CN212011905U - 高压电气箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种高压电气箱，包括箱体、高压电气单元组件和低压电气单元组件；每一所述高压电气单元组件包括安装构件和高压电气单元，且所述高压电气单元通过所述安装构件装配到所述箱体内；所述高压电气单元组件包括车间电源接触器组件、转换开关组件、高速断路器组件、反向二极管组件和熔断器组件；所述低压电气单元组件包括低压控制组件。本实用新型实施例通过对电气单元的模块化结构，实现了各个电气单元的整体拆装，提高了高压电气箱的装配性和可维护性。

Description

高压电气箱

技术领域

本实用新型实施例涉及轨道交通车辆供电领域，更具体地说，涉及一种高压电气箱。

背景技术

在地铁等轨道交通车辆中，高压电气箱通常安装在带受电弓的车体底架上，并通过受电弓将网压电源的高压直流电为车辆的牵引系统、辅助系统供电。

上述高压电气箱配置有转换开关、高速断路器、反向二极管、熔断器、接触器和车间电源插座等，并为车辆牵引系统和辅助系统供电，且可在牵引系统主电路发生故障时进行故障保护。然而，现有的高压电气箱的兼容性和通用性较差，可扩展性较差。并且，高压电气箱的内部的各个器件之间使用较多的功率线缆，走线复杂，器件布局不合理，并导致装配和维护难度大，体积也较大。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述高压电气箱的兼容性和通用性、可扩展性较差，装配和维护难度大，体积也较大的问题，提供一种新的高压电气箱。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种高压电气箱，包括箱体、多个高压电气单元组件和低压电气单元组件；每一所述高压电气单元组件包括安装构件和高压电气单元，且所述高压电气单元通过所述安装构件装配到所述箱体内；所述多个高压电气单元组件包括车间电源接触器组件、转换开关组件、高速断路器组件、反向二极管组件和熔断器组件；所述低压电气单元组件包括低压控制组件。

优选地，所述车间电源接触器组件、所述转换开关组件、所述高速断路器组件在所述箱体的第一区域内沿第一方向依次排列。

优选地，所述低压控制组件、所述熔断器组件以及所述反向二极管组件在所述箱体的第二区域内沿第二方向依次排列，且所述第二方向垂直于第一方向。

优选地，所述高压电气箱包括两个高速断路器组件，所述箱体上设有两个第一输出接口，且所述两个高速断路器组件沿第一方向排列。

优选地，所述箱体呈长方体形，所述箱体的第一区域和第二区域沿所述第一方向相邻设置，且所述第二区域与所述高速断路器组件相邻。

优选地，所述车间电源接触器组件、所述转换开关组件、所述高速断路器组件和所述低压控制组件中至少部分滑动安装于所述箱体内。

优选地，所述高压电气单元组件包括两组高速断路器组件和多组熔断器组件。

优选地，所述车间电源接触器组件包括接触器以及第一安装构件，所述转换开关组件包括转换开关以及第二安装构件，每一所述高速断路器组件包括高速断路器以及第三安装构件，所述低压控制组件包括第四安装构件，且所述车间电源接触器组件通过第一安装构件、所述转换开关组件通过第二安装构件、所述高速断路器组件通过第三安装构件、所述低压控制组件通过第四安装构件，分别独立安装在所述箱体内；

所述箱体上设有车间电源插座、用于连接受电弓的直流输入接口、用于接地的接地接口、用于为牵引逆变器供电的至少一个第一输出接口，且所述转换开关的第一输入端与所述直流输入接口导电连接，所述转换开关的第二输入端经由所述接触器与所述车间电源插座导电连接，所述转换开关的第三输入端与所述接地接口导电连接；每一所述高速断路器的第一端与所述转换开关的输出端导电连接，且每一所述高速断路器的第二端与一个所述第一输出接口导电连接；

所述转换开关的第一输入端与所述直流输入接口之间、所述转换开关的第二输入端与所述接触器之间、所述接触器与所述车间电源插座之间、所述转换开关的第三输入端与所述接地接口之间、每一所述高速断路器的第一端与所述转换开关的输出端之间、以及每一所述高速断路器的第二端与一个所述第一输出接口之间，分别通过铜排和功率线缆导电连接

优选地，所述反向二极管组件包括反向二极管以及第五安装构件，所述熔断器组件包括多个熔断器和第六安装构件，且所述反向二极管组件通过第五安装构件、所述熔断器组件通过第六安装构件分别独立安装在所述箱体内；

所述箱体上设有用于为辅助逆变器供电的第二输出接口以及用于连接辅助高压母线的辅助母线接口；所述反向二极管的第一端与所述转换开关的输出端导电连接，且所述反向二极管的第二端分别与多个熔断器的第一端导电连接；至少部分所述熔断器的第二端连接到所述第二输出接口，其他熔断器的第二端连接所述辅助母线接口。

