CN214450313U - 一种城轨车辆高压母线结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城轨车辆高压母线结构，控制电路根据相邻两个单元车受电弓的故障状态以及受电弓的状态来控制隔离开关的断开和闭合，从而控制相邻两个单元车之间的高压母线断开和闭合。当两个受电弓均正常且均为升弓状态时，通过控制电路来控制高压母线断开，每个单元弓为本单元车提供高压供电，且避免串电现象；当其中一个受电弓故障且故障受电弓为降弓状态时，通过控制电路来控制高压母线闭合，另一个正常受电弓为整车提供高压供电，确保在其中一个受电弓故障时列车也能正常运行，性能无损失，避免列车下线。

Description

一种城轨车辆高压母线结构

技术领域

本实用新型属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种城轨车辆高压母线结构。

背景技术

目前国内采用受电弓供电的地铁车辆，绝大部分采用1个受电弓给单元车（A+B+C）供电，用于列车牵引的高压母线不贯通，如图1所示。这种供电方式在单个受电弓故障时，一般采用列车限速牵引到终点站，然后退出运营服务的策略，单个受电弓故障导致列车损失一半的动力，造成列车下线，无法运营。

国内个别线路采用列车牵引高压母线直接贯通的方式，如图2所示，车辆正常工作时仅需要升起1个受电弓，另1个受电弓可作为备用受电弓使用。部分业主提出以下要求：2个受电弓正常时，2个受电弓同时投入工作；1个受电弓故障时，控制故障弓降弓，另1个受电弓可为整列车提供供电，车辆不会造成任何性能损失。但是，当2个受电弓同时工作时，由于相邻单元车之间的高压母线直接贯通，可能导致两个区段对应的地面供电系统串电。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种城轨车辆高压母线结构，以解决单受电弓供电时因损失一半动力导致列车无法运营的问题，以及两个受电弓同时工作易发生串电的问题。

本实用新型独立权利要求的技术方案解决了上述目的中的一个或多个。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种城轨车辆高压母线结构，包括多个受电弓，每个单元车配置一受电弓；还包括多个控制电路和多个隔离开关；每个单元车配置一所述控制电路，相邻两个单元车之间的高压母线上至少设置一所述隔离开关；所述控制电路分别与对应的受电弓故障开关、对应的受电弓状态检测装置连接；所述控制电路与对应的隔离开关连接。

本实用新型中，当相邻两个单元车对应的受电弓均正常时，对应的受电弓故障开关断开，对应的受电弓状态检测装置检测到受电弓为升弓状态，控制电路根据断开信号和升弓状态控制对应隔离开关的线圈失电，使隔离开关断开，从而使相邻两个单元车之间的高压母线断开，相邻两个单元车之间的高压母线不直接贯通，避免串电现象；当相邻两个单元车对应的其中一个受电弓故障时，故障受电弓对应的受电弓故障开关闭合，对应的受电弓状态检测装置检测到受电弓为降弓状态，控制电路根据闭合信号和降弓状态控制对应隔离开关的线圈得电，使隔离开关闭合，从而使相邻两个单元车之间的高压母线贯通，另一个正常受电弓负责相邻两个单元车的负载供电，避免了动力损失一半导致列车下线问题。

进一步地，所述控制电路包括电源模块、第一继电器、第二继电器以及第三继电器；由所述第一继电器的线圈和对应的受电弓故障开关串联构成第一支路，由所述第二继电器的线圈、第一继电器的常开触点以及第三继电器的常开触点串联构成第二支路；所述第二继电器的常开触点与对应隔离开关的控制部分串联；所述第三继电器的线圈与对应的受电弓状态检测装置连接；所述第一支路、第二支路以及所述第二继电器的常开触点分别与电源模块连接。

当相邻两个单元车对应的受电弓均正常时，对应的受电弓故障开关断开，第一继电器线圈失电，第一继电器的常开触点断开，第二支路断开，第二继电器的线圈失电，第二继电器的常开触点断开，对应隔离开关断开，使相邻两个单元车之间的高压母线断开；对应的受电弓状态检测装置检测到受电弓为升弓状态，第三继电器线圈失电，第三继电器的常开触点断开，第二支路断开，第二继电器的线圈失电，第二继电器的常开触点断开，对应隔离开关断开，使相邻两个单元车之间的高压母线断开。当其中一个受电弓故障时，故障受电弓对应的受电弓故障开关闭合，第一继电器线圈得电，第一继电器的常开触点闭合；对应的受电弓状态检测装置检测到受电弓为降弓状态，第三继电器的线圈得电，第三继电器的常开触点闭合，第二支路闭合，第二继电器线圈得电，第二继电器的常开触点闭合，对应隔离开关闭合，使相邻两个单元车之间的高压母线贯通。在该控制电路的控制下，只要两个受电弓均正常或者两个受电弓均处于升弓状态，都会控制相邻两个单元车之间的高压母线断开；只有在其中一个受电弓故障，且故障受电弓处于降弓状态时才会使相邻两个单元车之间的高压母线贯通，避免了串电现象。

