统是从接触网预定位块(25)kV交流电至牵引变压器的网侧电气设备(如受电弓、避雷器、高压电缆总成、真空主断路器、高压接地开关、高压电压互感器、高压电压互感器及高压电流互感器等)按功能要求集成装配的电气系统，一般都具有网侧受流、网侧检测和网侧保护等功能。
目前国内电力机车高压系统电路拓扑结构已趋于成熟，包括单弓单主断单高隔、双弓双高隔单主断、双弓双主断等几种拓扑结构，而高压系统设备布置主要有两种形式：一种是所有网侧高压电气设备均分散布置于车顶；一种是除了受电弓、车顶避雷器和高压电缆终端布置于车顶，其余网侧高压电气设备集成布置于车顶(车下)高压箱或机械间网侧柜内。
现有的电力机车高压系统大多数采用多个电器设备安装在电车车顶的顶部，且由于我国铁路电气化改造、建设步伐的加快，电力机车基本覆盖全国大部分城市，容易产生高海拔、极寒、雾霾、风沙等极端环境的多样化对暴露在户外的多个电器设备造成影响，使得电力机车高压系统的使用寿命降低，导致电力机车高压系统经常需工作人员进行检测的同时降低了电力机车高压系统的可靠性的问题。
发明内容
本发明提供一种电力机车车顶集成高压系统，旨在解决高海拔、极寒、雾霾、风沙等极端环境的多样化对暴露在户外的多个电器设备造成影响，使得电力机车高压系统的使用寿命降低的问题。
本发明是这样实现的，一种电力机车车顶集成高压系统，包括车厢主体，所述车厢主体上表面的两侧均设置有装置底座，所述车厢主体的上表面且位于所述装置底座的一侧固定安装有车顶避雷器，所述装置底座的上表面设置有设备防护箱，所述设备防护箱的前侧设置有受电弓主体，所述设备防护箱的内部设置有与所述受电弓电连接的高压电压互感器，所述设备防护箱的内部设置有与所述高压电压互感器电连接的真空主断路器和高压接地开关，所述设备防护箱的内部设置有与所述受电弓和所述高压电压互感器并联的高压隔离开关，所述装置底座下表面的两侧可拆卸地设置有受电弓主体支撑绝缘子，前侧受电弓支撑绝缘子与受电弓管路集成，后侧受电弓支撑绝缘子与集成高压电缆户外终端集成，两个所述受电弓支撑绝缘子的顶端均固定安装有安装座，两个所述受电弓支撑绝缘子的底端均固定安装有连接座，后侧所述受电弓支撑绝缘子的底端设置有接地线，所述车厢主体的内部开设有与所述连接座相适配的安装槽，所述装置底座的内部开设有传动腔，所述传动腔的内部可转动地横向设置有传动杆，所述传动杆的两端均设置有螺纹，所述传动杆的表面设置有上锥齿轮，所述传动腔内腔的底部可转动地竖向设置有转动杆，所述转动杆的顶端设置有与所述上锥齿轮相啮合的下锥齿轮，所述转动杆的底端可转动延伸至所述装置底座的底端。
优选的，所述车顶避雷器与所述后侧受电弓支撑绝缘子通过电缆电力连接，后侧所述受电弓支撑绝缘子的底部设置有接地线，所述车顶避雷器与所述受电弓支撑绝缘子之间电力连接的电缆和接地线均为一体硫化出线设计。
优选的，所述装置底座下表面的两侧均开设有与所述安装座相适配的连接槽，所述安装座上表面的两侧开设有预定位槽，所述连接槽的内部固定安装有延伸至所述预定位槽内部的预定位块.两个所述螺纹呈相反设计，所述传动杆的两端螺纹连接有移动座，两个所述移动座的底端均固定安装有固定杆，所述固定杆的另一端可滑动地延伸至所述安装座的内部。
优选的，所述装置底座的底端竖向固定安装有支撑杆，所述支撑杆的底端固定安装有收卷箱，所述转动杆的底端可转动延伸至所述收卷箱的底部，所述转动杆的底端固定安装有转动盘。
优选的，所述转动杆的表面且位于所述收卷箱内腔的顶部与底部均设置有连接绳，所述连接绳的一端可滑动地延伸至所述收卷箱的外部，所述连接绳位于所述收卷箱外部的一端固定安装有连接套。
优选的，所述车厢主体的内部且位于所述连接座的一侧开设有第一弹簧腔，所述第一弹簧腔的内腔可滑动地设置有移动板，所述移动板的顶端可滑动地延伸至所述车厢主体的上表面。
