CN118973844A - 编组车辆 - Google Patents

Abstract

编组车辆具备：电力母线（11、111、112），其跨多个车辆（1‑6）配线；及电路断路单元（30），其配置于所述多个车辆中的至少一个中间车辆（4）的车端部（26a）中的车顶与顶板之间的车顶内空间（Sa），切断所述电力母线中流动的电流。所述电路断路单元包括：第一连接器（42），其与配置于所述中间车辆的所述电力母线电气性连接，具有第一电力端子；第二连接器（43），其与配置于所述多个车辆中的与所述中间车辆相邻的车辆的所述电力母线电气性连接，具有第二电力端子；及电路断路器（41），其设于所述第一电力端子与所述第二电力端子之间。

Description

编组车辆

技术领域

本发明涉及多个车辆相互连结而成的编组车辆。

背景技术

专利文献1公开了具备相互连结的多个车辆的编组车辆。相邻的车辆彼此通过高压引通线电气性连接。在高压引通线设有切断相邻车辆间的电气性连接的电路断路器。在专利文献1中，容纳电路断路器的机器箱配置于车体的地板下，以使作业人员无需登上车辆的车顶上而进行相邻车辆间的电气性分离。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2009-136142号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

但是，若将电路断路器配置于车体地板下，则需要自车体悬挂电路断路器的构件及保护电路断路器的构件，因此零件数增加而车辆重量增加。又，若将电路断路器配置于车顶上，则在高速行驶时会扰乱空气流动而产生风噪。又，若将电路断路器配置于车体外部，则车辆外观也受到损害。

因此本公开的一方式的目的在于达成车辆轻量化、噪音降低及外观提升。

解决问题的技术手段：

本公开的一形态的编组车辆，是多个车辆相互连结而成的编组车辆，具备：电力母线，其跨所述多个车辆配线；及电路断路单元，其配置于所述多个车辆中的至少一个中间车辆的车端部中的车顶与顶板之间的车顶内空间，切断所述电力母线中流动的电流。所述电路断路单元包括：第一连接器，其与配置于所述中间车辆的所述电力母线电气性连接，具有第一电力端子；第二连接器，其与配置于所述多个车辆中的与所述中间车辆相邻的车辆的所述电力母线电气性连接，具有第二电力端子；及电路断路器，其设于所述第一电力端子与所述第二电力端子之间。

发明效果：

根据本公开的一形态，与将电路断路单元配置于地板下的情况相比，能够削减电路断路单元的悬挂及保护用的构件；与将电路断路单元露出配置于车顶上的情况相比，能够降低高速行驶时的风噪并且外观也变良好。因此，能够达成车辆轻量化、噪音降低及外观提升。

附图说明

图1是概略性地示出第一实施方式的编组车辆的侧视图；

图2是示出图1的编组车辆的电气系统的示意图；

图3是图1的特高压电路断路单元的俯视图；

图4是图3的特高压电路断路单元的连接器及电缆连接器的剖视图；

图5是图1的编组车辆的特高压电路断路单元及其附近的示意图；

图6是概略性地示出包括图5的电路的编组车辆的侧视图；

图7是概略性地示出第二实施方式的编组车辆的侧视图；

图8是示出图7的编组车辆的电气系统的示意图；

图9是图7的特高压电路断路单元的俯视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明实施方式。

（第一实施方式）

图1是概略性地示出第一实施方式的编组车辆10的侧视图。如图1所示，铁路车辆1是多个车辆1～6相互连结而成的编组列车。另，在本实施方式中，作为一例示出六节编组，但车辆数并不限于此。在配置于编组车辆10的车辆长度方向的两端的端车辆1、6（也称为前头车辆）之间配置有中间车辆2～5。在图1的例中，端车辆1、6为第一节及第六节车辆。在第二节中间车辆2的车顶上搭载有受电弓（pantograph）8，在第五节中间车辆5搭载有受电弓9。第二节及第五节中间车辆2、5为驱动车辆。中间车辆2在地板下搭载主变压器18。中间车辆5在地板下搭载主变压器19。另，受电弓或主变压器等各机器的配置并不限于此。

中间车辆2～6的车体26具有车顶27、配置于车顶27的下方的顶板28、及配置于车顶27与顶板28之间的车顶内空间S。与受电弓8、9电气性连接的电力母线11跨越多个车辆2～6配线。流经电力母线11的电流的电压（例如25 kV）大于7000 V，因此电力母线11也可称为特高压母线。另，在本实施方式中，流经电力母线11的电流为交流，但也可为直流。

