《動車組高壓安全聯鎖系統》是唐山軌道客車有限責任公司於2015年5月21日申請的發明專利，該專利的申請號為2015102622507，公布號為CN104890519A，授權公布日為2015年9月9日，發明人是陳樂恆、田學靜、苑豐彪、劉雁翔、李靜源；該發明涉及機車控制領域。
《動車組高壓安全聯鎖系統》包括：第一故障面板、設定在第一故障面板上的第一鑰匙、與第一鑰匙關聯的第一常閉輔助觸點和第二常閉輔助觸點、第一鎖芯、第一接地開關、第一繼電器、第二繼電器及中央控制單元；第一常閉輔助觸點與第一繼電器的線圈串聯；第二常閉輔助觸點與第二繼電器的線圈串聯；第一鎖芯與第一接地開關連線，控制第一接地開關的接地或斷開；第一繼電器的常開輔助觸點與受電弓升弓控制迴路串聯；第二繼電器的常開輔助觸點與主斷路器閉合控制迴路串聯；中央控制單元，用於根據第一接地開關的位置信息，控制受電弓的位置及主斷路器的閉合或端開。
2019年9月29日，《動車組高壓安全聯鎖系統》獲2018年河北省專利獎一等獎。
基本介紹
- 中文名：動車組高壓安全聯鎖系統
- 申請人：唐山軌道客車有限責任公司
- 申請號為：2015102622507
- 發明人：陳樂恆、田學靜、苑豐彪、劉雁翔、李靜源
- 公布號：CN104890519A
- 授權日：2015年9月9日
- 申請日：2015年5月21日
- 地址：河北省唐山市豐潤區廠前路3號
- Int.Cl.：B60L3/00(2006.01)
- 代理機構：北京同立鈞成智慧財產權代理有限公司
- 代理人：張洋、黃健
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
動車組供電系統包括交流（AC）25千伏（kV）、AC440伏、AC380伏、AC230伏、直流（DC）110伏等電壓等級，一旦人身觸及到這些電壓等級的帶電體，將會危機到人身生命安全，需要對這些電壓等級的供電系統進行安全聯鎖保護，防止由於誤操作供電系統的開關而造成人身觸電事故。
截至2015年5月，機車高壓安全聯鎖控制方法邏輯框圖如圖1所示，在升弓氣路中設有帶鎖閥門，帶鎖閥門的鑰匙控制雙鎖芯主斷路器接地開關，雙鎖芯主斷路器接地開關的鑰匙控制第一聯鎖鑰匙控制箱，第一連鎖鑰匙控制箱上的鑰匙控制雙鎖芯變流器接地開關及高壓電器櫃門鎖。雙鎖芯變流器接地開關的鑰匙控制第二聯鎖鑰匙控制箱，第二聯鎖鑰匙控制箱上的鑰匙控制車頂門鎖、變流器門鎖及輔助濾波櫃門鎖。通過各級鑰匙的聯鎖，保證機車內高壓設備安全接地。
但是採用上述高壓安全聯鎖系統，對各級鑰匙進行聯鎖時，操作過程複雜，效率低。
發明內容
專利目的
《動車組高壓安全聯鎖系統》提供一種動車組高壓安全聯鎖系統，用於解決2015年5月已有高壓安全聯鎖系統，對各級鑰匙進行聯鎖時，操作過程複雜，效率低的問題。
技術方案
《動車組高壓安全聯鎖系統》包括：第一故障面板、設定在所述第一故障面板上的第一鑰匙、與第一鑰匙關聯的第一常閉輔助觸點和第二常閉輔助觸點、第一鎖芯、第一接地開關、第一繼電器、第二繼電器及中央控制單元；
所述第一常閉輔助觸點與所述第一繼電器的線圈串聯；
所述第二常閉輔助觸點與所述第二繼電器的線圈串聯；
所述第一鎖芯與所述第一接地開關連線，用於控制第一接地開關的接地或斷開；
所述第一繼電器的常開輔助觸點與動車組受電弓升弓控制迴路串聯；
所述第二繼電器的常開輔助觸點與動車組主斷路器閉合迴路串聯；
所述中央控制單元，用於根據所述第一接地開關的位置信息，控制所述受電弓的位置及所述主斷路器的閉合或斷開。