优选的，所述移动板的一侧与所述第一弹簧腔的内壁面之间可伸缩地横向设置有支撑弹簧，所述移动板的另一侧固定安装有连接块，所述连接座的内部开设有与所述连接块相适配的卡槽。
优选的，所述高压电压互感器设置有两个，顶部所述高压电压互感器的一端开设有固定槽，底部所述高压电压互感器的一端固定安装有安装块。
优选的，两个所述高压电压互感器的内部且位于所述固定槽的一侧均开设有第二弹簧腔，所述第二弹簧腔的内腔可滑动地竖向设置有滑动板。
优选的，所述滑动板的一侧与所述第二弹簧腔的内壁面之间可伸缩地横向设置有伸缩弹簧，所述滑动板的另一侧固定安装有延伸至所述安装块内部的固定块，两个所述高压电压互感器表面的两端均设置有连接盘，两个所述高压电压互感器之间通过连接盘螺栓连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的一种电力机车车顶集成高压系统，通过设备防护箱，使得高压电压互感器、高压隔离开关与真空主断路器和高压接地开关集成安装在设备防护箱的内部，配合装置底座底部的两个受电弓支撑绝缘子，使得高压电缆户外终端与后侧受电弓支撑绝缘子集成在一起，在实现减少车顶高压电气设备数量的，使其具备支撑装置底座和传输电能的功能，集成了受电弓空气绝缘管、高压电缆户外终端与受电弓支撑绝缘，使暴露在户外的车顶网侧高压电气设备减少，降低了户外环境条件对车顶网侧高压系统的影响，提高了电力机车高压系统的可靠性。
(2)本发明的一种电力机车车顶集成高压系统，通过转动传动杆，使得传动杆通过螺纹可带动移动座进行移动，使得移动座带动固定杆解除对安装座的固定，使得受电弓支撑绝缘子可进行拆卸，当需要更换与高压电缆户外终端集成的后侧受电弓支撑绝缘子时，可以避免拆卸顶盖更换整根高压电缆，节省人力物力。
(3)本发明的一种电力机车车顶集成高压系统，车顶避雷器采用一体出线结构，其与后侧受电弓支撑绝缘子连接的电缆和接地线均为一体硫化出线设计，减少金属裸露部位，降低放电隐患，增加防护效果。
附图说明
图1为本发明提供的一种电力机车车顶集成高压系统的结构正视示意图；
图2为本发明设备防护箱与车顶避雷器的结构俯视剖面示意图；
图3为本发明图1中A处的结构放大示意图；
图4为本发明图1中B处的结构放大示意图；
图5为本发明高压电压互感器的结构侧视剖面示意图；
图6为本发明图5中C处的结构放大示意图。
图中：1-车厢主体、2-装置底座、3-车顶避雷器、4-高压电压互感器、5-高压隔离开关、6-真空主断路器和高压接地开关、7-设备防护箱、8-受电弓支撑绝缘子、9-连接槽、10-传动腔、11-传动杆、12-上锥齿轮、13-支撑杆、14-连接绳、15-第一弹簧腔、16-转动盘、17-移动板、18-连接块、19-连接座、20-收卷箱、21-连接套、22-移动座、23-固定杆、24-安装座、25-预定位块、26-预定位槽、27-转动杆、28-第二弹簧腔、29-滑动板、30-伸缩弹簧、31-固定块、32-固定槽、33-安装块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种电力机车车顶集成高压系统，包括车厢主体1，车厢主体1上表面的两侧均设置有装置底座2，车厢主体1的上表面且位于装置底座2的一侧固定安装有车顶避雷器3，装置底座2的上表面设置有设备防护箱7，设备防护箱7的前侧设置有受电弓主体，设备防护箱7的内部设置有与受电弓电连接的高压电压互感器4，设备防护箱7的内部设置有与高压电压互感器4电连接的真空主断路器和高压接地开关6，设备防护箱7的内部设置有与受电弓和高压电压互感器4并联的高压隔离开关5，装置底座2下表面的两侧可拆卸地设置有受电弓主体支撑绝缘子8，两个受电弓支撑绝缘子8的顶端均固定安装有安装座24，两个受电弓支撑绝缘子8的底端均固定安装有连接座19，后侧受电弓支撑绝缘子8的底端设置有接地线。
