高压联锁保护装置的制作方法

专利名称：高压联锁保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路列车安全保护装置，特别涉及一种用于髙速铁路电力 机车高压设备箱的高压联锁保护装置。
背景技术：
目前髙速铁路电力机车用的"安全联锁装置"， 一般是由人工操作接地开关接地 后，再由操作人员进入特高压设备箱进行维护操作，这种简单的联锁模式，只能通 过操作规范来保证在维护前，特高压设备箱无电和安全接地，但这不能够完全保护 操作人员的安全。如何实现在操作人员进入特高压设备箱前，确保高压设备箱已经 完全断电，接地开关已经可靠接地、受电弓已经降弓，是解决安全联锁问题的技术 关键。 发明内容
本实用新型主要目的在于解决上述问题，提供一种安全性、可靠性高，结构紧 凑，操作简单，集受电弓及接地开关安全联锁为一体的高压联锁保护装置。 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是-
一种高压联锁保护装置，包括一个安装在高压设备箱上的用于控制高压设备箱 开启或锁闭的门锁装置，及用于开启所述门锁装置的钥匙，还包撫用于存放所述钥 匙的钥匙箱、用于控制受电弓升弓用气路及控制接地保护切除开关投入用气路的两 个气路截止阀、用于控制接地保护切除开关投入用电气回路的微动开关、以及用于 控制所述钥匙箱开启或关闭并同时控制所述微动开关及两个气路截止阀接通或断开 的联锁装置。
所述钥匙箱、微动开关、气路截止阀、及联锁装置均固定于一个底座上，所述 两个微动开关及两个气路截止阀分别设于所述钥匙箱的两侧。
所述钥匙箱包括一个可打开的外箱、 一个用于插入所述钥匙的第一钥匙芯、及 一个用于锁定所述钥匙的钥匙锁定装置，所述第一钥匙芯和钥匙锁定装置固定在支 撑座上，所述支撑座固定在所述底座上。所述外箱底部的两端与蹶述底座之间通过 转轴可转动连接。所述钥匙锁定装置包括一开锁线圈、 一用于控制所述开锁线鹏通断电的按钮、 及一由所述开锁线圈控制其升降的簧芯，所述钥匙的尾部设有一凹槽，所述簧芯卡 在凹槽内，将所述钥匙锁定，所述开锁线圈固定在所述支撑座上，所述开锁线圈电 路投入的回路中串接了操作接地保护开关投入的触点。
所述联锁装置包括在两个气路截止阀的转动开关上各固定连接一个转盘，所述 转盘上设置一用于转动所述转盘的手柄，在所述转盘的边缘上设置有一豁口，在所 述外箱两侧的侧壁上相应设置外箱锁定板，当所述手柄转动到所述气路截止阀关闭 位置时，所述外箱锁定板刚好能从所述豁口中通过，所述转盘的边缘上还设置一在 转动时用于分别触动所述微动开关的凸块。
所述第一钥匙芯的下方连接一可以向所述外箱側壁方向伸出的插销，其伸出长 度长于所述外箱侧壁，所述插销与第一钥匙芯之间通过曲柄套连接。
所述门锁装置包括一个锁箱、 一个用于插入所述钥匙的第二钥匙芯、 一个锁舌、 及一个用于将所述第二钥匙芯及锁舌连接起来的连杆机构。
在所述钥匙箱和所述门锁装置中均包括一钥匙定位机构，所述钥匙定位机构包 括一位于所述钥匙未端的钥匙压板，所述钥匙压板固定于弹簧轴上，所述弹簧轴的 一端套设一呈L形的定位板，在所述弹簧轴上与所述定位板的相对侧套设一挡块，在 所述钥匙压板与定位板之间的弹簧轴上套设一弹簧，所述定位和機块都固定在所述 支撑座上。
