专利名称：轨道车辆的电压指示装置和轨道车辆的制作方法
技术领域：
轨道车辆的电压指示装置和轨道车辆技术领域[0001]本实用新型涉及电气控制技术，尤其涉及一种轨道车辆的电压指示装置和轨道车辆。
背景技术：
[0002]现有的轨道车辆的供电线路中通常设置有多个支撑电容，以通过支撑电容的充放 电作用抑制供电线路中的电压波动，由于供电线路的电压高，通常为上千伏的电压，所需支 撑电容的容量也较高。[0003]支撑电容和车辆的其他电气设备通常设置在轨道车辆的电气柜内，在车辆行驶过 程中，会通过供电线路的输出电压为支撑电容充电，当车辆停止运行供电线路断电时，支撑 电容会进行放电，需要一段时间通过放电电阻将自身的能量释放，随着能量的释放，支撑电 容两端的电压会逐渐降低，但是如果在支撑电容两端的电压未达到安全电压之前，维修人 员打开电气柜对其中的电气设备进行检查维修是十分危险的，因此有必要设置必要的警示 措施，通过警示设备进行警示，在支撑电容两端的电压未达到安全电压之前禁止打开电气 柜。[0004]现有的警示措施中，一般硬性的要求在车辆的供电线路断电15分钟之内禁止打 开电气柜，通过采用合适阻值的放电电阻，在15分钟之内使支撑电容两端的电压达到安全 电压。这种警示措施虽然简单，但不能直观实时的反应出支撑电容两端的电压，如放电电阻 或放电线路出现问题，维修人员无法得知支撑电容两端的电压，因此存在很大的安全隐患。[0005]现有技术中，还有一种方案是采用电压传感器采集支撑电容两端的电压，并通过 显示装置进行显示，由于电压传感器本身是有源器件，需要车辆中的蓄电池为其提供工作 电压，而蓄电池是通过车辆的供电线路输出的电压为其充电，当车辆的供电线路断电后，容 易造成蓄电池馈电，这样蓄电池将无法为电压传感器供电，进而造成电压传感器无法正常 工作，一旦电压传感器无法正常工作，维修人员也将无法得知支撑电容两端的电压，该种方 案仍然存在较大的安全隐患。实用新型内容[0006]本实用新型的第一个方面是提供一种轨道车辆的电压指示装置，以提高对轨道车 辆中电气设备进行维修的安全性。[0007]为实现上述目的，本实用新型提供的轨道车辆的电压指示装置，包括[0008]用于检测供电线路的输出电压的电压检测单元和指示灯，其中，[0009]所述电压检测单元用于与轨道车辆的供电线路相连；[0010]所述指示灯通过供电线路与所述电压检测单元构成电流回路；[0011]其中，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述电压检测单元接通，进而 所述电压检测单元和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。[0012]如上所述的轨道车辆的电压指示装置，所述电压检测单元包括串联的第一稳压二极管和第一电阻，其中，[0013]所述第一稳压二极管的反向击穿电压等于第一电压阈值，在供电线路的输出电压 大于第一电压阈值时，所述第一稳压二极管反向击穿，进而所述第一稳压二极管、所述第一 电阻和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。[0014]如上所述的轨道车辆的电压指示装置，还包括[0015]第二稳压二极管，与所述第一稳压二极管、第一电阻和指示灯所在的支路并联；[0016]第二电阻，与所述第一稳压二极管、第一电阻和指示灯所在的支路串联；[0017]其中，所述第二稳压二极管的反向击穿电压等于第二电压阈值，且所述第二电压 阈值大于第一电压阈值，在供电线路的输出电压大于第二电压阈值时，所述第二稳压二极 管反向击穿，以使所述第一稳压二极管、所述第一电阻和所述指示灯所在支路两端的电压 等于所述第二稳压二极管的反向击穿电压，进而第一稳压二极管反向击穿，所述第一稳压 二极管、第一电阻、指示灯和所述第二电阻通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示 灯亮起。[0018]本实用新型第二个方面是提供一种轨道车辆，所述轨道车辆中设置有供电线路， 所述供电线路中设置有支撑电容，还包括本实用新型提供的电压指示装置，其中，所述电压 指示装置中的电压检测单元与所述供电线路相连。[0019]本实用新型提供的电压指示装置，无需外接电压源即可工作，只要将其连接在车 辆的供电线路中即可，可直观实时的显示支撑电容两端的电压情况，该显示装置的工作状 态不受外界设备影响，安全稳定，不易发生故障，因此，可提高对轨道车辆中电气设备进行 维修的安全性。