改善效果
《動車組高壓安全聯鎖系統》提供的動車組高壓安全聯鎖系統，通過在高壓迴路中接入輔助觸點及繼電器，使得通過簡單的操作即可實現對高壓系統的接地，實現了對動車組高壓安全聯鎖的自動控制，提高了動車組高壓安全聯鎖的效率。
附圖說明
圖1為《動車組高壓安全聯鎖系統》提供的動車組高壓安全聯鎖系統實施例一的結構示意圖；
圖2為該發明提供的第一接地開關工作狀態示意圖；
圖3為該發明提供的動車組高壓安全聯鎖系統實施例二的結構示意圖；
圖4為該發明提供的鑰匙箱結構示意圖；
圖5為該發明提供的鑰匙架結構示意圖。
權利要求
1.一種動車組高壓安全聯鎖系統，其特徵在於，包括：第一故障面板、設定在所述第一故障面板上的第一鑰匙、與第一鑰匙關聯的第一常閉輔助觸點和第二常閉輔助觸點、第一鎖芯、第一接地開關、第一繼電器、第二繼電器及中央控制單元；所述第一常閉輔助觸點與所述第一繼電器的線圈串聯；所述第二常閉輔助觸點與所述第二繼電器的線圈串聯；所述第一鎖芯與所述第一接地開關連線，用於控制第一接地開關的接地或斷開；所述第一繼電器的常開輔助觸點與動車組受電弓升弓控制迴路串聯；所述第二繼電器的常開輔助觸點與動車組主斷路器閉合控制迴路串聯；所述中央控制單元，用於根據所述第一接地開關的位置信息，控制所述受電弓的位置及所述主斷路器的閉合或斷開。
2.根據權利要求1所述的動車組高壓安全聯鎖系統，其特徵在於，還包括：與所述受電弓升弓控制迴路串聯的第一開關；所述中央控制單元，用於根據所述第一接地開關的位置信息，控制所述受電弓的位置，包括：所述中央控制單元檢測所述第一接地開關的位置；若所述第一接地開關處於接地位置，則控制鎖閉所述第一開關斷開。
3.根據權利要求1所述的動車組高壓安全聯鎖系統，其特徵在於，還包括：與所述主斷路器閉合控制迴路串聯的第二開關；所述中央控制單元，用於根據所述第一鎖芯的位置信息，控制所述主斷路器的閉合或斷開，包括：所述中央控制單元檢測所述第一接地開關的位置；若所述第一接地開關處於接地位置，則控制鎖閉所述第二開關斷開。
4.根據權利要求1～3任一所述的動車組高壓安全聯鎖系統，其特徵在於，還包括：第二鑰匙和第二鎖芯；所述第二鎖芯，與所述第一接地開關關聯，用於在第二鑰匙的控制下將所述第一鎖芯鎖閉在接地狀態。
5.根據權利要求4所述的動車組高壓安全聯鎖系統，其特徵在於，還包括：第三鑰匙；所述第三鑰匙，用於控制動車組電氣櫃的狀態，所述電氣櫃的狀態包括得電和斷電。
6.根據權利要求5所述的動車組高壓安全聯鎖系統，其特徵在於，還包括：鑰匙箱；所述鑰匙箱，用於放置所述第一鑰匙、第二鑰匙和第三鑰匙。
7.根據權利要求6所述的動車組高壓安全聯鎖系統，其特徵在於，所述鑰匙箱包括鎖閉機構；所述鎖閉機構用於將插入所述鑰匙箱中的鑰匙進行鎖閉保存。
實施方式
圖1為《動車組高壓安全聯鎖系統》提供的動車組高壓安全聯鎖系統實施例一的結構示意圖。如圖1所示，該動車組高壓安全聯鎖系統10包括：第一故障面板110、設定在所述第一故障面板上的第一鑰匙120、與第一鑰匙120關聯的第一常閉輔助觸點130和第二常閉輔助觸點140、第一鎖芯150、第一接地開關160、第一繼電器170、第二繼電器180及中央控制單元190。
其中，所述第一常閉輔助觸點130與所述第一繼電器170的線圈171串聯；所述第二常閉輔助觸點140與所述第二繼電器180的線圈181串聯；所述第一鎖芯150與第一接地開關160連線，用於控制第一接地開關160的接地或斷開；所述第一繼電器170的常開輔助觸點172與動車組受電弓101升弓控制迴路串聯；所述第二繼電器180的常開輔助觸點182與動車組主斷路器102閉合控制迴路串聯；所述中央控制單元190用於根據所述第一接地開關160的位置信息，控制所述受電弓101的位置及所述主斷路器102的閉合或斷開。
