РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
RAIL VEHICLE

Изобретение относится к рельсовому транспортному средству с электрическим оборудованием, которое имеет электрические компоненты и, по меньшей мере, один контейнерный блок, который предусмотрен для установки электрических компонентов.
Электрическое оборудование рельсового транспортного средства обычно имеет несколько функциональных блоков, которые размещены в так называемых аппаратных контейнерах или же электрических шкафах.
В основе изобретения лежит задача по предоставлению рельсового транспортного средства с контейнерным блоком, посредством которого могут достигаться незначительные расходы относительно монтажа электрического оборудования, а также простое и безопасное техническое обслуживание установленных компонентов.
Для этого предлагается то, что контейнерный блок имеет несколько отделенных друг от друга в пространстве, граничащих друг с другом областей напряжения, с которыми в каждом случае согласовано различное напряжение. Вследствие этого несколько блоков напряжения электрического оборудования, которые эксплуатируются под различными напряжениями, могут размещаться в предпочтительно сплошном контейнерном блоке. Благодаря концентрации различных блоков напряжения в общем контейнерном блоке могут достигаться простой монтаж и удобное техническое обслуживание электрических компонентов, причем благодаря отделению областей напряжения друг от друга, тем не менее, может достигаться высокая безопасность во время технического обслуживания установленных компонентов. Под "блоком напряжения" в этом контексте должно пониматься объединение электрических компонентов, которые эксплуатируются под одним рабочим напряжением. Для блоков напряжения, которые в каждом случае эксплуатируются под различным рабочим напряжением, целесообразно предусмотрены области напряжения. При этом предпочтительно с областями напряжения в каждом случае согласовано различное напряжение, которое соответствует рабочему напряжению соответствующего установленного блока напряжения. Наиболее предпочтительно контейнерный блок может иметь первую область напряжения, с которой согласовано высокое напряжение (например, 1,5 кВ, 3 кВ, 15 кВ, 25 кВ), и, по меньшей мере, одну дальнейшую область напряжения, с которой согласовано низкое напряжение (например, 110 В, 380 В). Вследствие этого контейнерный блок может принимать как электрические компоненты оборудования высокого напряжения рельсового транспортного средства, так и электрические компоненты оборудования низкого напряжения, как например функциональные блоки для вспомогательных устройств.
Благодаря концентрации различных блоков напряжения в общем контейнерном блоке подготовка электрического оборудования, которое соответствует требованиям противопожарной безопасности, может упрощаться таким образом, что эти требования перекладываются на свойства контейнерного блока. Если контейнерный блок соответствует определенным требованиям, то соответствие может также иметь место для размещенных в контейнерном блоке компонентов, так что подтверждения, необходимые для допуска к эксплуатации рельсового транспортного средства, могут исключаться для отдельных компонентов.
Что касается рельсовых транспортных средств, которые сформированы в виде состава из нескольких единиц или вагонов, в частности, в виде составного моторвагонного поезда, благодаря размещению различных компонентов в общем контейнерном блоке исполнение электрического оборудования в различных единицах подвижного состава или вагонах может предпочтительно унифицироваться в максимальной мере. Целесообразно контейнерный блок выполнен в виде вытянутого конструктивного блока, причем области напряжения расположены, если смотреть в продольном направлении контейнерного блока, последовательно. Относительно выбора размеров контейнерного блока области напряжения занимают конструктивные объемы контейнерного блока, которые по существу равны. Вследствие этого может достигаться предпочтительная унификация в изготовлении и в использовании контейнерного блока. В частности, области напряжения контейнерного блока с количеством n областей напряжения и общим конструктивным объемом V могут в каждом случае занимать конструктивный объем примерно V/n.
Благодаря "отделению в пространстве" областей напряжения друг от друга может достигаться однозначное согласование областей напряжения в каждом случае с одним отдельным участком контейнерного блока, так что могут в максимальной мере предотвращаться участки перекрытия, в которых расположены компоненты различных блоков напряжения. В этой связи области напряжения могут также пониматься как "предметы". Для отделения в пространстве областей напряжения друг от друга служит разделение двух соседних областей напряжения, которое реализовано посредством воздушного зазора, тем не менее, предпочтительно посредством физического разделительного устройства, например посредством разделительной стенки. В частности, благодаря физическому разделительному устройству может достигаться высокая защита от соприкосновения, так как во время работы на одном блоке напряжения это разделительное устройство предотвращает доступ к соседнему блоку напряжения и вследствие этого соприкосновение их компонентов. В частности, благодаря отделению в пространстве может достигаться электрическая изоляция областей напряжения друг от друга.