电力母线11的至少一部分配置于车顶内空间S。在本实施方式中，电力母线11除配置于相邻车辆间的部分以外，整体配置于车顶内空间S。在中间车辆4的车顶内空间S配置有切断电力母线11中流动的电流的特高压电路断路单元30（第一电路断路单元）。在中间车辆2、6的车顶内空间S分别配置有主变压器电路断路单元14、15（第二电路断路单元）。主变压器电路断路单元14、15各自的构造与特高压电路断路单元30的构造相同。

电力母线11包括架设于第三节中间车辆3与第四节中间车辆4之间的连结电力电缆111。连结电力电缆111与配置于中间车辆3中的与中间车辆4相向的车端部的直线接头13、及配置于中间车辆4中的与中间车辆3相向的车端部的特高压电路断路单元30接合。在特高压电路断路单元30也接合有在中间车辆4的车顶内空间S朝向中间车辆5配线的车辆电力电缆112。

特高压电路断路单元30兼作介设于连结电力电缆111与车辆电力电缆112之间的接头（joint）。编组车辆10具有包括受电弓8的第一电力系统单元G1、及包括受电弓9的第二电力系统单元G2，这两个电力系统单元G1、G2通过特高压电路断路单元30相互连接。

图2是示出图1的编组车辆10的电气系统的示意图。如图2所示，特高压电路断路单元30介设于电力母线11中的连接于受电弓8的部分与电力母线11中的连接于受电弓9的部分之间。在中间车辆2的地板下配置有主变压器18、转换器（converter）20、逆变器（inverter）22及主电动机24。在中间车辆6的地板下也配置有主变压器19、转换器21、逆变器23及主电动机25。主变压器18、19、转换器20、21及逆变器22、23为地板下机器的例。主电动机24及主电动机25为了驱动轮轴而搭载于台车。

在中间车辆2中，供电电路32自电力母线11分支。在中间车辆6中，供电电路33自电力母线11分支。供电电路32、33是将电力母线11分别连接于主变压器18、19的电路。在供电电路32介设有可切断自电力母线11朝向主变压器18流动的电流的主变压器电路断路单元14。在供电电路33介设有可切断自电力母线11朝向主变压器19流动的电流的主变压器电路断路单元15。

由主变压器18、19分别降压的交流电流由转换器20、21分别转换为直流。该转换后的直流电流由逆变器22、23转换为交流。该转换后的交流电流分别供给于主电动机24、25。在其他的中间车辆3～5未搭载主变压器，但可搭载转换器、逆变器及主电动机。另，在流经电力母线11的电流为直流的情况下不需要转换器20、21。

图3是图1的特高压电路断路单元30的俯视图。如图3所示，特高压电路断路单元30具备电路断路器41、第一连接器42、第二连接器43、及第三连接器44。各连接器42～44自电路断路器41向侧方突出。第一连接器42具有由朝向梢端缩径的大致圆锥状的绝缘体构成的第一壳体42a、及自第一壳体42a的梢端突出的第一电力端子42b。第二连接器43具有由朝向梢端缩径的大致圆锥状的绝缘体构成的第二壳体43a、及自第二壳体43a的梢端突出的第二电力端子43b。第三连接器44具有由朝向梢端缩径的大致圆锥状的绝缘体构成的第三壳体44a、及自第三壳体44a的梢端突出的第三电力端子44b。

电路断路器41例如为具有可开闭的内部电路的真空断路器（VCB）。电路断路器41设于第一电力端子42b与第二电力端子43b之间。即，电路断路器41构成为可开闭第一电力端子42b与第二电力端子43b之间的电路。

电路断路器41具有断路器本体46及致动器47。断路器本体46具有开闭第一电力端子42b与第二电力端子43b之间的电路的内部电路。致动器47具有以使断路器本体46的内部电路开闭的方式电磁地驱动断路器本体46的驱动电路47a。驱动电路47a为当自控制装置35经由输出控制线70进行电力供给时，使断路器本体46为闭状态，另一方面，当停止自控制装置35经由输出控制线70的电力供给时，使断路器本体46为开状态。即，电路断路器41被设定为成为常开（normal open）。

在车辆电力电缆112的梢端部安装有第一电缆连接器51。在连结电力电缆111的梢端部安装有第二电缆连接器52。第一电缆连接器51与第一连接器42连接，由此车辆电力电缆112的端子与特高压电路断路单元30的第一电力端子42b导通。第二电缆连接器52与第二连接器43连接，由此连结电力电缆111的端子与特高压电路断路单元30的第二电力端子43b导通。即，第一电力端子42b与电力母线11中的配置于中间车辆4的部分电气性连接，第二电力端子43b与电力母线11中的自中间车辆4朝向相邻的中间车辆3延伸的部分电气性连接。

