高压隔离开关及轨道车辆的制作方法

本申请涉及高压隔离技术，尤其涉及一种高压隔离开关及轨道车辆。

背景技术：

高压隔离开关设置在轨道车辆的高压线路中，用于控制高压线路的接通或断开。图1为相关技术中高压隔离开关的结构示意图，如图1所示，高压隔离开关包括：底板10、位于底板10一侧的高压侧装置和位于底板10另一侧的控制侧装置。高压侧装置包括静绝缘子11和动绝缘子12，其中，静绝缘子11的顶部设置有静触点13，动绝缘子12的顶部设有动触点14。动绝缘子12转动可带动动触点14转动，当动触点14转动至与静触点13结合时，相当于高压隔离开关闭合；当动触点14转动至与静触点13分离时，相当于高压隔离开关断开。

图2为相关技术中高压隔离开关中的控制侧装置的结构示意图。如图2所示，控制侧装置包括：包括电磁阀15、风缸16和连杆17在内的转动驱动组件、以及凸轮组18和开关组。其中，电磁阀15接通时控制压缩空气进入风缸16或排出风缸16，促使风缸16内的活塞杆161动作。活塞杆16通过连杆17与凸轮组18相连，活塞杆16动作能够凸轮组18转动。

图3为相关技术中凸轮组与开关组的结构示意图，图4为相关技术中凸轮组的结构示意图。如图3和图4所示，凸轮组18包括：四个层叠设置的凸轮181，每个凸轮181上对称设置两个缺口182。四个凸轮181中的三个凸轮181的缺口182位置相同，另一个凸轮181的缺口182位置与其它三个不同。开关组的数量为两个，对称设置在凸轮组18的两侧。每个开关组包括：层叠设置的四只按压式开关191，每只按压式开关191包括一组常开触点和一组常闭触点。一个凸轮181与一个按压式开关191对应，用于控制对应的按压式开关191动作。

图5为相关技术中凸轮组与开关组工作的电路原理图。如图5所示，当凸轮组18转动至其中一个凸轮181的缺口182朝向对应的按压式开关191、而其他三个凸轮181的缺口远离对应的按压式开关191时，或者，当凸轮组18转动至其中一个凸轮181的缺口远离对应的按压式开关191、而其他三个凸轮181的缺口朝向对应的按压式开关191时，各按压式开关191中的各触点执行相应的动作。各触点动作所产生的电信号作为高压隔离开关的工作状态反馈信号提供给轨道车辆的控制器，以使控制器能够知晓高压隔离开关的工作是否正常，一旦发现其工作状态不正常，则立即断开高压供电系统的供电线路，避免对车辆上的各设备造成影响。

发明人发现，轨道车辆在运行过程中频繁发生由于高压隔离开关的反馈信号错误而导致高压供电线路故障，致使轨道车辆供电不正常的问题。经过故障分析，90％的故障是由于开关组中的各触点的闭合或断开状态不准确而导致的，其主要原因是按压式开关191与凸轮181之间的有效行程接触距离产生了偏差或安装精度存在误差，或者是按压开关191中的机械结构发生断裂。

技术实现要素：

本申请实施例中提供了一种高压隔离开关及轨道车辆，能够提高高压隔离开关反馈信号的准确度。

本申请第一方面实施例提供一种高压隔离开关，包括：

基板；

转动驱动组件，设置在所述基板上；

凸轮组，连接在所述转动驱动组件上；所述凸轮组包括：层叠设置且同步转动的第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮上设置有第一缺口；所述第二凸轮上设置有第二缺口，第一缺口与第二缺口相互错开；

