KR101461692B1 - 전기 구동 철도 차량의 지붕에 배치된 전기 설비 - Google Patents

전기 구동 철도 차량의 지붕에 배치된 전기 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 구동 철도 차량의 지붕에 배치된 전기 설비(EE)에 관한 것이며, 상기 차량에는 팬터그래프(2)와의 연결부로부터 차량의 전기 구동 장치(4)까지 현수선(1)으로부터 수용된 전류를 운반하는 지붕선(L) 및 한 개 이상의 팬터그래프(2)가 갖춰지는, 상기 전기 구동 장치를 보호하기 위해 기계 지지부(40)상에 배치된 회로 차단 장치(3)를 구비하는 전기 설비에 있어서, 상기 전기 설비(EE)는 현수부(1)로부터 지붕선(L)으로 전달되는 전류의 전류량을 측정하기 위해 상기 기계 지지부(40)상에 배치된 하나 이상의 수단(33)을 구비한 측정 장치(DM)를 포함하고, 상기 전기 설비(EE)는 상기 회로 차단 장치(3)의 작동을 제어하는 컴퓨터(D)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전기 구동 철도 차량, 전기 설비, 팬터그래프, 지붕선, 측정 장치

Description

전기 구동 철도 차량의 지붕에 배치된 전기 설비 {ELECTRIC EQUIPMENT ARRANGED ON THE ROOF OF AN ELECTRIC TRACTION RAILWAY VEHICLE}
본 발명은 전기 구동 철도 차량의 지붕에 배치된 전기 설비에 관한 것으로서, 상기 차량에는, 차량을 구동하기 위해 팬터그래프(pantograph)와의 연결부로부터 전기 장치까지, 현수선(catenary line)으로부터 수용된 전류를 운반하는 지붕선 및 적어도 하나의 팬터그래프가 갖춰지고, 상기 전기 설비는 상기 전기 구동 장치를 보호하기 위해 기계 지지부상에 배치된 적어도 하나의 기구를 포함한다.
철도 차량은 지붕에 다수의 설비를 포함한다. 이에 따라, 직류 및 단상 전류를 각각 공급하는 현수선으로부터 차량에 전력을 공급하는 지붕선으로 전류를 운반하기 위해, 단상 및 직류 팬터그래프가 각각 갖춰질 수 있다. 단상/직류 스위치, 접지 격리 스위치, 하나 이상의 회로 차단기 및 제동 저항기 또는 공조 유형의 상보적 설비와 같은 고압 전기 설비도 갖춰질 수 있다.
다수의 설비가 지붕에 배치되어 있기 때문에, 철도 차량의 지붕은 특히 혼잡하다. 이는, 지붕에 이미 존재하는 각각의 설비를 위한 가용 공간 및 새로운 기능을 수행하는 신규 설비를 추가하기 위한 지붕의 가용 공간을 제한시킨다.
그러나, 최근, 하나의 네트워크상에 전기를 공급하는 다수의 조작자 및 이와 동일한 네트워크에 이 에너지를 사용하는 다수의 조작자를 위해 작업을 면제시켜주는 신규 규제들에 의해, 열차에 의해 소비되는 전기 에너지, 특히 현수부로부터 취해지는 전기 에너지의 측정이 필요해 졌다.
열차에 공급되는 전기 에너지의 이러한 측정은 공급자가 소비자에게 비용을 청구할 수 있게 해준다.
이러한 측정의 수행은 본래 매우 단순한데, 시간에 따른 두 파라미터(전류량 및 전압)의 변동을 고려하기 위해, 소비되는 전류량, 전압 및 상기 전류량이 소비되는 시간이 연속적으로 또는 빈번한 샘플링으로 기록되어야 한다.
실제로, 측정 장치는, 변수의 포착이 관여할 때는 (전류가 이동하는 네트워크 부분에 따라, 직류 750 V 내지 교류 25,000 V의) 고압 네트워크 환경에 갖춰지고, 신호의 발생 및 처리가 관여할 때는 저압 환경에 갖춰진다는 점에서 더 복잡하다. 이에 따라, 갈바닉 절연부로서 알려진 두 환경간의 절연은 특별한 보호 및 신뢰성을 요구한다.
