教学用仿真高压箱的制作方法

1.本实用新型涉及教学设备领域，更具体地说，涉及教学用仿真高压箱。


背景技术：

2.近年来，随着我国高铁铁路和城市轨道交通的迅猛发展，为更好地适应市场的需要，国内许多大学以及交通职业技术学院都通过外采和合作开发引进制造了许多教学仿真设备，仿真设备美观逼真、结构合理、原理准确、经久耐用，有助于学生更直观理解相关原理及反复训练带来的技能提升，而且便于教师组织教学，大大减轻教师的劳动强度。
3.复兴号动车组列车，是中国标准动车组的中文命名，由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的动车组列车，是目前世界上运营时速最高的高铁列车。复兴号cr400系列是上档时速400公里、标准时速350公里，是目前我国应用中最快的动车。为了满足服务、维修能力和培养人才，各院校都积极开设了对应的教学和实操课程。因此需要大量的复兴号cr400系列教学仿真设备，由于是最新动车，许多相关仿真设备待开发。
4.复兴号cr400动车组靠的是外部输送的电能，然后通过变电所变压送到接触网上，动车的受电弓与接触网接触，从而把电力引到动车车顶高压箱内，然后再传送主变压器，再整流送给牵引电机牵引动车组行驶。其中高压箱是非常关键的设备，内部设有避雷器、电压互感器、电流互感器、主断路器、接地开关、隔离开关等复杂精密部件。实际中真高压箱价格昂贵，采购困难，每个部件都很重，拆装非常困难，容易损坏，用于教学实操中非常不现实，因此需要教学用仿真高压箱。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供教学用仿真高压箱。
6.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
7.教学用仿真高压箱，包括箱体和防尘盖，所述箱体内部设置有主断路器、隔离开关、电压互感器、高压电缆、电流互感器、避雷器、接地开关、熔断器、刹车制动电阻、继电器端子板、接地联锁钥匙盒、气源电源接口，所述主断路器与隔离开关配合使用，所述接地联锁钥匙盒安装在隔离开关上并延伸至箱体的外侧，所述防尘盖安装在箱体的箱口处；
8.所述箱体包括矩形管骨架，所述矩形管骨架的内侧固定安装有胶木底板，所述胶木底板的内侧固定安装有防潮绝缘板，所述矩形管骨架的外侧固定安装有外金属蒙皮。
9.作为上述技术方案的进一步描述：所述主断路器包括断路器壳，所述断路器壳为中空结构，所述断路器壳由尼龙加工而成；
10.所述接地开关包括壳体，所述壳体内设置有通断机构、位置检测开关和计数器，所述壳体的顶部设置接地铜臂，所述接地联锁钥匙盒安装在壳体的外侧，所述断路器壳安装在壳体的顶部；
11.所述主断路器还包括第一气缸、节流阀、电磁阀、输入输出铜制主触点和铜接线
排，所述第一气缸、节流阀、电磁阀、输入输出铜制主触点均设置在壳体内，所述铜接线排安装在断路器壳外表面，所述接地铜臂通过铜接线排与主断路器连接。
12.作为上述技术方案的进一步描述：所述隔离开关包括安装底座，所述安装底座的顶部两侧均安装有隔离开关绝缘子，两个所述隔离开关绝缘子之间设置有连杆，两个所述隔离开关绝缘子的顶部均安装有铜极板，其中一个所述铜极板上安铰接有铜连接板，铜连接板的另一端搭接在另一个铜连接板上，所述连杆的顶端与铜连接板铰接，所述安装底座的顶部且位于隔离开关绝缘子的前侧安装有第二气缸，所述第二气缸的输出端连有闭合连杆机构，所述闭合连杆机构与连杆连接。
13.作为上述技术方案的进一步描述：所述电压互感器由尼龙和铝合金制成，所述高压电缆的数量为三个且有铝合金制成。
