本發(fā)明涉及單元開關(guān)和開關(guān)裝置以及鐵道車輛，特別是適合鐵道車輛中搭載的受配電用開關(guān)設(shè)備的單元開關(guān)和開關(guān)裝置以及鐵道車輛。

背景技術(shù)：

對于現(xiàn)有的開關(guān)裝置的例子，用專利文獻(xiàn)1中記載的固體絕緣開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有的開關(guān)裝置通過將對真空閥用硅橡膠或環(huán)氧樹脂這樣的絕緣材料進(jìn)行模塑得到的單元開關(guān)部、固體絕緣母線、固體絕緣操作機(jī)構(gòu)殼體等組合，構(gòu)成各種結(jié)構(gòu)的開關(guān)裝置。

在這樣的結(jié)構(gòu)中，單元開關(guān)部在可動側(cè)和固定側(cè)各具備1個電連接部，各個電連接部在中心部具備用于通電的導(dǎo)體部和觸點，在其周邊部分具備用于確保電絕緣的圓錐狀的沿著固體絕緣物的面。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-251413號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，上述專利文獻(xiàn)1中記載的固體絕緣開關(guān)柜的單元開關(guān)部雖然在可動側(cè)和固定側(cè)各具備1個電連接部，但是在一方的電連接部上連接2個電路的情況下，需要在電連接部上先連接T字形的分支用固體絕緣母線，再對于該分支用固體絕緣母線連接2個電路，存在導(dǎo)致部件個數(shù)的增加和開關(guān)裝置的大型化的風(fēng)險。

本發(fā)明鑒于上述問題得出，其目的在于提供一種即使在一方的電連接部上連接2個電路的情況下，也能夠防止部件個數(shù)的增加和裝置的大型化的單元開關(guān)和開關(guān)裝置以及搭載它們的鐵道車輛。

用于解決課題的技術(shù)方案

本發(fā)明的單元開關(guān)為了達(dá)成上述目的，其特征在于：至少具備相對配置的可動電極和固定電極的真空斷路器被固體絕緣物模塑，并且在所述固定電極側(cè)具有2個電連接部，在所述可動電極側(cè)具有1個電連接部，在可動電極側(cè)具有集電機(jī)構(gòu)和以可開閉的方式驅(qū)動所述可動電極的絕緣操作桿。

另外，本發(fā)明的開關(guān)裝置為了達(dá)成上述目的，特征在于：平行地配置3個所述單元開關(guān)，用電路間連結(jié)母線將各個單元開關(guān)的所述固定電極側(cè)的1個所述電連接部彼此電連接，而且在所述單元開關(guān)各自的下方平行地配置使各單元開關(guān)的所述可動電極獨立地開閉的3個電磁操作器，并且，在3個所述單元開關(guān)的第一單元開關(guān)的固定電極側(cè)的另一個所述電連接部上連接受電弓電路，在所述第一單元開關(guān)的可動電極側(cè)的所述電連接部上連接AC電路或DC電路，在第二單元開關(guān)的固定電極側(cè)的另一個所述電連接部上連接避雷器，在所述第二單元開關(guān)的可動電極側(cè)的所述電連接部上連接與所述第一單元開關(guān)的可動電極側(cè)的所述電連接部連接的所述AC電路或DC電路以外的電路，在第三單元開關(guān)的可動電極側(cè)的所述電連接部上連接接地電路。

另外，本發(fā)明的鐵道車輛為了達(dá)成上述目的，其特征在于，包括：將各車輛連結(jié)而成的多個車輛單元，其從供電線經(jīng)由受電弓而被供電，并且構(gòu)成電源單元的主要電源設(shè)備分散地搭載形成于多個車輛；線纜，其為了連結(jié)該各車輛單元的所述電源單元而拉直配置于所述車輛；和所述單元開關(guān)或開關(guān)裝置，其設(shè)置在所述線纜的中途，將所述車輛單元之間電切離。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可以得到即使在一方的電連接部上連接2個電路的情況下，也能夠防止部件個數(shù)的增加和裝置的大型化的效果。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的單元開關(guān)的實施例1的縱截面圖。

