本實用新型涉及軌道車輛技術領域，尤其涉及一種軌道車輛高壓設備箱。

背景技術：

現(xiàn)代的軌道車輛是受電動力的驅動而運行的。軌道車輛從高壓端將高壓電傳導給車內高壓設備箱內的部件從而為軌道車輛牽引系統(tǒng)供電，而軌道車輛輔助系統(tǒng)則需要另外單獨供電。此外，在電能傳輸過程中，當軌道車輛牽引系統(tǒng)中的主電路發(fā)生故障如主電路部件故障、網(wǎng)壓或直流電壓過低、直流側電流過流、主電路短路或接地、IGBT元件故障、網(wǎng)絡通信故障、DCU(DriveControlUnit)驅動控制單元故障、低壓控制器失電等時，需要快速切斷主電路，以實現(xiàn)主電路的故障保護，從而實現(xiàn)最大限度地減小損失。

因此，目前急需一種能夠同時為軌道車輛牽引系統(tǒng)和軌道車輛輔助系統(tǒng)供電，且在主電路發(fā)生故障時迅速切斷主電路的軌道車輛高壓設備箱。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種能夠同時為軌道車輛牽引系統(tǒng)和軌道車輛輔助系統(tǒng)供電，且在主電路發(fā)生故障時迅速切斷主電路以實現(xiàn)對主電路故障保護的軌道車輛高壓設備箱。

為解決上述技術問題，實用新型采用如下所述的技術方案。該軌道車輛高壓設備箱包括機箱及設置在所述機箱內的隔離接地開關、第一高速斷路器、隔離二極管、第一熔斷器、及第二熔斷器；所述隔離接地開關的第一輸入端連接高壓端，所述隔離接地開關的第一輸出端連接所述第一高速斷路器的第一端，所述第一高速斷路器的第二端連接第一牽引逆變器，所述隔離接地開關的第二輸出端連接所述隔離二極管的第一端；所述隔離二極管的第二端同時連接所述第一熔斷器的第一端以及所述第二熔斷器的第一端；所述第一熔斷器的第二端連接輔助逆變器；所述第二熔斷器的第二端連接輔助高壓母線；所述隔離接地開關的第一輸入端可同時與所述第一輸出端和所述第二輸出端連通。

優(yōu)選地，所述軌道車輛高壓設備箱還包括固定設置在所述機箱外側的入庫插座，所述入庫插座用于連接外接電源，所述入庫插座連接所述隔離接地開關的第二輸入端，所述隔離接地開關的第二輸入端可與第二輸出端連通。

優(yōu)選地，所述隔離接地開關抵靠所述機箱的一側箱體設置在所述機箱內，所述入庫插座設置在所述隔離接地開關所抵靠的一側箱體上。

優(yōu)選地，所述機箱還包括與所述第一高速斷路器并排設置的第二高速斷路器，所述第二高速斷路器連接在所述隔離接地開關的第一輸出端和第二牽引逆變器之間。

優(yōu)選地，所述機箱內還設置有低壓控制器，所述低壓控制器、所述第一高速斷路器、所述第二高速斷路器和所述隔離接地開關并排設置，所述第二高速斷路器設置在所述第一高速斷路器臨近所述隔離接地開關的一側，所述低壓控制器與所述第二高速斷路器相對并設置在所述第一高速斷路器的另一側，所述低壓控制器與所述第一高速斷路器之間設置有絕緣隔離板。

優(yōu)選地，所述低壓控制器包括并排固定的第一控制器和第二控制器，所述第一控制器用于控制所述第一高速斷路器的開合狀態(tài)，所述第二控制器用于控制所述第二高速斷路器的開合狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述機箱內還設置有散熱器，所述隔離二極管貼裝在所述散熱器上后并設置在所述隔離接地開關和所述第二高速斷路器之間。

優(yōu)選地，所述第一熔斷器和所述第二熔斷器并排懸掛安裝于所述隔離接地開關的上方。

優(yōu)選地，所述機箱內位于所述隔離接地開關的上方設置有安裝板，所述第一熔斷器和所述第二熔斷器與所述安裝板呈45°夾角后固定在所述安裝板上。

優(yōu)選地，所述軌道車輛高壓設備箱內還設置有與所述第一高速斷路器、所述第二高速斷路器、所述散熱器、及所述隔離接地開關分別相匹配的滑條，所述滑條固定設置在所述機箱底部，所述第一高速斷路器、所述第二高速斷路器、所述散熱器、及所述隔離接地開關可在對應的所述滑條上滑動以便于調整安裝位置。

