УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ В ЗОНЕ ОБСЛУЖИВАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам для обслуживания электропоездов и может быть использована для обеспечения питания высокоскоростных электропоездов нового поколения в зоне их обслуживания.
В процессе обслуживания электропоездов возникает необходимость обеспечения питанием всех систем состава при обесточенном высоковольтном контактном проводе. Это может быть необходимо для проверки работоспособности систем электропоезда, проведения регламентных и ремонтных работ, зарядки аккумуляторов и т.д.
Ранее для данных целей использовали удлинитель с разъемом для подключения к поезду.
Так, например, из уровня техники известны устройства (удлинители) для питания удаленных объектов, включающие основание, установленную в основании на подшипниках катушку, на которую намотан кабель, токосъемник со скользящими контактами, соединенный с одним концом кабеля и выполненный с возможностью подключения к источнику питания, и переносной разъем, соединенный с другим концом кабеля (см. например патент Германии на полезную модель DE 7439170, 07.03.1975).
Однако подобные устройства являются недостаточно практичными и безопасными средствами для обеспечения питания электропоездов, использующих высоковольтное напряжение.
Задачей заявленной полезной модели является создание безопасного и практичного в использовании устройства для питания электропоездов в зоне обслуживания.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении безопасности эксплуатации устройства.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для питания электропоездов в зоне обслуживания содержит:
- силовой источник питания,
- основание в виде соединенных между собой двух стоек, между которыми на подшипниках установлена вращающаяся катушка,
- силовой трехфазный кабель, намотанный на катушку,
- токосъемник со скользящими контактами, закрепленный на одной из стоек и соединяющий первый конец силового кабеля и силовой источник питания,
-
соединенный со вторым концом кабеля пятиконтактный разъем для подключения к контактной сети поезда, снабженный тремя контактами для подключения фаз и двумя дополнительными контактами для соединения с реле контроля фаз поезда, при этом дополнительные контакты зашунтированы между собой,
- передвижную стойку, снабженную гнездом для установки упомянутого разъема в нерабочем положении, а также выключателем, выполненным с возможностью блокировки подачи напряжения в контактную сеть при отсоединенном разъеме, и
- блок автоматики, обеспечивающий управление питанием устройства. Кроме того, указанный технический результат достигается в частных вариантах реализации полезной модели за счет того, что:
- ось катушки соединена с редуктором, снабженным механическим или электрическим приводом,
- в стойке дополнительно установлен пульт управления устройством, соединенный с блоком автоматики.
Предпочтительный вариант выполнения заявленного устройства показан на фиг. 1, где:
1 - электрический шкаф,
2 - основной корпус,
3 - передвижная стойка,
4 - источник питания (силовая часть электрического шкафа),
5 - блок автоматики,
6 - стойки,
7 - штанга,
8 - подшипники,
9 - катушка,
10 - силовой кабель,
11 - кожух редуктора,
12 - кожух токосъемника,
13 - редуктор,
14 - токосъемник,
15 - статор токосъемника,
16 - щетки токосъемника,
17 - шина токосъемника,
18 - ротор токосъемника,
19 - стационарный кабель токосъемника,
20 - пятиконтактный разъем,
21 - основные контакты,
22 - дополнительные контакты,
23 - колонка,
24 - гнездо для разъема,
25 - капролоновые вставки,
26 - крышка,
27 - выключатель,
28 - пульт управления,
29 - кабель блока автоматики.
Заявленное устройство (электрант) состоит из трех основных блоков: электрического шкафа 1, основного корпуса 2 и передвижной стойки 3.
Электрический шкаф 1 включает источник питания 4 (силовая часть по низкому напряжению (400 B/AC)), а также блок автоматики 5. Силовая часть 4 полностью обеспечивает электропоезд необходимой мощностью в сервисном режиме без подсоединения к контактному проводу.
Блок автоматики 5 связан с системой управления технологическим оборудованием и отслеживает режимы энергопотребления электропоезда, а также дает разрешение на включение контактной сети (КС). Система автоматики подключена к системам депо через контроллер по протоколу PROFIBUS и дает разрешение на включение берегового питания (БП) при отключенном питании КС и разрешение включения КС при отключенном БП.