이러한 갈바닉 절연부를 제공하는 공지 수단은 예를 들어 측정 장치에 갖춰진 변압기에서 실행되는데, 필수 절연부는 이러한 형태의 변압기의 제1 권선부와 제2 권선부 사이에, 특히 도전부들을 서로로부터 가능한 멀리 이격시킬 수 있을 정도의 공간에 제공될 고품질 유전 재료를 필요로 한다.
이에 더해, 차량에 공급되는 에너지의 이러한 측정은, 사용자에 의해 소비되는 에너지에 대한 비용 청구시, 실수의 위험을 줄이기 위해 최대한 정밀하게 수행되어야 한다. 따라서 이러한 측정은 지붕선의 전력 공급부에 가능한 가까운 곳에 서 수행되어야 한다. 이러한 이유에서, 이러한 기능을 수행하는 설비의 지붕 내의 배치는 매우 중요하다.
따라서, 본 발명의 목적들 중 하나는, 철도 차량의 지붕에 배치될 수 있고 전기 구동 철도 차량의 지붕 기계 설비에 수용될 수 있을 정도로 충분히 소형인 전기 설비를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 현수선에 의해 철도 차량에 공급되는 에너지의 측정에 적어도 부분적으로 관여하면서, 전기 구동 철도 차량에 공급되는 에너지를 매우 정확하게 측정하게 하는 전기 설비를, 지붕에 배치하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 현수선에 의해 철도 차량에 공급되는 전압 형태의 감지에 적어도 부분적으로 관여하는 전기 설비를, 지붕에 배치하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 전류 및 전류 하모닉스의 에러의 감지에 적어도 부분적으로 관여하는 전기 설비를, 지붕에 배치하여 기계를 보호하고자 하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명은 전기 구동 철도 차량의 지붕에 배치된 전기 설비에 관한 것으로서, 상기 차량에는 팬터그래프와의 연결부로부터 차량의 전기 구동 장치까지 현수선으로부터 수용된 전류를 운반하는 지붕선 및 한 개 이상의 팬터그래프가 갖춰지는, 상기 전기 구동 장치를 보호하기 위해 기계 지지부상에 배치된 회로 차단 장치를 구비하는 전기 설비에 있어서, 상기 전기 설비는 현수부로부터 지붕선으로 전달되는 전류의 전류량을 측정하기 위해 상기 기계 지지부상에 배치된 하나 이상의 수단을 구비한 측정 장치를 포함하고, 상기 전기 설비는 상기 회로 차단 장치의 작동을 제어하는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 형태의 지붕 설비는 보호 설비를 형성한다는 이점이 있는데, 상기 보호 설비는 차량 공급 회로의 과전류 누전을 감지하는 동시에 과전류 누전이 감지될 때 회로 차단기에 의해 구동 설비를 보호할 수 있다. 이러한 형태의 장치는, 전류 감지 수단과 회로 차단기 사이에 조인트의 수를 제한함으로 양호한 작동 안정성을 갖는다.
또한, 이러한 형태의 설비는, 스위치 온(switching on) 또는 작동과 관련된 외부 설비의 관점에서, 그 자체만으로 완비된다는 이점이 있다.
다른 실시예에서, 전기 설비는 개별적 또는 임의의 기술 조합으로 취해진 하나 이상의 하기 특징을 갖는다.
- 상기 측정 장치는 기계 지지부상의 전압을 측정하기 위한 수단을 포함한다.
이러한 형태의 설비는 회로 차단기의 마모를 제한한다는 이점이 있다. 이는, 회로 차단기가 미리 결정된 (최소, 최대) 전압 값에서 자동 제어, 폐쇄 및 개방되게 한다.
- 상기 전압 측정 수단 및 전류량 측정 수단은 단일 절연기 내에 장착된다.
- 상기 측정 장치는, 절연기 내에 갖춰진 제1 리세스 내에 한정된 고압 환경 및 상기 절연기의 제2 리세스 내에 한정된 저압 환경을 포함한다.
- 설비의, 접지 격리 스위치, 과전압 보호 장치, 및 교류 회로 차단기의 단편들 중 하나 이상은 기계 지지부상에 배치된다.
