軌道車輛的電壓指示裝置和軌道車輛的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種軌道車輛的電壓指示裝置和軌道車輛，該電壓指示裝置包括電壓檢測單元和指示燈，電壓檢測單元用于與軌道車輛的供電線路相連，以檢測供電線路的輸出電壓；指示燈通過供電線路與所述電壓檢測單元構成電流回路；其中，在供電線路的輸出電壓大于第一電壓閾值時，電壓檢測單元接通，進而所述電壓檢測單元和所述指示燈通過供電線路構成閉合電流回路，以使指示燈亮起。該電壓指示裝置，無需外接電壓源即可工作，只要將其連接在車輛的供電線路中即可，可直觀實時的顯示支撐電容兩端的電壓情況，該顯示裝置的工作狀態不受外界設備影響，安全穩定，不易發生故障，因此，可提高對軌道車輛中電氣設備進行維修的安全性。
【專利說明】軌道車輛的電壓指示裝置和軌道車輛
【技術領域】
[0001]本發明涉及電氣控制技術，尤其涉及一種軌道車輛的電壓指示裝置和軌道車輛。【背景技術】
[0002]現有的軌道車輛的供電線路中通常設置有多個支撐電容，以通過支撐電容的充放電作用抑制供電線路中的電壓波動，由于供電線路的電壓高，通常為上千伏的電壓，所需支撐電容的容量也較高。
[0003]支撐電容和車輛的其他電氣設備通常設置在軌道車輛的電氣柜內，在車輛行駛過程中，會通過供電線路的輸出電壓為支撐電容充電，當車輛停止運行供電線路斷電時，支撐電容會進行放電，需要一段時間通過放電電阻將自身的能量釋放，隨著能量的釋放，支撐電容兩端的電壓會逐漸降低，但是如果在支撐電容兩端的電壓未達到安全電壓之前，維修人員打開電氣柜對其中的電氣設備進行檢查維修是十分危險的，因此有必要設置必要的警示措施，通過警示設備進行警示，在支撐電容兩端的電壓未達到安全電壓之前禁止打開電氣柜。
[0004]現有的警示措施中，一般硬性的要求在車輛的供電線路斷電15分鐘之內禁止打開電氣柜，通過采用合適阻值的放電電阻，在15分鐘之內使支撐電容兩端的電壓達到安全電壓。這種警示措施雖然簡單，但不能直觀實時的反應出支撐電容兩端的電壓，如放電電阻或放電線路出現問題，維修人員無法得知支撐電容兩端的電壓，因此存在很大的安全隱患。
[0005]現有技術中，還有一種方案是采用電壓傳感器采集支撐電容兩端的電壓，并通過顯示裝置進行顯示，由于電壓傳感器本身是有源器件，需要車輛中的蓄電池為其提供工作電壓，而蓄電池是通過車輛的供電線路輸出的電壓為其充電，當車輛的供電線路斷電后，容易造成蓄電池饋電，這樣蓄電池將無法為電壓傳感器供電，進而造成電壓傳感器無法正常工作，一旦電壓傳感器無法正常工作，維修人員也將無法得知支撐電容兩端的電壓，該種方案仍然存在較大的安全隱患。
【發明內容】
[0006]本發明的第一個方面是提供一種軌道車輛的電壓指示裝置，以提高對軌道車輛中電氣設備進行維修的安全性。
[0007]為實現上述目的，本發明提供的軌道車輛的電壓指示裝置，包括:
[0008]電壓檢測單元，用于與軌道車輛的供電線路相連，以檢測供電線路的輸出電壓；
[0009]指示燈，通過供電線路與所述電壓檢測單元構成電流回路；
[0010]其中，在供電線路的輸出電壓大于第一電壓閾值時，所述電壓檢測單元接通，進而所述電壓檢測單元和所述指示燈通過供電線路構成閉合電流回路，以使所述指示燈亮起。
[0011]本發明第二個方面是提供一種軌道車輛，所述軌道車輛中設置有供電線路，所述供電線路中設置有支撐電容，還包括本發明提供的電壓指示裝置，其中，所述電壓指示裝置中的電壓檢測單元與所述供電線路相連。[0012]本發明提供的電壓指示裝置，無需外接電壓源即可工作，只要將其連接在車輛的供電線路中即可，可直觀實時的顯示支撐電容兩端的電壓情況，該顯示裝置的工作狀態不受外界設備影響，安全穩定，不易發生故障，因此，可提高對軌道車輛中電氣設備進行維修的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例所提供的軌道車輛的電壓指示裝置的結構示意圖；
