CN216157365U - 一种机车发电系统安全隔离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机车发电系统安全隔离装置，包括第一接触器KM1、第二接触器KM2、主发电机、起动电机MG，所述主发电机包括主发电机励磁绕组L、主发电机电枢绕组GS，所述第一接触器KM1与所述主发电机励磁绕组L串联构成主发电机电支路，所述第二接触器KM2与所述起动电机MG构成起动电机电支路，所述主发电机电支路还包括第一隔离开关，所述第一隔离开关、所述第一接触器KM1、所述主发电机励磁绕组L串联。本实用新型解决了现有技术存在的不能有效避免机车发电系统的触电风险等问题。

Description

一种机车发电系统安全隔离装置

技术领域

本实用新型涉及铁路机车技术领域，具体是一种机车发电系统安全隔离装置。

背景技术

内燃机车或混合动力机车主辅系统电源由柴油发电机组提供，通常发电系统的电气控制原理如图1所示。在司机完成机车起动准备工作和操作后，微机控制接触器KM2的线圈得电，接触器KM2的触头随之闭合，起动电机MG得电开始工作并通过传动装置驱动柴油机动作，柴油机达到一定转速后开始起动并正常工作。柴油机正常投入工作后，通过传动装置驱动主发电机转动，在经过相关检测和操作后，微机控制接触器KM1的线圈得电，接触器KM1的触头闭合，主发电机励磁绕组L得电，主发电机GS开始正常发电。机车进行检修维护时，目前的发电系统控制方案存在以下问题或风险：

1)无法消除因误操作带来的安全风险。当有检修人员对发电系统中的传动装置进行检修时，如有其它人员在机车司机室操作起机，起动电机MG将驱动传动装置和柴油机动作，相关检修人员将可能受到严重的机械伤害；另外，主发电机输出的三相交流电电压超过1000V，当有检修人员对机车高压电气设备检修时，如有其它人员在机车司机室操作起机并使主发电机正常发电，相关检修人员将极易受到电击伤害。

2)无法消除不停柴油机检修的触电风险。在机车实际运行中，个别情况下，会存在不停柴油机和主发电机而对高压电气设备检修的情况，如不断开高压电源，将极大增加触电风险。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种机车发电系统安全隔离装置，解决现有技术存在的不能有效避免机车发电系统的触电风险等问题。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：

一种机车发电系统安全隔离装置，包括第一接触器KM1、第二接触器KM2、主发电机、起动电机MG，所述主发电机包括主发电机励磁绕组L、主发电机电枢绕组GS，所述第一接触器KM1与所述主发电机励磁绕组L串联构成主发电机电支路，所述第二接触器KM2与所述起动电机MG构成起动电机电支路，所述主发电机电支路还包括第一隔离开关，所述第一隔离开关、所述第一接触器KM1、所述主发电机励磁绕组L串联。

由于引入了第一隔离开关，当有检修人员对机车高压电气设备进行检修时，第一隔离开关处于关断状态，则能切断主发电机电支路，即使柴油机和主发电机电枢均在转动，主发电机也不能发电，有效避免不停柴油机和主发电机而导致相关检修人员受到电击伤害，从而有效避免了机车发电系统的触电风险。

作为一种优选的技术方案，所述第一隔离开关为第一转换开关SA1。

转换开关具有体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，有着较好的隔离电连接的作用。

作为一种优选的技术方案，所述第一转换开关SA1连接有第一锁具，所述第一转换开关SA1的开闭状态与所述第一锁具的开闭状态联锁。

操作第一锁具控制第一转换开关SA1的开闭状态，从而控制主发电机电支路的通断，更加直观和便于操作。

作为一种优选的技术方案，所述起动电机电支路还包括第二隔离开关，所述第二隔离开关、所述第二接触器KM2、所述起动电机MG串联。

由于引入了第二隔离开关，当有检修人员对发电系统中的传动装置进行检修时，使第二隔离开关处于关断状态，则能切断起动电机电支路。由于主发电机正常发电必须同时具备主发电机励磁绕组L且柴油机动作的条件，而柴油机动作的条件是起动电机MG得电工作并通过传动装置驱动柴油机动作，故切断了起动电机电支路则使主发电机不能正常发电。有效避免主发电机正常发电而导致相关检修人员受到电击伤害，从而有效避免了机车发电系统的触电风险。同时，起动电机不能工作则整个传动装置不能动作，有效保护检修人员不受机械伤害。