- 지지부상에 배치된 설비의 단편들 사이에 전기 연결부를 포함한다.
- 상기 측정 장치는 한편으로는 단일 연결부에 의해 팬터그래프에 직접 연결되고, 다른 한편으로는 단일 연결부에 의해 회로 차단기에 연결된다.
- 상기 측정 장치는 고온 지점에서 전류를 측정한다.
- 회로 차단기는 단상 회로 차단기이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 본 발명의 실시예의 하기 기재로부터 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 태양의 제1 실시예에 따른 철도 차량용 전류의 픽업부의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 측정 장치의 회로도이다.
도 3은 측정된 에너지를 소비하는 철도 기계의 고압 지붕선의 절연기에, 상기 측정 장치가 위치된 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 가능한 실시예에 따른 전기 설비의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 태양의 제2 실시예에 따른, 철도 차량에서의 전류의 픽업부에 대한 이형 회로도이다.
도 1은, 철도 차량의 고압 지붕선(L)과 현수선(1) 사이에 연결을 형성하기 위한, 상기 현수선(1)과 접촉하도록 펼쳐진 위치에서의 차량의 팬터그래프(2) 및 현수선(1)을 도시한다. 현수선(1)에는 직류 또는 단상 전류가 공급될 수 있다. 차량의 지붕선(L)은, 측정 장치(DM)를 통해 현수선(1)으로부터, 차량의 전기 구동 장치(4)에 연결된 회로 차단 장치(3) 또는 회로 차단기까지, 팬터그래프(2)에 의해 픽업된 전류를 운반한다. 회로 차단 장치(3)는 차량 공급 회로에 누전 또는 과전류가 발생하는 경우, 차량의 구동 설비를 보호하는데 적합하다. 도 1에 점선으로 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 설비(EE)는, 회로 차단 장치(3) 및 측정 장치(DM)뿐 아니라, 철도 차량의 지붕에 배치된 전기 기계 설비 및 후술되는 접지부(37)용 격리 스위치(36) 및 과전압에 대한 보호용 장치(38)의 다양한 단편들을 포함한다.
접지 격리 스위치(36)는, 어떠한 부품에도 전기적으로 연결되지 않은 제1 "서비스" 상태와 회로 차단 장치(3)의 상류 및 하류와 접지 회로(37)를 연결하는 제2 상태 사이를 수동적, 전기적 또는 공기식으로 절환할 수 있다. 과전압에 대한 보호용 장치(38)는, 두 개의 단자들 사이의 전압이 미리결정된 임계치를 넘어갈 때, 폐쇄된 컷아웃 스위치(closed cut-out switch)로서 작용하는 제1 상태와 개방된 컷아웃 스위치(open cut-out switch)로서 작용하는 제2 상태 사이를 자동으로 절환할 수 있다.
도 2는 지붕선(L)의 지점 A 와 지점 B 사이에 위치된 측정 장치(DM)를 도시한다.
도 5는 지붕선(L)의 지점 A 와 지점 B 사이에 위치된 측정 장치(DM)를 도시한다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지붕선(L)상에는, 잘 알려진 방식으 로, 전류량 픽업부(5), 예를 들어 전류 측정 분로, 또는 전류량 변환기, 또는 홀 효과 전류량 픽업부가 갖춰지고, 측정된 전류의 아날로그 조정 이미지를 제공할 수 있는 장치(6), 예를 들어 신호 형상 증폭기는 아날로그 신호를 내보내는바, 상기 아날로그 신호는 컨버터(7)에 의해 디지털 신호로 전환되고, 이렇게 출력된 신호는 전기/광 컨버터(8)로 유도되고, 상기 컨버터(8)는 디지털 전기 신호의 출력을 광섬유(9)에 의해 운반되는 광신호로 변환시키고, 광섬유(9)는 광/전기 컨버터(10)를 향하며, 상기 광/전기 컨버터(10)는, 전류량 픽업부에 의해 신호 출력을 촉진시키고 기계의 고압선(L)의 공급 전류의 전류량을 표시하기 위해 전기 소자를 연결하기 위한 출력부(11)를 구비한다.