优选地，所述反向二极管的第一端与所述转换开关的输出端之间，所述熔断器的第二端与所述第二输出接口之间，以及所述熔断器的第二端与所述辅助母线接口之间，分别通过铜排导电连接；所述反向二极管的第二端分别通过铜排和功率线缆与多个熔断器的第一端导电连接。

本实用新型实施例的高压电气箱具有以下有益效果；通过对高压电气单元的模块化结构，实现了各个高压电气单元的整体拆装，提高了高压电气箱的装配性和可维护性。并且，本实用新型实施例通过调整箱体内各电气单元布局，大大方便了电气元件之间的接线，方便了各个电气单元的单独拆装，大大提高了兼容性和通用性，适应地铁车控、架控、第三轨在不同电压等级的需求。此外，本实用新型实施例中的电气模块主要采用铜排连接，减少功率线缆的使用，走线简洁；高低压回路严格分离，提高箱体安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的高压电气箱的俯视图；

图2是本实用新型实施例提供的高压电气箱的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的高压电气箱带有前侧面的示意图；

图4是本实用新型实施例提供的高压电气箱的熔断器组件的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的高压电气箱的反向二极管组件的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，是本实用新型实施例提供的高压电气箱的结构示意图，该高压电气箱可应用于轨道交通车辆，并安装在带受电弓的车体底架上。本实施例的高压电气箱包括箱体1、高压电气单元组件和低压电气单元组件。上述箱体1具体可由框架以及固定到框架的壁板构成，且在壁板围合的区域内形成安装腔。在本实施例中，高压电气箱内的高压电气单元组件具体包括车间电源接触器组件2、转换开关组件3、高速断路器组件4、反向二极管组件8和熔断器组件7，低压电气单元组件包括低压控制组件6。当然，在实际应用中，可根据需要调整高速断路器组件4的数量。

具体地，每一高压电气单元组件包括安装构件和组装到安装构件的高压电气单元，且高压电气单元组件通过安装构件装配到箱体1的安装腔内。安装构件具体可以为钣金件，且每一高压电气单元先与各自的安装构件装配一体后，再以整体方式装配到箱体1内。

上述高压电气箱通过将高压电气单元与安装构件组合为模块化结构，实现了高压电气单元的整体拆装，提高了装配性和可维护性。

在本实用新型的一个实施例中，上述车间电源接触器组件2、转换开关组件3、高速断路器组件4在箱体1的第一区域内沿第一方向依次排列。即车间电源接触器组件2、转换开关组件3、高速断路器组件4并排设置，车间电源接触器组件2设置在箱体1的一端，转换开关组件3设置在高速断路器组件4与车间电源组件2之间，高速断路器组件4设置在转换开关组件3的远离车间电源接触器组件2的一侧。具体地，转换开关组件3内部可通过定位销来定位和限位在箱体1上。

车间电源接触器组件2、转换开关组件3、高速断路器组件4的上述排布结构，可使高压电气箱内为牵引逆变器供电的主电路的连接线路更短，且各个组件均可单独拆装，各组件整体可替代性强，适应地铁车控、架控、第三轨在不同电压等级的需求。

此外，低压控制组件6、熔断器组件7以及反向二极管组件8(反向二极管81可贴装在散热器上)可在箱体1的第二区域内沿第二方向依次排列，且第二方向垂直于第一方向，即低压控制组件6、熔断器组件7及反向二极管组件8依照第二方向分三层依次固定于箱体1内，且低压连接器5可位于箱体1上的外侧，并与箱体1内的反向二极管组件8相邻设置。具体地，上述第一方向可以为箱体1的长度方向(即车间电源接触器组件2、转换开关组件3、两个高速断路器组件4在箱体1的第一区域内的排布方向，例如图3中的左、右方向)，第二方向可以为箱体1的宽度方向(例如图3中的上、下方向)。通过将低压控制组件6、熔断器组件7以及反向二极管组件8按第二方向排布，可节省第二区域的空间，减小高压电气箱的整机的体积。

在本实用新型的另一实施例中，箱体1内可包括两个高速断路器组件4，相应地，且两个高速断路器组件4沿第一方向排列。

特别地，箱体1可呈长方体形，且箱体1内的第一区域和第二区域沿第一方向(例如箱体1的长度方向)相邻设置，且第二区域与高速断路器组件相邻。这样，可提高整机的安全等级。避免向车辆牵引系统的输出和向车辆辅助系统的输出相互影响。

此外，为便于装配，上述车间电源接触器组件2、转换开关组件3、高速断路器组件4和低压控制组件6中，至少部分组件的安装构件采用滑块与滑轨配合的结构，即车间电源接触器组件2、转换开关组件3、高速断路器组件4和低压控制组件6中至少部分通过滑动方式安装于箱体1内。