通过设备防护箱7，使得高压电压互感器4、高压隔离开关5与真空主断路器和高压接地开关6集成安装在设备防护箱7的内部，配合装置底座2底部的两个受电弓支撑绝缘子8，使得高压电缆户外终端与后侧受电弓支撑绝缘子8集成在一起，在实现减少车顶高压电气设备数量的，使其具备支撑装置底座2和传输电能的功能。
车厢主体1的内部开设有与连接座19相适配的安装槽，装置底座2的内部开设有传动腔10，传动腔10的内部可转动地横向设置有传动杆11，传动杆11的两端均设置有螺纹，传动杆11的表面设置有上锥齿轮12，传动腔10内腔的底部可转动地竖向设置有转动杆27，转动杆27的顶端设置有与上锥齿轮12相啮合的下锥齿轮，转动杆27的底端可转动延伸至装置底座2的底端。
在本实施方式中，通过转动传动杆11，使得传动杆11通过螺纹可带动移动座22进行移动，使得移动座22带动固定杆23解除对安装座24的固定，使得受电弓支撑绝缘子8可进行拆卸，当需要更换与高压电缆户外终端集成的后侧受电弓支撑绝缘子8时，可以避免拆卸顶盖更换整根高压电缆，节省人力物力。
进一步的，车顶避雷器3与后侧受电弓支撑绝缘子8通过电缆电力连接，后侧受电弓支撑绝缘子8的底部设置有接地线，车顶避雷器3与受电弓支撑绝缘子8之间电力连接的电缆和接地线均为一体硫化出线设计。
在本实施方式中，通过车顶避雷器3采用一体出线结构，其车顶避雷器3与后侧受电弓支撑绝缘子8连接的电缆和接地线均为一体硫化出线设计，可减少金属裸露部位，降低放电隐患，增加防护效果。
进一步的，装置底座2下表面的两侧均开设有与安装座24相适配的连接槽9，安装座24上表面的两侧开设有预定位槽26，连接槽9的内部固定安装有延伸至预定位槽26内部的预定位块25.两个螺纹呈相反设计，传动杆11的两端螺纹连接有移动座22，两个移动座22的底端均固定安装有固定杆23，固定杆23的另一端可滑动地延伸至安装座24的内部。
在本实施方式中，通过设置安装座24，当受电弓支撑绝缘子8通过安装座24插入连接槽9的内部时，预定位槽26可插入预定位块25的内腔进行预定位，随后当传动杆11转动时，传动杆11可通过螺纹带动移动座22进行移动，使得移动座22带动固定杆23移动至安装座24的内部对受电弓支撑绝缘子8进行固定。
进一步的，装置底座2的底端竖向固定安装有支撑杆13，支撑杆13的底端固定安装有收卷箱20，转动杆27的底端可转动延伸至收卷箱20的底部，转动杆27的底端固定安装有转动盘16。
在本实施方式中，当工作人员手动转动转动盘16时，使得转动盘16带动转动杆27进行转动，随后转动杆27可带动下锥齿轮与上锥齿轮12进行啮合，使得传动杆11进行转动。
进一步的，转动杆27的表面且位于收卷箱20内腔的顶部与底部均设置有连接绳14，连接绳14的一端可滑动地延伸至收卷箱20的外部，连接绳14位于收卷箱20外部的一端固定安装有连接套21。
在本实施方式中，通过顺时针转动转动杆27，使得转动杆27带动连接套21收卷的同时，转动杆27可带动传动杆11进行转动，使得传动杆11通过螺纹带动移动座22向内移动，随后移动座22带动固定杆23脱离安装座24的内部。
进一步的，车厢主体1的内部且位于连接座19的一侧开设有第一弹簧腔15，第一弹簧腔15的内腔可滑动地设置有移动板17，移动板17的顶端可滑动地延伸至车厢主体1的上表面。
在本实施方式中，当工作人员拆卸受电弓支撑绝缘子8时，推动移动板17，使得移动板17向内移动。
进一步的，移动板17的一侧与第一弹簧腔15的内壁面之间可伸缩地横向设置有支撑弹簧，移动板17的另一侧固定安装有连接块18，连接座19的内部开设有与连接块18相适配的卡槽。