전압 분할기(12)에서는, 적어도 하나의 직류 및 교류 전압 판별기(13)를 사용하여 이러한 전압을 나타내는 신호를 수집할 수 있다. 예를 들어, 판별기(13)의 출력부(14)에서 형성된 신호는 고압선(L)에서의 교류 전압의 값을 나타낸다.
고압선(L)상의 직류 전압을 나타내는 신호를 위해 출력부(15)가 마련된다.
이러한 신호들 중 어떤 신호는 아날로그/디지털 컨버터(17)의 입력부(16)로 유도되고, 상기 아날로그/디지털 컨버터(17)의 출력부는 전기/광 컨버터(18)의 입력부와 연결된다. 이 컨버터에 의해 생성된 광신호는 광섬유(19)를 통해 컨버터(10)의 입력부로 안내되는데, 상기 컨버터(10)는 출력부(11)들 중 특정 출력부에 응답하여 전기 신호를 생성할 것이며, 상기 전기 신호는 공급 전류의 전류량의 값을 나타내는 전기 신호와 조합하여 장치에 의해 사용될 것이다.
전류 픽업부(5)에서는, 직류 또는 교류 전압 판별기(13)와 유사한 전류 판별 기에 의해 이러한 전류를 나타내는 신호를 수집할 수 있다.
고압선(L)에 형성된 전압을 나타내는 신호와 공급 전류의 전류량의 값을 나타내는 전기 신호는 모두, 컨버터(10)의 특정 출력부(11)에서 이용가능하며, 상기 두 신호들은 에너지 컴퓨터 또는 계산 수단(미도시)에 전달되어, 현수부의 공급 전류의 전류량의 값을 나타내는 신호 및 고압선(L)에 형성된 전압을 나타내는 신호에 기초하여, 현수부에 의해 철도 차량에 제공되는 에너지를 계산한다.
고압선(L)에 형성된 전압을 나타내는 신호와 공급 전류의 전류량의 값을 나타내는 전기 신호는 모두, 컨버터(10)의 특정 출력부(11)에서 이용가능하며, 상기 두 신호들은 컴퓨터 또는 감지 수단(D)에 전달되어, 현수부의 공급 전류의 전류량의 값을 나타내는 신호 및 고압선(L)에 형성된 전압을 나타내는 신호에 기초하여, 현수부에 의해 철도 차량에 제공되는 전류 또는 전압 누전을 감지한다.
장치의 일부 구성품은 특히, 도면 부호 10, 8, 및 18로 참조된 전기/광 또는 광/전기 컨버터를 작동시키기 위한 전력 공급부를 필요로 한다. 이는, 직류 전기 에너지를 다이오드와 같은 발광 시스템에 의해 방출되는 광 빔의 형태의 광 에너지로 전환시키기 위해, 컨버터(20)에 자체 연결된 배터리에 의해 컨버터(10)에 직접 공급된다. 광 빔은 광 섬유(21a, 21b)에 의해 광/전기 컨버터(22a, 22b)를 향해 안내되며, 광/전기 컨버터(22a, 22b)는 각각 전기/광 컨버터(18)를 공급하기 위한 출력부(24) 및 전기/광 컨버터(8)를 공급하기 위한 출력부(23)를 구비한다.
바람직하게, 전술된 모든 요소는 절연기(25) 내에 배치된다.
다르게, 컨버터(20)의 출력부(11)에 의해 제공되는 전류량 및/또는 전압을 나타내는 신호는 하나 이상의 컴퓨터(미도시)에 전달되어, 지붕선(L)에서의 초과 전류를 감지하거나 또는 지붕선과 동일한 선상에서의 과전류를 감지하거나 또는 전류의 하모닉스를 감지한다. 이에 따라, 컴퓨터는 액츄에이터(미도시)에 명령를 전달하여 차량 구동용 전기 장치를 보호하기 위한 시스템을 작동시킨다.
예를 들어, 컴퓨터가 지붕선에의 초과 전류량을 감지할 때, 회로 차단 장치(3)의 개방부를 작동시킴으로 차량을 구동하는 전기 장치를 초과 전류량으로부터 보호한다. 상기 컴퓨터 또는 컴퓨터들은 본 발명의 주물(subject-matter)인 전기 장치(EE)의 하우징 내에, 즉 지지부(40)상에 위치될 수 있다.
