专利名称：布置在电气牵引轨道车辆的车顶上的电子装备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种布置在电气牵引轨道车辆的车顶上的电子装备，该种电子装备包 括至少一个交流电源，所述电源连接到至少一个交流电馈线，也连接到至少一个要被供给 交流电的高压装备，交流电路断路器设置在馈线上，以在所述电路断路器打开时将高压装 备与电源绝缘，该电子装备包括能够在打开位置和闭合位置之间移动接地断路器，在该打 开位置中所述断路器不连接到馈线，在该闭合位置中所述断路器在位于电源的输出端和电 路断路器的输入端之间的上游点处以及位于电路断路器的输出端和高压装备之间的下游 点处连接到馈线。本发明还涉及一种包括这种电子装备的电气牵引轨道车辆。
背景技术：
目前轨道车辆必须能够从不同类型的馈线或悬链上收集电力，以适应该车辆行驶 的区域。因此，某些悬链以直流电提供电力，而另外的以交流电提供电力。为了收集这两种类型的电流，已知使所提供的轨道车辆包括用于收集直流电的至 少一个可伸缩受电弓和用于收集交流电的至少一个可伸缩受电弓。取决于该轨道车辆行驶 的地区，一个或其他受电弓以适当的方式压靠在悬链上。在某些情况下，单个受电弓能够具 有两个功能。本发明更具体地涉及交流电馈线或单相车顶线。因此，当车辆在单相悬链下行驶 时，受电弓使得可以在车上收集交流电。该电流例如被传递到变压器。已知的是，在受电弓的输出端与单相车顶线和/或变压器之间，在交流电馈线上 设有交流电路断路器。电路断路器作为打开交流电馈线的开关。还已知的是，提供接地断路器，这可以使得轨道车辆的所有馈线接地，以使得能够 在负责维护的人员没有触电的危险的情况下进行维护操作。这样的断路器与交流电路断路 器平行布置，以将电路断路器的上游和下游的电路接地。十多年来，交流电路断路器一般都具有集成的真空灯泡，该真空灯泡的切断或闭 合属性能被识别。然而，当电路断路器失效时，其有可能无法作为开关实施其功能，从而即使其被命 令位于打开的位置也允许电流通过。例如，当真空灯泡被破坏并失去真空时就是这样的情 况。电路断路器还允许电流持续通过，这会带来很多危险。
发明内容
本发明的目标之一是弥补交流电路断路器的潜在失效，通过提出一种配备有能够 用作交流电路断路器的断路器装置的电子装备并提供不过分复杂的紧凑布置来实现这一 目标° ° 为此，本发明涉及前述类型的电子装备，其中，该电子装备还包括位于馈线上的断 路器装置，所述断路器装置能够在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置中电流可以流过馈线，在打开位置中电源和电路断路器之间或者电路断路器和高压装备之间的连接被 中断。根据本发明的电子装备能够在同一紧凑组件中集成交流电路断路器以及接地和 断路器功能，同时还保证电子装备的良好操作。根据本发明的其它特征-断路器装置设置在上游点和电路断路器的输入端之间或设置在电路断路器的输 出端和下游点之间；-交流电馈线形成为两个部分，第一部分包括馈线向断路器装置上游延伸的部分， 第二部分包括馈线向断路器装置下游延伸的部分，第一和第二部分被物理地隔离，并能够 通过将断路器装置定位在闭合位置而互相连接；-断路器装置包括由导电材料制成的杆，所述杆可在闭合位置和打开位置之间旋 转运动，在该闭合位置中所述杆将馈线的第二部分连接到馈线的第一部分，在该打开位置 中所述杆从馈线的第一或第二部分运动离开；-该杆可旋转地安装到设置在馈线的第二部分的输入端处的致动器上；-该杆的致动器通过绝缘器传递旋转应力到该杆；-该接地断路器包括连接到地的两个臂，所述臂能够在打开位置和闭合位置之间 移动，在打开位置中，所述臂与馈线间隔开，在闭合位置，所述臂中的一个连接到馈线的第 一部分，另一个臂连接到馈线的第二部分；-接地断路器包括手动致动臂，所述手动致动臂设有手柄，所述手柄能够使所述两 个臂在打开位置和闭合位置之间枢转；-所述电路断路器是包括真空灯泡的真空电路断路器；-所述电路断路器、所述接地断路器和所述断路器装置紧固在要被定位到电气牵 弓I轨道车辆的车顶上的支撑板上。
通过阅读下面作为实施例提供并参考附图的进行描述将清楚本发明的其它方面 和优点，其中-图1是根据本发明的包括电子装备的馈电系统的视图；-图2是根据本发明的电子装备的透视图。