圖2是用局部截面表示在本發(fā)明的單元開關(guān)的實施例1中連接線纜頭、避雷器等之前，設(shè)置了電磁操作器的狀態(tài)的圖。

圖3是表示本發(fā)明的單元開關(guān)的實施例1的側(cè)面圖。

圖4是本發(fā)明的單元開關(guān)的實施例1中的電連接圖。

圖5是對本發(fā)明的實施例2的開關(guān)裝置截斷表示的平面圖。

圖6是對本發(fā)明的實施例2的開關(guān)裝置截斷表示的正面圖。

圖7是用局部截面表示本發(fā)明的實施例2的開關(guān)裝置的側(cè)面圖。

圖8是本發(fā)明的實施例2的開關(guān)裝置中的電連接圖。

圖9是本發(fā)明的實施例3的開關(guān)裝置中的控制電路框圖。

圖10是表示本發(fā)明的實施例4的鐵道車輛中的車輛編組的例子的圖。

圖11是表示本發(fā)明的實施例4的鐵道車輛中采用的單元開關(guān)的配置狀態(tài)的圖。

圖12是圖11的側(cè)面圖。

圖13是圖12的沿著A-A’線的截面圖。

具體實施方式

以下，基于圖示的實施例說明本發(fā)明的單元開關(guān)和開關(guān)裝置以及鐵道車輛。其中，在各實施例中，對相同的結(jié)構(gòu)部件使用相同符號。

實施例1

圖1至圖4表示本發(fā)明的單元開關(guān)的實施例1。

如圖1所示，本實施例的單元開關(guān)70對于由相對地配置的固定電極3和可動電極5、電弧屏蔽罩6、陶瓷絕緣筒7、波紋管2構(gòu)成的真空斷路器1、與可動電極5連接的中心導(dǎo)體即套管導(dǎo)體12A、與固定電極3連接的中心導(dǎo)體即套管導(dǎo)體12B用環(huán)氧樹脂等固體絕緣物21進(jìn)行模塑，進(jìn)而，在真空斷路器1的可動側(cè)具備彈簧觸點22等集電機(jī)構(gòu)、和驅(qū)動真空斷路器1的可動電極5使其能夠相對于固定電極3接觸分離(開關(guān))的空氣絕緣操作桿20。

另外，空氣絕緣操作桿20周圍的空間被固體絕緣物21和橡膠波紋管23等可彎曲性部件密封，在內(nèi)部封入了干燥空氣等絕緣氣體。另外，也可以代替橡膠波紋管23應(yīng)用直線密封，或者用具有透濕性的膜密封，或者確?？諝饨^緣操作桿20的沿面距離充分大，從而不對其周圍的空間密封而使其成為大氣狀態(tài)。

本實施例的單元開關(guān)70在真空斷路器1的固定電極3一側(cè)具備2個電連接部10B和10C，在可動電極5一側(cè)具備1個電連接部10A。固定電極3一側(cè)的電連接部10B和可動電極5一側(cè)的電連接部10A是錐形的套管，固定電極3一側(cè)的電連接部10C是凹形狀。即，固定電極3一側(cè)的1個電連接部10B是同軸圓錐凸?fàn)畹倪B接部，另1個電連接部10C是同軸圓筒凹狀的連接部，使兩個電連接部10B、10C的中心導(dǎo)體即套管導(dǎo)體12B一體形成地進(jìn)行模塑，在作為同軸圓筒凹狀的連接部的電連接部10C的中心導(dǎo)體的中央底部設(shè)置有貫通孔(未圖示)，通過貫通該貫通孔的螺栓62緊固真空斷路器1的固定電極3，并且，電連接部10C的同軸圓筒凹狀的連接部的內(nèi)面是電連接面(通過螺栓62的連接而與固定電極3電連接)。

其中，固定電極3一側(cè)的電連接部10C的形狀也可以是電連接部10B這樣的錐形的套管。

如圖2所示，在單元開關(guān)70的可動電極5一側(cè)的電連接部10A和固定電極3一側(cè)的電連接部10B上，連接在前端安裝了線纜頭40A和40B的線纜42A和42B，對線纜頭40A和40B的上部用絕緣栓41A和41B密封。然后，線纜42A與后述AC電路(例如變壓器)50或DC電路(例如變換器)51連接，線纜42B與后述受電弓電路52連接。另外，在固定電極3一側(cè)的另一個電連接部10C上連接避雷器43。

另一方面，在單元開關(guān)70的下方配置電磁操作器30，該電磁操作器30經(jīng)由桿31與空氣絕緣操作桿20連接。通過操作電磁操作器30，空氣絕緣操作桿20通過桿31動作，進(jìn)行真空斷路器1的固定電極3與可動電極5的開關(guān)(接觸分離)動作。