具體的，該實施例中的第一故障面板設定在動車組組的司機室中。當需要對動車組組高壓系統進行維護作業時，維護人員首先將司機室故障面板上的第一鑰匙打到鎖閉位，使得與第一鑰匙關聯的第一常閉輔助觸點斷開，由於第一常閉輔助觸點與第一繼電器串聯，當第一常閉輔助觸點斷開時，第一繼電器線圈斷電，使得第一繼電器的常開輔助觸點斷開，從而受電弓不能升起。另外，由於第二常開輔助觸點與第二繼電器串聯，當第二常閉輔助觸點斷開時，第二繼電器線圈斷電，使得第二繼電器的常開輔助觸點斷開，從而使主斷路器不能閉合，此時列車不能從接觸網獲得高壓。
之後將第一鑰匙插入到第一鎖芯中，旋轉鎖芯，轉動第一接地開關，將第一接地開關轉到接地位，使得列車的受電弓和牽引變壓器同時接地。圖2為《動車組高壓安全聯鎖系統》提供的第一接地開關工作狀態示意圖。由圖可知，受電弓201與主斷路器202一端及第一接地開關203一端連線，主斷路器202另一端與牽引變壓器204一端連線、牽引變壓器204另一端與地連線，第一接地開關203另一端與地連線。當第一接地開關接地後，牽引變壓器和受電弓也被可靠接地，此時即使列車意外得電，也能迅速將電流導向大地，從而避免對人員的傷害。
《動車組高壓安全聯鎖系統》中的中央控制單元，可以為可存儲和執行控制程式的任何元器件，比如為數位訊號處理器（Digital Signal Processor，簡稱DSP），或者為現場可程式邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array，簡稱FPGA）等等，該發明對此不做限定。
需要說明的是，在實際使用中，該實施例中的第一故障面板、第一鑰匙及第一接地開關等在動車組中是成對設定的，即在動車組的前後司機駕駛室中分別設定有故障面板和鑰匙，並在布置有受電弓的車廂上設定有接地開關。相應的當需要對動車組高壓系統進行維護作業時，維護人員需要將兩個司機室故障面板上的鑰匙都打到鎖閉位，然後依次依照上述步驟使動車組組上的受電弓不能升起，並使主斷路器不能閉合，從而保證動車組組不能獲得高壓電。
該實施例提供的動車組高壓安全聯鎖系統，通過在高壓迴路中接入輔助觸點及繼電器，使得通過簡單的操作即可實現對高壓系統的接地，實現了對動車組高壓安全聯鎖的自動控制，提高了動車組高壓安全聯鎖的效率。
圖3為《動車組高壓安全聯鎖系統》提供的動車組高壓安全聯鎖系統實施例二的結構示意圖。如圖3所示，在圖1所示的基礎上，該動車組高壓安全聯鎖系統30還包括：與所述受電弓升弓控制迴路串聯的第一開關310。
其中，上述中央控制單元，用於根據所述第一接地開關的位置信息，控制所述受電弓的位置，包括：所述中央控制單元檢測所述第一接地開關的位置；若所述第一接地開關處於接地位置，則控制鎖閉所述第一開關斷開。
進一步的，該動車組高壓安全聯鎖系統，還包括：與所述主斷路器閉合控制迴路串聯的第二開關320。
其中，所述中央控制單元，用於根據所述第一鎖芯的位置信息，控制所述主斷路器的閉合或斷開，包括：所述中央控制單元檢測所述第一接地開關的位置；若所述第一接地開關處於接地位置，則控制鎖閉所述第二開關斷開。
具體的，為了對受電弓進行可靠控制，在受電弓升弓控制迴路中還可以串聯一個由中央控制單元控制的開關，當中央控制單元檢測到第一接地開關處於接地位置時，禁止第一開關閉合，從而使受電弓不能升起，主斷路器不能閉合，動車組高壓系統將不能獲得高壓電。