图4是图3的特高压电路断路单元30的第一连接器42及第一电缆连接器51的剖视图。如图4所示，第一连接器42在锥状的第一壳体42a的内部具有与电路断路器41的内部电路连接的导体42c。在导体42c的梢端固定有作为螺栓的第一电力端子42b。第一电力端子42b以自壳体42a露出的方式较壳体42a向更外侧突出。

第一电缆连接器51具有由弹性绝缘材料构成的T形状的壳体61。壳体61具有供车辆电力电缆112的梢端部插入的基底筒部61a、以与基底筒部61a大致正交的方式连续而在梢端形成有嵌合口61d的嵌合筒部61b、及与基底筒部61a大致正交而与嵌合筒部61b在大致同一直线上向相反方向突出的作业用筒部61c。各筒部61a～c的内部空间相互连通作为整体具有T形状。

在壳体61以将与车辆电力电缆112的长度方向大致正交的方向作为嵌合方向的方式设有嵌合口61d。嵌合筒部61b的内周面具有与第一连接器42的壳体42a的外形相匹配的大致圆锥形状。在作业用筒部61c设有在嵌合口61d的相反侧开口的作业开口61e。

在车辆电力电缆112的梢端部，护套112a被剥离而露出电缆绝缘体112b，自电缆绝缘体112b的梢端露出电缆导体112c，在电缆导体112c接合有电缆端子122。在电缆端子122的梢端部设有连接孔122a。电缆端子122位于壳体61的内部，压接于电缆导体112c的基端部具有筒形状，设有连接孔122a的梢端部具有板形状。车辆电力电缆112的端部及电缆端子122插入至壳体61的基底筒部61a。电缆端子122的梢端部在壳体61的嵌合筒部61b的内部空间露出，电缆端子122的连接孔122a的中心与嵌合筒部61b的内部空间的中心大致一致。

将第一电缆连接器51的嵌合筒部61b嵌合于特高压电路断路单元30的第一连接器42后，第一电力端子42b插通电缆端子122的连接孔122a。经由作业用开口61e将螺母63紧固于第一电力端子42b中的自连接孔122a突出的部分，由此电缆端子122与第一电力端子42b相互连接。在作业开口61e填充绝缘塞65，通过盖62封闭作业开口61e。

另，第二连接器43及第三连接器44的构造与第一连接器42的构造相同，第二电缆连接器52及避雷器连接器53的构造也与第一电缆连接器51的构造相同，因此省略该等的详细说明。

图5是图1的编组车辆10的特高压电路断路单元30及其附近的示意图。如图5所示，中间车辆4的顶板28具有配置于客室上方的第一顶板28a、及配置于车体26的车端部26a且低于第一顶板28a的第二顶板28b。在第二顶板28b的上侧的车顶内空间Sa配置有特高压电路断路单元30。在第二顶板28b的下方配置有配电室29。车辆电力电缆112通过第一顶板28a上方的车顶内空间S，但也可通过车顶27的上侧。

在配电室29配置有具有控制电路36的控制装置35。控制电路36经由电源线70与特高压电路断路单元30电气性连接。在控制电路36连接有编组车辆1的电源线71。控制电路36可将自电源线71供给的电力经由输出控制线70供给于特高压电路断路单元30。在控制电路36连接有输入控制线72。

控制电路36自电源线71进行电力供给，且自输入控制线72接收连接指令后，将来自电源线71的电力经由输出控制线70供给于特高压电路断路单元30。控制电路36自电源线71停止电力供给、或自输入控制线72接收断路指令后，停止向特高压电路断路单元30的电力供给。作为一例，所述连接指令为自控制线72向控制电路36的供电，所述断路指令为自控制线72向控制电路36的供电的停止。

图6是概略性地示出包括图5的电路的编组车辆10的侧视图。如图6所示，输入控制线72自中间车辆4经由端车辆6串联地延伸至端车辆1，并与电源连接。在输入控制线72上串联地设有第一操作开关SW1、第二操作开关SW2及第三操作开关S3。第一操作开关SW1配置于搭载有控制装置35的中间车辆4的车内。第二操作开关SW2配置于端车辆6的车内，例如配置于驾驶室。第三操作开关SW3配置于端车辆1的车内，例如配置于驾驶室。第一～第三操作开关SW1～SW3构成为由人手动操作。