14.作为上述技术方案的进一步描述：所述电流互感器由不锈钢制成，所述电流互感器数量为两个，所述避雷器由尼龙整体仿真制成。
15.作为上述技术方案的进一步描述：所述熔断器由铝合金整体仿真加工而成，所述刹车制动电阻采用真品梯形铝壳电阻。
16.作为上述技术方案的进一步描述：所述继电器端子板采用真品继电器和接线端子组成，所述气源电源接口由外部气源输入接口和三个电源接口组成。
17.作为上述技术方案的进一步描述：所述防尘盖由不锈钢框架和透明耐力板构成。
18.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
19.①
本方案的仿真高压箱，能满足实际仿真教学，也可演示模拟出现不同故障时，受电弓和高压箱的应急处理过程，整箱价格便宜，部件轻，便于拆装接线，非常适用于各个大学、技术学院和铁路部门实训教学，能快速提升学员的理论知识和动手能力，短期培养出大量维修维保技术人员。
20.②
本方案的仿真高压箱通过箱体的多层防护结构，能对箱体内部的可部件进行很好的防护，通过矩形管骨架增强箱体强度，通过胶木板和防潮绝缘板，起到防潮、绝缘的效果，能避免放电、击穿等现象的发生，且外金属蒙皮具有良好的延展性、耐高压、耐腐蚀性能好、阻燃性能好等优点，使得箱体具有优异的综合性能。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为本实用新型图1的侧视图；
23.图3为本实用新型的主断路器的结构示意图；
24.图4为本实用新型中接地开关的结构示意图；
25.图5为本实用新型中隔离开关的结构示意图；
26.图6为本实用新型中箱体的结构示意图。
27.图中标号说明：
28.1、箱体；101、矩形管骨架；102、胶木底板；103、防潮绝缘板；104、外金属蒙皮；2、主断路器；21、断路器壳；22、铜接线排；23、输入输出铜制主触点；24、第一气缸；25、节流阀；26、电磁阀；3、隔离开关；31、安装底座；32、隔离开关绝缘子；33、连杆；34、铜极板；35、铜连接板；36、第二气缸；37、闭合连杆机构；4、电压互感器；5、高压电缆；6、电流互感器；7、避雷
器；8、接地开关；81、壳体；82、通断机构；83、位置检测开关；84、接地铜臂；85、计数器；9、熔断器；10、刹车制动电阻；11、继电器端子板；12、接地联锁钥匙盒；13、气源电源接口；14、防尘盖。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；
30.请参阅图1～6，教学用仿真高压箱，包括箱体1和防尘盖14，箱体1内部设置有主断路器2、隔离开关3、电压互感器4、高压电缆5、电流互感器6、避雷器7、接地开关8、熔断器9、刹车制动电阻10、继电器端子板11、接地联锁钥匙盒12、气源电源接口13，主断路器2与隔离开关3配合使用，接地联锁钥匙盒12安装在隔离开关3上并延伸至箱体1的外侧，防尘盖14安装在箱体1的箱口处；
31.箱体1包括矩形管骨架101，矩形管骨架101的内侧固定安装有胶木底板102，胶木底板102的内侧固定安装有防潮绝缘板103，矩形管骨架101的外侧固定安装有外金属蒙皮104。
32.进一步的，主断路器2包括断路器壳21，断路器壳21为中空结构，断路器壳21由尼龙加工而成；
33.接地开关8包括壳体81，壳体81内设置有通断机构82、位置检测开关83和计数器85，壳体81的顶部设置接地铜臂84，接地联锁钥匙盒12安装在壳体81的外侧，断路器壳21安装在壳体81的顶部，接地开关8主要作用在检修维护时可以保证车辆的安全接地，与主断路器2配合使用，带接地联锁钥匙盒12只有按高压接地规程操作才能操作接地开关接地，计数器85可以记录保存主断路器2通断的次数。