作为一种优选的技术方案，所述第二隔离开关为第二转换开关SA2。

转换开关具有体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，有着较好的隔离电连接的作用。

作为一种优选的技术方案，所述第二转换开关SA2连接有第二锁具，所述第二转换开关SA2的开闭状态与所述第二锁具的开闭状态联锁。

操作第二锁具控制第二转换开关SA2的开闭状态，从而控制起动电机电支路的通断，更加直观和便于操作。

作为一种优选的技术方案，所述第一转换开关SA1与所述第二转换开关SA2为一体化结构，记为转换开关SA；所述第一锁具与所述第二锁具为一体化结构，记为开闭锁具。

一体化结构减少了空间的占用和元器件的数量，更加便于集成化控制。

作为一种优选的技术方案，所述开闭锁具为弹子锁。

弹子锁应用广泛，便于操作。

作为一种优选的技术方案，所述开闭锁具包括锁芯、套设于所述锁芯外的锁体，所述锁芯上设有插拔孔，所述锁芯侧面设有若干个锁芯孔，所述锁芯孔内固定连接有伸入所述插拔孔的锁芯弹子，所述锁体侧面设有与所述锁芯孔配合的锁体孔，所述锁体孔底部连接有弹簧，所述弹簧连接有锁体弹子。

开闭锁具处于关锁状态时，锁芯弹子能推动对应位置的锁体弹子动作，此时如果拔出钥匙，钥匙凸缘依次推动锁芯弹子、锁体弹子挤压弹簧，钥匙可顺利拔出；锁芯转动到开闭锁具处于开锁状态时，锁芯弹子被锁体内壁阻挡，此时如果拔出钥匙，钥匙凸缘将无法推动锁芯弹子，钥匙将被锁芯弹子卡住无法拔出。

作为一种优选的技术方案，最靠近插拔孔开口处的锁芯弹子伸入插拔孔内的长度大于其他锁芯弹子伸入插拔孔内的长度。

锁芯转动到开闭锁具处于开锁状态时，锁芯弹子被锁体内壁阻挡，此时如果拔出钥匙，钥匙将被最靠近插拔孔开口处的锁芯弹子卡住无法拔出。由于最靠近插拔孔开口处的锁芯弹子的作用，使得能尽量减小钥匙的位移，从而更好的保证锁闭效果。

本实用新型相比于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本实用新型由于引入了第一隔离开关，当有检修人员对机车高压电气设备进行检修时，第一隔离开关处于关断状态，则能切断主发电机电支路，即使柴油机和主发电机电枢均在转动，主发电机也不能发电，有效避免不停柴油机和主发电机而导致相关检修人员受到电击伤害，从而有效避免了机车发电系统的触电风险；

(2)转换开关具有体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，有着较好的隔离电连接的作用；

(3)操作第一锁具控制第一转换开关SA1的开闭状态，从而控制主发电机电支路的通断，更加直观和便于操作；

(4)由于引入了第二隔离开关，当有检修人员对发电系统中的传动装置进行检修时，使第二隔离开关处于关断状态，则能切断起动电机电支路；由于主发电机正常发电必须同时具备主发电机励磁绕组L且柴油机动作的条件，而柴油机动作的条件是起动电机MG得电工作并通过传动装置驱动柴油机动作，故切断了起动电机电支路则使主发电机不能正常发电；有效避免主发电机正常发电而导致相关检修人员受到电击伤害，从而有效避免了机车发电系统的触电风险；同时，起动电机不能工作则整个传动装置不能动作，有效保护检修人员不受机械伤害；