회로 차단기의 활성을 허용하는 컴퓨터는, 예를 들어 측정 장치(DM)의 챔버 내에 장착된다.
도 3은 절연 요소(25)의 내부에 도 1에 도시된 회로가 설치된 것을 도시하고, 본 발명에 따른 측정 장치에 갈바닉 절연체가 어떻게 완전하게 갖춰지는 지를 도시한다. 이 도면에는, 전술된 요소들의 대부분이 동일한 참조 번호로 참조되어 도시되었다. 전류량 픽업부(5)로부터의 신호 처리와 관련된 요소는 선(23)에 의해 저전압이 공급되는 블록부(26)에 개략적으로 집단화되는데, 상기 요소는 광섬유(9)의 출력부와 같이, 측정된 전류량을 나타내는 광신호를 갖는다.
따라서, 전류량 측정 수단(33)은 블록부(26) 내에 개략적으로 집단화되는, 전류량 픽업부의 신호와 관련된 요소 및 전류량 픽업부(5)를 포함한다.
동일한 방식으로, 분할기(12)에 의해 전압 신호 출력을 처리하기 위한 수단은 블록부(27) 내에 함께 집단화되는바, 상기 블록부에 공급 선(24)이 이어지고 블 록부로부터 광 섬유(19)가 빠져나온다.
이와 같이, 열차의 공급 전압을 측정하기 위한 수단은, 전압 분할기 브릿지(12) 및 분할기(12)에 의해 전압 신호 출력을 처리하기 위한 수단을 포함하고, 이들은 블록부(27) 내에 함께 집단화된다.
그러므로, 도면으로부터, 고압 환경은 철도 기계의 지붕선(L)이 통과하는 절연기(25) 내에 갖춰진 상부 공간(28)에 한정되고, 저압 환경은 이러한 절연기의 하부 리세스(29)에 한정된다는 것을 알 수 있을 것이다. 두 개의 리세스 사이의 광 섬유만이, 본 발명에 따른 장치의 상이한 구성품 간의 연결을 형성한다.
따라서, 측정 장치의 고압 레벨과 저압 레벨 사이에 매우 중요한 갈바닉 절연부가 생성된다. 전기 에너지의 광 에너지로의 전환 및 광 에너지의 전기 에너지로의 전환은 작은 치수의 알려진 장치에 의해 수행되어, 작은 공간 내에 측정 장치를 장착하게 하고 특히 전압 측정 수단(34)과 전류량 측정 수단(33)을 단일 절연기(25) 내에 함께 집단화할 수 있게 한다.
다르게, 측정 장치(DM)는 철도 차량의 고압 공급 전류의 전류량을 측정하기 위한 수단(33)만을 포함한다. 보다 구체적으로, 측정 장치(DM)는 철도 차량의 고압 공급 전류의 전류량을 측정하기 위한 장치로서, 전류의 전류량을 측정하기 위한 수단(33) 및 상기 수단의 작동을 위해 요구되는 전류 측정 수단의 저전압 공급 설비(20, 22b) 및/또는 선택적으로는 광/전기 컨버터(10)를, 단일 절연기로 집단화시킨다.
다르게, 측정 장치(DM)는 현존 기계를 위한 전류의 측정을 제공한다는 점에 서 이점이 있는데, 이를 위해서는 지붕선(L)에 이미 형성된 전압을 측정하면서 추가로 에너지를 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 측정 장치, 보다 구체적으로는 전압을 측정하기 위한 수단(34)은 (구동 기계에 공급된 전류의 전압으로부터) 네트워크를 식별하기 위한 수단과 동일하게 사용될 수 있는데, 상기 네트워크는 (전술된 경우에서 통상적으로 처리되는) 직류 750 V, 직류 1,500 V, 직류 3,000 V, 16 Hz 1/3의 교류 15,000V, 50 Hz 또는 60 Hz의 교류 25,000V, 60 Hz의 교류 12,000V 및 25 Hz의 교류 12,000V 일 수 있는바, 이 값들은 단지 주요 공업국들에서 사용되는 값들이다. 사실, 섬유(19)의 출력부에 형성된 광신호는 그 값 자체만으로 네트워크의 전류의 전압에 대응하는 측정 전압을 나타낸다. 따라서, 상기 전압들로 할당되는 세 개의 출력부(11) 각각은, 전환 수단(10)의 계전기 세트에 의해서, 네트워크가 제공해야하는 전압들 중 하나로 설정될 수 있다. 상기 전압으로 할당되는 세 개의 출력부(11)들 중 단 하나의 출력부의 신호는, 철도 기계를 통과하는 네트워크의 전압을 식별할 수 있다.