在本实用新型的一个实施例中，上述车间电源接触器组件2包括接触器21以及第一安装构件，转换开关组件3包括转换开关31以及第二安装构件，每一高速断路器组件4包括高速断路器41及第三安装构件，低压控制组件6包括保持电阻、低压接触器、低压断路器、端子排以及第四安装构件，且车间电源接触器组件2通过第一安装构件、转换开关组件3通过第二安装构件、高速断路器组件4通过第三安装构件、低压控制组件6通过第四安装构件，分别独立安装在箱体1内。具体地，车间电源接触器组件2、高速断路器组件4可分别固定在箱体1的底部；转换开关组件3则固定在箱体1的正面(即前侧)，以方便操作。

相应地，箱体1上设有车间电源插座91、用于连接受电弓的直流输入接口92、用于接地的接地接口93、用于为牵引逆变器供电的两个第一输出接口94，以及用于实现外部控制信号输入的低压连接器5。在实际应用中，接地接口93和直流输入接口92可集成到一个接线盒，第一输出接口94的数量可根据高压电气箱所连接的牵引逆变器的数量调整。

转换开关31的第一输入端与直流输入接口92导电连接，转换开关31的第二输入端经由接触器21与车间电源插座91导电连接，转换开关31的第三输入端与接地接口93导电连接；每一高速断路器41的第一端与转换开关31的输出端导电连接，且每一高速断路器41的第二端与一个第一输出接口94导电连接。具体可包括保持电阻、低压接触器、低压断路器和端子排等，且接触器21、转换开关31、高速断路器41以及低压控制组件6的保持电阻、低压接触器、低压断路器和端子排等可分别通过控制线缆与低压连接器5通讯连接，从而实现控制信号传输，以进行相应的控制。

通过转换开关组件3、两个高速断路器组件4以及低压控制组件6，上述高压电气箱可实现牵引逆变器(即车辆的牵引系统)的安全供电。具体地，当车辆运行过程中，可将转换开关31切换到由第一输入端输入，此时由受电弓输入的高压直流电经由高速断路器41输出到第一输出接口94，从而为连接到第一输出接口94的牵引逆变器供电；转换开关31切换到由第三输入端输入时，高压电气箱体停止为其他设备供电。并且，在轨道交通车辆的牵引系统主电路发生故障时，通过高速断路器41可快速切断牵引系统主电路的供电，从而实现对牵引系统主电路的故障保护。

转换开关31的第一输入端与直流输入接口92之间，转换开关31的第二输入端与接触器21之间，接触器21与车间电源插座91之间，转换开关31的第三输入端与接地接口93之间，每一高速断路器41的第一端与转换开关31的输出端之间，以及每一高速断路器41的第二端与一个第一输出接口94之间，分别通过铜排和功率线缆导电连接。通过将箱体1内的高压主电路通过铜排连接，减少了功率线缆的使用，使箱体1内走线各加简洁、美观，减少线缆连接工时。

在本实用新型的另一实施例中，反向二极管组件8包括反向二极管81以及第五安装构件，熔断器组件7包括多个熔断器71、72、73和第六安装构件，且反向二极管组件8通过第五安装构件、熔断器组件7通过第六安装构件分别独立安装在箱体1内。

箱体1上还设有用于为辅助逆变器供电的第二输出接口95以及用于连接辅助高压母线的辅助母线接口96，通过第二输出接口95可连接辅助逆变器，而通过辅助母线接口96则可连接另一高压电气箱，且第二输出接口95和辅助母线接口96可集成到一个接线盒。反向二极管81的第一端与转换开关31的输出端导电连接，且该反向二极管81的第二端分别与多个熔断器71、72、73的第一端导电连接；至少部分熔断器(例如图2中的熔断器71、72)的第二端连接到第二输出接口95，其他熔断器(例如图2中的熔断器73)的第二端连接辅助母线接口96。多个熔断器71、72、73可分别通过控制线缆与低压连接器5通讯连接，从而实现控制信号传输，以进行相应的控制。

通过车间电源接触器组件2、转换开关组件3、低压控制组件6、反向二极管组件8和熔断器组件7，可实现高压电气箱的辅助供电输出，即为车辆的辅助系统供电。具体地，当车辆运行过程中，可将转换开关31切换到由第一输入端输入，此时由受电弓输入的高压直流电经由反向二极管41和熔断器71、72输出到第二输出接口95，从而为连接到第二输出接口95的辅助逆变器供电；当车辆停靠时，可将转换开关31切换到由第二输入端输入，此时连接到第二输出接口95的辅助逆变器由连接到车间电源插座91的车间电源供电。