在本实施方式中，当移动板17向内移动时，移动板17可带动支撑弹簧进行收缩并产生弹力的同时移动板17带动另一侧的连接块18脱离连接座19的内部即可使得受电弓支撑绝缘子8进行拆卸，当装置底座2与车厢主体1都对受电弓支撑绝缘子8解除固定时，将连接套21套在移动板17的顶部，随后顺时针转动转动杆27即可。
进一步的，高压电压互感器4设置有两个，顶部高压电压互感器4的一端开设有固定槽32，底部高压电压互感器4的一端固定安装有安装块33，两个高压电压互感器4的内部且位于固定槽32的一侧均开设有第二弹簧腔28，第二弹簧腔28的内腔可滑动地竖向设置有滑动板29。
滑动板29的正面设置有延伸至高压电压互感器4外部的滑块，高压电压互感器4的正面开设有与滑块相适配的滑动槽。
滑动板29的一侧与第二弹簧腔28的内壁面之间可伸缩地横向设置有伸缩弹簧30，滑动板29的另一侧固定安装有延伸至安装块33内部的固定块31，两个高压电压互感器4表面的两端均设置有连接盘，两个高压电压互感器4之间通过连接盘螺栓连接，且连接盘为金属材质，具有导电效果。
在本实施方式中，通过设置第二弹簧腔28内部的伸缩弹簧30，当两个高压电压互感器4贴合时，底部高压电压互感器4一端的安装块33插入顶部高压电压互感器4一端固定槽32内部时，伸缩弹簧30可对固定块31进行支撑，使得固定块31插入安装块33的内部即可使得两个高压电压互感器4进行连接。
本发明的工作原理及使用流程：安装时，将受电弓支撑绝缘子8底端的连接座19插入车厢主体1的内部安装槽，随后支撑弹簧推动移动板17，使得移动板17带动连接块18卡入连接座19的内部，随后将装置底座2放置在受电弓支撑绝缘子8顶部的安装座24上，使得预定位块25插入安装座24内部的预定位槽26，随后逆时针转动转动杆27，使得转动杆27带动下锥齿轮与上锥齿轮12进行啮合，使得传动杆11通过螺纹带动移动座22向外移动，随后移动座22带动固定杆23插入安装座24的内部即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：包括车厢主体(1)，所述车厢主体(1)上表面的两侧均设置有装置底座(2)，所述车厢主体(1)的上表面且位于所述装置底座(2)的一侧固定安装有车顶避雷器(3)，所述装置底座(2)的上表面设置有设备防护箱(7)，所述设备防护箱(7)的前侧设置有受电弓主体，所述设备防护箱(7)的内部设置有与所述受电弓电连接的高压电压互感器(4)，所述设备防护箱(7)的内部设置有与所述高压电压互感器(4)电连接的真空主断路器和高压接地开关(6)，所述设备防护箱(7)的内部设置有与所述受电弓和所述高压电压互感器(4)并联的高压隔离开关(5)，所述装置底座(2)下表面的两侧可拆卸地设置有受电弓主体支撑绝缘子(8)，两个所述受电弓支撑绝缘子(8)的顶端均固定安装有安装座(24)，两个所述受电弓支撑绝缘子(8)的底端均固定安装有连接座(19)，后侧所述受电弓支撑绝缘子(8)的底端设置有接地线，所述车厢主体(1)的内部开设有与所述连接座(19)相适配的安装槽，所述装置底座(2)的内部开设有传动腔(10)，所述传动腔(10)的内部可转动地横向设置有传动杆(11)，所述传动杆(11)的两端均设置有螺纹，所述传动杆(11)的表面设置有上锥齿轮(12)，所述传动腔(10)内腔的底部可转动地竖向设置有转动杆(27)，所述转动杆(27)的顶端设置有与所述上锥齿轮(12)相啮合的下锥齿轮，所述转动杆(27)的底端可转动延伸至所述装置底座(2)的底端。