综上内容，本实用新型所提供的高压联锁保护装置，通过钥匙糚的开启为钥匙的 取出设置条件，只有在取出钥匙后才能开启安装在高压设备箱上的门锁装置。
钥匙的取出条件是先降下受电弓和投入接地保护开关(简单称EGS)，然后再通过 钥匙箱内部的机械和电气双重保护后才能完成。其中，通过操作气路截止阀关闭空 气回路，进而切断控制受电弓上升和EGS保护被切除用的气路，同时，也触动电气回 路中的微动开关，进而切断EGS切除开关投入用的电气回路，实现机械和电气的双重 保护，只有在同时切断上述气路及电气回路的情况下，钥匙箱才能打开而取出钥匙， 此时，即使在司机室操作受电弓上升，受电弓也不会上升；操作EGS切除开关，EGS 接地保护也不会被切断，确保接地保护投入后可靠，从而保护高压设备箱检修人员 的安全。该机构集受电弓升弓用气阀、EGS关断用气阀等安全联锁为一体，使安全联 锁具有能实现安全保护功能且易掌握操作程序的特点。本实用新型在钥匙箱中设置了钥匙锁定装置，其中的开锁线翻电路投入的回路 中串接了操作接地保护开关投入的触点，只有在EGS可靠接地后开锁线圈才能通电， 当EGS没有可靠接地时，开锁线圈无电源，此时，即使按住按钮，开锁线圈也不会通 电，簧芯也不能上升，钥匙则无法取出，受电弓不能上升及EGS不能被子切除，从而 确保检修人员的安全。
另外，本实用新型在钥匙箱中还设置了插销结构，在外箱打开取出钥匙的状态， 控制插销向外伸出，如果不将钥匙返还回钥匙箱，插销就会挡住外箱，外箱将不能 关闭，气路截止阔上的手柄也不能转动，相应的气路和电气回路均不能接通，进一 步保证了检修人员的安全。

图l本实用新型结构示意图2图l的右视图3图l的左视图4图l的俯视图5本实用新型钥匙箱电路图6本实用新型锁装置结构示意图7图6的俯视图。
如图1至图7所示，钥匙l，钥匙箱2，气路截止阀3，气路截止阀4，微动开关5， 微动开关6，底座7,外箱8,第一钥匙芯9，曲柄套IO，开锁线圈ll，按钮12，簧芯 13，凹槽14，转盘15，手柄16，豁口17,外箱锁定板18，凸块19,支撑座20，插销 21，锁箱22，第二钥匙芯23，锁舌24，连杆机构25，钥匙压板26,弹簧轴27，定位 板28,挡块29，弹簧30，进出气通道31，转轴32。
具体实施方式

以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描滩 高速铁路电力机车主要是通过受电弓来为其供电的，受电弓的升降是通过机车 上的电气控制压縮空气来实现的，在维护操作人员打开特高压设备箱前，必须将受 电弓降下，断开向机车供电的电路，同时，投入EGS保护后不能被切除，保证EGS可 靠接地。
本实用新型将高压联锁保护装置分成两部分， 一个是安装在两压设备箱上的用页
于控制高压设备箱开启或锁闭的门锁装置， 一个是专门用于存放打开门锁装置的钥 匙1的钥匙箱2。
钥匙箱2设置在机车的辅助电动空气压縮机装置内，辅助电动空气压縮机给受电 弓的升起提供压縮空气。检修人员为了打开高压设备箱，必须先从钥匙箱2中取出钥 匙l，设置钥匙箱2的作用就是为钥匙1的取出设置条件，只有在同时切断受电弓升弓 用气路、以及切断接地保护投入切除开关用气路及电气回路的情况下，且在接地保 护投入后，才能打开钥匙箱2取出钥匙1，它们之间的联动是通过联锁装置来完成的， 其中，接地保护投入是由司机室操作单元来控制的。