进一步地，所述控制电路还包括第四继电器和第五继电器，由所述第四继电器的常闭触点和第五继电器的常开触点并联构成第三支路，所述第三支路和第五继电器的线圈串接于第二支路上；所述第四继电器的线圈由车辆制动系统来控制。

第四继电器为零速继电器，当车辆处于零速状态时，第四继电器的线圈失电，第四继电器的常闭触点闭合，在其中一个受电弓故障且故障受电弓处于降弓状态时，第二支路闭合，控制隔离开关闭合；当车辆处于非零速状态时，第四继电器的线圈得电，第四继电器的常闭触点断开，即使其中一个受电弓故障且故障受电弓处于降弓状态，第二支路也不会闭合，隔离开关断开。带速状态下车辆带电，带电状态下隔离开关闭合会产生放电拉弧，易引发安全事故，通过零速继电器避免了隔离开关在车辆带速状态下闭合。

进一步地，所述控制电路还包括第四继电器，所述第二继电器为多触点继电器；由所述第四继电器的常闭触点与第二继电器的另一常开触点并联构成第四支路，所述第四支路串接于第二支路上；所述第四继电器的线圈由车辆制动系统来控制。

进一步地，每个所述单元车对应的所述第一继电器的线圈还与车辆网络控制系统连接。

通过车辆网络控制系统反馈受电弓的故障状态，当相邻两个受电弓中其中一个故障时，车辆网络控制系统反馈高电平给故障受电弓对应的第一继电器，使该第一继电器线圈得电，从而控制相邻两个单元车之间的高压母线贯通；当相邻两个受电弓均正常时，车辆网络控制系统分别反馈低电平给两个受电弓对应的第一继电器，使这两个第一继电器线圈均失电，从而控制相邻两个单元车之间的高压母线断开；当相邻两个受电弓均故障时，车辆网络控制系统分别反馈低电平给两个受电弓对应的第一继电器，使这两个第一继电器线圈均失电，从而控制相邻两个单元车之间的高压母线断开。

进一步地，所述隔离开关为接触器，所述接触器的开关设于相邻两个单元车之间的高压母线上，所述接触器的线圈与所述控制电路连接。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型所提供的一种城轨车辆高压母线结构，控制电路根据相邻两个单元车受电弓的故障状态以及受电弓的状态来控制隔离开关的断开和闭合，从而控制相邻两个单元车之间的高压母线断开和闭合，当两个受电弓均正常且均为升弓状态时，控制高压母线断开，避免串电现象；当其中一个受电弓故障且故障受电弓为降弓状态时，控制高压母线闭合，确保在其中一个受电弓故障时列车也能正常运行，避免列车下线。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型背景技术中高压母线不贯通牵引供电电路示意图；

图2是本实用新型背景技术中高压母线直接贯通牵引供电电路示意图；

图3是本实用新型实施例中具有两个单元车城轨车辆的高压母线结构图；

图4是本实用新型实施例中无零速继电器时控制电路图；

图5是本实用新型实施例中无零速继电器时控制电路与隔离开关连接图；

图6是本实用新型实施例中有零速继电器时控制电路的一种实施方式图；

图7是本实用新型实施例中有零速继电器时控制电路的另一种实施方式图；

图8是本实用新型实施例中通过网络控制系统实现控制示意图；

图9是本实用新型实施例中三个单元车时控制电路与隔离开关连接图；

其中，1-受电弓，2-隔离开关，3-跨接电缆。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图3所示，本实用新型所提供的一种城轨车辆高压母线结构，包括多个受电弓1、多个控制电路和多个隔离开关3，每个单元车配置一受电弓1和一控制电路，相邻两个单元车之间的高压母线上至少设置一隔离开关3；控制电路分别与对应的受电弓故障开关S01、对应的受电弓状态检测装置连接；控制电路与对应的隔离开关3的控制部分连接。即本车控制电路分别与本车受电弓故障开关S01、本车受电弓状态检测装置连接；本车控制电路与本车和相邻单元车之间的隔离开关3的控制部分连接。本车控制电路、本车受电弓故障开关S01以及本车受电弓状态检测装置对应同一单元车。相邻单元车之间的高压母线通过跨接电缆3连接，同一单元车内不同节车之间的高压母线也通过跨接电缆3连接。

