CN201248213Y - 电力机车电器屏柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电力机车电器屏柜，该电器屏柜包括柜体骨架、内部隔板组装及连接构件，所述柜体骨架包括底架和多个面板，各面板构成所述骨架的侧板、顶板及后板，所述面板、连接构件是由镀锌钢板通过压型而成，且所述各面板、连接构件之间是通过铆接的形式互相对接。本实用新型采用铆接结构电器屏柜，加工尺寸精确度高，保证了板与板间装配孔同轴，整个柜体装配通过铆钉、螺栓和尼龙螺母紧固实现，不存在结构变形，外观质量好，平面度、垂直度都得到了很好的保证。

Description

电力机车电器屏柜

技术领域

本实用新型技术涉及到一种电器屏柜，特别是一种更适用于铁路电力机车的电器屏柜。

背景技术

不论是直流机车还是交流机车，电气屏柜都是电力机车上必不可少的设备，它是各元部件安装的载体，也对柜内各元器件起着防护的作用，随着电力机车由直流型向交流型的不断发展，各元部件更趋于集成化、模块化，而运行速度的提升，使得电气屏柜更需要有足够的强度来满足机车运行带来的冲击和震动。其设计质量对整车设备布置的美观和空间利用、集成化程度起着关键的作用。根据不同车型的具体要求，其柜体外形和尺寸可设计成多种多样，但是柜体结构大都相似。

目前，国内电力机车电器屏柜的柜体主体结构为角钢搭接结构，形成骨架后，外围再焊接各侧板、顶板、底板等，组成一个完整的柜体。自从电力机车问世以来，这种传统柜体结构就一直在使用，在电力机车生产制造史上，它作为一种柜体结构设计的代表也占据了相当长的时间。它最大的优点是骨架结实、强度可靠，然而缺陷也很突出，主要表现在以下几个方面：

第一，变形严重。焊接时由于受热分子膨胀，挤压产生微观位移，冷却后不能复位产生变形，结构越复杂，焊缝越多，变形越严重，使得表面凹凸不平，平面度差，既影响柜体的外观，又造成装配尺寸偏差；

第二，由于大量采用焊接形式不能拆卸，结构不能做得太复杂，空间未得到很好的利用而且不利于模板布线；

第三，结构中大量使用角钢，角钢与钢板冲压成型零件相比较，横截面积较大，所以采用角钢制作柜体，重量很难实现轻量化的目标；

第四，电磁兼容性差。

鉴于现有电器屏柜的上述缺陷，本实用新型的设计人深觉应当有某种更好的柜体结构来代替它。在满足机车使用需要的前提下，克服上述等问题，遂以其多年从事研发设计的专业制造经验和一定的工艺知识，积极研究改进，终于开发出本实用新型的电器屏柜。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：提供一种电力机车电器屏柜，其能够克服现有技术中电器屏柜柜体结构焊接变形严重的问题，同时满足电器屏柜的正常使用功能及日后检修维护的方便性。

本实用新型的技术解决方案是：一种电力机车电器屏柜，该电器屏柜包括柜体骨架、内部隔板组装及连接构件，所述柜体骨架包括底架和多个面板，各面板构成所述骨架的侧板、顶板及后板，所述面板、连接构件是由镀锌钢板通过压型而成，且所述各面板、连接构件之间是通过铆接的形式互相对接。

与现有技术相比，本实用新型的电力机车电器屏柜具有以下特点和优点：

1、本实用新型的铆接结构电器屏柜采用数控机床下料、钻孔，用数控折弯机进行折弯成型，加工尺寸精确度高，保证了板与板间装配孔同轴，整个柜体装配通过铆钉、螺栓和尼龙螺母紧固实现，不存在结构变形，外观质量好，平面度、垂直度都得到了很好的保证。

2、本实用新型的铆接结构屏柜可以最大限度的利用空间，整个柜体装配使用铆钉、铆螺母紧固实现，方便拆取，可以分层、分块的布置，模块的组装及布线先在地面完成，然后再组装到柜体上，模块一层层一块块的组装，空间得到了很好的利用，是新时期机车电气屏柜设计的发展方向。

3、本实用新型的铆接结构屏柜可根据不同部位的受力情况设计成不同的压型结构来增加强度，主要选用高强度、抗腐蚀性强的镀锌钢板，厚度规格以2mm为主，柜体重量相对较轻，另外材料的折弯性能好，具有不易开裂、不易氧化、无需涂层防护、导电性好、可直接用于柜内电器件的接地的诸多优点。