如图1到图4所示，钥匙箱2固定在底座7上，为保证人身安全，在钥匙箱2上设置 了一个外箱8，以保护钥匙l在机车运行情况下不会被拿走，另外，钥匙箱2内还包括 一个用于插入钥匙1的第一钥匙芯9、 一个用于锁定钥匙l的钥匙锁定装置、及钥匙定 位机构。在底座7上固定一个支撑座20,第一钥匙芯9、钥匙锁定装置及钥匙定位机 构都固定在支撑座20上。
在外箱8底部的两端与底座7之间通过转轴32可转动连接，在需要打开外箱8时， 外箱8可向外翻转。外箱8底部的另一端与底座7之间相互卡接固定，即在底座7上位 于外箱8的两侧边各设置一个金属卡扣(图中未显示)，依靠卡扣的弹性变形，将外 箱8卡住。
钥匙锁定装置包括开锁线圈ll、按钮12、及簧芯13，开锁线圈固定在支撑座20 上，在钥匙1的尾部开有一凹槽14，簧芯13卡在凹槽14内，将钥匙1锁定，开锁线圈 11与按钮12之间电连接。
当需要取出钥匙l时，按下按钮12，开锁线圈ll就会通电，通电后产生磁性将簧 芯13吸起，脱离开凹槽14，此时，钥匙1就可以从第一钥匙芯9中取出。为了提高整 个机构的安全性，如图5所示，将开锁线圈ll电路投入的回路中串接操作接地保护开 关投入的触点，这样，只有在EGS安全接地后，开锁线圈ll才可以得电，当EGS没有 可靠接地时，开锁线圈ll无电源，此时，即使按住按钮12，开锁线圈ll也不会通电， 簧芯13也不能上升，钥匙l则无法取出。
钥匙定位机构包括一位于钥匙1未端的钥匙压板26，钥匙压板26固定于弹簧轴27 上，弹簧轴27的一端套设一呈L形的定位板28，在弹簧轴27上与定位板28的相对侧套 设一挡块29，定位板28和挡块29都固定在支撑座20上，弹簧轴27可以在挡块29及定位板28中做水平方向移动，从而可以带动钥匙压板26在定位板28与挡块29之间沿水 平方向上移动，定位板28及挡块29限定了钥匙压板26在水平方向上的移动距离，在 钥匙压板26与定位板28之间的弹簧轴27上套设一弹簧30。
当需要取钥匙l时，按下按钮12，开锁线圈ll通电，簧芯13上升，此时，在弹簧 30的弹力作用下，钥匙压板26向外移动，钥匙压板26就会将钥匙1从钥匙芯9中弹出， 钥匙压板26受挡块29的阻挡，弹出的力量不会很大，取出钥匙l非常方便。当需要放 回钥匙1时，钥匙1推动钥匙压板26向里移动，钥匙压板26就会压縮弹簧30，直到接 触到定位板28，此时，钥匙1上的凹槽14刚好与簧芯13的位置相对，簧芯13落入凹槽 14内，从而锁定钥匙l。
在钥匙箱2的右侧设置控制受电弓升弓用气路的气路截止阀3，在钥匙箱2的左侧 设置控制EGS接地切除开关用气路的气路截止阀4，在钥匙箱2的左侧还设置用于控制 EGS接地切除开关用电气回路的微动开关5，为了确保EGS在投入接地后不被人为的切 除，本实用新型多设置了一个微动开关6，微动开关6设置在钥匙箱2的右侧，微动开 关5和微动开关6同时控制EGS接地切除开关用电气回路，受电弓升弓用气路和EGS接
地切除用气路是完全独立的两个气路。
气路截止阀3和4的主要结构为平面弹性式密封结构，该结构的主要特点为密封 效果好，做到了阀门的O泄漏，且使用寿命长，至少可达到30000次。
气路截止阀3和4及微动开关5和6都固定在底座7上，为了使该机构的整体结构更 为紧凑，气路截止阀3和4的进出气口均直接开在底座7上，在底座7中开有进出气通 道31，共有四个气路孔，直接与气路截止阔3和4连通。