도 4는 도 1에 점선으로 표시된, 본 발명에 따른 전기 설비(EE)에 포함된 장치의 예시적인 배치를 도시한다.
전기 설기(EE)에 포함된 장치는 단일 알루미늄 지지부(40)상에 배치된다. 이러한 플레이트에 고정 및 전기 연결된 장치는, 지지 플레이트(40)의 차량에의 고정에 의해, 그리고 상기 장치의 이러한 단일 플레이트에의 고정에 의해 개별적으로 지면에 자동 연결된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 이러한 전기 설비(EE)는 단일 기계 지지부상에 배치된 하기 나열된 설비, 즉 전기 구동 장치 및 유지 스태프를 보호하기 위한 장치, 접지부(37)용 격리 스위치(36), 과전압 보호 장치(38), 회로 차단 장치(3) 및 측정 장치(DM)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 전류량 측정 수단(33) 및 전압 측정 수단(34)은 절연기(25) 내에 배치된다.
플랜지(30)에 고정된 구리 연결부(52)는 측정 장치(DM)를 팬터그래프(2)의 기부에 전기 연결하는바, 상기 플랜지는 내부에서 측정 장치(DM)가 제한되는 절연기(25)의 중간 부분에 배치된다.
구리 케이블 형태의 구리 연결부(51)는 회로 차단기(3)와 측정 장치(DM) 사이에 전기 연결을 형성하는데, 두 단부들 중 하나는 회로 차단기(3)의 상부 부분에 배치된 플랜지(34)에 고정되고, 제 2 단부는 측정 장치(DM)의 상부 부분에 배치된 플랜지(31)에 고정된다.
회로 차단기(3)의 본체는, 하부 부분 및 상부 부분 각각에 두 개의 절연체(42 및 43)를 포함하며, 각각은 전기 기계적 요소를 둘러싼다. 상기 절연기는 클램프(46)를 지지하는 플랜지(44)에 의해 분리된다. 또한 플랜지(35)는 클램프(45)를 수용한다.
또한, 플랜지(44)는 그 전체가 도시되지는 않은, 구리 바 형태의 구리 연결부(39)를 수용하며, 상기 구리 연결부는 도 4에 도시되지는 않은 철도 차량의 전기 구동 장치(4)와 회로 차단기(3) 사이에 전기 연결을 형성한다.
또한, 지지부(40)는 과전압 보호 장치(38)를 지지한다.
상기 보호 장치(38)의 두 단부(49)들 중 하나는 지면에 전기 연결되며 지지 부(40)에 고정되고, 상기 보호 장치(38)의 제2 단부(50)는 전기 차단기에 전기 연결되고 플랜지(44)에 연결된다.
접지 격리 스위치(36)는, 두 개의 구리 블레이드(47 및 48)가 고정되어 지지부(40)에 고정된 구리 바를 포함한다. 상기 블레이드(47 및 48)는 회로 차단기(3)의 플랜지(34 및 44)에 각각 고정된 클램프(45 및 46)에 각각 수용되어, 회로 차단기(3)와 접지 격리 스위치(36) 사이에 전기 연결을 형성한다. 이러한 연결은, 접지 격리 스위치가 도 4에 점선으로 도시된 위치에 있을 때 형성된다.
접지 격리 스위치(36)는 작동 로드(41)에 의해 수동적, 전기적 또는 공기식으로 배치될 수 있는바, 상기 작동 로드는, 지지부(40)의 상부면에 대체로 수직이고 접지 격리 스위치(36)가 지지부(40)에 고정되는 지점을 통과하는 축(A)을 중심으로 회전 운동하는 접지 격리 스위치(36)를 피봇하도록 구성된다.