本實用新型的有益技術效果在于：該軌道車輛高壓設備箱通過將隔離接地開關的第一輸入端連接在高壓端上，其第一輸出端連接在第一高速斷路器的一端，且第一高速斷路器的另一端連接第一牽引逆變器，而隔離接地開關的第二輸出端連接隔離二極管的一端，且隔離二極管的第二端同時連接第一熔斷器第一端和第二熔斷器的第二端，第一熔斷器的第二端連接輔助逆變器，第二熔斷器的第二端連接輔助高壓母線，當需要為第一牽引逆變器、輔助逆變器、及輔助高壓母線供給高壓電時，隔離接地開關的第一輸入端同時與第一輸出端和所述第二輸出端連通，以實現(xiàn)將從高壓端接收的電能通過第一高速斷路器供給軌道車輛牽引系統(tǒng)以及通過隔離二極管供給給軌道車輛輔助系統(tǒng)從而實現(xiàn)為軌道車輛牽引系統(tǒng)和軌道車輛輔助系統(tǒng)供電，且在主電路發(fā)生故障時通過第一高速斷路器能夠迅速切斷主電路以實現(xiàn)對主電路故障保護的軌道車輛高壓設備箱。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的一種軌道車輛高壓設備箱的電路原理圖；

圖2是圖1中隔離接地開關的結構示意圖；

圖3是本實用新型提供的一種軌道車輛高壓設備箱的整體結構示意圖；

圖4是本實用新型提供的一種另一角度的軌道車輛高壓設備箱的整體結構示意圖；

圖5是圖4中的局部放大示意圖；

圖6是本實用新型提供的一種軌道車輛高壓設備箱的局部向視圖。

具體實施方式

為使本領域的普通技術人員更加清楚地理解實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點，以下結合附圖和實施例對實用新型做進一步的闡述。

參照圖1至圖6所示，該軌道車輛高壓設備箱1應用于軌道車輛系統(tǒng)中。該軌道車輛高壓設備箱1包括機箱10及設置在機箱10內的隔離接地開關20、第一高速斷路器30、隔離二極管40、第一熔斷器50、及第二熔斷器60。該隔離接地開關20的第一輸入端IN1連接高壓端100，隔離接地開關20的第一輸出端OUT1連接第一高速斷路器30的第一端，第一高速斷路器30的第二端連接第一牽引逆變器200。隔離接地開關20的第二輸入端IN2連接隔離二極管40的第一端，隔離二極管40的第二端同時連接第一熔斷器50的第一端以及第二熔斷器60的第一端，第一熔斷器50的第二端連接輔助逆變器300，第二熔斷器60的第二端連接輔助高壓母線400，當需要為第一牽引逆變器200、輔助逆變器300、及輔助高壓母線400供給高壓電時，隔離接地開關20的第一輸入端IN1同時與第一輸出端OUT1和所述第二輸出端OUT2連通。

其中，隔離接地開關20用于實現(xiàn)隔離和接地功能。軌道車輛牽引系統(tǒng)主電路為圖1中從隔離接地開關20至第一牽引逆變器200及第二牽引逆變器500之間的部分，軌道車輛輔助系統(tǒng)主電路為圖1中從隔離接地開關20至輔助逆變器300及輔助高壓母線400之間的部分。其中，在本實用新型實施例中，該高壓端100優(yōu)選為受電弓。當然還可以為與車輛軌道并列的第三軌，此處不作限定。當從高壓端100接入的直流電經(jīng)過隔離接地開關20后，經(jīng)過第一高速斷路器30流向第一牽引逆變器200以實現(xiàn)將直流電轉換給交流電并提供給軌道車輛牽引系統(tǒng)以使車輛運行，以及經(jīng)過隔離二極管40后分別經(jīng)第一熔斷器50流向輔助逆變器300、經(jīng)第二熔斷器60流向輔助高壓母線400，從而實現(xiàn)為軌道車輛輔助系統(tǒng)供電如供車輛內照明或顯示安全指示等。其中，隔離二極管40連接在隔離接地開關20與第一熔斷器50和第二熔斷器60之間，用于將軌道車輛牽引系統(tǒng)主電路和軌道車輛輔助系統(tǒng)主電路進行安全隔離，防止軌道車輛輔助系統(tǒng)主電路的電流流向軌道車輛牽引系統(tǒng)主電路。此外，在本實用新型實施例中，隔離二極管40兩端還并聯(lián)有相串聯(lián)的電容41、電阻42，且電容41的第一端連接隔離二極管40的第一端，電容41的第二端連接電阻42的一端，電阻42的另一端連接隔離二極管40的第二端。藉由電容41、電阻42串聯(lián)后與隔離二極管40相并聯(lián)的設置，可以對流向軌道車輛輔助系統(tǒng)的電流進行濾波與緩沖作用。