[0014]圖2為本發明另一實施例所提供的軌道車輛的電壓指示裝置的結構示意圖；
[0015]圖3為本發明又一實施例所提供的軌道車輛的電壓指示裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]軌道車輛中通常設置有供電線路，以通過供電線路的傳輸電能，為軌道車輛提供所需的電壓。供電線路中通常設置有多個支撐電容，以通過支撐電容的充放電作用抑制供電線路中的電壓波動。
[0017]在車輛行駛過程中，會通過供電線路的輸出電壓為支撐電容充電，當車輛停止運行供電線路斷電時，支撐電容會進行放電，隨著能量的釋放，支撐電容兩端的電壓會逐漸降低，由于支撐電容并聯在供電線路中，此時，供電線路的輸出電壓也就等于支撐電容兩端的電壓。
[0018]本發明實施例提供的電壓指示裝置，可用于指示軌道車輛的供電線路的輸出電壓，也就是可指示支撐電容兩端的電壓，以判斷支撐電容兩端的電壓是夠為安全電壓，為維修人員打開電氣柜對其中的電氣設備進行檢查維修提供指示信號。
[0019]圖1為本發明實施例所提供的軌道車輛的電壓指示裝置的結構示意圖，如圖1所示，該電壓指示裝置包括電壓檢測單元10和指示燈L。
[0020]電壓檢測單元10，用于與軌道車輛的供電線路相連，以檢測供電線路的輸出的電壓；
[0021]指示燈L，通過供電線路與所述電壓檢測單元10構成電流回路；
[0022]其中，在供電線路的輸出電壓大于第一電壓閾值時，所述電壓檢測單元10接通，進而所述電壓檢測單元10和所述指示燈L通過供電線路構成閉合電流回路，以使所述指示燈L亮起。
[0023]本實施例中，第一電壓閾值以不會對人體造成危害的安全電壓的參考，根據目前的行業規定，安全電壓為36V，因此該第一電壓閾值可以為等于或小于該安全電壓的電壓值。
[0024]電壓檢測單元10為無源器件，無需外界提供的電壓源，該電壓檢測單元10與供電線路相連，即可檢測供電線路的輸出電壓，只有當供電線路的輸出電壓大于第一電壓閾值時，即大于安全電壓時，電壓檢測單元10才接通，進而電壓檢測單元10和指示燈L通過供電線路構成閉合電流回路，指示燈L會亮起，當供電線路的輸出電壓小于第一電壓閾值時，即小于安全電壓時，電源檢測單元10不會接通，進而電壓檢測單元10和指示燈L通過供電線路構成的電流回路未開路狀態,指TjV燈L也不會売起。
[0025]該電壓指示裝置可用于指示軌道車輛的供電線路的輸出電壓，而支撐電容C并聯在供電線路中，也就是說，供電線路的輸出電壓等于支撐電容C兩端的電壓，因此，可通過該電壓指示裝置指示支撐電容C兩端的電壓，當指示燈L亮起時，說明支撐電容C兩端的電壓大于安全電壓，提示維修人員此時不能打開電氣柜對其中的電氣設備進行維修，以免發生觸點危險，當指示燈L熄滅時，說明支撐電容C兩端的電壓小于安全電壓，維修人員此時可打開電氣柜對其中的電氣設備進行維修。
[0026]由上述技術方案可知，該電壓指示裝置無需外接電壓源即可工作，只要將其連接在車輛的供電線路中即可，可直觀實時的顯示支撐電容兩端的電壓情況，該顯示裝置的工作狀態不受外界設備影響，安全穩定，不易發生故障，因此，可提高對軌道車輛中電氣設備進行維修的安全性。
[0027]圖2為本發明另一實施例所提供的軌道車輛的電壓指示裝置的結構示意圖，如圖2所示,在上述實施例的基礎上,進一步的,該電壓指示裝置中，所述電壓檢測單元包括串聯的第一穩壓二極管ZD1和第一電阻R1,其中，
[0028]所述第一穩壓二極管ZD1的反向擊穿電壓等于第一電壓閾值，在供電線路的輸出電壓大于第一電壓閾值時，所述第一穩壓二極管ZD1反向擊穿，進而所述第一穩壓二極管ZD1、所述第一電阻R1和所述指示燈L通過供電線路構成閉合電流回路，以使所述指示燈L亮起。