以两个单元车为例来说明本实用新型一种城轨车辆高压母线结构。如图3所示，两个单元车分别为第一单元车和第二单元车，第一单元车包括A1节车和B1节车，第二单元车包括A2节车和B2节车。如图4和5所示，每个单元车的控制电路均包括蓄电池电源VCC、第一继电器KM1、第二继电器KM2以及第三继电器KM3；由第一继电器KM1的线圈和对应的受电弓故障开关S01串联构成第一支路，由第二继电器KM2的线圈、第一继电器KM1的常开触点1-2以及第三继电器KM3的常开触点3-4串联构成第二支路；第二继电器KM2的常开触点5-6与对应隔离开关3的线圈串联；第三继电器KM3的线圈与对应的受电弓状态检测装置连接，图5中为B1节车第二继电器KM2的常开触点5-6、B2节车第二继电器KM2的常开触点5-6均与隔离开关3的线圈（即接触器KM0的线圈）连接；第一支路、第二支路以及第二继电器KM2的常开触点分别与蓄电池电源VCC连接。

当相邻两个单元车对应的受电弓均正常时，对应的受电弓故障开关S01断开，第一继电器KM1线圈失电，第一继电器KM1的常开触点1-2断开，第二支路断开，第二继电器KM2的线圈失电，第二继电器KM2的常开触点5-6断开（B1节车和B2节车的常开触点5-6均断开），对应隔离开关3的线圈失电，隔离开关3的常开触点断开，使相邻两个单元车之间的高压母线断开；对应的受电弓状态检测装置检测到受电弓为升弓状态，第三继电器KM3线圈失电，第三继电器KM3的常开触点3-4断开，第二支路断开，第二继电器KM2的线圈失电，第二继电器KM2的常开触点5-6断开，对应隔离开关3的常开触点断开，使相邻两个单元车之间的高压母线断开，每个受电弓给本单元车（A1+B1/A2+B2，本单元车是指与受电弓对应的单元车）提供高压供电。当其中一个受电弓故障（设B1节车对应的受电弓故障）时，B1节车受电弓故障开关S01闭合，B1节车第一继电器KM1线圈得电，B1节车第一继电器KM1的常开触点1-2闭合；B1节车受电弓状态检测装置检测到受电弓为降弓状态，B1节车第三继电器KM3的线圈得电，B1节车第三继电器KM3的常开触点3-4闭合，B1节车第二支路闭合，B1节车第二继电器KM2线圈得电，B1节车第二继电器KM2的常开触点5-6闭合，对应隔离开关3的常开触点闭合，使相邻两个单元车之间的高压母线贯通，另一个正常受电弓给整车（A1+B1+A2+B2提供高压供电（即B2车对应的受电弓给整车供电），列车性能无损失。在该控制电路的控制下，只要两个受电弓均正常或者两个受电弓均处于升弓状态，都会控制相邻两个单元车之间的高压母线断开；只有在其中一个受电弓故障，且故障受电弓处于降弓状态时才会使相邻两个单元车之间的高压母线贯通，避免了高压母线贯通时两个正常受电弓同时处于升弓状态，避免了串电现象。

如图6所示，控制电路还包括第四继电器KM4和第五继电器KM5，由第四继电器KM4的常闭触点7-8和第五继电器KM5的常开触点9-10并联构成第三支路，第三支路和第五继电器KM5的线圈串接于第二支路上；第四继电器KM4的线圈由车辆制动系统来控制。

第四继电器KM4为零速继电器，当车辆处于零速状态时，第四继电器KM4的线圈失电，第四继电器KM4的常闭触点7-8闭合，在其中一个受电弓故障且故障受电弓处于降弓状态时，第二支路闭合，控制隔离开关3的常开触点闭合；当车辆处于非零速状态时，第四继电器KM4的线圈得电，第四继电器KM4的常闭触点7-8断开，即使其中一个受电弓故障且故障受电弓处于降弓状态，第二支路也不会闭合，隔离开关3的常开触点断开。带速状态下车辆带电，带电状态下隔离开关3闭合会产生放电拉弧，易引发安全事故，通过零速继电器避免了隔离开关3在车辆带速状态下闭合。