[0020]图1为本实用新型实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图；[0021]图2为本实用新型另一实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图；[0022]图3为本实用新型又一实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图。
具体实施方式
[0023]轨道车辆中通常设置有供电线路，以通过供电线路的传输电能，为轨道车辆提供 所需的电压。供电线路中通常设置有多个支撑电容，以通过支撑电容的充放电作用抑制供 电线路中的电压波动。[0024]在车辆行驶过程中，会通过供电线路的输出电压为支撑电容充电，当车辆停止运 行供电线路断电时，支撑电容会进行放电，随着能量的释放，支撑电容两端的电压会逐渐降 低，由于支撑电容并联在供电线路中，此时，供电线路的输出电压也就等于支撑电容两端的 电压。[0025]本实用新型实施例提供的电压指示装置，可用于指示轨道车辆的供电线路的输出 电压，也就是可指示支撑电容两端的电压，以判断支撑电容两端的电压是够为安全电压，为 维修人员打开电气柜对其中的电气设备进行检查维修提供指示信号。[0026]图1为本实用新型实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图，如图1所示，该电压指示装置包括电压检测单元10和指示灯L。[0027]电压检测单元10，用于与轨道车辆的供电线路相连，以检测供电线路的输出的电 压；[0028]指示灯L，通过供电线路与所述电压检测单元10构成电流回路；[0029]其中，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述电压检测单元10接通， 进而所述电压检测单元10和所述指示灯L通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示 灯L亮起。[0030]本实施例中，第一电压阈值以不会对人体造成危害的安全电压的参考，根据目前 的行业规定，安全电压为36V，因此该第一电压阈值可以为等于或小于该安全电压的电压值。[0031 ] 电压检测单元10为无源器件，无需外界提供的电压源，该电压检测单元10与供电 线路相连，即可检测供电线路的输出电压，只有当供电线路的输出电压大于第一电压阈值 时，即大于安全电压时，电压检测单元10才接通，进而电压检测单元10和指示灯L通过供 电线路构成闭合电流回路，指示灯L会亮起，当供电线路的输出电压小于第一电压阈值时， 即小于安全电压时，电源检测单元10不会接通，进而供电线路、电压检测单元10和指示灯 L通过供电线路构成的电流回路为开路状态，指TjV灯L也不会売起。[0032]该电压指示装置可用于指示轨道车辆的供电线路的输出电压，而支撑电容C并联 在供电线路中，也就是说，供电线路的输出电压等于支撑电容C两端的电压，因此，可通过 该电压指示装置指示支撑电容C两端的电压，当指示灯L亮起时，说明支撑电容C两端的电 压大于安全电压，提示维修人员此时不能打开电气柜对其中的电气设备进行维修，以免发 生触点危险，当指示灯L熄灭时，说明支撑电容C两端的电压小于安全电压，维修人员此时 可打开电气柜对其中的电气设备进行维修。[0033]由上述技术方案可知，该电压指示装置无需外接电压源即可工作，只要将其连接 在车辆的供电线路中即可，可直观实时的显示支撑电容两端的电压情况，该显示装置的工 作状态不受外界设备影响，安全稳定，不易发生故障，因此，可提高对轨道车辆中电气设备 进行维修的安全性。[0034]图2为本实用新型另一实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图， 如图2所示,在上述实施例的基础上,进一步的，该电压指示装置中，所述电压检测单元包 括串联的第一稳压二极管ZD1和第一电阻R1，其中，[0035]所述第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压等于第一电压阈值，在供电线路的输出 电压大于第一电压阈值时，所述第一稳压二极管ZD1反向击穿，进而所述第一稳压二极管 ZD1、所述第一电阻R1和所述指示灯L通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯L 亮起。[0036]稳压二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件，当 施加在稳压二极管两端的反向电压大于其反向击穿电压时，稳压二极管击穿导通，其反向 电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中流过稳压二极管的电流增加而电压则保持恒 定，稳压二极管是根据其反向击穿电压来分档的。