类似地，上述反向二极管81的第一端与转换开关31的输出端之间，熔断器71、72的第二端与第二输出接口95之间，以及熔断器73的第二端与辅助母线接口96之间，分别通过铜排导电连接；反向二极管81的第二端分别通过铜排和功率线缆与多个熔断器71、72、73的第一端导电连接。通过上述结构，可进一步减少箱体1内功率线缆的使用。

在上述高压电气箱中，直流输入接口92、接地接口93、第一输出接口94、第二输出接口95以及辅助母线接口96可位于箱体1的第二方向的后侧，低压控制组件6、车间电源插座91以及转换开关31的控制件(例如操作旋钮)位于箱体1的第二风向的前侧，从而提高操作的安全性。具体地，车间电源插座91可位于箱体1在车间电源接触器组件2相对应的外侧。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高压电气箱，其特征在于，包括箱体、多个高压电气单元组件和低压电气单元组件；每一所述高压电气单元组件包括安装构件和高压电气单元，且所述高压电气单元通过所述安装构件装配到所述箱体内；所述多个高压电气单元组件包括车间电源接触器组件、转换开关组件、高速断路器组件、反向二极管组件和熔断器组件；所述低压电气单元组件包括低压控制组件。

2.根据权利要求1所述的高压电气箱，其特征在于，所述车间电源接触器组件、所述转换开关组件、所述高速断路器组件在所述箱体的第一区域内沿第一方向依次排列。

3.根据权利要求2所述的高压电气箱，其特征在于，所述低压控制组件、所述熔断器组件以及所述反向二极管组件在所述箱体的第二区域内沿第二方向依次排列，且所述第二方向垂直于第一方向。

4.根据权利要求3所述的高压电气箱，其特征在于，所述高压电气箱包括两个高速断路器组件，所述箱体上设有两个第一输出接口，且所述两个高速断路器组件沿第一方向排列。

5.根据权利要求4所述的高压电气箱，其特征在于，所述箱体呈长方体形，所述箱体的第一区域和第二区域沿所述第一方向相邻设置，且所述第二区域与所述高速断路器组件相邻。

6.根据权利要求1所述的高压电气箱，其特征在于，所述车间电源接触器组件、所述转换开关组件、所述高速断路器组件和所述低压控制组件中至少部分滑动安装于所述箱体内。

7.根据权利要求6所述的高压电气箱，其特征在于，所述多个高压电气单元组件包括两组高速断路器组件和多组熔断器组件。

8.根据权利要求7所述的高压电气箱，其特征在于，所述车间电源接触器组件包括接触器以及第一安装构件，所述转换开关组件包括转换开关以及第二安装构件，每一所述高速断路器组件包括高速断路器以及第三安装构件，所述低压控制组件包括第四安装构件，且所述车间电源接触器组件通过第一安装构件、所述转换开关组件通过第二安装构件、所述高速断路器组件通过第三安装构件、所述低压控制组件通过第四安装构件，分别独立安装在所述箱体内；

所述箱体上设有车间电源插座、用于连接受电弓的直流输入接口、用于接地的接地接口、用于为牵引逆变器供电的至少一个第一输出接口，且所述转换开关的第一输入端与所述直流输入接口导电连接，所述转换开关的第二输入端经由所述接触器与所述车间电源插座导电连接，所述转换开关的第三输入端与所述接地接口导电连接；每一所述高速断路器的第一端与所述转换开关的输出端导电连接，且每一所述高速断路器的第二端与一个所述第一输出接口导电连接；

所述转换开关的第一输入端与所述直流输入接口之间、所述转换开关的第二输入端与所述接触器之间、所述接触器与所述车间电源插座之间、所述转换开关的第三输入端与所述接地接口之间、每一所述高速断路器的第一端与所述转换开关的输出端之间、以及每一所述高速断路器的第二端与一个所述第一输出接口之间，分别通过铜排和功率线缆导电连接。

9.根据权利要求8所述的高压电气箱，其特征在于，所述反向二极管组件包括反向二极管以及第五安装构件，所述熔断器组件包括多个熔断器和第六安装构件，且所述反向二极管组件通过第五安装构件、所述熔断器组件通过第六安装构件分别独立安装在所述箱体内；

所述箱体上设有用于为辅助逆变器供电的第二输出接口以及用于连接辅助高压母线的辅助母线接口；所述反向二极管的第一端与所述转换开关的输出端导电连接，且所述反向二极管的第二端分别与多个熔断器的第一端导电连接；至少部分所述熔断器的第二端连接到所述第二输出接口，其他熔断器的第二端连接所述辅助母线接口。

10.根据权利要求9所述的高压电气箱，其特征在于，所述反向二极管的第一端与所述转换开关的输出端之间，所述熔断器的第二端与所述第二输出接口之间，以及所述熔断器的第二端与所述辅助母线接口之间，分别通过铜排导电连接；所述反向二极管的第二端分别通过铜排和功率线缆与多个熔断器的第一端导电连接。

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