В предпочтительном исполнении изобретения контейнерный блок расположен под кузовом вагона рельсового транспортного средства. Вследствие этого может достигаться необходимое охлаждение электрических компонентов предпочтительно посредством встречного воздушного потока. В частности, контейнерный блок расположен полностью под донной областью или донной плитой кузова вагона, вследствие чего могут исключаться конструктивные меры по изменению пассажирского салона, в частности, может исключаться ограничение на количество мест для сидения.
Кроме того, предлагается, что контейнерный блок имеет сплошное несущее устройство, которое совместно несет области напряжения, вследствие чего может достигаться конструктивно простое закрепление образующих области напряжения конструктивных элементов контейнерного блока.
Согласно предпочтительному усовершенствованному варианту изобретения контейнерный блок выполнен в виде вытянутого конструктивного блока, чье продольное направление проходит перпендикулярно к продольному направлению рельсового транспортного средства. Вследствие этого посредством контейнерного блока может предпочтительно оптимизироваться требование к монтажному пространству. В этом варианте осуществления контейнерного блока он может предпочтительно проходить от одной продольной стороны рельсового транспортного средства до противоположной продольной стороны.
В этой связи может достигаться наиболее простой, двухсторонний доступ к контейнерному блоку, если контейнерный блок имеет, по меньшей мере, два доступа для технического обслуживания, которые - если смотреть в продольном направлении контейнерного блока - в каждом случае расположены на различных торцах контейнерного блока. Целесообразно оба торца направлены вертикально и перпендикулярно к продольному направлению контейнерного блока и предпочтительно находятся в каждом случае в области продольной стороны рельсового транспортного средства.
Кроме того, селективный доступ к областям напряжения может достигаться в том случае, если контейнерный блок для каждой области напряжения имеет в каждом случае, по меньшей мере, один отдельный и независимый доступ для технического обслуживания. Под "независимым доступом" для области напряжения должен пониматься доступ, который не зависит от использования доступов других областей напряжения. При этом области напряжения предпочтительно доступны напрямую и независимо друг от друга. Вследствие этого может предпочтительно унифицироваться возможность доступа областей напряжения. Области напряжения ввиду конструктивных условий имеют в принципе одинаковую возможность доступа, причем благодаря специальным дополнительным устройствам может предоставляться различие в возможности доступа. В частности, для области напряжения с высокими требованиями к безопасности - как например, для области высокого напряжения - могут использоваться специальные средства доступа или деблокировки. В конструктивно простом варианте осуществления предлагается, что контейнерный блок имеет донную сторону и для каждой области напряжения в каждом случае, по меньшей мере, один отдельный доступ для технического обслуживания, который расположен на донной стороне.
Далее электрическое подключение установленных в контейнерном блоке компонентов может упрощаться вследствие того, что рельсовое транспортное средство имеет места присоединения кабелей, которые расположены на контейнерном блоке и в каждом случае согласованы с различной областью напряжения. Благодаря использованию различных, отдельных мест присоединения кабелей в каждом случае для различной области напряжения может достигаться простая и понятная прокладка кабелей.
Места присоединения кабелей могут быть выполнены за одно целое с контейнерным блоком или закреплены на контейнерном блоке без возможности отсоединения от него. Тем не менее, высокая гибкость в использовании контейнерного блока может достигаться в том случае, если места присоединения кабелей смонтированы на контейнерном блоке с возможностью отсоединения от него. В рельсовом транспортном средстве, которое сформировано в виде многовагонного состава, места присоединения кабелей могут быть адаптированы к разводке кабелей соответствующей единицы подвижного состава или соответствующего вагона. Вследствие этого размещение электрических компонентов или их расположение в различных единицах подвижного состава может унифицироваться предпочтительно в максимальной мере, так как контейнерный блок в отношении прокладки кабелей компонентов может гибко адаптироваться к соответствующей разводке кабелей. Целесообразно контейнерный блок может изготовляться таким образом, что для каждой области напряжения он имеет в каждом случае, по меньшей мере, одну заглушку для соответствующего соответствующему блоку напряжения, закрепляемого на заглушке при сборке рельсового транспортного средства места присоединения кабелей.
Кроме того, оптимальная и наглядная прокладка кабелей может достигаться в том случае, если рельсовое транспортное средство имеет направляющий кабели блок с несколькими направляющими кабели участками, которые в каждом случае согласованы с различным местом присоединения кабелей. В частности, в рельсовом транспортном средстве, которое сформировано в виде многовагонного состава, могут унифицироваться предпочтительно в максимальной мере пути прокладки кабелей.