[0037]本实施例中，可选择合适参数的第一稳压二极管，使第一稳压二极管的反向击穿 电压等于第一电压阈值。[0038]下面参照图3所示，介绍本实施例方案的工作原理[0039]施加在第一稳压二极管ZD1正极与负极之间的反向电压为供电线路的输出电压， 当供电线路的输出电压未超过第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压时，也就是供电线路的 输出电压小于安全电压时，第一稳压二极管ZD1具有很高的电阻，第一稳压二极管ZD1不能 导通，因此，第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1和指示灯L通过供电线路构成的电流回路为 开路状态，指示灯L为熄灭状态。[0040]当供电线路的输出电压大于第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压时，也就是供电 线路的输出电压大于安全电压时，第一稳压二极管ZD1反向击穿导通,其电阻降低到一个 很小的数值，第一稳压二极管ZD1两端的电压保持其反向击穿电压，因此，第一稳压二极管 ZD1、第一电阻R1和指示灯L通过供电线路构成闭合电流回路，指示灯L亮起，第一电阻R1起 到限制流过指示灯L的电流的作用，避免因流过指示灯L的电流过大而损坏。[0041]该实施例中，第一稳压二极管和第一电阻构成电压检测单元，该电路结构简单，易 于实现，并且成本低，本实施例只是提供一种电路结构的电压检测单元，当然，电压检测单 元也采用其他的硬件电路实现，并不限于本实施例所述。[0042]图3为本实用新型又一实施例所提供的轨道车辆的电压指示装置的结构示意图， 基于上述实施例，如图3所示，该电压显示装置还可以包括第二稳压二极管ZD2和第二电阻R2。[0043]第二稳压二极管ZD2,与所述第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1和指示灯L所在的 支路并联；[0044]第二电阻R2,与所述第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1和指示灯L所在的支路串 联；[0045]其中，所述第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压等于第二电压阈值，且所述第二电 压阈值大于第一电压阈值，在供电线路的输出电压大于第二电压阈值时，所述第二稳压二 极管ZD2反向击穿，以使所述第一稳压二极管ZD1、所述第一电阻R1和所述指示灯L所在支 路两端的电压等于所述第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压，进而第一稳压二极管ZD1反向 击穿，所述第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1、指示灯L和所述第二电阻R2通过供电线路构 成闭合电流回路，以使所述指示灯L亮起。[0046]上述的第二电压阈值为大于第一电压阈值的一电压值，也就是第二稳压二极管的 反向击穿电压大于第一稳压二极管的反向击穿电压。[0047]本实施例方案的原理是[0048]施加在第一稳压二极管ZD1正极与负极之间反向电压和施加在第二稳压二极管 ZD2正极与负极之间的反向电压均为供电线路的输出电压，当供电线路的输出电压大于第 二电压阈值时，也就是大于第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压时，第二稳压二极管ZD2反 向击穿导通，第二稳压二极管ZD2两端的电压保持其反向击穿电压，此时，施加在第一稳压 二极管ZD1所在串联回路两端的反向电压为第二稳压二极管ZD2的反向击穿电压，由于该电 压等于第二电压阈值，大于第一稳压二极管ZD1的反向击穿电压，第一稳压二极管ZD1将反 向击穿，因此，第一稳压二极管ZD1、第一电阻R1、指示灯L和第二电阻R2构成通过供电线路 闭合电流回路，指示灯L亮起，第一电阻R1和第二电阻R2均起到限制流过指示灯的电流的 作用。[0049]当车辆停止运行供电线路断电时，支撑电容C会进行放电，随着能量的释放，支撑电容两端C的电压会逐渐降低，即供电线路的输出电压将逐渐降低，当供电线路的输出电 压降低至大于第一稳压二极管反向击穿电压，而小于第二稳压二极管ZD2的反向击穿 电压时，第一稳压二极管ZD1反向击穿导通，而第二稳压二极管ZD2不能导通，第一稳压二极 管ZD1、第一电阻R1、指示灯L和第二电阻R2通过供电线路构成闭合电流回路，指示灯L仍 然亮起。[0050]当供电线路的输出电压进一步降低，小于第一电压阈值时，也就是小于安全电压 时，第一稳压二极管ZD1和第二稳压二极管ZD2均不能导通，因此，第一稳压二极管ZD1、第一 电R1阻、指示灯L和第二电阻R2通过供电线路构成的电流回路为开路状态，指示灯L为熄 灭状态。