圖3是圖2中示出的單元開關(guān)70的側(cè)面圖(在圖2的線纜頭40A和40B與電連接部10A和10B連接的狀態(tài)下，從圖2的左側(cè)觀察的圖)，使電連接部10B、單元開關(guān)70、電磁操作器30、避雷器43的中心軸位于同一平面上(避雷器43、電磁操作器30、單元開關(guān)70、電連接部10B的上下方向的軸線在同一平面內(nèi)，各設(shè)備的軸線在圖3中沒有左右偏差的狀態(tài))。

通過該結(jié)構(gòu)，能夠限制單元開關(guān)70的紙面左右方向?qū)挾龋詧D2作為平面圖的方式配置在鐵道車輛的車頂上時，能夠抑制空氣阻力。

圖4是本實施例的電連接圖，分別在單元開關(guān)70的電連接部10B上連接受電弓電路52，在電連接部10A上連接AC電路50，在電連接部10C上連接避雷器電路54。

通過采用這樣的本實施例的結(jié)構(gòu)，在一方的電連接部上連接2個電路的情況下，以往需要在電連接部上先連接T字形的分支用固體絕緣母線，再在該分支用固體絕緣母線上連接2個電路，但本實施例中，無需連接T字形的分支用固體絕緣母線，從而，即使在一方的電連接部上連接2個電路的情況下，部件個數(shù)也不會增加，能夠防止裝置的大型化。

實施例2

圖5至圖8中示出了本發(fā)明的實施例2的開關(guān)裝置。

如該圖所示，本實施例的開關(guān)裝置中，平行地配置3臺實施例1中說明的結(jié)構(gòu)的單元開關(guān)70(70A、70B、70C)，將各第一～第三單元開關(guān)70A、70B、70C的固定電極3一側(cè)的1個電連接部10C用電路間連結(jié)母線60分別電連接，而且在第一～第三單元開關(guān)70A、70B、70C的下方分別平行地配置使各單元開關(guān)70A、70B、70C的可動電極5獨立地開關(guān)的3臺電磁操作器30，并且，在第一單元開關(guān)70A的固定電極3一側(cè)的另一個電連接部10B上連接受電弓電路52，在第一單元開關(guān)70A的可動電極5一側(cè)的電連接部10A上連接AC電路(例如變壓器)50或DC電路(例如變換器)51，在第二單元開關(guān)70B的固定電極3一側(cè)的另一個電連接部10B上連接避雷器(避雷器電路54)，在第二單元開關(guān)70B的可動電極5一側(cè)的電連接部10A上連接與第一單元開關(guān)70A的可動電極5一側(cè)的電連接部10A連接的AC電路50或DC電路51以外的電路，在第三單元開關(guān)70C的可動電極5一側(cè)的電連接部10A上連接接地電路53。

即，如圖5所示，實施例1中說明的結(jié)構(gòu)的第一～第三單元開關(guān)70A、70B、70C在紙面上下方向上配置3個電路，將它們各自的電連接部10C用電路間連結(jié)母線60連接。而且，本實施例中，在紙面上側(cè)的第三單元開關(guān)70C的可動電極10A一側(cè)連接接地電路53，在紙面中間的第二單元開關(guān)70B的可動電極5一側(cè)連接DC電路51、在固定電極3一側(cè)連接避雷器電路54，在紙面下側(cè)的第一單元開關(guān)70A的可動電極5一側(cè)連接AC電路50、在固定電極3一側(cè)連接受電弓電路52。

另外，如圖6所示，在第一單元開關(guān)70A的紙面上側(cè)的真空斷路器1的固定電極3一側(cè)的電連接部10B上，經(jīng)由線纜頭40B和線纜42B連接有受電弓電路52，在可動電極5一側(cè)的電連接部10A上經(jīng)由線纜頭40A和線纜42A連接有AC電路50。

圖7是實施例2的側(cè)面圖，電路間連結(jié)母線60用螺栓61固定在第一～第三單元開關(guān)70A、70B、70C上。能夠省略紙面左側(cè)的第三單元開關(guān)70C的紙面上方的電連接部。

