CN205086916U - 一种具有优良安全保障性的双燃料机车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种具有优良安全保障性的双燃料机车，包括位于车头的第一司机室、位于车尾的第二司机室、若干客厢室、冷却室、动力室、电气室、LNG室、机车电气设备、甲烷及火警报警系统。所述甲烷及火警报警系统包括：若干台甲烷报警主机、若干甲烷报警传感器、若干火灾报警主机、若干火灾报警探头、逆变电源、交流车体通风机电机、防爆车体通风机电机、若干报警灯、机车微机、若干气管路控制电磁阀。本实用新型按照该技术规定的原则和方法在机车上对硬件进行布局、电气线路进行安装等措施能有效的进行对可燃气体的泄露的检测、火焰的检测、可燃气体泄露的预防,提高了双燃料机车的运行安全性，具有很高的运用价值。

Description

一种具有优良安全保障性的双燃料机车

技术领域

本实用新型属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种具有优良安全保障性的双燃料机车。

背景技术

目前国内外均没有以LNG/CNG为燃料或燃料之一的批量生产机车，也还没有相关双燃料机车安全保障系统技术。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种具有优良安全保障性的双燃料机车，包括位于车头的第一司机室、位于车尾的第二司机室、若干客厢室、冷却室、动力室、电气室、LNG室、机车电气设备、甲烷及火警报警系统。

所述甲烷及火警报警系统包括：若干台甲烷报警主机、若干甲烷报警传感器、若干火灾报警主机、若干火灾报警探头、逆变电源、交流车体通风机电机、防爆车体通风机电机、若干报警灯、机车微机、若干机车微机显示屏、若干气管路控制电磁阀。

其中，火灾报警探头设置于各室顶部；甲烷报警传感器探头设置于各室顶部和/或靠近甲烷气体传输管路位置；第一司机室及第二司机室均安装有火灾报警主机、甲烷报警主机、机车微机显示屏；机车微机安装于电气室内。冷却室、动力室、电气室内设置有报警灯；所述交流车体通风机电机、防爆车体通风机电机用于驱动动力室内的交流车体通风机、防爆车体通风机；所述机车微机具有显示屏，用于进行甲烷泄露报警显示和机车运行状态参数显示。

所述机车的所有LNG管路、机车顶盖、各机车电气设备均通过铜编织接地电缆与机车车体连接；再通过铜编织接地电缆将机车车体与转向架连接、转向架与轮对连接，最后轮对与钢轨直接接触，构建完善的整车接地构架。

进一步的，甲烷报警主机、火灾报警主机、机车微机显示屏各有两个，第一司机室及第二司机室均安装有一台火灾报警主机、一台甲烷报警主机、一台机车微机显示屏。

进一步的，LNG室内设置有照明线缆及控制线缆，所述照明线缆及控制线缆采用750V等级电缆，铜芯尺寸大于2.5mm²。

进一步的，LNG室内使用的各个线缆中间过渡接线时采用防爆接线盒。

进一步的，LNG室内与防爆接线盒连接的走线均为防爆挠性连接管，端部采用防爆格兰头密封。

进一步的，机车具有穿过LNG室与动力室之间隔墙的电缆和导管，且电缆穿过隔墙的部分套有钢管，钢管两端用阻火堵料堵塞。

进一步的，LNG室和动力室之间隔墙上用于穿过电缆或导管的开孔用砂或砂浆密封。

综上，本实用新型按照该技术规定的原则和方法在机车上对硬件进行布局、电气线路进行安装等措施能有效的进行对可燃气体的泄露的检测、火焰的检测、可燃气体泄露的预防,从根本上杜绝了CNG气体在运用时发生爆炸的情况，很大程度上提高了双燃料机车的运行安全性，具有很高的运用价值。

附图说明

图1为机车整车接地示意图。

具体实施方式

本实用新型所述机车包含位于车头的第一司机室、位于车尾的第二司机室、若干车厢室、冷却室、动力室、电气室、LNG室、电气设备、甲烷及火警报警系统。

电气设备包括机车牵引变流柜、辅助变流柜、电阻制动装置、牵引电机和辅助电机等电气关键件以及机车的其他常规电气装置。

甲烷及火警报警系统主要组成硬件包括：若干甲烷报警主机（本实施例为2台）、若干火灾报警主机（本实施例为2台）、若干甲烷报警传感器（输出信号为4-20mA信号，能有效辨认接线脱落或传感器故障情况）5个火灾报警探头、1台DC110V/(AC220V,380V)逆变电源、2台交流车体通风机电机、1台防爆车体通风机电机、若干报警灯（本实施例为3个）、机车微机（本实施例为1台）、至少一个机车微机显示屏（本实施例为2台）、气管路控制电磁阀。