当第一～第三操作开关SW1～SW3全部成为导通（on）状态（闭状态）时，电流自输入控制线72流入控制电路36。控制电路36自输入控制线72接收电力供给后，将用于使特高压电路断路单元30成为闭状态的连接信号经由输出控制线70向特高压电路断路单元30发出。即，自输入控制线72向控制电路36的电力供给起到使特高压电路断路单元30成为闭状态的连接指令的作用。又，自输出控制线70向电路断路单元30供电意味着自控制电路36向电路断路单元30的所述连接信号。

当第一～第三操作开关SW1～SW3的任一个成为断开（off）状态（开状态）时，电流不会自输入控制线72流入控制电路36。控制电路36停止来自输入控制线72的电力供给后，将用于使特高压电路断路单元30成为开状态的断路信号经由输出控制线70向特高压电路断路单元30发出。即，自输入控制线72向控制电路36的电力供给的停止起到使特高压电路断路单元30成为开状态的断路指令的作用。又，自输出控制线70向电路断路单元30的供电停止意味着自控制电路36向电路断路单元30的所述断路信号。

作业人员或乘务员即使不登上车顶27的上方或下到地板下直接接触（access）特高压电路断路单元30，只要在中间车辆4的车内手动操作操作开关SW1，也可使特高压电路断路单元30动作。另，操作开关SW1的配置场所并不限于车内，例如可以是车体26的地板下。

根据以上所说明的结构，与将特高压电路断路单元30配置于地板下的情况相比，能够削减特高压电路断路单元30的悬挂及保护用的构件；与将特高压电路断路单元30露出配置于车顶上的情况相比，能够降低高速行驶时的风噪并且外观也变良好。因此，能够达成车辆轻量化、噪音降低及外观提升。

当存在向驱动电路47a的电力供给时，断路器本体46成为闭状态，当停止向驱动电路47a的电力供给时，断路器本体46成为开状态，因此在由于发生异常而成为停止向驱动电路47a的电力供给的状态时，电路断路器41成为开状态而能够提高安全性。

电路断路器41根据由设于车内的第一～第三操作开关SW1～SW3的任一个的操作产生的指令进行动作，因此作业人员或乘务员无需在车顶上或地板下进行作业，能够大幅地降低作业负荷同时也改善作业的安全性。

在自端车辆1、6延伸至中间车辆4的输入控制线72上串联地设有第一～第三操作开关SW1～SW3，因此虽然使结构简化但能够在方便的场所操作电路断路器41。

主变压器18、19用的主变压器电路断路单元14、15也配置于车顶内空间S，因此能够进一步良好地达成车辆轻量化、噪音降低及外观提升。

（第二实施方式）

图7是概略性地示出第二实施方式的编组车辆110的侧视图。另，对于与第一实施方式共通的结构标注同一符号并省略说明。如图7所示，在第二实施方式的编组车辆110中，在搭载特高压电路断路单元130的中间车辆104的地板下配置有主变压器118。在特高压电路断路单元130连接有自电力母线11向作为地板下机器的主变压器118供电的供电电路132。即，在特高压电路断路单元130中，电路在电力母线11的两个方向及供电电路132的一个方向合计三个方向上分支。

图8是示出图7的编组车辆110的电气系统的示意图。如图8所示，在中间车辆104的地板下配置有主变压器118、转换器120、逆变器122及主电动机124。供电电路132在中间车辆104中自电力母线11分支。供电电路132将电力母线11与主变压器118连接。在供电电路132介设有切断自电力母线11朝向主变压器118流动的电流的主变压器电路断路单元114。

由主变压器118降压的交流电流由转换器120转换为直流。该转换后的直流电流由逆变器122转换为交流。该转换为交流的电流供给于主电动机124。另，在图7中省略主变压器电路断路单元114的图示，但主变压器电路断路单元114可以与特高压电路断路单元30一起配置于车顶内空间S。但是，主变压器电路断路单元114也可以配置于地板下。

图9是图7的特高压电路断路单元130的俯视图。如图9所示，在第二实施方式的特高压电路断路单元130中，与第一实施方式的特高压电路断路单元30相比增加了连接器数量。为了方便起见，将第一实施方式的第三连接器44称为第四连接器，将新追加的连接器145称为第三连接器。第三连接器145的结构与第一及第二连接器42、43的结构相同。第三连接器145具有由朝向梢端缩径的大致圆锥状绝缘体的构成的第三壳体145a、及自第三壳体145a的梢端突出的第三电力端子145b。电路断路器141使第一电力端子42b与第二电力端子43b之间的电路可切断，将第三电力端子145b与第一电力端子42b或第二电力端子43b导通。