Далее при помощи чертежа разъясняется пример осуществления изобретения. На чертеже показаны:
фиг. 1 - электрический моторвагонный поезд с контейнерными блоками для установки электрических компонентов на схематичном виде сбоку,
фиг. 2 - вид в перспективе снизу одного из контейнерных блоков и
фиг. 3 - подробный вид области напряжения контейнерного блока с фиг. 2.
Фиг. 1 показывает на схематичном виде сбоку сформированное в виде моторвагонного поезда рельсовое транспортное средство 10. Рельсовое транспортное средство 10 получает электрическую энергию из выполненной в виде надземной линии сети 12 тягового электроснабжения, которая предоставляет высокое напряжение. Это высокое напряжение может соответствовать, например напряжению в 1,5 кВ постоянного тока, 3 кВ постоянного тока, 15 кВ переменного тока или 25 кВ переменного тока. Рельсовое транспортное средство 10 является подвижным составом с тремя соединенными друг с другом вагонами 14.1, 14.2 и 14.3, причем для подвижного состава возможны различные количества вагонов.
Посредством сети 12 тягового электроснабжения снабжается электрической энергией электрическое оборудование рельсового транспортного средства 10. Электрические компоненты, в частности, функциональные блоки этого электрического оборудования, которые эксплуатируются под высоким напряжением, образуют высоковольтное оборудование рельсового транспортного средства 10. Это высокое напряжение известным образом понижается до дальнейших напряжений, под которыми эксплуатируются дальнейшие функциональные блоки электрического оборудования. Например, преобразователи собственных нужд являются функциональными блоками с электрическими компонентами, которые, питаясь низким напряжением, например в 110 В постоянного тока, генерируют электрическую мощность для конечных потребителей рельсового транспортного средства 10, как например осветительные устройства, штепсельные розетки в пассажирском салоне и т.д. Эти преобразователи собственных нужд представляют собой примерные функциональные блоки электрического оборудования, которые эксплуатируются под отличным от высокого напряжения и более низким напряжением.
Электрические компоненты электрического оборудования могут - в зависимости от своего рабочего напряжения - объединяться в блоки напряжения, с которыми в каждом случае согласовано разное напряжение.
В рассмотренном рельсовом транспортном средстве 10 электрические компоненты электрического оборудования расположены в контейнерных блоках 16, причем для каждого вагона 14.1, 14.2, 14.3 в каждом случае предусмотрен, по меньшей мере, один контейнерный блок 16.1, 16.2 и соответственно 16.3.
Фиг. 2 показывает контейнерный блок 16.1 на виде в перспективе снизу. На фигуре частично изображен кузов 18 вагона 14.1. В частности, можно увидеть донную сторону кузова 18 вагона, которая образует донную область 20 (неизображенного) пассажирского салона вагона 14.1. Относительно вертикального направления 22 пассажирский салон расположен над донной областью 20, причем контейнерный блок 16.1 находится под кузовом 18 вагона или донной областью 20. Следовательно, контейнерный блок 16.1 расположен под пассажирским салоном и - выражаясь на профессиональном языке - смонтирован с так называемым "расположением ниже уровня пола вагона". Продольное направление 24 кузова 18 вагона, которое соответствует в частности, направлению движения рельсового транспортного средства 10, проходит перпендикулярно к вертикальному направлению 22 (см. также фиг. 1).
Кузов 18 вагона имеет не показанную на фигуре верхнюю сторону, которая проходит параллельно к донной стороне и образует область крыши рельсового транспортного средства 10. Донная сторона и верхняя сторона соединены друг с другом посредством направленных по существу вертикально, противоположных относительно продольного направления 24 и проходящих параллельно к нему продольных боковых сторон, которые образуют области 28.а, 28.b продольных сторон рельсового транспортного средства 10.
Контейнерный блок 16.1 выполнен в виде вытянутого конструктивного блока, чье продольное направление 26 проходит перпендикулярно к вертикальному направлению 22 и к продольному направлению 24 кузова 18 вагона. Контейнерный блок 16.1 проходит от области 28.а продольной стороны рельсового транспортного средства 10 до расположенной напротив области 28.а продольной стороны относительно продольного направления 24 области 28.b продольной стороны. Тем самым контейнерный блок 16.1 усиливает вдоль направления 26 всю донную область 20 между областями 28.а и 28.b продольных сторон.