4、本实用新型的电器屏柜的电磁兼容性好，布线均靠着柜体的镀锌钢板走向，这就有效的减少了电缆辐射和与外场的耦合。

附图说明

图1A、图1B为本实用新型的电器屏柜一具体应用实施例的主视图(不装门)和后视图；

图2为本实用新型的电器屏柜骨架(装门)的主视图；

图3A为本实用新型的电器屏柜骨架外型框架的结构示意图(不装门)；

图3B为顶板的结构示意图；

图3C为支架的结构示意图；

图3D是顶板、中立板、后板、支架连接的结构示意图；

图4为本实用新型的电器屏柜骨架(不装门)的结构示意图；

图5A1～图5A5为连接面板、模块面板、风机面板、支撑板、加强板的单件结构示意图；

图5B为模块区骨架结构示意图；

图5C为骨架右视图(去掉右侧板)。

图6为断路器盘安装图。

具体实施方式

本实用新型提出一种电力机车电器屏柜，包括柜体骨架1、内部隔板组装30及连接构件，所述柜体骨架1包括底架11和多个面板，各面板构成所述骨架的侧板13、顶板14及后板15，其中：各面板、连接构件是由镀锌钢板通过压型而成，且各面板、连接构件之间是通过铆接的形式互相对接。下面以一机车辅助变流柜为例，配合附图进一步详细说明本实用新型。

请首先参见图1，其为本实施例的辅助变流柜的结构示意图，其中图1A为主视图(不装门)，图1B为后视图。由于辅助变流柜内所需安装的设备较多，而且还要考虑电磁兼容性和布线的方便性，因此，本实施例的辅助变流柜除了前述结构，其内部还设有中段横隔板、竖直中立板16等，将内部分成多个功能区域，以便在柜内安装设置较多的设备。辅助变流柜内部分为模块区100、低压控制区200、检测区300、110V控制单元400及通风区500共五个大的区域。具体的柜体结构请参见下述内容。

如图2所示，图2是本实施例的辅助变流柜骨架(装门)的主视图，由于柜体尺寸较大(例如，长×宽×高＝1850mm X 950mm X 2000mm)，同时也考虑到维护保养、适时监控的方便性，把门设计成左、右门组装结构17、18。左门17较小，左边装有两铰链170，最大能打开180°角，右边装有门锁171，能控制此门不能随便打开，上下各设有一螺栓(图中未标示)固定，防止机车运行过程中产生的冲击、震动使门产生相应的颤动，左门17的上部还开有两电压检测显示窗口172和两扣手173；右门组装18同样装有一个门锁181、多条固定螺栓184、两个扣手183，与左门18不同的是，右门18内上部装的是整流、逆变模块，下部是接线端子排，通常情况下不用检修，所以门是不常开的，而右门的重量较重(例如为7.8公斤)，没必要设置多个铰链来转动开门，但局部的断路器是需要经常检查操作的，所以在门的中下部设有观察检修窗182，并用有机玻璃做成可开合的小门。

图3A是辅助变流柜骨架外型框架图(不装门)，由该图中可以看出，该框架包括顶板14、右侧板131、后板15、底架组装11、中立板16、左侧板132，其中，各种面板都是由镀锌钢板折弯加工而成。

图3B是顶板14的结构示意图，图中板上显示的多个小黑点是加工出的各种电器件安装孔及板与板之间的连接孔，板件加工时可根据柜体的结构形状折设多道折弯，折弯后的板强度有了很大程度的提高。

为了进一步提高柜体的强度，在板的折弯处(即板与板的连接处)增加了支架141，支架141同样是用镀锌钢板折弯加工而成。

图3C是顶板14、中立板16、后板15连接处的支架19的结构示意图。支架19上安装有铆螺母，此处是用螺栓固定的。

图3D是顶板、中立板、后板、支架连接的结构示意图。柜体可根据不同部位的受力情况设计成不同的压型结构来增加强度，同样可根据不同的受力状态设计相应的铆接位置及铆接间距和铆接螺母、铆钉的大小，考虑组装、布线、检修的方便。

该框架的内部结构请参见图4，其为骨架不装门时的结构示意图，从图中可以看出结构比较复杂，下面以模块区100和通风区500的结构为例说明。

模块区的骨架是由连接面板101、模块面板103、风机面板105、支撑板107及加强板109组成的，图5A1—图5A5是连接面板、模块面板、风机面板、支撑板、加强板的单件结构示意图，每种面板都根据实际情况折成了不同的形状。

图5B是模块区的骨架结构图，从图中可以看出，风机面板105是U型结构，开口的一面倒扣在模块面板103上，风机面板105在U型结构的端部分别再向两边折出90°的竖直的弯边1051，这样弯边1051就与模块面板103紧贴到了一起，再用铆钉铆接即可；在风机面板105的最上面也垂直设有向外的水平弯边1053，用于与顶板14紧贴连接；风机面板105的最下面设有倾斜角度的外翻弯边1055，用以与下面连接的横隔板的倾斜角度相吻合连接。

模块面板103与风机面板105之间铆接的支撑板107用于支撑整流、逆变模块，从图5A4中看出，支撑板107共折设有三个折面，支撑面1071用于固定整流、逆变模块，其余两个面用于连接并加强模块面板103和风机面板105；加强板109用于提高模块面板和风机面板的强度，结构较简单。