[0029]穩壓二極管是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件，當施加在穩壓二極管兩端的反向電壓大于其反向擊穿電壓時，穩壓二極管擊穿導通，其反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中流過穩壓二極管的電流增加而電壓則保持恒定，穩壓二極管是根據其反向擊穿電壓來分檔的。
[0030]本實施例中，可選擇合適參數的第一穩壓二極管，使第一穩壓二極管的反向擊穿電壓等于第一電壓閾值。
[0031]下面參照圖3所示，介紹本實施例方案的工作原理:
[0032]施加在第一穩壓二極管ZD1正極與負極之間的反向電壓為供電線路的輸出電壓，當供電線路的輸出電壓未超過第一穩壓二極管ZD1的反向擊穿電壓時，也就是供電線路的輸出電壓小于安全電壓時，第一穩壓二極管ZD1具有很高的電阻，第一穩壓二極管ZD1不能導通，因此，第一穩壓二極管ZD1、第一電阻R1和指示燈L通過供電線路構成的電流回路為開路狀態，指示燈L為熄滅狀態。
[0033]當供電線路的輸出電壓大于第一穩壓二極管ZD1的反向擊穿電壓時，也就是供電線路的輸出電壓大于安全電壓時，第一穩壓二極管ZD1反向擊穿導通,其電阻降低到一個很小的數值，第一穩壓二極管ZD1兩端的電壓保持其反向擊穿電壓，因此，第一穩壓二極管ZD1、第一電阻R1和指示燈L通過供電線路構成閉合電流回路，指示燈L亮起，第一電阻R1起到限制流過指示燈L的電流的作用，避免因流過指示燈L的電流過大而損壞。
[0034]該實施例中，第一穩壓二極管和第一電阻構成電壓檢測單元，該電路結構簡單，易于實現，并且成本低，本實施例只是提供一種電路結構的電壓檢測單元，當然，電壓檢測單元也采用其他的硬件電路實現，并不限于本實施例所述。
[0035]圖3為本發明又一實施例所提供的軌道車輛的電壓指示裝置的結構示意圖，基于上述實施例，如圖3所示，該電壓顯示裝置還可以包括第二穩壓二極管ZD2和第二電阻R2。
[0036]第二穩壓二極管ZD2,與所述第一穩壓二極管ZD1、第一電阻R1和指示燈L所在的支路并聯；
[0037]第二電阻R2,與所述第一穩壓二極管ZD1、第一電阻R1和指示燈L所在的支路串聯；
[0038]其中，所述第二穩壓二極管ZD2的反向擊穿電壓等于第二電壓閾值，且所述第二電壓閾值大于第一電壓閾值，在供電線路的輸出電壓大于第二電壓閾值時，所述第二穩壓二極管ZD2反向擊穿，以使所述第一穩壓二極管ZD1、所述第一電阻R1和所述指示燈L所在支路兩端的電壓等于所述第二穩壓二極管ZD2的反向擊穿電壓，進而第一穩壓二極管ZD1反向擊穿，所述第一穩壓二極管ZD1、第一電阻R1、指示燈L和所述第二電阻R2通過供電線路構成閉合電流回路，以使所述指示燈L亮起。
[0039]本實施例方案的原理是:
[0040]施加在第一穩壓二極管ZD1正極與負極之間反向電壓和施加在第二穩壓二極管ZD2正極與負極之間的反向電壓均為供電線路的輸出電壓，當供電線路的輸出電壓大于第一電壓閾值時，也就是大于第二穩壓二極管ZD2的反向擊穿電壓時，第二穩壓二極管ZD2反向擊穿導通，第二穩壓二極管ZD2兩端的電壓保持其反向擊穿電壓，此時，施加在第一穩壓二極管ZD1K在串聯支路兩端的電壓為第二穩壓二極管ZD2的反向擊穿電壓，由于該電壓等于第二電壓閾值，大于第一穩壓二極管ZD1的反向擊穿電壓，第一穩壓二極管ZD1將反向擊穿，因此，第一穩壓二極管ZD1、第一電阻R1、指示燈L和第二電阻R2構成通過供電線路閉合電流回路，指示燈L亮起，第一電阻R1和第二電阻R2均起到限制流過指示燈的電流的作用。