(5)操作第二锁具控制第二转换开关SA2的开闭状态，从而控制起动电机电支路的通断，更加直观和便于操作；

(6)一体化结构减少了空间的占用和元器件的数量，更加便于集成化控制；

(7)弹子锁应用广泛，便于操作；

(8)开闭锁具处于关锁状态时，锁芯弹子能推动对应位置的锁体弹子动作，此时如果拔出钥匙，钥匙凸缘依次推动锁芯弹子、锁体弹子挤压弹簧，钥匙可顺利拔出；锁芯转动到开闭锁具处于开锁状态时，锁芯弹子被锁体内壁阻挡，此时如果拔出钥匙，钥匙凸缘将无法推动锁芯弹子，钥匙将被锁芯弹子卡住无法拔出；

(9)锁芯转动到开闭锁具处于开锁状态时，锁芯弹子被锁体内壁阻挡，此时如果拔出钥匙，钥匙将被最靠近插拔孔开口处的锁芯弹子卡住无法拔出；由于最靠近插拔孔开口处的锁芯弹子的作用，使得能尽量减小钥匙的位移，从而更好的保证锁闭效果。

附图说明

图1为现有技术的一个典型电气结构示意图；

图2为本实用新型的电气结构示意图；

图3为本实用新型所述开闭锁具处于关锁状态的结构示意图；

图4为本实用新型所述开闭锁具处于开锁状态的结构示意图；

图5为本实用新型所述转换开关面板的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1、锁体，2、锁芯，3、长弹子，4、钥匙，5、锁体弹子，6、弹簧，7、锁芯弹子，11、锁体孔，20、插拔孔，21、锁芯孔。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1至图5所示，一种机车发电系统安全隔离装置，包括第一接触器KM1、第二接触器KM2、主发电机、起动电机MG，所述主发电机包括主发电机励磁绕组L、主发电机电枢绕组GS，所述第一接触器KM1与所述主发电机励磁绕组L串联构成主发电机电支路，所述第二接触器KM2与所述起动电机MG构成起动电机电支路，所述主发电机电支路还包括第一隔离开关，所述第一隔离开关、所述第一接触器KM1、所述主发电机励磁绕组L串联。

由于引入了第一隔离开关，当有检修人员对机车高压电气设备进行检修时，第一隔离开关处于关断状态，则能切断主发电机电支路，即使柴油机和主发电机电枢均在转动，主发电机也不能发电，有效避免不停柴油机和主发电机而导致相关检修人员受到电击伤害，从而有效避免了机车发电系统的触电风险。

值得说明的是，启动电机MG为串励电机，其内部电枢绕组与励磁绕组串联在一起，因此只需接通直流电源的正极和负极便可使其转子转动，为简化起见，图1、图2中并没有再详细画出起动电机内部的电枢绕组和励磁绕组。而主发电机为他励方式，即需要单独给励磁绕组L接通直流电源，使励磁绕组L产生磁场，当转子在柴油机的驱动下转动时，电枢绕组便会切割励磁绕组L产生磁感线发出三相交流电，因此图1、图2中分别示出了励磁绕组L和电枢绕组GS。

作为一种优选的技术方案，所述第一隔离开关为第一转换开关SA1。

转换开关具有体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，有着较好的隔离电连接的作用。

作为一种优选的技术方案，所述第一转换开关SA1连接有第一锁具，所述第一转换开关SA1的开闭状态与所述第一锁具的开闭状态联锁。

操作第一锁具控制第一转换开关SA1的开闭状态，从而控制主发电机电支路的通断，更加直观和便于操作。

作为一种优选的技术方案，所述起动电机电支路还包括第二隔离开关，所述第二隔离开关、所述第二接触器KM2、所述起动电机MG串联。

由于引入了第二隔离开关，当有检修人员对发电系统中的传动装置进行检修时，使第二隔离开关处于关断状态，则能切断起动电机电支路。由于主发电机正常发电必须同时具备主发电机励磁绕组L且柴油机动作的条件，而柴油机动作的条件是起动电机MG得电工作并通过传动装置驱动柴油机动作，故切断了起动电机电支路则使主发电机不能正常发电。有效避免主发电机正常发电而导致相关检修人员受到电击伤害，从而有效避免了机车发电系统的触电风险。同时，起动电机不能工作则整个传动装置不能动作，有效保护检修人员不受机械伤害。