具体实施例方式参考图1描述的是用于电气牵引轨道车辆的馈电系统1，其包括由单个组件形成 的电子装备2，该电子装备用于定位在轨道车辆的车顶部分上。该装备在图1中用虚线所画 的方框来表示。该馈电系统1包括至少一个交流电源6，其由适于被施加在交流电悬链上的可伸 缩受电弓形成。根据一个实施例，该馈电系统1还可以包括由另一个受电弓形成的直流电 源4。通过由悬链供应的电流来控制受电弓本身是已知的，在此不再详细描述。直流电源4 和交流电源6例如在电路的点8处互相连接。该交流电源6从其输出端点8为馈电系统1供应交流电。该电路1包括例如连接到点8的交流电馈线12和馈线10。可以根据轨道车辆的装备的需要而提供其他的馈线。该馈线10例如连接到其他的牵引装备(未示出)。该馈线10能够在某些情况下 响应直流电流的分配，例如在1500V电压的情况下。馈线12或单相高压线在与点8相对处连接到被供应交流电的高压装备，如用于分 配电流到不同装备部件的变压器(未示出)。该交流电馈线在例如交流电压25kV下操作。为了控制电流根据供应需要而从交流电馈线12的通过，已知的是在馈线12的下 游供应点13与点8之间的电线上设置交流电路断路器14。这样的交流电路断路器14例如 是下文将要描述的利用真空灯泡操作的单相真空电路断路器。该电路断路器14包括连接 到点8的输入端16、以及连接到馈线12的下游供应点13的输出端18。当不希望给电路断 路器14下游的电路部分供电时，该电路断路器14作为打开开关，当希望给电路断路器14 下游的电路部分供电以允许电流通到单相车顶线和变压器时则闭合电路断路器14。同样以已知的方式，接地断路器20与电路断路器14平行设置，以使得馈电系统1 的组件能够接地，例如用以进行维护操作。断路器20 (其结构将在后面描述)连接到接地 电路22并能在打开位置和闭合位置之间移动。在打开位置，断路器20作为打开开关并且 不连接到供给点8和13。在闭合位置，断路器20作为闭合开关并将接地电路22连接到供 给点8和13，以将馈电系统1接地，这使得能够安全地执行维护操作。在闭合位置，断路器 20在上游点M和下游点沈处连接到馈线12，所述上游点位于电源6的输出端(即点8) 和电路断路器14的输入端16之间，所述下游点沈位于交流电路断路器14的输出端18和 变压器之间。该电子装备2还包括断路器装置观，其使得能够弥补交流电路断路器14的可能的 失效。断路器装置观(其结构将在后面描述)位于馈线12上，在电路断路器14的输出端 18和下游点沈之间(如图1中实线所示)，或者位于上游点M和电路断路器14的输入端 16之间(如图1中虚线所示)。该断路器装置观用作与电路断路器14串联的额外的开关， 并能在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置中电流可以流过馈线12，在打开位置中， 当断路器装置28位于上游点M和电路断路器的输入端16之间时中断电源4和6与电路 断路器14之间的连接，或者当断路器装置观位于电路断路器的输出端18和下游点沈之 间时中断电路断路器14与单相车顶线和变压器之间的连接。因此在电路断路器14出现故 障而使得即使当其位于打开位置时也接通的情况下，断路器装置观位于打开位置，这阻挡 电流在馈线12上的循环。这样，即使交流电路断路器出现问题，仍然能防止电流到达变压
ο将断路器装置28定位在上游点M和电路断路器14的输入端16之间或者电路断 路器14的输出端18和下游点沈之间，使得能够确保接地断路器20的全部潜在功能。事 实上，如果该断路器装置观设置在点8和上游点M之间并位于打开位置，使断路器20处 于闭合位置将能够使馈线12接地，而不是使馈线10或电源4和6接地。类似的，如果断路 器装置观位于下游点沈之外，即位于点沈与单相车顶线和变压器之间，并处于打开位置， 则使断路器20处于闭合位置将会使得馈线10以及电源4和6接地，而不是馈线12的延伸 到下游点26与单相车顶线和变压器之外的部分接地。负责维护的人员将不能安全地进行 维护操作。下文将会考虑的是馈线12形成为两个部分27和四，第一部分27由馈线12向断路器装置观上游延伸的部分形成，第二部分四由馈线12向所述断路器装置观下游延伸 的部分形成。