[0041]當車輛停止運行供電線路斷電時，支撐電容C會進行放電，隨著能量的釋放，支撐電容兩端C的電壓會逐漸降低，即供電線路的輸出電壓將逐漸降低，當供電線路的輸出電壓降低至大于第一穩壓二極管反向擊穿電壓，而小于第二穩壓二極管ZD2的反向擊穿電壓時，第一穩壓二極管ZD1反向擊穿導通，而第二穩壓二極管ZD2不能導通，第一穩壓二極管ZD1、第一電阻R1、指示燈L和第二電阻R2通過供電線路構成閉合電流回路，指示燈L仍然亮起。
[0042]當供電線路的輸出電壓進一步降低，小于第一電壓閾值時，也就是小于安全電壓時，第一穩壓二極管ZD1和第二穩壓二極管ZD2均不能導通，因此，第一穩壓二極管ZD1、第一電R1阻、指示燈L和第二電阻R2通過供電線路構成的電流回路為開路狀態，指示燈L為熄滅狀態。
[0043]本實施例中，通過設置第二穩壓二極管，當供電線路的輸出電壓大于第二電壓閾值時，第二穩壓二極管擊穿導通，使第一穩壓二極管兩端的電壓穩定保持在第二穩壓二極管的反向擊穿電壓，可對第一穩壓二極管起到保護作用，避免施加在第一穩壓二極管兩端的電壓過高而損壞，可使該電壓指示裝置工作在更寬的電壓范圍，不會因供電線路的輸出電壓提升而損壞。
[0044]本發明實施例還提供了一種軌道車輛，所述軌道車輛中設置有供電線路，所述供電線路中設置有支撐電容，還包括本發明實施例提供的電壓指示裝置，其中，所述電壓指示裝置中的電壓檢測單元與所述供電線路相連。
[0045]本發明實施例提供的軌道車輛，該軌道車輛中設置有本發明實施例提供的電壓指示裝置，該指示裝置無需外接電壓源即可工作，只要將其連接在車輛的供電線路中即可，可直觀實時的顯示支撐電容兩端的電壓情況，該顯示裝置的工作狀態不受外界設備影響，安全穩定，不易發生故障，因此，可提高對軌道車輛中電氣設備進行維修的安全性。
[0046]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種軌道車輛的電壓指示裝置，其特征在于，包括: 電壓檢測單元，用于與軌道車輛的供電線路相連，以檢測供電線路的輸出電壓； 指示燈，通過供電線路與所述電壓檢測單元構成電流回路； 其中，在供電線路的輸出電壓大于第一電壓閾值時，所述電壓檢測單元接通，進而所述電壓檢測單元和所述指示燈通過供電線路構成閉合電流回路，以使所述指示燈亮起。
2.根據權利要求1所述的軌道車輛的電壓指示裝置，其特征在于: 所述電壓檢測單元包括串聯的第一穩壓二極管和第一電阻，其中， 所述第一穩壓二極管的反向擊穿電壓等于第一電壓閾值，在供電線路的輸出電壓大于第一電壓閾值時，所述第一穩壓二極管反向擊穿，進而所述第一穩壓二極管、所述第一電阻和所述指示燈通過供電線路構成閉合電流回路，以使所述指示燈亮起。
3.根據權利要求2所述的軌道車輛的電壓指示裝置，其特征在于，還包括: 第二穩壓二極管，與所述第一穩壓二極管、第一電阻和指示燈所在的支路并聯； 第二電阻，與所述第一穩壓二極管、第一電阻和指示燈所在的支路串聯； 其中，所述第二穩壓二極管的反向擊穿電壓等于第二電壓閾值，且所述第二電壓閾值大于第一電壓閾值，在供電線路的輸出電壓大于第二電壓閾值時，所述第二穩壓二極管反向擊穿，以使所述第一穩壓二極管、所述第一電阻和所述指示燈所在支路兩端的電壓等于所述第二穩壓二極管的反向擊穿電壓，進而第一穩壓二極管反向擊穿，所述第一穩壓二極管、第一電阻、指示燈和所述第二電阻通過供電線路構成閉合電流回路，以使所述指示燈亮起。
4.一種軌道車輛，所述軌道車輛中設置有供電線路，所述供電線路中設置有支撐電容，其特征在于，還包括權利要求1-3任一所述的電壓指示裝置，其中，所述電壓指示裝置中的電壓檢測單元與所述供電線路相連。
【文檔編號】B60L3/00GK103660951SQ201210326269
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月5日 優先權日:2012年9月5日
【發明者】孫佳偉, 付強, 董尋 申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發中心