在气路截止阀3和气路截止阀4的转动开关上各固定连接一个转盘15，每个转 盘15上都设置一用于转动转盘15的手柄16，在转动手柄16时，就会打开和关闭气路 截止阀3和气路截止阀4。
当气路截止阀3关闭时，切断受电弓供风回路，切断供气，受电弓就升不上去， 车辆就不会受电，也就没有高压电输入到高压设备箱内。当气路截止阀4关闭时，切 断EGS接地切除开关用气路(司机室在操作投入EGS接地保护开关后)，EGS就会安全 接地且不能被切除。
在每个转盘15的边缘上都设置有一豁口17，在外箱8两侧的侧壁上相应设置外箱 锁定板18。当不需要取钥匙l时，两个手柄16均处于垂直状态，豁口17位于转盘15垂直方向的顶端，此时，转盘15将外箱锁定板18挡住，使外箱8不能打开。当需要取钥 匙1时，同时转动两个手柄16至水平位置，此时，转盘15上的豁口17也被转到水平位 置，外箱锁定板18刚好能从豁口17中通过，从而打开外箱8。只关闭一个气路截止阈， 即只将一个手柄16转到水平位置时，外箱8不能被打开。
外箱锁定板18为弧形，弧形的形状与外箱8翻转时的运动轨迹相同，外箱锁定板 18也可以只做成一个突出的挡块，只要保证在不需要取钥匙时，能够阻挡外箱8不被 打开即可。
在每个转盘15的下部边缘上还设置一凸块19，在转动手柄16时，凸块19跟着转 动，当手柄16由水平位置转到垂直位置时，凸块19就会拔动微动开关5和6，将微动 开关5和6内的触点接通，此时，接通微动开关5和微动开关6，从而接通受电弓升弓 和EGS的电气回路。当手柄16由垂直位置转到水平位置时，凸块19就会松开微动开关 5和6，将微动开关5和6内的触点弹开，此时，断开微动开关5和开关6，从而断开受 电弓升弓和EGS的电气回路。
在第一钥匙芯9上固定一曲柄套10，曲柄套10的下方固定连接一插销21,当在取 钥匙1时，需要将钥匙l向右旋转，第一钥匙芯9也会跟着向右旋转，同时带动曲柄套 IO运动，从而带动插销21向外箱8侧壁方向伸出，其伸出长度长于外箱8侧壁，以便 挡住外箱8使其不能关闭。当放钥匙1时，钥匙1插入第一钥匙芯9中而一起向左旋转， 此时就会带动插销21收回，外箱8就可以关闭。在外箱8打开，处于取出钥匙l的状态 时，如果不将钥匙1返还回钥匙箱2，插销21—直处于伸了状态而挡住外箱8，外箱8 将不能被关闭，手柄16也不能转动，相应的气路和电气回路均不能接通，进一步保 证了检修人员的安全。
如图1至图4所示，上述的支撑座20可以设计成一个箱体结构，钥匙芯9、曲柄套 10、插销21设置在箱体内，开锁线圈ll、定位板28、及挡块29就固定在箱体的外壁 上。
如图6和图7所示，上述的门锁装置，包括一个锁箱22、 一个用于插入钥匙l的第 二钥匙芯23、 一个锁舌24、及一个用于将第二钥匙芯23及锁舌24连接起来的连杆机 构25，在插入钥匙l后旋转钥匙l，带动第二钥匙芯23旋转，从而带动连杆机构25运 动，在连杆机构25的带动下，锁舌24向外伸出或向内收回，打开或关闭高压设备箱。 门锁装置中的第二钥匙芯23、锁舌24、及连杆机构25的结构都是现有技术，这里不再详细描述。
另外，在门锁装置中，也设置一个钥匙定位机构，钥匙定位机构的结构如上所 述，这里就不再另外描述。
为了安全，各个车辆的钥匙是不相同的，即不能互开，设计考虑该因素，钥匙l 基本结构相同，通过改变钥匙齿和钥匙芯槽间距来实现，并且该钥匙l选用优质钢材 制作，强度高、不易损坏，这样就大大提高了该产品作为"安全联锁装置"的可靠 性。