术语“上游”和“下游”是相对于从电源4和6到变压器的路径而言的。电子装备2的机械结构现在将参考图2进行描述。由交流电路断路器14、接地断路器20和断路器装置观形成的组件位于将被设置 在轨道车辆的车顶上的支撑板30上。该组件因此被紧固在单个机械支撑件上，其特别紧凑 并且容易安装到轨道车辆上。该支撑板30例如是铝制的，且紧固在所述板30上并与其电 连接的装备通过将支撑板30紧固在轨道车辆上而自动接地。该电路断路器14是单相交流电路断路器，其包括位于电路断路器14的上部32中 的真空灯泡(未示出)。该真空灯泡使得电路断路器14的输出端18与电源4和6的输出 端之间能够连接或断开。电源4和6的输出端连接到触头34，该触头由位于上部32的顶 部上的导电板形成。电路断路器14的下部36形成空心绝缘体，其内部包括真空灯泡的控 制棒，该控制棒使得可以控制触头34和电路断路器14的输出端18之间连接和断开。该电 路断路器14的输出端18由隔离上部32和下部36的凸缘38形成，该凸缘包括连接夹40。 该电路断路器14的下部36使得与高压连接的上部32与绕电路断路器14的下部36设置 在支撑板30上面或下面的装备绝缘。该电路断路器14的结构和操作是已知的，在此不再 详细描述。该电路断路器14的从触头34到连接夹40的部分形成了馈线12的第一部分27。 连接夹40形成了交流电馈线的该第一部分27的输出端。馈线12的第二部分四与第一部分27物理地隔离，并能在断路器装置28处于闭 合位置时通过断路器装置观连接到所述第一部分。交流电馈线12的第二部分四的输入端42由位于绝缘器44上的触头形成，该绝 缘器紧固到支撑板30上并与电路断路器14分隔开例如约30cm的距离。该输入端42与由 导电材料制成的杆48电连接，该杆设置在绝缘器44的上端部分处。该绝缘器44内部还包 括紧固到杆48的可旋转运动的轴，该轴连接到位于基板下方的致动器，这使其能够绕着绝 缘器44的轴线旋转运动。根据另一实施例，该绝缘器44自身可旋转运动，并且所述绝缘器 44确保了将旋转运动传递到杆48。该杆48形成断路器装置28，因此可在打开位置和闭合 位置之间旋转运动，在打开位置中该杆从电路断路器14运动离开，在闭合位置该杆的自由 端部50插入连接夹40中，以连接交流电馈线12的第一部分27和第二部分四。因此，当电路断路器14失效的时候，例如如果灯泡中出现真空损失(这使得电路 断路器14即使在打开位置也能接通)，该断路器装置观通过使杆48向其打开位置运动，使 得能够将交流电馈线12的第一部分27的输出端与交流电馈线12的第二部分四的输入端 隔离。在图2中，该杆48示为处于打开位置。绝缘器44使得能够将杆48和在杆位于闭合位置时连接到高电压的输入端42与 绕绝缘器44位于支撑板30上面或下面的装备绝缘。接地断路器20与通常的断路器的不同之处在于，其包括两个断路器臂50，这些臂 旋转安装在支撑板30上以使它们接地，而普通断路器只包括一个臂。事实上，本发明的接 地断路器20 —定将物理隔离的交流电馈线12的第一部分27和第二部分四都接地。因 此，接地断路器20包括可以在打开位置和闭合位置之间旋转运动的两个断路器臂50，在打 开位置中这两个臂与电路断路器14和绝缘器44分隔开，在闭合位置中，两个臂50中的一个插入连接夹52中而形成上游点M并与触头34电连接，另一个臂50插入连接夹M中而 形成下游点26并与交流电馈线12的第二部分四的输入端42电连接，如图2所示。臂50在其一个端部处可旋转地安装在两个臂50共有的轴56上，该轴将这两个臂 电连接到接地电路22。根据本发明如图2所示的实施例，接地断路器20的旋转致动通过设 有手柄60并在支撑板30下方延伸的致动臂58手动完成。致动该致动臂58来驱动断路器 臂50在其打开位置和闭合位置之间枢转。或者，该接地断路器20可以以已知的方式通过 电动或气动装置来致动。在图2中应注意到，杆48和接地断路器20的定位对应于断路器装置28位于电路 断路器14的输出端18和下游点沈之间的位置的情况。上述的电子装备使得可以在同一机械支撑件30上简单而紧凑地通过电路断路器 14实现变压器断路器功能，通过断路器装置观对于真空损失或电路断路器14失效实现断 路器功能，以及通过接地断路器20实现用于维护操作的接地功能。
权利要求