在第三连接器145连接有构成供电电路132（参照图7）的供电电缆113。在供电电缆113的梢端部安装有第三电缆连接器154。第三电缆连接器154的结构与第一电缆连接器51的结构相同。第三电缆连接器154与第三连接器145连接，由此供电电缆113的导体与特高压电路断路单元30的第三连接器145的第三电力端子145b导通。

根据这样的结构，特高压电路断路单元130兼具三分支接头的作用，无需另外设置接头，因此能够提高车载零件的配置自由度。另，由于其他结构与上述第一实施方式相同，因此省略说明。

如以上，本申请中作为公开的技术性示例而说明了所述实施方式。但是，本公开的技术不限于此，也可适用于进行了适当变更、置换、附加、省略等的实施方式中。又，也可组合所述实施方式中说明的各结构要素而成为新的实施方式。例如，可以将一个实施方式中的一部分结构或方法用于其他实施方式，实施方式中的一部分结构能从其他实施方式中的其他结构分离而任意抽出。又，所附说明书附图及详细说明中记载的结构要素中不仅包括为了解决技术问题所必要的结构要素，为了例示所述技术，还包括为了解决技术问题所非必要的结构要素。

符号说明：

2～6、104 中间车辆

10、110 编组车辆

11 电力母线

14、15、114 主变压器电路断路单元（第二电路断路单元）

18、19、118 主变压器（地板下机器）

26 车体

26a 车端部

27 车顶

28 顶板

30、130 特高压电路断路单元（第一电路断路单元）

36 控制电路

41 电路断路器

42 第一连接器

42b 第一电力端子

43 第二连接器

43b 第二电力端子

44 第三连接器

44b 第三电力端子

46 断路器本体

47 致动器

47a 驱动电路

70 输出控制线

71 电源线

72 输入控制线

132 供电电路

145 第三连接器

145b 第三电力端子

S、Sa 车顶内空间

SW 操作开关。

Claims (6)

1. 一种编组车辆，其特征在于，是多个车辆相互连结而成的编组车辆，具备：

电力母线，其跨所述多个车辆配线；及

电路断路单元，其配置于所述多个车辆中的至少一个中间车辆的车端部中的车顶与顶板之间的车顶内空间，切断所述电力母线中流动的电流，

所述电路断路单元包括：

第一连接器，其与配置于所述中间车辆的所述电力母线电气性连接，具有第一电力端子；

第二连接器，其与配置于所述多个车辆中的与所述中间车辆相邻的车辆的所述电力母线电气性连接，具有第二电力端子；及

电路断路器，其设于所述第一电力端子与所述第二电力端子之间。

2.根据权利要求1所述的编组车辆，其特征在于，

所述电路断路器包括使所述第一电力端子与所述第二电力端子之间的电路开闭的断路器本体、及驱动所述断路器本体的驱动电路，

所述驱动电路为当向所述驱动电路供给电力时，使所述断路器本体为闭状态，

所述驱动电路为当停止向所述驱动电路的电力供给时，使所述断路器本体为开状态。

3.根据权利要求1或2所述的编组车辆，其特征在于，

还具备设于所述多个车辆的至少一个的车内的操作开关，

所述电路断路器根据来自所述操作开关的指令信号动作。

4.根据权利要求3所述的编组车辆，其特征在于，

所述操作开关为第一操作开关，

所述编组车辆还具备设于所述多个车辆中的端车辆的车内的第二操作开关，

所述中间车辆还包括连接有控制线且经由输出控制线与所述电路断路器连接的控制电路，

所述输入控制线自所述端车辆延伸至所述中间车辆，

所述第一操作开关及所述第二操作开关串联地设于所述输入控制线上，

所述控制电路在自所述输入控制线接收由所述第一操作开关或所述第二操作开关的操作产生的断路指令时，发出使所述电路断路器为开状态的断路信号。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的编组车辆，其特征在于，

还具备自所述电力母线向地板下机器供电的供电电路，

所述电路断路单元还包括与所述供电电路电气性连接，且与第三电力端子一体地连接的第三连接器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的编组车辆，其特征在于，还具备：

主变压器，其配置于所述多个车辆的一个驱动车辆的地板下；

供电电路，其自所述电力母线向所述主变压器供电；及

第二电路断路单元，其配置于所述驱动车辆的车顶与顶板之间的车顶内空间，切断所述供电电路中流动的电流。