격리 스위치(36)는 도 4에 실선으로 도시된 제1 위치와 도 4에 점선으로 도시된 제2 위치 사이에서 피봇될 수 있는바, 상기 제1 위치에서 격리 스위치는 접지 연결부(37)와 접촉하고 있으며 블레이드들은 고정되어 있지 않고, 상기 제2 위치에서 블레이드(47 및 48)는 클램프(45 및 46)에 의해 각각 수용되고 접지 격리 스위치는 열차의 중량체와 회로 차단기(3) 사이에 연결을 형성한다. 회로 차단기(3)는 단상 회로 차단기이다.
본 발명의 특히 이로운 실시예에서, 도 4에 도시된 복수의 전기 장치는 단일 기계 지지부에 고정되는바, 상기 전기 장치는 철도 기계장치용 전류 픽업 시스템에 의해 보장될 필요가 있는 복수의 상이한 기능을 수행한다.
따라서, 이러한 설비가 단일 지지부상에 집약된 방식의 복수의 상이한 기능부를 제공함에 따라, 상기 설비는 소형 치수를 갖게 되고 제한된 수의 구성 부품을 갖게 되며, 이에 따라 지붕에 용이하게 통합될 수 있게 된다.
또한 이러한 장비는 외부 설비[팬터그래프(2), 전기 구동 장치(4)]와 함께 두 개 이상의 전력 연결부를 구비한다는 점에서 이롭다. 이러한 구성은 지붕의 다양한 설비들 간의 외부 전기 연결의 수 및 길이를 제한시키고, 이에 따라 지붕의 혼잡을 제한시킨다.
전류를 측정하기 위한 수단(34)을 포함하는 측정 장치(DM)의 지지부(40)는, 현존하는 장치와 비교하여 새로운 전류 측정 기능을 수행하는 전기 장치를 제공하게 한다.
전류의 전류량을 측정하기 위한 수단(33) 및 전압 측정 수단(34)의 단일 절연기에 장착된 측정 장치(DM), 회로 차단기(3), 접지 격리 스위치(36), 과전압 보호 장치(38)와 같은 보호 장치의 단일 지지부상에의 배치는, 전류를 측정하기 위해 필요한 여분의 공간을 제한하면서 전류 측정 수단(33) 없이 현존 장치와 비교하여 추가 기능을 통합한 장치를 제공하게 한다. 따라서, 이러한 기능을 위해 최초로 갖춰지는 지지부에 측정 장치(DM)를 추가함으로, 회로 차단, 접지 및 과전압 보호 기능을 수행하기 위해 요구되는 공간과 동일한 공간에서 에너지를 측정하는 기능을 추가로 수행할 수 있다.
또한, 전류의 측정은, 기계 지지부(40)상에 배치된 보호 장치를 작동시키기 위해 액츄에이터를 제어하는 컴퓨터로, 지붕선(L)에서 이용가능한 전류량을 표시하 는 신호를 송신함으로, 전류의 값을 식별하는데 필요한 보호 기능을 수행할 수 있게 한다. 상기 컴퓨터는 지붕상에 배치된 전기 설비(EE)의 통합 부품일 수 있다.
도시되지 않은 다른 실시예에서, 전기 설비(EE)는 단일 보호 장치, 회로 차단 장치(3), 및 측정 장치(DM)를 포함하는바, 상기 측정 장치는 전류량 측정 수단(33) 및 전압 측정 수단(34)으로부터 선택된 적어도 하나의 측정 수단을 구비한다.
측정 장치(DM)에 직접 연결된 팬터그래프(2)는 팬터그래프와 가능한 근접한 곳에서 지붕선(L)상의 전류의 전류량을 측정하게 한다. 이러한 배치는 팬터그래프와 측정 장치(DM) 사이에 위치될 수 있는 전기 설비 및/또는 전기 연결부에서의 손실을 제한한다는 이점이 있다. 전류량은 "고온 지점"에서 측정된다. 이러한 구성은 전류의 전류량 및 이에 따라, 현수부에 의해 지붕선으로 가능하면 최대로 정확하게 전달되는 에너지를 측정할 수 있게 한다.