34.主断路器2还包括第一气缸24、节流阀25、电磁阀26、输入输出铜制主触点23和铜接线排22，第一气缸24、节流阀25、电磁阀26、输入输出铜制主触点23均设置在壳体81内，铜接线排22安装在断路器壳21外表面，接地铜臂84通过铜接线排22与主断路器2连接，模拟弹簧式压缩空气作动器以及真空电弧放电室，主断路器2通过电磁阀26的线圈得电，压缩空气推动第一气缸24顶出，输入输出铜制主触点23闭合，从而把受电弓从接触网上取得的电能传送到动车内部主变压器。第一气缸24动作的快慢可通过调节节流阀25来控制。
35.进一步的，隔离开关3包括安装底座31，安装底座31的顶部两侧均安装有隔离开关绝缘子32，两个隔离开关绝缘子32之间设置有连杆33，两个隔离开关绝缘子32的顶部均安装有铜极板34，其中一个铜极板34上安铰接有铜连接板35，铜连接板35的另一端搭接在另一个铜连接板35上，连杆33的顶端与铜连接板35铰接，安装底座31的顶部且位于隔离开关绝缘子32的前侧安装有第二气缸36，第二气缸36的输出端连有闭合连杆机构37，闭合连杆机构37与连杆33连接，隔离开关3主要作用是在牵引单元或者车顶高压电缆出现故障时，隔离相应的牵引单元，正常状态下隔离开关3处于闭合状态，当控制断开电磁阀26得电时，第二气缸36推出，带动闭合连杆机构37顶起铜连接板35，断开其与铜极板34连接，断开电源。
36.进一步的，电压互感器4由尼龙和铝合金制成，高压电缆5的数量为三个且有铝合金制成，电压互感器4主要作用是检测接触网电压，将检测的信号提供给列车的网络控制系统及相应的牵引变流器，以便相应系统进行控制与保护。
37.进一步的，电流互感器6由不锈钢制成，电流互感器6数量为两个，电流互感器6主要作用时外接高压电源，转接输出到动车内部，避雷器7由尼龙整体仿真制成，避雷器7主要用于吸收动车内部主变压器中不能承受的开关产生的电压。
38.进一步的，熔断器9由铝合金整体仿真加工而成，熔断器9主要作用是作为短路和过电流的保护器，配有接线端子，刹车制动电阻10采用真品梯形铝壳电阻，刹车制动电阻10主要用于电源回路的限流、均流或取样检测。
39.进一步的，继电器端子板11采用真品继电器和接线端子组成，继电器端子板11主要仿真模拟合闸动作信号和反馈信号，以及高压箱内各个电气部件的连线，气源电源接口13由外部气源输入接口和三个电源接口组成，气源电源接口13主要是接收外部气源以及与外部实训台控制系统进行信号交流，控制高压箱内各部件动作，同时把各类相关检测信号反馈到实训台控制系统，以满足实际仿真教学。
40.进一步的，防尘盖14由不锈钢框架和透明耐力板构成，防尘盖14主要是防尘防护和展示作用。
41.另外，高压箱内部各个部件导电极都通过铜编织线连通，每段通路都有流水led彩带模拟电流流动，可清晰观察正常的电流通断和流向。
42.实际教学中，通过实训台触摸屏控制、接收受电弓和高压箱动作，模拟复兴号cr400动车受电弓升弓取电，通过高压箱把高压电传送到动车内部中，观察受电弓和高压箱正常工作过程及各个信号的采集过程。同时也可演示模拟出现不同故障时，受电弓和高压箱的应急处理过程；
43.cr400af教学用仿真高压箱严格参照复兴号cr400af高压箱结构，内部部件外形、功能和动作原理都与真车一致，整箱价格便宜，部件轻，便于拆装接线，非常适用于各个大学、技术学院和铁路部门实训教学，能快速提升学员的理论知识和动手能力，短期培养出大量维修维保技术人员。
44.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。