圖8是本實施例的電連接圖，在第一單元開關(guān)70A的電連接部10B上連接受電弓電路52，在第一單元開關(guān)70A的電連接部10A上連接AC電路50，在第二單元開關(guān)70B的電連接部10B上連接避雷器電路54，在第二單元開關(guān)70B的電連接部10A上連接DC電路51，在第三單元開關(guān)70C的電連接部10A上連接接地電路53。

通過采用這樣的本實施例，能夠獲得與實施例1相同的效果，并且能夠使包括避雷器和緊急接地裝置的交流、直流切換開關(guān)裝置小型化。

實施例3

圖9示出了本發(fā)明的實施例3的開關(guān)裝置中的控制電路框圖。

如該圖所示，本實施例中，用獨占的切換開關(guān)34對多個電磁操作器的電磁體30A、30B、30C分配1組電磁操作器30的電源電容器32和控制基板33發(fā)生的開關(guān)信號。

即，本實施例中，電磁操作器30分別具備電源電容器32和控制基板33，用獨占的切換開關(guān)34對各個電磁操作器的電磁體30A、30B、30C分配1組電磁操作器30的電源電容器32和控制基板33發(fā)生的開關(guān)信號。

通過采用這樣的本實施例，只要具備1組電磁操作器30的電源電容器32和控制基板33，就能夠通過切換切換開關(guān)34來操作第一～第三單元開關(guān)70A、70B、70C。另外，電磁操作器的電磁體30A、30B、30C不會同時工作，能夠?qū)嵤╇娀ユi，防止誤動作。

實施例4

作為本發(fā)明的實施例4，用圖10至圖13說明在鐵道車輛上搭載實施例1中說明的單元開關(guān)70的例子。另外，在鐵道車輛上搭載實施例2中說明的開關(guān)裝置也是相同的，不特別詳細(xì)敘述。

圖10示出了在鐵道車輛上搭載實施例1中說明的單元開關(guān)70時的車輛編組的例子。

如該圖所示，本實施例的鐵道車輛100構(gòu)成為12輛編組，2輛車輛構(gòu)成1個車輛單元，由第一車輛單元101、第二車輛單元102、第三車輛單元103、第四車輛單元104、第五車輛單元105和第六車輛單元106構(gòu)成。

雖然沒有特別圖示，但各車輛單元101至106搭載了由主變壓器、主變換裝置等主要電源設(shè)備構(gòu)成的電源單元和輔助電源裝置、空氣壓縮機(jī)等輔助設(shè)備。

另外，各車輛單元101至106搭載的電源單元與經(jīng)由高壓接頭110和三分支高壓線纜頭111連接的高壓線纜107A、107B、107C、107D連接，從供電線(未圖示)經(jīng)由在車輛的車頂設(shè)置的受電弓108A和108B對該高壓線纜107A、107B、107C、107D進(jìn)行供電，從高壓線纜107A、107B、107C、107D對各車輛單元101至106的電源單元供給電力。

另外，受電弓108A設(shè)置在作為第二車輛單元102的第三輛車輛的車頂上，受電弓108B設(shè)置在作為第四車輛單元104的第七輛車輛的車頂上。另外，高壓線纜107A、107B、107C、107D跨車輛之間地配置，所以具有可彎曲性，允許曲線通過等變化、彎曲和偏軌。

而且，本實施例中，在作為第三車輛單元103的第五輛車輛的車頂上的高壓線纜107B和高壓線纜107C的中途，以及作為第四車輛單元104的第七輛車輛的車頂上的高壓線纜107C和高壓線纜107D的中途，在與車輛的車頂同一平面上設(shè)置將各車輛單元之間電切離的單元開關(guān)70X和70Y。

即，在第五輛車輛的車頂上將單元開關(guān)70X、在第七輛車輛的車頂上將單元開關(guān)70Y，即，將分別收納了單元開關(guān)70X和70Y的殼體(如后所述)不使用絕緣子等而是直接用螺栓等固定單元固定在車輛的車頂72上，并且使單元開關(guān)70X和70Y的開關(guān)方向成為水平方向地設(shè)置。