开关安装支架，设置在所述基板上；

层叠设置在所述开关安装支架上的接近开关，分别与第一凸轮和第二凸轮位于同一垂向高度；

继电器，其线圈与所述接近开关相连；所述继电器的触点用于提供高压隔离开关的反馈信号。

如上所述的高压隔离开关，所述第二凸轮的数量为三个，三个第二凸轮层叠设置；各第二凸轮上的第二缺口相互重合。

如上所述的高压隔离开关，所述第一凸轮上设置有两个第一缺口，各自与一个接近开关对应。

如上所述的高压隔离开关，两个第一缺口中心的连线经过第一凸轮的圆心。

如上所述的高压隔离开关，所述第二凸轮上设置有两个第二缺口，各自与一个接近开关对应。

如上所述的高压隔离开关，两个第二缺口中心的连线经过第二凸轮的圆心。

如上所述的高压隔离开关，所述继电器具有两对常开触点和两对常闭触点。

如上所述的高压隔离开关，所述开关安装支架上设置有安装圆孔，以通过螺栓穿过所述安装圆孔与基板相连。

如上所述的高压隔离开关，所述第一凸轮和第二凸轮均为采用金属制成的产品。

本申请第二方面实施例提供一种轨道车辆，包括：如上所述的高压隔离开关。

本实施例所提供的技术方案，采用设置在基板上的转动驱动组件与凸轮组相连，用于驱动凸轮组转动；凸轮组包括层叠设置且同步转动的第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮上设置的第一缺口与第二凸轮上设置的第二缺口之间相互错开；另外，在基板上设置开关安装支架，其上层叠设置有接近开关，各接近开关分别与第一凸轮和第二凸轮处于同一垂向高度；采用继电器，其线圈与接近开关电连接，继电器的触点用于提供高压隔离开关的反馈信号。本实施例提供的技术方案中，接近开关与凸轮上的缺口配合能够准确地反馈高压隔离开关状态，不受开关安装支架安装精度的影响，即便在运行过程中开关安装支架发生了小位移移动，也不会影响接近开关的检测，进而能够提高高压隔离开关反馈信号的准确度，解决了已有技术中由于按压式开关与凸轮之间的距离发生变化或机械结构发生断裂而导致反馈信号不准确的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中高压隔离开关的结构示意图；

图2为相关技术中高压隔离开关中的控制侧装置的结构示意图；

图3为相关技术中凸轮组与开关组的结构示意图；

图4为相关技术中凸轮组的结构示意图；

图5为相关技术中凸轮组与开关组工作的电路原理图；

图6为本申请实施例一提供的高压隔离开关中部分结构的结构示意图；

图7为本申请实施例一提供的高压隔离开关中凸轮组与开关组的结构示意图；

图8为本申请实施例一提供的高压隔离开关的电路原理图。

附图标记：

10-底板；11-静绝缘子；12-动绝缘子；13-静触点；14-动触点；15-电磁阀；16-风缸；161-活塞杆；17-连杆；18-凸轮组；181-凸轮；182-缺口；191-按压式开关；192-开关支架；193-长圆孔；

21-第一凸轮；211-第一缺口；22-第二凸轮；221-第二缺口；

3-开关安装支架；

4-安装座；

5-接近开关；

6-连接螺栓。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例提供一种高压隔离开关，能够应用于轨道车辆中，该轨道车辆可以为内燃机车或电力机车，可以为动车组、地铁、轻轨或有轨电车等。除了轨道车辆之外，本实施例提供的高压隔离开关还能够应用于其它需要高压供电的领域中。

本实施例提供的高压隔离开关包括：基板、转动驱动组件、凸轮组、开关安装支架、接近开关和继电器。

另外，高压隔离开关还包括如已有技术中的静绝缘子11、动绝缘子12、静触点13和动触点14，其实现方式可以与已有技术相同。动绝缘子12转动至高压隔离开关处于闭合位置时或断开位置均能够触发转动驱动组件动作。静绝缘子11、动绝缘子12、静触点13和动触点14均设置在基板的一侧。

转动驱动组件、凸轮组和开关安装支架均设置在基板上，且位于基板的另一侧。转动驱动组件可采用本领域中常用的方式来实现，如已有技术中图2所示的结构，包括：电磁阀15、风缸16、活塞杆161和连杆17。连杆17与凸轮组18相连，连杆17动作可带动凸轮组18转动。具体的，采用转动轴分别与凸轮组18和连杆17相连，连杆17带动转动轴转动，进而带动凸轮组18转动。

图6为本申请实施例一提供的高压隔离开关中部分结构的结构示意图，图7为本申请实施例一提供的高压隔离开关中凸轮组与开关组的结构示意图。如图6和图7所示，凸轮组包括：层叠设置且同步转动的第一凸轮21和第二凸轮22，第一凸轮21上设有第一缺口211，第二凸轮22上设有第二缺口221，第一缺口211和第二缺口221相互错开。