如图7为零速继电器的另一种实施方式，控制电路还包括第四继电器KM4，第二继电器KM2为多触点继电器，如果第二继电器对应的单元车非中间单元车，通过第二继电器实现零速继电器功能，则第二继电器至少为具有两对触点的继电器；如果第二继电器对应的单元车是中间单元车，通过第二继电器实现零速继电器功能，则第二继电器至少为具有三对触点的继电器。中间单元车是指该单元车对应有两个相邻单元车，需要控制两个隔离开关的通断。由第四继电器KM4的常闭触点7-8与第二继电器KM2的另一常开触点11-12并联构成第四支路，第四支路串接于第二支路上；第四继电器KM4的线圈由车辆制动系统来控制。

如图8所示，每个单元车对应的第一继电器KM1的线圈还与车辆网络控制系统TCMS连接。

通过车辆网络控制系统TCMS反馈受电弓的故障状态，当相邻两个受电弓中其中一个故障时，车辆网络控制系统TCMS反馈高电平给故障受电弓对应的第一继电器KM1，使该第一继电器KM1线圈得电，从而控制相邻两个单元车之间的高压母线贯通；当相邻两个受电弓均正常时，车辆网络控制系统TCMS分别反馈低电平给两个受电弓对应的第一继电器KM1，使这两个第一继电器KM1线圈均失电，从而控制相邻两个单元车之间的高压母线断开；当相邻两个受电弓均故障时，车辆网络控制系统TCMS分别反馈低电平给两个受电弓对应的第一继电器KM1，使这两个第一继电器KM1线圈均失电，从而控制相邻两个单元车之间的高压母线断开。

本实施例中，隔离开关3为接触器KM0，接触器KM0的开关设于相邻两个单元车之间的高压母线上，接触器KM0的线圈与控制电路连接，如图5所示。

以三个单元车为例来说明本实用新型一种城轨车辆高压母线结构。当有三个单元车时，其中有一个单元车为中间单元车，中间单元车具有两个相邻单元车，因此，中间单元车需要与两个相邻单元车的隔离开关3连接。每个单元车的部分控制电路如图4所示，中间单元车控制电路的第二继电器KM2的常开触点与对应接触器KM0的线圈连接图如图9所示，中间单元车B2有两个相邻单元车，对应有两个接触器KM0，因此，中间单元车B2的第二继电器KM2需要两对常开触点（5-6、13-14）分别与两个接触器KM0的线圈连接。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种城轨车辆高压母线结构，包括多个受电弓，每个单元车配置一受电弓；其特征在于：还包括多个控制电路和多个隔离开关；每个单元车配置一所述控制电路，相邻两个单元车之间的高压母线上至少设置一所述隔离开关；所述控制电路分别与对应的受电弓故障开关、对应的受电弓状态检测装置连接；所述控制电路与对应的隔离开关连接。

2.如权利要求1所述的城轨车辆高压母线结构，其特征在于：所述控制电路包括电源模块、第一继电器、第二继电器以及第三继电器；由所述第一继电器的线圈和对应的受电弓故障开关串联构成第一支路，由所述第二继电器的线圈、第一继电器的常开触点以及第三继电器的常开触点串联构成第二支路；所述第二继电器的常开触点与对应隔离开关的控制部分串联；所述第三继电器的线圈与对应的受电弓状态检测装置连接；所述第一支路、第二支路以及所述第二继电器的常开触点分别与电源模块连接。

3.如权利要求2所述的城轨车辆高压母线结构，其特征在于：所述控制电路还包括第四继电器和第五继电器，由所述第四继电器的常闭触点和第五继电器的常开触点并联构成第三支路，所述第三支路和第五继电器的线圈串接于第二支路上；所述第四继电器的线圈由车辆制动系统来控制。

4.如权利要求2所述的城轨车辆高压母线结构，其特征在于：所述控制电路还包括第四继电器，所述第二继电器为多触点继电器；由所述第四继电器的常闭触点与第二继电器的另一常开触点并联构成第四支路，所述第四支路串接于第二支路上；所述第四继电器的线圈由车辆制动系统来控制。

5.如权利要求2~4中任一项所述的城轨车辆高压母线结构，其特征在于：每个所述单元车对应的所述第一继电器的线圈还与车辆网络控制系统连接。

6.如权利要求1~4中任一项所述的城轨车辆高压母线结构，其特征在于：所述隔离开关为接触器，所述接触器的开关设于相邻两个单元车之间的高压母线上，所述接触器的线圈与所述控制电路连接。

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