1.一种布置在电气牵引轨道车辆的车顶上的电子装备O)，其包括至少一个交流电源 (6)，所述电源(6)连接到至少一个交流电馈线(12)，也连接到至少一个要被供给交流电的 高压装备，交流电路断路器(14)设置在馈线(12)上，以在所述电路断路器(14)打开时将 高压装备与电源(6)绝缘，该电子装备( 包括能够在打开位置和闭合位置之间移动的接 地断路器(20)，在该打开位置中所述接地断路器00)不连接到馈线(12)，在该闭合位置中 所述接地断路器00)在位于电源(6)的输出端⑶和电路断路器(14)的输入端(16)之间 的上游点04)处以及位于电路断路器(14)的输出端(18)和高压装备之间的下游点06) 处连接到馈线(12)，该电子装备(2)还包括位于馈线(12)上的断路器装置( )，所述断路 器装置08)能够在闭合位置和打开位置之间移动，在所述断路器装置的闭合位置中电流 能够流过馈线(12)，在所述断路器装置的打开位置中中断电源(6)和电路断路器(14)之 间或电路断路器(14)和高压装备之间的连接，其特征在于，断路器装置08)设置在上游点 (24)和电路断路器(14)的输入端(16)之间，或者设置在电路断路器(14)的输出端08) 和下游点06)之间。
2.如权利要求1所述的电子装备，其特征在于，交流电馈线(12)形成为两个部分⑵’ 四)，第一部分(XT)包括馈线(12)的向断路器装置08)上游延伸的部分，第二部分09) 包括馈线(12)的向断路器装置08)下游延伸的部分，第一部分(XT)和第二部分09)被 物理地隔离并能够通过将断路器装置08)定位在闭合位置而互相连接。
3.如权利要求2所述的电子装备，其特征在于，断路器装置08)包括由导电材料制成 的杆(48)，所述杆08)能在闭合位置和打开位置之间旋转运动，在所述杆的闭合位置中所 述杆将馈线(12)的第二部分09)连接到馈线(12)的第一部分(27)，在所述杆的打开位置 中所述杆从馈线(12)的第一部分(XT)或第二部分09)运动离开。
4.如权利要求3所述的电子装备，其特征在于，所述杆08)可旋转地安装到设置在馈 线(12)的第二部分09)的输入端02)处的致动器上。
5.如权利要求4所述的电子装备，其特征在于，该杆08)的致动器通过绝缘器G4)传 递旋转应力到所述杆G8)。
6.如权利要求2至5中任一所述的电子装备，其特征在于，所述接地断路器00)包括 连接到地的两个臂(50)，所述臂(50)能够在打开位置和闭合位置之间移动，在该打开位置 中所述臂(50)与馈线(12)间隔开，在闭合位置中所述臂(50)中的一个连接到馈线(12) 的第一部分(27)，另一个臂(50)连接到馈线(12)的第二部分09)。
7.如权利要求6所述的电子装备，其特征在于，所述接地断路器OO)包括手动致动臂 (58)，所述手动致动臂设有手柄(60)，所述手柄能够使所述两个臂(50)在打开位置和闭合 位置之间枢转。
8.如权利要求1至7中任一所述的电子装备，其特征在于，所述电路断路器(14)是包 括真空灯泡的真空电路断路器。
9.如权利要求1至8中任一所述的电子装备，其特征在于，所述电路断路器(14)、所述 接地断路器OO)和所述断路器装置08)紧固在要被定位到电气牵引轨道车辆的车顶上的 支撑板(30)上。
10.一种包括如权利要求1至9中任一所述的电子装备O)的电气牵引轨道车辆。
全文摘要
本发明提供了一种布置在电气牵引轨道车辆的车顶上的电子装备，该装备(2)包括至少一个交流电源(4，6)，该电源连接到交流电馈线(12)，也连接到至少一个高压装备，电路断路器(14)设置在馈线(12)上，该电子装备(2)包括能够在打开位置和闭合位置之间移动的接地断路器(20)，在打开位置中断路器(20)不连接到馈线(12)，在闭合位置中断路器(20)连接到馈线(12)。该装备(2)还包括能够在闭合位置和打开位置之间移动的断路器装置(28)，在闭合位置中电流可流过馈线(12)，在打开位置中中断电源(4，6)和高压装备之间的连接。
文档编号B60L5/20GK102139643SQ20101062515
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者C·普拉松, C·朗佩格纳特, N·康坦 申请人:阿尔斯通运输股份有限公司