开关安装支架3设置在基板上，图6中未示出基板，如图6所示的角度，开关安装支架3的底端连接在基板上。在凸轮组的底部还设有安装座4，安装座4通过螺栓固定在基板上，凸轮组设置在安装座4上，能够相对于安装座4转动。

接近开关5的数量与凸轮的数量相同，各接近开关5沿垂向方向层叠设置在开关安装支架3上。每个接近开关5分别与一个凸轮位于同一垂向高度。接近开关5可采用本领域中常用的

继电器的线圈与接近开关5相连，接近开关5闭合或断开能够控制继电器线圈得电或断电，进而控制继电器的触点动作，继电器的触点可与轨道车辆中的控制器相连，用于提供高压隔离开关的反馈信号(也称为：辅助控制信号)。

上述继电器可以设置在基板上，也可以设置在其它装置上，例如设置在电气柜内，继电器通过导线与接近开关电连接。

举例说明上述高压隔离开关的工作原理：

当静触点与动触点断开时，通过转动驱动组件驱动凸轮组转动，直至第一凸轮21中的第一缺口211与一个接近开关5正对，该接近开关5与第一缺口211之间的距离超出了接近开关5的检测距离，则接近开关5断开。接近开关5断开促使对应的继电器的线圈得电或断电，继电器的触点用于提供高压隔离开关的反馈信号。

当静触点与动触点闭合时，通过转动驱动组件驱动凸轮组转动，直至一个接近开关与第一凸轮21的凸出轮面正对，该接近开关闭合。并且，第二凸轮22中的第二缺口221与另一个接近开关5正对，该接近开关5断开。各接近开关5的动作促使对应的继电器的线圈得电或断电，继电器的触点用于提供高压隔离开关的反馈信号。

本实施例所提供的技术方案，采用设置在基板上的转动驱动组件与凸轮组相连，用于驱动凸轮组转动；凸轮组包括层叠设置且同步转动的第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮上设置的第一缺口与第二凸轮上设置的第二缺口之间相互错开；另外，在基板上设置开关安装支架，其上层叠设置有接近开关，各接近开关分别与第一凸轮和第二凸轮处于同一垂向高度；采用继电器，其线圈与接近开关电连接，继电器的触点用于提供高压隔离开关的反馈信号。本实施例提供的技术方案中，接近开关与凸轮上的缺口配合能够准确地反馈高压隔离开关状态，不受开关安装支架安装精度的影响，即便在运行过程中开关安装支架发生了小位移移动，也不会影响接近开关的检测，进而能够提高高压隔离开关反馈信号的准确度，解决了已有技术中由于按压式开关与凸轮之间的距离发生变化或机械结构发生断裂而导致反馈信号不准确的问题。

上述凸轮可以采用多种材料制成，例如：金属。凸轮的数量可根据轨道车辆控制过程系统中所需的高压隔离开关反馈信号的数量来确定。本实施例中，第一凸轮21的数量为一个，第二凸轮22的数量为第三个，第一凸轮21与三个第二凸轮22层叠设置。三个第二凸轮22中的第二缺口221相互重合，且与第一凸轮21中的第一缺口211错开。

接近开关5的数量与凸轮的数量相同，一个接近开关5与一个凸轮处于同一垂向高度。

另一种实现方式：在第一凸轮21上设置有两个第一缺口211，第二凸轮22上设置有两个第二缺口221。针对每一个缺口对应设置一个接近开关5，则接近开关5的数量为八个。

进一步的，两个第一缺口211中心的连线经过第一凸轮21的圆心，同一个第二凸轮22上的两个第二缺口211的中心的连线经过第二凸轮22的圆形。八个接近开关5中，四个为一组，两组接近开关5对称设置在凸轮组的两端。

采用两个开关安装支架3对称设置在凸轮组的两端，每个开关安装支架3上层叠设置四个接近开关5。开关安装支架3可采用焊接、螺接等方式固定在基板上。例如：在开关安装支架3的底部设置螺栓孔，采用连接螺栓6将开关安装支架3固定在基板上。