下面根据上述实施例详细描述该装置的工作过程
当机车运行时，微动开关5和微动开关6同时处于接通状态，两个手柄16均处于 垂直位置，此时，气路截止阀3和气路截止阀4均处于打开状态，受电弓升弓空气回 路及EGS接地切除开关用空气回路和其电气回路接通。外箱锁定板18不能通过豁口17 部分，故外箱8受转盘15阻挡而不能打开，钥匙l不能被取出。
当机车需要维修时，检修人员将两个手柄16同时旋转至水平位置，此时，气路 截止阀3和气路截止阀4均处于关闭状态，受电弓升弓空气回路及EGS接地切除开关用 空气回路断开。受电弓切断供气，受电弓就升不上去，就不会受电，也就没有高压 电输入到高压设备箱，同时，使操作投入EGS可靠接地后不能被切除。在手柄16旋转 至水平位置的同时，转盘15上的凸块19将微动开关5和微动开关6上的触点弹开，此 时，微动开关5和微动开关6断开，EGS接地切除开关用电气回路处于断开状态。
气路截止阀3和气路截止阀4关闭后，也就是两个手柄16处于水平位置时，两个 外箱锁定板18分别从两个豁口17中通过，将外箱8向外翻转打开，按住按钮12，开锁 线圈ll通电，簧芯13向上提升，钥匙1解锁，向右旋转钥匙l,便可以取出钥匙l。
钥匙l向右旋转时，插销21向外箱8侧壁方向伸出，挡住外箱8，外箱8不能被关 闭，手柄16也不能转动。
当维修作业结束并还回钥匙l时，将钥匙1插入第一钥匙芯9中，向左旋转，插销 21也会随之收回，关闭外箱8，然后，将两个转盘15由水平位置旋转至垂直位置，受 电弓升弓空气回路及EGS接地切除开关用空气回路及相应的电气回路接通，特高压设 备箱恢复正常运行。
如上所述，结合附图和实施例所给出的方案内容，可以衍生鹏类似的技术方案。 但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1、一种高压联锁保护装置，包括一个安装在高压设备箱上的用于控制高压设备箱开启或锁闭的门锁装置，及用于开启所述门锁装置的钥匙(1)，其特征在于还包括用于存放所述钥匙(1)的钥匙箱(2)、用于控制受电弓升弓用气路及控制接地保护切除开关投入用气路的气路截止阀(3、4)、用于控制接地保护切除开关投入用电气回路的微动开关(5)、以及用于控制所述钥匙箱(2)开启或关闭并同时控制所述微动开关(5)及气路截止阀(3、4)接通或断开的联锁装置。
2、 根据权利要求l所述的高压联锁保护装置，其特征在于所述钥匙箱(2)、 微动开关(5、 6)、气路截止阀(3、 4)、及联锁装置均固定于一个底座(7)上，所 述微动开关(5、 6)及气路截止阀(3、 4)分别设于所述钥匙箱(2)的两侧。
3、 根据权利要求2所述的高压联锁保护装置，其特征在于所述街匙箱(2)包 括一个可打开的外箱(8)、 一个用于插入所述钥匙(2)的第一钥i^芯(9)、及一个 用于锁定所述钥匙(1)的钥匙锁定装置，所述第一钥匙芯(9)和钥匙锁定装置固 定在支撑座(20)上，所述支撑座(20)固定在所述底座(7)上。
4、 根据权利要求3所述的高压联锁保护装置，其特征在于所述外箱(8)底部 的两端与所述底座(7)之间通过转轴(32)可转动连接。