Основной корпус 2 включает основание, состоящее из двух стоек 6, соединенных штангой 7. Между стойками 6 на подшипниках 8 установлена катушка 9 с намотанным на нее силовым трехфазным кабелем 10. С торцов катушки 9, под кожухами 11, 12 расположены редуктор 13 и токосъемник 14. Редуктор 13 связан с осью катушки 9 и имеет механический или электрический привод для облегчения вращения катушки 9. Токосъемник 14 соединяет первый конец кабеля 10 и силовую часть 4 (источник питания) и представляет собой закрепленный на стойке 6 неподвижный корпус 15 (статор) с прикрепленными к нему щетками 16 и вращающимися медными шинами 17, которые соединены через изоляторы и закреплены на полом роторе 18, связанным с осью катушки 9. Щетки 16 токосъемника 14 связаны с источником питания (силовой частью 4 электрического шкафа 1) через стационарный кабель 19. При этом наматываемый кабель 10 подключен к медным шинам 17 ротора 8 и проходит через него, выходя в отверстие, выполненное в катушке 9. Благодаря такой конструкции при вращении катушки 9 кабель 10 не перекручивается и при наматывании ложится ровными витками по поверхности катушки 9.
Второй конец силового кабеля 10 соединен с пятиконтактным разъемом 20, подключаемым к контактной сети поезда. Разъем представляет собой переносную розетку, снабженную тремя основными контактами 21 и двумя дополнительными контактами 22 для соединения устройства с реле контроля фаз поезда. Дополнительные контакты 22 зашунтированы между собой и обеспечивают защиту устройства от коммутации разъема 20 под напряжением.
Стойка 3 представляет собой колонну 23, снабженную гнездом 24 (кобурой) для хранения разъема 24 в нерабочем положении. Гнездо имеет капролоновые вставки 25, крышку 26 и концевой выключатель 27. С выключателя 27 поступает сигнал, который блокирует подачу напряжения на электрант при вставленном в гнездо 24 разъеме 20 и подачу напряжения в контактную сеть при отключенном разъеме 20. За счет этого исключается возможность коммутации разъема под напряжением, а также поднятия пантографа и начала движения состава при подключенном береговом питании. Также на колонне имеется пульт управления 28, соединенный с блоком автоматики 5 через кабель 29 и служащий для подачи и отключения питания на электрант и аварийного выключения.
Устройство работает следующим образом.
При сервисном обслуживании поезда стойку 3 электранта с разъемом 20 перемещают в зону обслуживания, при этом разматывание силового кабеля 10 осуществляют путем вращения катушки 9. Выключатель 27 блокирует подачу напряжения на контакты разъема 20 до его подключения.
Затем разъем подключают к бортовой сети поезда. До подачи питания по силовому кабелю 10 блок автоматики 5 осуществляет проверку элементов сети. На фиг. 2 показан алгоритм работы блока автоматики 5. Блок автоматики дает разрешение на включение БП электропоезда в случае, если отключена контактная сеть, разъем 20 вынут из гнезда 24 и подключен к поезду, кабель не поврежден и системы поезда готовы к принятию берегового питания.
Блок автоматики 5 подает слаботочный сигнал напряжением - 12 В и длительностью импульса 0,6-0,8 с на реле контроля фаз поезда через дополнительные контакты 22. С его помощью электрант получает сигнал «разъем подключен», и система автоматизации поезда выдает разрешающий сигнал о приеме напряжения БП.
При этом напряжение поступает от источника питания 4 по кабелю 19, через токосъемник 14 и силовой кабель 10 на контакты разъема 20.
Блок автоматики 5 осуществляет постоянный мониторинг системы в процессе работы, в частности имеется возможность следить за процессом зарядки аккумуляторов он-лайн.
По окончании сервисного обслуживания разъем 20 отключают и устанавливают в гнездо 24 стойки 3, и стойку перемещают к месту ее хранения, сматывая кабель 10.
Данное конструктивное решение позволяет повысить безопасность эксплуатации заявленного устройства. При использовании электранта минимизируется влияние человеческого фактора при проведении работ, поскольку исключается возможность коммутации разъема под напряжением, поднятия пантографа и начала движения состава при подключенном береговом питании. Конструкция основного корпуса предотвращает обрыв питающего кабеля при проведении работ и гарантирует его безопасное хранение. В результате устройство предохраняет обслуживающий персонал от травм и попадания под напряжение. Кроме того, значительно уменьшается время обслуживания подвижного состава без нарушения требований техники безопасности, что в конечном итоге повышает рентабельность использования современных подвижных составов.