作为一种优选的技术方案，所述第二隔离开关为第二转换开关SA2。

转换开关具有体积小、性能可靠、操作方便、安装灵活等优点，有着较好的隔离电连接的作用。

作为一种优选的技术方案，所述第二转换开关SA2连接有第二锁具，所述第二转换开关SA2的开闭状态与所述第二锁具的开闭状态联锁。

操作第二锁具控制第二转换开关SA2的开闭状态，从而控制起动电机电支路的通断，更加直观和便于操作。

实施例2

如图1至图5所示，作为实施例1的进一步优化，本实施例包含了实施例1的全部技术特征，除此之外，本实施例还包括以下技术特征：

作为一种优选的技术方案，所述第一转换开关SA1与所述第二转换开关SA2为一体化结构，记为转换开关SA；所述第一锁具与所述第二锁具为一体化结构，记为开闭锁具。

一体化结构减少了空间的占用和元器件的数量，更加便于集成化控制。优选的，转换开关SA可采用多个触头的转换开关；优选的，开闭锁具可采用多锁芯的结构。

作为一种优选的技术方案，所述开闭锁具为弹子锁。

弹子锁应用广泛，便于操作。

作为一种优选的技术方案，所述开闭锁具包括锁芯2、套设于所述锁芯2外的锁体1，所述锁芯2上设有插拔孔20，所述锁芯2侧面设有若干个锁芯孔21，所述锁芯孔21内固定连接有伸入所述插拔孔20的锁芯弹子7，所述锁体1侧面设有与所述锁芯孔21配合的锁体孔11，所述锁体孔11底部连接有弹簧6，所述弹簧6连接有锁体弹子5。

开闭锁具处于关锁状态时，锁芯弹子7能推动对应位置的锁体弹子5动作，此时如果拔出钥匙4，钥匙4凸缘依次推动锁芯弹子7、锁体弹子5挤压弹簧6，钥匙4可顺利拔出；锁芯2转动到开闭锁具处于开锁状态时，锁芯弹子7被锁体1内壁阻挡，此时如果拔出钥匙4，钥匙4凸缘将无法推动锁芯弹子7，钥匙4将被锁芯弹子7卡住无法拔出。

作为一种优选的技术方案，最靠近插拔孔20开口处的锁芯弹子7伸入插拔孔20内的长度大于其他锁芯弹子7伸入插拔孔20内的长度。

锁芯2转动到开闭锁具处于开锁状态时，锁芯弹子7被锁体1内壁阻挡，此时如果拔出钥匙4，钥匙4将被最靠近插拔孔20开口处的锁芯弹子7卡住无法拔出。由于最靠近插拔孔20开口处的锁芯弹子7的作用，使得能尽量减小钥匙4的位移，从而更好的保证锁闭效果。说明书附图中长弹子3展示了最靠近插拔孔20开口处的锁芯弹子7伸入插拔孔20内的长度。

实施例3

如图1至图5所示，本实施例在实施例1、实施例2的基础上，提供更细化的实施方式。

本实用新型在目前的电气控制方案中新增一个带锁的安全隔离转换开关SA，该安全隔离转换开关SA至少具有两层触点，分别串联到接触器KM1的线圈控制回路和主发电机励磁绕组L控制回路。

安全隔离转换开关SA装配普通弹子锁，锁芯2端部第一颗弹子为长弹子，它的长度大于锁芯2上的其它弹子。

弹子锁处于关锁状态时，锁芯弹子7能推动对应位置的锁体弹子5动作，此时如果拔出钥匙4，钥匙4凸缘依次推动锁芯弹子7、锁体弹子5挤压弹簧6，钥匙4可顺利拔出；锁芯2转动到弹子锁处于开锁状态时，锁芯弹子7被锁体1内壁阻挡，此时如果拔出钥匙4，钥匙4凸缘将无法推动锁芯弹子7，钥匙4将被锁芯2端部第一颗弹子卡住无法拔出。

安全隔离转换开关SA面板具有“关”和“开”两个挡位。处于“关”挡时，弹子锁处于关锁状态，钥匙4可以插入或拔出；插入钥匙4旋转180°，使安全隔离转换开关转到“开”挡时，弹子锁处于开锁状态，钥匙4不能拔出。