다르게, 전류의 전류량을 측정하기 위한 수단(33) 및 전압 측정 수단(34)은 상이한 두 개의 절연기에 장착되며, 전류의 전류량을 측정하기 위한 수단(33)은, 회로 차단기(3), 접지 격리 스위치(36), 및 과전압 보호 장치(38)로부터 선택된 전기 설비의 단편들 중 적어도 하나와 함께 단일 지지부(40)상에 배치된다.
이러한 배치는, 전류 픽업 회로에서 전압 측정이 수행될 때에, 또한 현수부에 의해 지붕선으로 전달되는 전류의 전류량만이 필요할 때에 유리하다.
다르게, 전류의 전류량을 측정하기 위한 수단(33) 및 전압 측정 수단(34)은 두 개의 개별 절연기에 장착되고, 전류의 전류량을 측정하기 위한 수단(33) 및 전 압 측정 수단(34)이 장착된 두 개의 절연기는, 회로 차단기(3), 접지 격리 스위치(36), 및 과전압 보호 장치(38)로부터 선택된 보호용 전기 설비의 단편들 중 적어도 하나와 함께 단일 지지부(40)상에 배치된다. 이러한 구성은, 전압 측정 장치(34), 전류 측정 수단(33), 및 플레이트상에 배치된 다른 전기 설비들 간의 전기 연결과, 팬터그래프(2) 및 전기 구동 장치(4)에의 전기 연결을 변경시킬 수 있다. 이에 따라, 단일 기계 지지부상에 전류 측정 수단(33) 및 전압 측정 수단(34)을 갖추면서 전류 픽업 회로의 두 개의 상이한 지점에서 전압 측정 및 전류 측정을 수행할 수 있다.

Claims (9)

  1. 전기 구동 철도 차량의 지붕에 배치된 전기 설비(EE)로서, 상기 차량에는 한 개 이상의 팬터그래프(2), 및 팬터그래프(2)와의 연결부로부터 차량의 전기 구동 장치(4)까지 현수선(1)으로부터 수용된 전류를 운반하는 지붕선(L)이 갖춰지고, 상기 전기 구동 장치를 보호하기 위해 기계 지지부(40)상에 배치된 회로 차단 장치(3)를 구비하는 전기 설비에 있어서,
    상기 전기 설비(EE)는 현수선(1)으로부터 지붕선(L)으로 전달되는 전류의 전류량을 측정하기 위해 상기 기계 지지부(40)상에 배치된 하나 이상의 수단(33)을 포함한 측정 장치(DM)를 포함하고,
    상기 전기 설비(EE)는 상기 회로 차단 장치(3)의 작동을 제어하는 컴퓨터(D)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정 장치(DM)는 기계 지지부(40)상에 전압을 측정하기 위한 수단(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 측정 장치(DM)는 기계 지지부(40)상에 전압을 측정하기 위한 수단(34)을 포함하고,
    상기 전압 측정 수단(34) 및 전류량 측정 수단(33)은 단일 절연기(25) 내에 장착되는 것을 특징으로 하는
    전기 설비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 측정 장치(DM)는 절연기(25) 내에 갖춰지는 제1 리세스(28) 내에 한정된 고압 환경 및 상기 절연기(25)의 제2 리세스(29) 내에 한정된 저압 환경을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 설비.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    보호 설비의, 접지부(37)용 격리 스위치(36), 과전압 보호 장치(38), 및 교류 회로 차단기(3) 중 하나 이상이 기계 지지부(40)상에 배치되는 것을 특징으로 하는
    전기 설비.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지부(40)상에 배치된 설비들 사이에 전기 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    전기 설비.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    측정 장치(DM)는 한편으로는 단일 연결부(52)에 의해 팬터그래프(2)에 직접 연결되고, 다른 한편으로는 단일 연결부(51)에 의해 회로 차단기(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는
    전기 설비.
  8. 삭제
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    회로 차단기(3)는 단상 회로 차단기인 것을 특징으로 하는
    전기 설비.
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