本實用新型將從高壓端100接收的電能通過第一高速斷路器30供給給軌道車輛牽引系統(tǒng)以及通過隔離二極管40供給給軌道車輛輔助系統(tǒng)從而實現(xiàn)為軌道車輛牽引系統(tǒng)和軌道車輛輔助系統(tǒng)供電。此外，在軌道車輛牽引系統(tǒng)主電路發(fā)生故障時通過第一高速斷路器30能夠迅速切斷主電路以實現(xiàn)對主電路故障保護。

優(yōu)選地，軌道車輛高壓設備箱1還包括固定設置在機箱10外側的入庫插座80，入庫插座80用于連接外接電源，入庫插座80連接隔離接地開關20的第二輸入端IN2，當需要為輔助逆變器300、及輔助高壓母線400供給外接電源時，隔離接地開關20的第二輸入端IN2與第二輸出端OUT2連通。

具體地，該入庫插座80用于連接外接直流電源以用于在異常情況下為軌道車輛輔助系統(tǒng)供電。在本實用新型實施例中，該隔離接地開關20可為三位五極開關。

再次參照圖1和圖2，該隔離接地開關20內部包括四個聯(lián)動的開關單元，每一個開關單元包括一個開關及可供開關切換的三個功能端。第一開關單元21內的第一開關S1的一端通過第一輸入端IN1固定連接高壓端100，第一開關S1的另一端可在功能端A1、B1、C1之間切換，且功能端A1連接第一輸出端OUT1；第二開關單元22的第二開關S2的一端通過第二輸出端OUT2固定連接隔離二極管40的第一端，第二開關S2的另一端可在功能端A2、B2、C2之間切換，且功能端C2連接第二輸入端IN2；第三開關單元23的第三開關S3的一端接地，第三開關S3的另一端可在功能端A3、B3、C3之間切換；第四開關單元24的第四開關S4的一端連接第二熔斷器60的第一端，第四開關S4的另一端可在功能端A4、B4、C4之間切換，且第一開關單元21的功能端A1電連接第二開關單元22的功能端A2，第二開關單元22的功能端C2同時電連接第三開關單元23的功能端B3和入庫插座80，第四開關單元24的功能端A4和動能端C4同時電連接第一熔斷器50的第一端。

在本實用新型實施例中，該隔離接地開關20上設置有“運行”、“入庫”、及“接地”3個功能位置，并可通過手動在三個功能位置之間進行切換。當該隔離接地開關20切換至“運行”位置時，聯(lián)動控制的第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3、及第四開關S4依次對應切換連接在功能端A1、功能端A2、功能端A3、及功能端A4，這時高壓端經(jīng)過第一開關S1和第一高速斷路器30后連接第一牽引逆變器200，以及經(jīng)過第二高速斷路器70后連接第二牽引逆變器500，從而實現(xiàn)為軌道車輛牽引系統(tǒng)供電以使車輛運行。由于功能端A1與功能端A2電連接，故高壓端100經(jīng)過第一開關S1連接第二開關S2的A2端，并經(jīng)過隔離二極管40和第一熔斷器50連接輔助逆變器300，同時由于第四開關S4的功能端A4電性連接第一熔斷器50的第一端，故高壓端經(jīng)過隔離二極管40、第四開關S4及第二熔斷器60后連接輔助高壓母線400，連接輔助逆變器300，從而實現(xiàn)同時為軌道車輛輔助系統(tǒng)供電以供車輛內照明或顯示安全指示等使用，進而實現(xiàn)軌道車輛的可靠運行。

當該隔離接地開關20切換至“接地”位置時，聯(lián)動控制的第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3、及第四開關S4依次對應切換連接在功能端B1、功能端B2、功能端B3、及功能端B4，這時第一開關S1的功能端B1接地，第二開關S2的功能端B2懸空，第三開關S3的功能端B3接地，同時如入庫插座80通過第二開關S2和第三開關S3后接地，第四開關S4的功能端B4懸空，由于高壓端100被隔離接地開關20阻斷，此時軌道車輛處于不供電狀態(tài)，而是實現(xiàn)軌道車輛和入庫插座80的安全接地。