机车正常运行时，安全隔离转换开关SA转到“开”挡，锁芯2处于开锁位置，钥匙4不能拔出。此时，机车发电系统电气控制原理如图5所示，安全隔离转换开关SA位于“开”挡，串联到接触器2KM线圈控制回路的1、2触点和串联到主发电机励磁绕组L控制回路的3、4触点均持续接通，机车发电系统处于未隔离状态，工作原理与现方案相同。

机车进行检修作业时，必须首先转动钥匙4使安全隔离转换开关SA转到“关”挡，才能拔出钥匙4，也才能用钥匙4打开机车高压电器柜柜门。安全隔离转换开关SA转到“关”挡后，串联到接触器2KM线圈控制回路的1、2触点和串联到主发电机励磁绕组L控制回路的3、4触点均被强制断开，机车发电系统处于被隔离状态，无论司机采取什么驾驶操作，都无法使接触器2KM线圈得电，起动电机MG无法得电工作，机车传动装置也就不能动作；同时，因主发电机励磁绕组L控制回路的3、4触点被强制断开，无论机车柴油机是否正常工作，主发电机都不能发出三相交流电。这样，在检修人员拔出钥匙4之后，不管是检修机车传动装置还是高压电气设备，均可有效确保人身安全。

本实用新型通过钥匙4有效管理机车发电系统的工作状态，可消除因误操作带来的安全风险。在检修人员拔出钥匙4进行相关作业时，其他任何人员均无法使起动电机MG工作，也无法使主发电机发出三相交流电。检修人员在检修传动装置时不会受到机械伤害，检修高压电气设备时不会受到电击。

本实用新型可有效消除不停柴油机检修的触电风险。无论柴油机是否停止工作，只要检修人员拔出钥匙4，主发电机便不能发出三相交流电，机车高压电气设备也始终处于断电状态，可确保检修人员安全。

如上所述，可较好地实现本实用新型。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机车发电系统安全隔离装置，包括第一接触器KM1、第二接触器KM2、主发电机、起动电机MG，所述主发电机包括主发电机励磁绕组L、主发电机电枢绕组GS，所述第一接触器KM1与所述主发电机励磁绕组L串联构成主发电机电支路，所述第二接触器KM2与所述起动电机MG构成起动电机电支路，其特征在于，所述主发电机电支路还包括第一隔离开关，所述第一隔离开关、所述第一接触器KM1、所述主发电机励磁绕组L串联。

2.根据权利要求1所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，所述第一隔离开关为第一转换开关SA1。

3.根据权利要求2所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，所述第一转换开关SA1连接有第一锁具，所述第一转换开关SA1的开闭状态与所述第一锁具的开闭状态联锁。

4.根据权利要求3所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，所述起动电机电支路还包括第二隔离开关，所述第二隔离开关、所述第二接触器KM2、所述起动电机MG串联。

5.根据权利要求4所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，所述第二隔离开关为第二转换开关SA2。

6.根据权利要求5所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，所述第二转换开关SA2连接有第二锁具，所述第二转换开关SA2的开闭状态与所述第二锁具的开闭状态联锁。

7.根据权利要求6所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，所述第一转换开关SA1与所述第二转换开关SA2为一体化结构，记为转换开关SA；所述第一锁具与所述第二锁具为一体化结构，记为开闭锁具。

8.根据权利要求7所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，所述开闭锁具为弹子锁。

9.根据权利要求8所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，所述开闭锁具包括锁芯(2)、套设于所述锁芯(2)外的锁体(1)，所述锁芯(2)上设有插拔孔(20)，所述锁芯(2)侧面设有若干个锁芯孔(21)，所述锁芯孔(21)内固定连接有伸入所述插拔孔(20)的锁芯弹子(7)，所述锁体(1)侧面设有与所述锁芯孔(21)配合的锁体孔(11)，所述锁体孔(11)底部连接有弹簧(6)，所述弹簧(6)连接有锁体弹子(5)。

10.根据权利要求9所述的一种机车发电系统安全隔离装置，其特征在于，最靠近插拔孔(20)开口处的锁芯弹子(7)伸入插拔孔(20)内的长度大于其他锁芯弹子(7)伸入插拔孔(20)内的长度。

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