В отношении обсужденного выше разделения электрического оборудования рельсового транспортного средства 10 на различные блоки напряжения, которые в каждом случае представляют собой объединение электрических компонентов, которые эксплуатируются под одинаковым и определенным электрическим напряжением, контейнерный блок 16.1 имеет несколько отделенных друг от друга в пространстве областей 30, 32, 34 напряжения, в которых в каждом случае установлен различный блок 31, 33, 35 напряжения. Тем самым области 30, 32, 34 напряжения служат в качестве установочного пространства в каждом случае для одного блока 31, 33 и соответственно 35 напряжения. Блоки 31, 33, 35 напряжения изображены на фигуре весьма схематично пунктиром. Области 30, 32, 34 напряжения прилегают друг к другу попарно. Они, если смотреть в продольном направлении 26 контейнерного блока 16.1, расположены последовательно. Кроме того, области 30, 32, 34 напряжения занимают в каждом случае треть всего конструктивного объема контейнерного блока 16.1.
Тем самым области 30, 32, 34 напряжения принимают в каждом случае одно объединение электрических компонентов, причем объединения эксплуатируются в каждом случае под различным электрическим напряжением. В рассмотренном примере осуществления осуществляется согласование низкого напряжения в 380 В постоянного тока с областью 30 напряжения, высокого напряжения в 3 кВ постоянного тока с областью 32 напряжения и низкого напряжения в 110 В постоянного тока с областью 34 напряжения.
Область 32 напряжения, которая предусмотрена в частности, для блока напряжения с наивысшим напряжением, в частности, для блока 33 напряжения, который эксплуатируется под высоким напряжением рельсового транспортного средства 10, расположена в контейнерном блоке 16.1 посередине. При этом эта область 32 напряжения - если смотреть перпендикулярно к вертикальному направлению 22 и к продольному направлению 24, то есть в продольном направлении 26 контейнерного блока 16.1 - расположена между областями напряжения, с которыми в каждом случае согласовано более низкое напряжение.
Области 30, 32, 34 напряжения удерживаются общим, сплошным, несущим устройством 36. Это несущее устройство 36 имеет две параллельные, вытянутые, несущие балки 40, 42, которые проходят в продольном направлении 26 контейнерного блока 16.1 от области 28.а продольной стороны до области 28.b продольной стороны.
Фиг. 3 показывает подробный вид области 30 напряжения, в которой расположен блок 31 напряжения со своими электрическими компонентами. Для того чтобы делать возможным доступ к этим электрическим компонентам, контейнерный блок 16.1 имеет первый доступ 46 для технического обслуживания, который расположен на направленном перпендикулярно к продольному направлению 26 торце контейнерного блока 16.1 в области 28.а продольной стороны. Тем самым доступ 46 для технического обслуживания расположен в области 28.а продольной стороны рельсового транспортного средства 10 и вследствие этого делает возможным боковой доступ, то есть доступ к электрическим компонентам блока 31 напряжения перпендикулярно к продольному направлению 24 рельсового транспортного средства 10 и к вертикальному направлению 22. В частности, доступ 46 для технического обслуживания может освобождаться посредством открытия изображенной на фиг. 2 крышки 47 технического обслуживания.
Для того чтобы делать возможным доступ к электрическим компонентам блока 31 напряжения снизу, контейнерный блок 16.1 имеет помимо этого доступ 48 для технического обслуживания, который расположен на донной стороне контейнерного блока 16.1 в его области 30 напряжения. Через доступ 48 для технического обслуживания может осуществляться доступ к этой области 30 напряжения в вертикальном направлении 22 вверх. Доступ 48 для технического обслуживания может освобождаться при помощи изображенной на фиг. 2 монтажной крышки 50.
Области 30, 32, 34 напряжения отделены друг от друга при помощи разделительного устройства 52, которое выполнено в частности, в виде разделительной стенки, так что при работе с компонентами в одной области напряжения работник технического обслуживания защищен от соприкосновения с электрическими компонентами соседнего блока напряжения. На фиг. 3 изображено разделительное устройство 52, отделяющее область 30 напряжения от области 32 напряжения.
Описание области 30 напряжения распространяется также на области 32 и 34 напряжения. В частности, для каждой дальнейшей области 32, 34 напряжения в каждом случае предусмотрен отдельный доступ для технического обслуживания снизу, который выполнен аналогично доступу 48 для технического обслуживания для области 30 напряжения. Кроме того, области 32 и 34 напряжения также отделены друг от друга при помощи разделительного устройства 52.