當該隔離接地開關20切換至“入庫”位置時，聯(lián)動控制的第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3、及第四開關S4依次對應切換連接在功能端C1、功能端C2、功能端C3、及功能端C4，這時第一開關S1的功能端C1懸空，第二開關S2的功能端C2連接入庫插座80，第三開關S3的功能端C3懸空，第四開關S4的功能端C4連接第一熔斷器50的第一端，這時高壓端100被隔離接地開關20阻斷，而入庫插座80處的外接電源經(jīng)過第二開關S2、隔離二極管40、以及第一熔斷器50之后連接輔助逆變器300，同時，入庫插座80處的外接電源經(jīng)隔離二極管40、第四開關S4、及第二熔斷器60之后連接輔助高壓母線400，從而實現(xiàn)為軌道車輛輔助系統(tǒng)供電。因此，當軌道車輛牽引系統(tǒng)和道路車輛輔助系統(tǒng)失去高壓電源無法啟動時，可通過設置在機箱10外側的的入庫插座80連接外接電源來供給軌道車輛輔助系統(tǒng)以便為車輛內提供照明等，從而便于檢查車輛故障等。

需要說明的是，入庫插座80為懸掛固定在機箱10外側以便于從機箱10外側直接連接外接直流電源，該入庫插座80可以通過螺釘固定安裝在機箱10的箱體上。

優(yōu)選地，隔離接地開關20抵靠機箱10的一側箱體設置在機箱10內，入庫插座80設置在隔離接地開關20所抵靠的一側箱體上。

具體地，該軌道車輛高壓設備箱1的機箱10上通常設置有門體11，通過該門體11一方面可以提升該軌道車輛高壓設備箱1的IP防護等級，另一方面可以防止人員誤碰，減少誤操作帶來的危險。為了便于維護人員實現(xiàn)對隔離接地開關20的切換操作及減少隔離接地開關20被誤碰的風險，在本用新型實施例中，將隔離接地開關20抵靠機箱10的一側箱體設置在機箱10內，且該入庫插座80設置在隔離接地開關20所抵靠的一側箱體上，從而減少隔離接地開關20與入庫插座80的空間距離，進而減少隔離接地開關20與入庫插座80之間的連接線材。

優(yōu)選地，機箱10還包括與第一高速斷路器30并排設置的第二高速斷路器70，第二高速斷路器70連接在隔離接地開關20的第一輸出端OUT1和第二牽引逆變器500之間。

為了適應軌道車輛牽引系統(tǒng)中不同牽引力的供應，在本實用新型實施例中，該第二牽引逆變器500通過第二高速斷路器70連接在隔離接地開關20的第一輸出端OUT1。藉由第一牽引逆變器200和第二牽引逆變器500同時提供交流電給軌道車輛牽引系統(tǒng)以供車輛運行使用，從而滿足軌道車輛牽引系統(tǒng)中較大牽引力的需求，便于軌道車輛提高載重量或提高運行速率等。

優(yōu)選地，機箱10內還設置有低壓控制器90，低壓控制器90、第一高速斷路器30、第二高速斷路器70和隔離接地開關20并排設置，第二高速斷路器70設置在第一高速斷路器30臨近隔離接地開關20的一側，低壓控制器90與第二高速斷路器70相對并設置在第一高速斷路器30的另一側，低壓控制器90與第一高速斷路器30之間設置有絕緣隔離板(圖中未顯示)。

具體地，低壓控制器90用于控制第一高速斷路器30和第二高速斷路器70的開合狀態(tài)。該低壓控制器90優(yōu)選為110V低壓控制電路。在本實用新型實施例中，機箱10內還設置有低壓控制器90，低壓控制器90、第一高速斷路器30、第二高速斷路器70和隔離接地開關20并排設置，低壓控制器90和第二高速斷路器70分別設置在第一高速斷路器30的兩側，且第二高速斷路器70設置在第一高速斷路器30臨近隔離接地開關20的一側，即低壓控制器90設置在第一高速斷路器30遠離隔離接地開關20的另一側。該低壓控制器90與隔離接地開關20分別設置在機箱10內的兩端，第一高速斷路器30和第二高速斷路器70臨近低壓控制器90設置在低壓控制器90與隔離接地開關20之間，且在低壓控制器90與第一高速斷路器30之間設置有絕緣隔離板。藉由此設置，一方面可以減少低壓控制器90與第一高速斷路器30及第二高速斷路器70之間的空間距離，從而提高該軌道車輛高壓設備箱1的緊湊性，進而減少設備重量；另一方面通過該絕緣隔離板的設置，可以實現(xiàn)空間上的高低壓隔離，從而避免低壓控制器90受到高壓電路干擾，從而保證低壓控制器90穩(wěn)定工作。