上述硬件在机车上布局如下：

甲烷报警传感器：在气源可能泄露的空间安装甲烷探测装置：因甲烷气体轻于空气，如甲烷气体泄漏则将会聚集在机车室内车顶部位，因此甲烷报警传感器的探头尽量布置在各室顶部及靠近甲烷气体传输管路位置；

火灾报警探头：当火灾报警探头检测到温度高于88℃时进行报警，因此将火灾报警探头装于各室温度最高的顶部。

机车微机显示屏、甲烷报警主机、火灾报警主机：设置于第一司机室、第二司机室，以便于司机随时观察，在第一时间发现甲烷泄露和火灾报警。优选的，甲烷报警主机可声光报警。机车微机设置有显示屏，用于进行甲烷泄露报警显示。

机车微机：电气室内安装机车微机。

报警灯：考虑到司机在机车上巡视时也可能发生甲烷泄露报警，为使司机能在最短时间内注意到该报警，除在第一司机室、第二司机室布置有火灾报警主机、甲烷报警主机、在微机显示屏上进行甲烷泄露报警显示以外，还在冷却室、动力室、电气室内显眼处布置能发出声光报警的报警灯。

交流车体通风机电机、防爆车体通风机电机：为加强动力室安全防护，对产生甲烷泄露可能性最大的动力室进行流场分析，合理布置车体通风机位置，使空气流经燃气容易泄露的地点，减小动力室的空气死角。双燃料机车动力室配备3个车体通风机（两台交流车体通风机、一台防爆车体通风机），当只有1个通风机工作的条件下，也能满足动力室换气30次/h（按动力室总容积计算）的要求。通过对动力室进行流场及温度场分析，在风速低且甲烷易集聚的位置安装、甲烷监测探头，在温度高的地方安装火灾报警探头。对动力室进行流场和温度场耦合计算，合理设置通风参数。使机车在各种工况下，避免在燃气容易泄露的地点产生高温和死角。

危险场所采用防爆电器：LNG室内电气设备采用防爆电气设备，包括车体防爆灯、防爆温度传感器、LNG罐用防爆接线盒、LNG罐用防爆电磁阀等。发动机室甲烷大量泄漏后允许工作的电器设备采用防爆电器设备。

下面对本实用新型所述机车的电气线路方案进行说明。

本机车电缆采用低烟、阻燃、无卤、无毒的机车电缆。按照AQ3009-2007危险场所电气防爆安全规范要求，（在1区内低压电力、照明线路用的绝缘导线和电缆的额定电压，应不低于工作电压，且不应低于500V）LNG室内的照明线缆及控制线缆采用750V等级电缆，铜芯采用2.5mm2以上。

线缆的安装方式为：

机车整车电气线路敷设在靠危险性较低的一侧或远离释放源。因甲烷气体比重比空气轻，电气布线尽量布置在机车较低处。

LNG室内使用的电缆中间过渡接线时采用防爆接线盒的方式，电缆的连接方式采用压接、熔焊或钎焊的方式。与防爆接线盒连接的走线应采用防爆挠性连接管，并在端部采用适当规格的防爆格兰头密封，避免防爆接线盒内产生的电火花通过软管与线缆之间的空气传导入走线槽内。

LNG室和动力室之间的隔墙上穿过电缆和导管的开孔充分密封。例如，用砂密封或砂浆密封。电缆通过隔墙的部分使用钢管予以保护，同时应在钢管两端用阻火堵料严密堵塞，填塞深度不得小于钢管内径，且不得小于40mm。

