[发明专利]用于轨道车辆的电气装置

说明书

本发明涉及一种用于轨道车辆的装置，该装置具有至少一个电气能量源、至少一个电气耗电器、至少一个连接能量源和耗电器的导线以及用于至少一个导线的或者至少一个耗电器的保护和开关功能的至少一个电子开关和保护装置。此外，本发明涉及一种轨道车辆，在该轨道车辆中使用了该装置。

技术领域

本发明涉及一种用于轨道车辆的电气装置、特别是一种用于轨道车辆中的电路和/或耗电器的保护和开关的装置。

背景技术

现代轨道车辆或者列车通常具有由大量电气设备和部件组成的电气装备。一方面，这可以是用于产生电气能量的设备，另一方面，这可以是作为电气能量的耗电器的设备。在此，借助铺设在车辆中电气导线进行用于产生电气能量的设备、电气能量源和一个或多个电气耗电器之间的能量传输，因为这些通常布置在车辆内部的不同的位置处。这种导线例如被称为供电导线。通常使用另外的导线来控制电气设备和部件的功能性。该导线被称为控制导线，并且不仅可以同样被设计为电气导线，还例如可以被设计为光学导线。

电气驱动的轨道车辆通常从架空线获得电气能量，其中架空线的高电压例如对应于1.5kV DC、3kV DC、15kV AC或者25kV AC的电压(DC-直流，AC-交流)。然而，所接收的电气能量不仅用于驱动或者牵引，而且还用于给轨道车辆的其他电气设备和部件供电。在此，电气能量借助所谓的列车母线来分配，在由多个车厢组成的、诸如动车组的轨道车辆的情况下，该列车母线通常关于车辆的所有的车厢延伸。在车辆装配的情况下，即，在例如经由受电弓与架空线建立接触并且主开关闭合的情况下，列车母线长期地处于电压下。

在德国，列车母线的电压例如为lkV、16 2/3Hz，该电压由15kV、162/3Hz的架空线电压产生。然而，列车母线的电压在其他国家可能由于另外的架空线电压而不同。在此，例如，1.5kV或者3kV的直流电压不变地接通到列车母线，而高伏特的交流电压借助轨道车辆上的变压器被转换到所期望的列车母线的电压。

因此，列车母线的电压通常是上述的电压之一，而轨道车辆中的电气耗电器例如需要24V和120V之间的直流电压、230V的交流电压以及具有可暂时变频的400V的三相电压。在此，轨道车辆的列车自己的能量供应系统建立列车母线的不同电压和电气耗电器的关于电压和频率的要求之间的均衡。通常，该系统被模块化地构建，并且该系统的部件布置在例如轨道车辆的车厢底板下的多个容器或者装箱中。在动车组中这些部件还可以关于多个车厢分布地布置。

在德国铁路股份公司的ICE 3型动车组中，能量供应系统例如分布地布置在列车上。在此，牵引单元的每四个车厢经由具有670V直流电压的列车母线彼此电气连接。在动车组在德国的运行中，列车母线的直流电压由架空线的15kV、16 2/3Hz电压经由主变压器的绕组以及变换器来产生。主供暖装置以及附供暖装置逐车厢地直接连接到列车母线。车装电源的部分同样是关于整个动车组延伸的具有110V DC的电池母线，经由该电池母线例如给车厢照明、针对驱动、制动、空调、门和乘客信息的控制设备以及乘客区域中的插座供电。在此，借助所谓的辅助运行变换器由电池母线的低伏特的电压来产生针对该终端耗电器所需的电压。

通常，车厢的电气耗电器以及电气供电导线分别通过热磁导线开关或者电动机保护开关来进行保护，以防止电路中的过载和短路。在此，保护开关可用于导线保护和设备保护。导线或电动机保护开关通常是布置在车厢内部空间中的开关柜的中央开关或操作面板(也称为E-面板)的部分，并且可以通过该面板来手动地操作。

除了显示针对导线和耗电器的保护功能的导线和电动机保护开关之外，还使用单独的开关部件，诸如开关接触器或继电器，该单独的开关部件实现开关功能并且例如用于耗电器的控制和开关。在此，开关接触器和继电器通常安置在车厢的中央开关柜中，或者还安置在分离地(例如在底板下)布置的所谓的开关装箱中。

由此，在能量源和耗电器之间的电路中，高达三个的开关串联连接，每一个用于导线和设备保护，以及一个用于能量供应的接通和断开。