5、 根据权利要求3所述的高压联锁保护装置，其特征在于所述钥匙锁定装置 包括一开锁线圈(11)、 一用于控制所述开锁线園(11)通断电的按钮(12)、及一 由所述开锁线圈(11)控制其升降的簧芯(13),所述钥匙(2)的尾部设有一凹槽(14)，所述簧芯(13)卡在凹槽(14)内，将所述钥匙(2)锁定，所述开锁线圈 (11)固定在所述支撑座(20)上。
6、 根据权利要求5所述的高压联锁保护装置，其特征在于所述开锁线圈(11) 电路投入的回路中串接了操作接地保护开关投入的触点。
7、 根据权利要求3所述的高压联锁保护装置，其特征在于所述联锁装置包括 在气路截止阀(3)和气路截止阈(.4)的转动开关上各固定连接一个转盘(15)，所 述转盘(15)上设置一用于转动所述转盘(15)的手柄(16);在所述转盘(15)的 边缘上设置有一豁口 (17),在所述外箱(8)两侧的侧壁上相应设置外箱锁定板(18), 当所述手柄(16)转动到所述气路截止阀(3)和气路截止阀(4)关闭位置时，所 述外箱锁定板(18)刚好能从所述豁口 (17)中通过；所述转盘(15)的边缘上还设置一在转动时用于分别触动所述微动开关(5)和微动开关(6)的凸块(19)。
8、 根据权利要求3所述的高压联锁保护装置，其特征在于所述第一锁组件的 下方连接一可以向所述外箱(8)侧壁方向伸出的插销(21)，其伸出长度长于所述 外箱(8)侧壁，所述插销(21)与第一钥匙芯(9)之间通过曲柄套(10)连接。
9、 根据权利要求l所述的高压联锁保护装置，其特征在于所述门锁装置包括 一个锁箱(22)、 一个用于插入所述钥匙(1)的第二钥匙芯(23)、 一个锁舌(24)、 及一个用于将所述第二钥匙芯(23)及锁舌(24)连接起来的连ff机构(25)。
10、 根据权利要求3或9所述的高压联锁保护装置，其特征在于在所述钥匙箱 (2)和所述门锁装置中均包括一钥匙定位机构；所述钥匙定位机构包括一位于所述钥匙(1)未端的钥匙压板(26),所述钥匙 压板(26)固定于弹簧轴(27)上，所述弹簧轴(27)的一端套设一呈L形的定位板 (28)，在所述弹簧轴(27)上与所述定位板(28)的相对侧套设一挡块(29)，在 所述钥匙压板(26)与定位板(28)之间的弹簧轴(27)上套设一弹簧(30),所述 定位(28)和挡块(29)都固定在所述支撑座(20)上。
专利摘要本实用新型涉及一种高压联锁保护装置，包括一个安装在高压设备箱上的门锁装置，及用于开启门锁装置的钥匙，还包括用于存放钥匙的钥匙箱、用于控制受电弓升弓用气路及控制接地保护切除开关投入用气路的两个气路截止阀、用于控制接地保护切除开关投入用电气回路的微动开关、以及用于控制钥匙箱开启或关闭并同时控制微动开关及两个气路截止阀接通或断开的联锁装置。本实用新型通过钥匙箱的开启为钥匙的取出设置条件，只有在同时切断受电弓升弓用气路及切断接地保护投入切除开关用气路及电气回路的情况下，且在接地保护投入后，钥匙箱才能打开并取出钥匙，从而开启安装在高压设备箱上的门锁装置，实现机械和电气的双重保护，确保检修人员的安全。
文档编号B60M1/00GK201304910SQ20082013488
公开日2009年9月9日 申请日期2008年10月13日 优先权日2008年10月13日
发明者刘少峰, 姜东宾, 宋德刚, 磊 徐, 王占喜, 斌 罗, 边平卫, 马幼祥 申请人:南车青岛四方机车车辆股份有限公司;咸阳亚华电子电器有限公司