優(yōu)選地，低壓控制器90包括并排固定的第一控制器91和第二控制器92，第一控制器91用于控制第一高速斷路器30的開合狀態(tài)，第二控制器92用于控制第二高速斷路器70的開合狀態(tài)。

為了實現(xiàn)對第一高速斷路器30和第二高速斷路器70的獨立控制，該低壓控制器90包括并排設置的第一控制器91和第二控制器92，該第一控制器91用于控制第一高速斷路器30的開合狀態(tài)，第二控制器92用于控制第二高速斷路器70的開合狀態(tài)，從而實現(xiàn)對第一高速斷路器30和第二高速斷路器70的單獨控制。

優(yōu)選地，機箱10內還設置有散熱器43，隔離二極管40貼裝在散熱器43上后并設置在隔離接地開關20和第一高速斷路器30之間。

具體地，為了滿足隔離二極管40的散熱要求，在本實用新型實施例中，軌道車輛高壓設備箱1中還設置有散熱器43，該隔離二極管40貼裝在散熱器43上以滿足隔離二極管40的散熱條件。在該隔離二極管40貼裝在散熱器43上后并設置在隔離接地開關20和第二高速斷路器70之間。藉由該隔離二極管40的設置，可以實現(xiàn)軌道車輛牽引系統(tǒng)主電路與軌道車輛輔助系統(tǒng)主電路之間的安全隔離，防止軌道車輛輔助系統(tǒng)主電路的電流流向軌道車輛牽引系統(tǒng)主電路。

優(yōu)選地，第一熔斷器50和第二熔斷器60并排懸掛安裝于隔離接地開關20的上方。

為了便于第一熔斷器50和第二熔斷器60的快速安裝、更換以及便于維護人員觀察第一熔斷器50和第二熔斷器60中熔體的狀態(tài)，在本實用新型實施例中，將第一熔斷器50和第二熔斷器60并排懸掛安裝在隔離接地開關20上方。

優(yōu)選地，機箱10內位于隔離接地開關20的上方設置有安裝板12，第一熔斷器50和第二熔斷器60與安裝板12呈45°夾角后固定在安裝板12上。為了便于維護人員觀察第一熔斷器50和第二熔斷器60中的熔體是否熔斷以及更換熔體，參照圖6，在本實用新型實施例中，在機箱10內位于隔離接地開關20上方的位置處設置有安裝板12，該安裝板12優(yōu)選為銅板，并將第一熔斷器50和第二熔斷器60與安裝板12形成45°夾角的角度固定在安裝板12上從而便于更換熔體。

優(yōu)選地，軌道車輛高壓設備箱1內還設置有與第一高速斷路器30、第二高速斷路器70、散熱器43、及隔離接地開關20分別相匹配的滑條，滑條固定設置在機箱10底部，第一高速斷路器30、第二高速斷路器70、散熱器43、及隔離接地開關20可在對應的滑條上滑動以便于調整安裝位置。

具體地，為了實現(xiàn)第一高速斷路器30、第二高速斷路器70、隔離二極管40、以及隔離接地開關20的便捷安裝以及便于調整上述工作器件的位置，在本實用新型實施例中，在該軌道車輛高壓設備箱1內還設置有與第一高速斷路器30、第二高速斷路器70、散熱器43、及隔離接地開關20相匹配的滑條，該滑條固定在機箱10底板上，以使第一高速斷路器30、第二高速斷路器70、散熱器43、及隔離接地開關20可在對應的滑條上進行滑動，并可調整低壓控制器90、第一高速斷路器30、第二高速斷路器70、散熱器43、及隔離接地開關20在滑條上的安裝位置，從而便于調整機箱10內各工作器件的布局及電性連接，且可通過螺釘進行快捷固定安裝。參照圖4，第一高速斷路器30的局部放大圖。第一高速斷路器30的下方設置有兩個并排的滑條31、32，該滑條31、32固定在機箱10底板，第一高速斷路器30可沿滑條31、32移動，且可通過螺釘將第一高速斷路器30固定在調整的位置上，從而實現(xiàn)第一高速斷路器30的快速安裝及位置調整。低壓控制器90、第二高速斷路器70、散熱器43、及隔離接地開關20與各自對應的滑條的相互配合關系與第一高速斷路器30與滑條31、32相同，此處不再贅述。

需要說明的是，該軌道車輛高壓設備箱1內各工作器件的電性連接優(yōu)選為通過紫銅銅排進行連接。藉由紫銅銅排代替?zhèn)鹘y(tǒng)線纜可使各工作器件之間走線簡潔、美觀。