可選地，該動車組高壓安全聯鎖系統，還包括：第二鑰匙330和第二鎖芯340；所述第二鎖芯340與所述第一接地開關關聯，用於在第二鑰匙330的控制下將所述第一接地開關鎖閉在接地狀態。
當動車組組安全接地後，為防止接地開關被誤操作，採用第二鑰匙和第二鎖芯將接地開關鎖閉在接地狀態，之後可將第二鑰匙拔出，這樣接地開關就一直處於接地位置，除非第二鑰匙插入第二鎖芯後，才可能對第一接地開關進行操作，將第一接地開關與地斷開。
進一步地，上述動車組高壓安全聯鎖系統還包括：第三鑰匙350。
其中，所述第三鑰匙350用於控制動車組電氣櫃的狀態，所述電氣櫃的狀態包括得電和斷電。
在動車組高壓系統斷電後，如果還需要對動車組組的輔助供電系統進行維護，還需要將電氣櫃的第三鑰匙打到鎖閉位，動車組組中央控制單元採集第三鑰匙處於鎖閉位的信號後，會斷開輔助變流器輸出接觸器以及禁止發出升弓信號，主斷路器不能閉合，此時動車組組輔助變流器停止輸出，輔助供電系統列車母線將不能得電。
優選的，將動車組組安全接地後，為了對上述各鑰匙進行妥善保管，可設定一個鑰匙箱360，用於放置所述第一鑰匙、第二鑰匙和第三鑰匙。
該鑰匙箱360包括鎖閉機構361，所述鎖閉機構用於將插入所述鑰匙箱中的鑰匙進行鎖閉保存。
需要說明的是，《動車組高壓安全聯鎖系統》中的鑰匙箱可以是帶有箱門的箱子，比如圖4為該發明提供的鑰匙箱結構示意圖。圖中1為箱體，2為箱門鎖，3為箱門，4為鑰匙架。當將各鑰匙掛入鑰匙箱中對應鑰匙架上後，可以將鑰匙箱的箱門鎖上，之後將鑰匙箱的鑰匙妥善保管即可，這樣方便了操作人員對鑰匙的管理。或者鑰匙箱也可以是可對鑰匙進行鎖閉的箱架。如圖5所示為該發明提供的鑰匙架結構示意圖。圖中，1為固定板；2為活動板1；3為活動2；4為個人掛鎖1；5為個人掛鎖2。動車組維護人員將各個鑰匙插入圖5所示的鑰匙架上的B1和B2鎖芯中，順時針旋轉B1或B2鑰匙，將鑰匙由活動位轉到閉合位，B1和B2鑰匙鎖芯帶動活動板2移動。活動板2上的孔與固定板孔重合。維護人員用個人掛鎖1將活動板2與固定板鎖死，即可對動車組高壓系統進行維護。動車組維護人員將第三鑰匙插入圖5所示的鑰匙架上ZS鎖芯中並順時針轉動90度，活動板1上的孔與活動板2以及固定板上的孔重合。動車組維護人員將個人掛鎖5將活動板1、活動板2以及固定板鎖死，即可對動車組的輔助供電系統進行維護。
該實施例提供的動車組高壓安全聯鎖系統，通過在高壓迴路中接入輔助觸點及繼電器，使得通過簡單的操作即可實現對高壓系統的接地，實現了對動車組高壓安全聯鎖的自動控制，提高了動車組高壓安全聯鎖的效率。並通過設定鑰匙箱，對高壓系統中的各鑰匙進行有效管理，提高了高壓安全聯鎖系統的可靠性。
該領域普通技術人員可以理解：實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過程式指令相關的硬體來完成，前述的程式可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程式在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括：ROM、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程式代碼的介質。
榮譽表彰
2019年9月29日，《動車組高壓安全聯鎖系統》獲2018年河北省專利獎一等獎。