2.如权利要求1所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：所述车顶避雷器(3)与所述后侧受电弓支撑绝缘子(8)通过电缆电力连接，后侧所述受电弓支撑绝缘子(8)的底部设置有接地线，所述车顶避雷器(3)与所述受电弓支撑绝缘子(8)之间电力连接的电缆和接地线均为一体硫化出线设计。
3.如权利要求1所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：所述装置底座(2)下表面的两侧均开设有与所述安装座(24)相适配的连接槽(9)，所述安装座(24)上表面的两侧开设有预定位槽(26)，所述连接槽(9)的内部固定安装有延伸至所述预定位槽(26)内部的预定位块(25).两个所述螺纹呈相反设计，所述传动杆(11)的两端螺纹连接有移动座(22)，两个所述移动座(22)的底端均固定安装有固定杆(23)，所述固定杆(23)的另一端可滑动地延伸至所述安装座(24)的内部。
4.如权利要求1所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：所述装置底座(2)的底端竖向固定安装有支撑杆(13)，所述支撑杆(13)的底端固定安装有收卷箱(20)，所述转动杆(27)的底端可转动延伸至所述收卷箱(20)的底部，所述转动杆(27)的底端固定安装有转动盘(16)。
5.如权利要求4所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：所述转动杆(27)的表面且位于所述收卷箱(20)内腔的顶部与底部均设置有连接绳(14)，所述连接绳(14)的一端可滑动地延伸至所述收卷箱(20)的外部，所述连接绳(14)位于所述收卷箱(20)外部的一端固定安装有连接套(21)。
6.如权利要求1所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：所述车厢主体(1)的内部且位于所述连接座(19)的一侧开设有第一弹簧腔(15)，所述第一弹簧腔(15)的内腔可滑动地设置有移动板(17)，所述移动板(17)的顶端可滑动地延伸至所述车厢主体(1)的上表面。
7.如权利要求6所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：所述移动板(17)的一侧与所述第一弹簧腔(15)的内壁面之间可伸缩地横向设置有支撑弹簧，所述移动板(17)的另一侧固定安装有连接块(18)，所述连接座(19)的内部开设有与所述连接块(18)相适配的卡槽。
8.如权利要求1所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：所述高压电压互感器(4)设置有两个，顶部所述高压电压互感器(4)的一端开设有固定槽(32)，底部所述高压电压互感器(4)的一端固定安装有安装块(33)。
9.如权利要求8所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：两个所述高压电压互感器(4)的内部且位于所述固定槽(32)的一侧均开设有第二弹簧腔(28)，所述第二弹簧腔(28)的内腔可滑动地竖向设置有滑动板(29)。
10.如权利要求9所述的一种电力机车车顶集成高压系统，其特征在于：所述滑动板(29)的一侧与所述第二弹簧腔(28)的内壁面之间可伸缩地横向设置有伸缩弹簧(30)，所述滑动板(29)的另一侧固定安装有延伸至所述安装块(33)内部的固定块(31)，两个所述高压电压互感器(4)表面的两端均设置有连接盘，两个所述高压电压互感器(4)之间通过连接盘螺栓连接。
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