如图3所示，已有技术中将按压式开关191设置在开关支架192上，将开关支架192固定在底板10上。具体的，在开关支架192的底部开设长圆孔193，采用螺栓穿过长圆孔193并与底板10相连。通过调节开关支架192的安装位置来调节按压式开关191与凸轮181之间的距离。但是，在轨道车辆运行的过程中，车体的振动会导致开关支架192发生移动，进而改变了按压式开关191的有效行程，进而会导致按压式开关191的输出信号发生错误。

为了解决上述问题，本实施例对开关安装支架3进行改进：在开关安装支架3的底部设置安装圆孔(图中未标示)。采用连接螺栓6穿过安装圆孔并固定在基板上。采用安装圆孔与连接螺栓配合使得开关安装支架3的相对位置保持固定，不会产生移动，进而确保了接近开关5与凸轮组之间的相对位置不会发生变化，能够提高高压隔离开关反馈信号的准确度。

上述连接螺栓6的直径可以为8mm，安装圆孔的直径可以为8.5±0.2mm。

上述继电器的数量可根据轨道车辆上检测及控制的需要进行设定。

图8为本申请实施例一提供的高压隔离开关的电路原理图。如图8所示，本实施例提供一种具体的实现方式：采用八个继电器，各自的线圈分别与一个接近开关5相连。设置在凸轮组两端的接近开关5相互冗余，进一步提高反馈信号的准确度，提高高压隔离开关信号的稳定性。

将八个接近开关分别称为：接近开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7和S8，八个继电器分别称为：继电器KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7、KA8。每个继电器具有两对常开触点和两对常闭触点。本实施例中只用到一对常开触点和一对常闭触点。

各接近开关连接110V直流电，各接近开关的输出端子连接至各继电器线圈的供电回路中。

上述高压隔离开关的工作原理为：

当静触点与动触点断开时，通过转动驱动组件驱动凸轮组转动，直至第一凸轮21中的两个第一缺口211分别与接近开关S1和S2正对，接近开关S1和S2检测不到信号，其内部的触点断开，导致继电器KA1和KA2的线圈断电，其中，继电器KA1的常开触点7-8断开，常闭触点5-6闭合；继电器KA2的常开触点11-12断开，常闭触点9-10闭合。

而接近开关S3至S8朝向第二凸轮22的端面，能够检测到信号，其内部的触点闭合，导致继电器KA3至KA8的线圈得电，其中，KA3的常开触点13-14闭合，常闭触点15-16断开；KA4的常开触点17-18闭合，常闭触点19-20断开；KA5的常开触点21-22闭合，常闭触点23-24断开；KA6的常开触点25-26闭合，常闭触点27-28断开；KA7的常开触点29-30闭合，常闭触点31-32断开；KA8的常开触点33-34闭合，常闭触点35-36断开。各继电器触点的闭合或断开状态能够作为高压隔离开关的状态反馈信号。

当静触点与动触点闭合时，通过转动驱动组件驱动凸轮组转动，直至接近开关S1和S2朝向第一凸轮21的端面，能够检测到信号，其内部的触点闭合，导致继电器KA1和KA2的线圈得电。其中，继电器KA1的常开触点7-8闭合，常闭触点5-6断开；继电器KA2的常开触点11-12闭合，常闭触点9-10断开。

而第二凸轮22中的各第二缺口221分别与接近开关S3至S8正对，接近开关S3至S8检测不到信号，其内部的触点断开，导致继电器KA3至KA8的线圈断电。其中，KA3的常开触点12-13断开，常闭触点15-16闭合；KA4的常开触点17-18断开，常闭触点19-20闭合；KA5的常开触点21-22断开，常闭触点23-24闭合；KA6的常开触点25-26断开，常闭触点27-28闭合；KA7的常开触点29-30断开，常闭触点31-32闭合；KA8的常开触点33-34断开，常闭触点35-36闭合。各继电器触点的闭合或断开状态能够作为高压隔离开关的状态反馈信号。

与已有技术相比，上述技术方案中的高压隔离开关的使用寿命能够延长20倍以上，制造和维护成本也大幅度得到了降低。由于上述高压隔离开关的可靠性比较高，无需频繁更换，保障用电设备的供电时间所产生的经济效益高达千万元以上。

实施例二

本实施例提供一种轨道车辆，包括如上述任一内容所提供的高压隔离开关，具有与高压隔离开关相同的技术效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。