接著，用圖11和圖12說明上述單元開關(guān)70X和70Y的配置狀態(tài)。

其中，因為單元開關(guān)70X和70Y結(jié)構(gòu)相同，所以圖11和圖12中以單元開關(guān)70X為例說明。

如該圖所示，單元開關(guān)70X由真空斷路器1構(gòu)成，該真空斷路器1的固定側(cè)與高壓線纜107B(相當(dāng)于實施例1的線纜42B)連接，可動側(cè)與高壓線纜107C(相當(dāng)于實施例1的線纜42A)連接。真空斷路器1的可動側(cè)經(jīng)由桿31等連桿機(jī)構(gòu)與電磁操作器30連接，通過該電磁操作器30的操作，真空斷路器1的可動電極5工作，進(jìn)行與固定電極3的開關(guān)(接通、切斷)操作(圖11示出了接通狀態(tài))。

另外，在電磁操作器30之外，也能夠用使用氣缸的空氣操作器操作真空斷路器1。

本實施例中，單元開關(guān)70X和電磁操作器30與高壓線纜107C的一部分一起大致平行地設(shè)置在殼體71內(nèi)，通過在車輛的車頂72上設(shè)置、固定該殼體71，不使用絕緣子等而將單元開關(guān)70X和電磁操作器30固定在車輛的車頂72上。

圖13示出了將收納了該單元開關(guān)70X和電磁操作器30的殼體71固定在車輛的車頂72上的狀態(tài)的詳情。

如該圖所示，收納了單元開關(guān)70X和電磁操作器30的殼體71被支承板73支承，將該支承板73用螺栓等固定在直接埋入車輛的車頂72中的U字狀金屬件74上，從而固定在車輛的車頂72上。

通過這樣地構(gòu)成，能夠?qū)⑹占{了單元開關(guān)70X和電磁操作器30的殼體71直接固定在車輛的車頂72上。

通過采用這樣的本實施例的結(jié)構(gòu)，即使在一方的電連接部上連接2個電路的情況下，部件個數(shù)也不會增加，能夠防止裝置的大型化，而且即使在高壓線纜發(fā)生接地故障等故障的情況下，也能夠基于來自駕駛室的切斷指令，解除真空斷路器1的可動電極5與固定電極3的接觸，從而使包括故障部位的高壓線纜與正常的高壓線纜自動分離，所以具有作業(yè)人員無需登上車輛的車頂72，并且無需特別的作業(yè)、而能夠自動地進(jìn)行包括故障部位的高壓線纜與正常的高壓線纜的分離的效果。

另外，本實施例的單元開關(guān)70X和70Y固定在與車輛的車頂72同一平面上，即，真空斷路器1和電磁操作器30收納在1個殼體71內(nèi)，將該殼體71直接固定在車輛的車頂72上，所以與使用絕緣子等固定相比，不會使高度方向變高，因而是有利的。

另外，本發(fā)明不限定于上述實施例，包括各種變形例。例如，上述實施例是為了易于理解地說明本發(fā)明而詳細(xì)說明的，并不限定于必須具備說明的所有結(jié)構(gòu)。另外，能夠?qū)⒛硞€實施例的結(jié)構(gòu)的一部分置換為其他實施例的結(jié)構(gòu)，也能夠在某個實施例的結(jié)構(gòu)上添加其他實施例的結(jié)構(gòu)。另外，對于各實施例的結(jié)構(gòu)的一部分，能夠追加、刪除、置換其他結(jié)構(gòu)。

符號說明

1…真空斷路器，2…波紋管，3…固定電極，5…可動電極，6…電弧屏蔽罩，7…陶瓷絕緣筒，10A、10B、10C…電連接部，12A、12B…套管導(dǎo)體，20…空氣絕緣操作桿，21…固體絕緣物，22…彈簧觸點，23…橡膠波紋管，30…電磁操作器，30A、30B、30C…電磁操作器的電磁體，31…桿，32…電源電容器，33…控制基板，34…切換開關(guān)，40A、40B…線纜頭，41A、41B…絕緣栓，42A、42B…線纜，43…避雷器，50…AC電路，51…DC電路，52…受電弓電路，53…接地電路，54…避雷器電路，60…電路間連結(jié)母線，61、62…螺栓，70、70X、70Y…單元開關(guān)，70A…第一單元開關(guān)，70B…第二單元開關(guān)，70C…第三單元開關(guān)，71…殼體，72…車頂，73…支承板，74…U字狀金屬件，100…鐵道車輛，101…第一車輛單元，102…第二車輛單元，103…第三車輛單元，104…第四車輛單元，105…第五車輛單元，106…第六車輛單元，110…高壓接頭，111…三分支高壓線纜頭，107A、107B、107C、107D…高壓線纜，108A、108B…受電弓。