Для того чтобы делать возможным боковой доступ к электрическим компонентам блока 35 напряжения, контейнерный блок 16.1 имеет доступ 54 для технического обслуживания, который расположен на направленном перпендикулярно к продольному направлению 26 торце контейнерного блока 16.1 в области 28.b продольной стороны (см. фиг. 2). Тем самым доступ 54 для технического обслуживания, который находится напротив доступа 46 для технического обслуживания, расположен в области 28.b продольной стороны рельсового транспортного средства 10 и вследствие этого делает возможным боковой доступ, то есть доступ к электрическим компонентам блока 35 напряжения перпендикулярно к продольному направлению 24 рельсового транспортного средства 10 и к вертикальному направлению 22. Доступ 54 для технического обслуживания может освобождаться при помощи не видимой на фигурах крышки технического обслуживания, которая выполнена в частности, аналогично крышке 47 технического обслуживания.
Благодаря доступам 46 и 54 для технического обслуживания контейнерный блок 16.1 является доступным с обеих сторон, то есть в обеих противоположных областях 28.а, 28.b продольных сторон рельсового транспортного средства 10.
Электрическое подключение электрических компонентов блоков 31, 33, 35 напряжения разъясняется при помощи фиг. 2 и 3. Это подключение осуществляется при помощи мест 56, 58, 60 присоединения кабелей, которые в каждом случае согласованы с различной областью 30, 32 и соответственно 34 напряжения. Следовательно, электрическое подключение для областей 30, 32, 34 напряжения осуществляется в каждом случае при помощи отдельного места 56, 58 и соответственно 60 присоединения кабелей, которое закреплено сбоку на контейнерном блоке 16.1. Места 56, 58, 60 присоединения кабелей имеют штекерные разъемы, которые закреплены на контейнерном блоке 16.1 сбоку, и/или пластину проводки кабелей, через которую проведены кабели, и которая закреплена на контейнерном блоке 16.1 сбоку.
Места 56, 58, 60 присоединения кабелей закреплены на контейнерном блоке 16.1 с возможностью отсоединения. В частности, они монтируются во время сборки рельсового транспортного средства 10 на контейнерном блоке 16.1 в соответствии с комплектацией различных областей 30, 32, 34 напряжения. Для этого контейнерный блок 16.1 изготовляется с заглушками, которые в каждом случае предусмотрены для прикрепления, по меньшей мере, одного места присоединения кабелей. Блок 61 заглушек с несколькими заглушками можно увидеть на фиг. 3, на которой контейнерный блок 16.1 изображен в монтируемом состоянии, при котором еще не имеется прокладка кабелей блоков 31, 33, 35 напряжения. Блок 61 заглушек имеет в частности, возможность присоединения для штекерного разъема и выемки для установки штекерных разъемов, которые изображены на фиг. 2. Рядом с этими выемками расположена пластина проводки кабелей, которая снабжена отверстиями для проведения кабелей.
Прокладка кабелей рельсового транспортного средства 10 адаптирована в области контейнерного блока 16.1 к его конструкции с различными областями 30, 32, 34 напряжения. Так направляющий кабели блок 62 имеет несколько направляющих кабели участков 64, 66, 68, которые в каждом случае согласованы с различным местом 56, 58 и соответственно 60 присоединения кабелей или направляют кабели до согласованного места 56, 58 и соответственно 60 присоединения кабелей.
Контейнерный блок 16.1 изготовлен в частности, из металла и соответствует требованиям противопожарной безопасности, установленным для допуска к эксплуатации рельсового транспортного средства. Части корпуса, которые образуют контейнерный блок 16.1, выполнены в частности, в соответствии со степенью защиты IP55 и имеют сопротивление огню согласно E30. Вследствие этого также удовлетворены в частности, требования противопожарной безопасности согласно DIN5510 для размещенного в контейнерном блоке 16.1 электрического оборудования.
Дальнейшие контейнерные блоки 16.2 и 16.3 в своей основной структуре выполнены, по меньшей мере, по существу, в частности, в максимальной мере идентичными контейнерному блоку 16.1. Они могут отличаться друг от друга относительно своей комплектации различными блоками напряжения, причем прокладка кабелей благодаря использованию различных мест присоединения кабелей может адаптироваться к соответствующей комплектации контейнерных блоков 16.2, 16.3. Таким образом, для электрического оборудования в каждом вагоне 14.1, 14.2, 14.3 может использоваться унифицированный относительно основной структуры контейнерный блок, который предпочтительно в отношении прокладки или разводки кабелей можно гибко адаптировать к соответствующим комплектациям.