风机面板105的大面上边设有一用于通风的缺口1050。图5C是骨架右下侧的视图(去掉右侧板)，模块区骨架再与隔板102、盖板组装104、密封板106、横隔板108、风机后盖板110及后板15(如图5C连接后，左边与中立板16相接，右边与右侧板131相接就构成了完整的通风区500和模块区100。其中，密封板106设于模块区后方，主要是阻止风流到风机面板与横隔板、密封板之间的空间，而是顺利地从后板15上的开口排出，前述风机面板与横隔板、密封板构成的空间内装有电抗器及充电变压器，只需自然风冷却即可，左侧的检测区和控制单元也只需自然风冷却即可满足需要。

下面再简单介绍一下风的走向：盖板组装104后的圆孔1041用于安装风机(图中未示出)，底架11设有较大的空隙，风机把冷风从底架11下面吸进来，送到模块面板103和风机面板105之间，其中模块散热器位于此处，冷风冷却散热器并变成了热风从风机面板105顶部的缺口1050送到密封板106、风机后盖板110与后板15之间，热风通过后板15上的开口排出。图中横隔板108可用于挡风，阻止其向上流动，同时还用于连接风机面板105、密封板106、盖板组装104和风机后盖板110；而且，该横隔板108的上面还可设置其它电器设备，本实施例中放置有两电抗器。

由前述文字及附图，本领域的技术人员已可明确骨架的其它部分的结构及安装，此处不再赘述。骨架完成后就可以安装电器件了，模块区100内设置的模块、检测区的电器件可直接安装到柜体上，ACU控制单元的控制箱可整体装到骨架1里；与模块区100不同的是，低压控制区200作为一个整体是在柜外先组装好，然后集中布线，最后借助工装再装到柜体上，如图6所示是断路器盘安装。电器件装完后就开始进行布线了，布线是在制造的模板工装上进行，这样空间比较大、光线好，工人也不用柜前、柜后的绕，不用柜里、柜外的钻，非常方便，模板上布完线后再借助工装放到柜体的相应部分，布好后接到相应的部件上。辅助变流柜的线都是沿着柜体布置的，柜体材料是镀锌钢板，没有喷漆，而且高压线与信号线、低压线、辅助线都是彼此分开的，这就有效的减少了电缆辐射和与外场的耦合，布线的电磁兼容性得到了很好的保证。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，不能以此限定本实用新型实施的范围；即大凡依本实用新型权利要求书所作的任何变化与修改，皆属本实用新型专利保护的范围。

Claims (10)

1、一种电力机车电器屏柜，该电器屏柜包括柜体骨架、内部隔板组装及连接构件，所述柜体骨架包括底架和多个面板，各面板构成所述骨架的侧板、顶板及后板，其特征在于：所述面板、连接构件是由镀锌钢板通过压型而成，且所述各面板、连接构件之间是通过铆接的形式互相对接。

2、如权利要求1所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，所述电器屏柜内部设有中段横隔板、竖直中立板，将内部分成多个容设空间，所述电器屏柜的前部设有左、右门组装结构。

3、如权利要求2所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，所述各板的连接处设有镀锌钢板折弯加工而成的支架，且支架上安装有铆螺母，并以螺栓固定于对应的板上。

4、如权利要求3所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，所述电器屏柜为机车辅助变流柜。

5、如权利要求4所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，所述辅助变流柜内包括模块区、低压控制区、检测区、110V控制单元、通风区，其中，模块区位于中立板右侧上部区域，低压控制区设于模块区下方；110V控制单元和检测区上下分设于所述中立板左侧区域，所述通风区设于模块区和低压控制区的背面。

6、如权利要求5所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，所述模块区骨架包括连接面板、模块面板及后方的风机面板，所述风机面板的横截面呈U形，其开口面倒扣在前方的所述模块面板上，所述风机面板后部大面的上端设有一通风缺口。

7、如权利要求6所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，所述风机面板在U型结构末端处分别向两边折设有能与模块面板紧贴并用铆钉铆接的第一弯边，所述风机面板的与顶板连接对应的侧部设有垂直向外的第二弯边，所述风机面板的最下面设有倾斜外翻的第三弯边，且第三弯边的倾斜角度是与下方连接的横隔板的倾斜角度相吻合。

8、如权利要求7所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，所述模块区骨架还包括支撑板和加强板，所述支撑板铆接设于模块面板于风机面板之间，该支撑板具有两个连接并加强模块面板和风机面板的固定面及一用于固定模块的支撑面，该加强板连接于模块面板和风机面板之间。

9、如权利要求1～8任一项所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，所述左门组装结构通过铰链设于柜体左侧，左门右部装有门锁，且上下各由一螺栓固定，左门的上部还开有两电压检测显示窗口和两扣手；所述右门组装结构左部装有门锁，且上下各由螺栓固定，右门的中下部设有观察检修窗，该检修窗上铰接装设一有机玻璃门，右门上也开设有两扣手。

10、如权利要求9所述的电力机车电器屏柜，其特征在于，该辅助变流柜还包括布线模板，布完线后的模板利用工装安放到柜体内；该辅助变流柜沿着柜体布置连线，且高压线与信号线、低压线、辅助线彼此分开布设。

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