通过LNG室的线槽采用整体焊接密封结构，进出线采用封板配合管接头、防爆挠性软管的方式密封，避免LNG室泄漏的甲烷顺着连接线软管和线槽进入动力室与司机室。

本机车也具有防止产生静电火花的技术考虑。整车接地方案综合考虑了安全接地和EMC接地，构建完善的整车接地构架。

未采用焊接方式的活动零部件采用等电位接地方式防止静电火花。

如图1所示，在一般内燃机车防静电设计基础上，该双燃料机车增加机车车体、转向架构、牵引电机轴承的接地。通过专用铜编织接地电缆将机车顶盖与车体连接、车体与转向架连接、转向架与轮对连接、轮对直接与钢轨接触以接地。机车牵引变流柜、辅助变流柜、电阻制动装置、牵引电机和辅助电机等电气关键件通过与机车车体连接的专用铜编织接地电缆接地，同时整车接地线设计尽可能短以达到最好的接地效果。机车内的电气设备通过低阻抗的铜编织电缆最终连接到钢轨面，消除高频干扰源的放电及电子、电气设备的静电放电，从而避免产生静电火花。

本实用新型的优点及效果为：

1.提供了一种具有安全保障系统的LNG或CNG为燃料或燃料之一的机车。

2.本机车可将危险区域减至最小，以降低可能影响机车、人员和设备安全的潜在风险。

3.本机车可防止爆炸性、可燃性气体浓度的意外累积，减少气体泄露的可能性，将气体燃料有关危害发生的概率和影响限制至最低。

4.本机车针对潜在的火灾风险设置探火、防火措施，以降低爆炸的概率。

5.本机车设有适当的控制、报警、监测、切断和气体探测系统，确保气体燃料系统安全、可靠运行。

综上，本实用新型按照技术规定的原则和方法在机车上对硬件进行布局、电气线路进行安装等措施能有效的进行对可燃气体的泄露的检测、火焰的检测、可燃气体泄露的预防、从根本上杜绝了CNG气体在运用时发生爆炸的情况，很大程度上提高了双燃料机车的运行安全性，具有很高的运用价值。

Claims (6)

1.一种具有优良安全保障性的双燃料机车，其特征在于，包括位于车头的第一司机室、位于车尾的第二司机室、若干客厢室、冷却室、动力室、电气室、LNG室、机车电气设备、甲烷及火警报警系统；

所述甲烷及火警报警系统包括：若干台甲烷报警主机、若干甲烷报警传感器、若干火灾报警主机、若干火灾报警探头、逆变电源、交流车体通风机电机、防爆车体通风机电机、若干报警灯、机车微机显示屏、机车微机、若干气管路控制电磁阀；

其中，火灾报警探头设置于各室顶部；甲烷报警传感器探头设置于各室顶部和/或靠近甲烷气体传输管路位置；第一司机室及第二司机室均安装有火灾报警主机、甲烷报警主机、机车微机显示屏；电气室安装机车微机；冷却室、动力室、电气室内设置有报警灯；所述交流车体通风机电机、防爆车体通风机电机用于驱动动力室内的交流车体通风机、防爆车体通风机；所述机车微机显示屏用于进行甲烷泄露报警显示和机车运行状态参数显示；

所述机车的所有LNG管路、机车顶盖、各机车电气设备均通过铜编织接地电缆与机车车体连接；再通过铜编织接地电缆将机车车体与转向架连接、转向架与轮对连接，最后轮对与钢轨直接接触。

2.如权利要求1所述的一种具有优良安全保障性的双燃料机车,其特征在于，LNG室内设置有照明线缆及控制线缆，所述照明线缆及控制线缆采用750V等级电缆，铜芯尺寸大于2.5mm²。

3.如权利要求1所述的一种具有优良安全保障性的双燃料机车,其特征在于，LNG室内使用的各个线缆中间过渡接线时采用防爆接线盒。

4.如权利要求3所述的一种具有优良安全保障性的双燃料机车,其特征在于，LNG室内与防爆接线盒连接的走线均为防爆挠性连接管，端部采用防爆格兰头密封。

5.如权利要求1所述的一种具有优良安全保障性的双燃料机车,其特征在于，机车具有穿过LNG室与动力室之间隔墙的电缆和导管，且电缆穿过隔墙的部分套有钢管，钢管两端用阻火堵料堵塞。

6.如权利要求5所述的一种具有优良安全保障性的双燃料机车,其特征在于，LNG室和动力室之间隔墙上用于穿过电缆或导管的开孔用砂或砂浆密封。