[0051]本实施例中，通过设置第二稳压二极管，当供电线路的输出电压大于第二电压阈 值时，第二稳压二极管击穿导通，使第一稳压二极管两端的电压稳定保持在第二稳压二极 管的反向击穿电压，可对第一稳压二极管起到保护作用，避免施加在第一稳压二极管两端 的电压过高而损坏，可使该电压指示装置工作在更宽的电压范围，不会因供电线路的输出 电压提升而损坏。[0052]本实用新型实施例还提供了一种轨道车辆，所述轨道车辆中设置有供电线路，所 述供电线路中设置有支撑电容，还包括本实用新型实施例提供的电压指示装置，其中，所述 电压指示装置中的电压检测单元与所述供电线路相连。[0053]本实用新型实施例提供的轨道车辆，该轨道车辆中设置有本实用新型实施例提供 的电压指示装置，该指示装置无需外接电压源即可工作，只要将其连接在车辆的供电线路 中即可，可直观实时的显示支撑电容两端的电压情况，该显示装置的工作状态不受外界设 备影响，安全稳定，不易发生故障，因此，可提高对轨道车辆中电气设备进行维修的安全性。[0054]最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限 制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当 理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部 技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新 型各实施例技术方案的范围。
权利要求1.一种轨道车辆的电压指示装置，其特征在于，包括 用于检测供电线路的输出电压的电压检测单元和指示灯，其中， 所述电压检测单元用于与轨道车辆的供电线路相连； 所述指示灯通过供电线路与所述电压检测单元构成电流回路； 其中，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述电压检测单元接通，进而所述电压检测单元和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆的电压指示装置，其特征在于 所述电压检测单元包括串联的第一稳压二极管和第一电阻，其中， 所述第一稳压二极管的反向击穿电压等于第一电压阈值，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，所述第一稳压二极管反向击穿，进而所述第一稳压二极管、所述第一电阻和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。
3.根据权利要求2所述的轨道车辆的电压指示装置，其特征在于，还包括 第二稳压二极管，与所述第一稳压二极管、第一电阻和指示灯所在的支路并联； 第二电阻，与所述第一稳压二极管、第一电阻和指示灯所在的支路串联； 其中，所述第二稳压二极管的反向击穿电压等于第二电压阈值，且所述第二电压阈值大于第一电压阈值，在供电线路的输出电压大于第二电压阈值时，所述第二稳压二极管反向击穿，以使所述第一稳压二极管、所述第一电阻和所述指示灯所在支路两端的电压等于所述第二稳压二极管的反向击穿电压，进而第一稳压二极管反向击穿，所述第一稳压二极管、第一电阻、指示灯和所述第二电阻通过供电线路构成闭合电流回路，以使所述指示灯亮起。
4.一种轨道车辆，所述轨道车辆中设置有供电线路，所述供电线路中设置有支撑电容，其特征在于，还包括权利要求1-3任一所述的电压指示装置，其中，所述电压指示装置中的电压检测单元与所述供电线路相连。
专利摘要本实用新型提供一种轨道车辆的电压指示装置和轨道车辆，该电压指示装置包括电压检测单元和指示灯，电压检测单元用于与轨道车辆的供电线路相连，以检测供电线路的输出电压；指示灯通过供电线路与所述电压检测单元构成电流回路；其中，在供电线路的输出电压大于第一电压阈值时，电压检测单元接通，进而所述电压检测单元和所述指示灯通过供电线路构成闭合电流回路，以使指示灯亮起。该电压指示装置，无需外接电压源即可工作，只要将其连接在车辆的供电线路中即可，可直观实时的显示支撑电容两端的电压情况，该显示装置的工作状态不受外界设备影响，安全稳定，不易发生故障，因此，可提高对轨道车辆中电气设备进行维修的安全性。
文档编号B60L3/00GK202827172SQ20122045013
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者孙佳伟, 付强, 董寻 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心