用于储能式有轨电车充电轨的检修安全防护方法及装置与流程

1.本技术涉及储能式有轨电车充电轨检修安全防护技术领域，更具体地，涉及一种用于储能式有轨电车充电轨的检修安全防护方法及装置。


背景技术：

2.储能式有轨电车在场段为了满足车辆检修人员登车维护作业，一般需要将车载储能单元完全放电，然后移开车顶充电轨，待检修完毕后再将充电轨回位进行充电。充电系统的回路通常是正极与车顶充电轨连接，负极与钢轨连接，实现对车载储能单元的充电。
3.在场段内进行完全放电后的登车检修作业期间，目前的常规方式是，正极连接的车顶充电轨回收后直接连接到地网，即充电轨正极与地网连通，将充电系统与车载储能单元断开，以使得充电系统不对车载储能单元，防止产生电压差对维修人员的危害。
4.但是，由于在场段内充电系统的变流器设置为零电压启动恒流源充电，恒流源充电系统必须设置成为向出口侧零电压的储能单元充电，目前存在误识别为储能单元内阻负载，从而导致充电系统启动的情况。即在移动充电轨正极接地状态下，仍然具备充电启动条件，有可能造成充电轨轨检修人员的人身伤害风险。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题或改进需求，本发明提供了一种用于有轨电车充电轨的检修安全防护方法及装置，可以完全克服充电系统误启动的情况。
6.按照本发明的一个方面，提供一种用于有轨电车充电轨的检修安全防护方法，适用于场段内的充电轨检修，其特征在于，包括：
7.在车顶充电轨移开至回收位置处时形成额外的负极支路，使车顶充电轨与钢轨连通。
8.作为本发明的进一步改进，所述负极支路形成具体为，在车顶充电轨回收位置处设置负极连接点，负极连接点通过电缆与钢轨连接，所述车顶充电轨在移动至回收位置处时与所述负极连接点导通。
9.作为本发明的进一步改进，所述车顶充电轨移开至回收位置处同时形成接地支路，可使车顶充电轨与地网导通。
10.作为本发明的进一步改进，所述接地支路形成具体为，设置接地连接点，所述车顶充电轨在移动至回收位置处时可与所述接地连接点导通并与地网接通，形成接地支路。
11.作为本发明的进一步改进，所述负极支路上安装有电流放大器，用于采集负极支路上电流。
12.作为本发明的进一步改进，采集的所述负极支路上的电流可用于显示输出；
13.和/或输入至过流报警元件以在超过阈值时输出报警信号；
14.和/或输入至控制变流器跳闸的继电器中，作为控制变流器通断的信号以进一步控制误充电。
15.按照本发明的另一方面，提供一种用于有轨电车充电轨的检修安全防护装置，适用于场段内的充电轨检修，其特征在于，包括：
16.装置本体，设置在移开式充电轨列位处，装置本体内设置有与钢轨连通的连接点；以及导通连接点，设置在车顶充电轨回收位置处，其与电缆一端连接，该电缆另一端接入所述本体连接点，在所述车顶充电轨在移动至回收位置处时与所述导通连接点连接，进而通过所述本体连接点与钢轨导通，形成负极支路。
17.作为本发明的进一步改进，所述本体连接点还包括与地网导通的接地连接点，所述车顶充电轨在移动至回收位置处时可通过所述本体连接点与地网导通，根据需要形成接地支路。
18.作为本发明的进一步改进，作为本发明的进一步改进，所述装置本体内在所述负极支路上安装有电流放大器，用于采集负极支路上电流。
19.作为本发明的进一步改进，所述装置本体上设置有显示输出单元，采集的所述负极支路上的电流可用于显示输出；
20.和/或所述装置本体上设置有过流报警元件，所述采集的所述负极支路上的电流超过阈值时输出报警信号；
21.和/或所述装置本体上设置有用于控制变流器跳闸的继电器，采集的所述负极支路上的电流可输入至所述继电器中作为控制变流器通断的信号以进一步控制误充电。
22.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
23.(1)本发明提供的有轨电车充电轨的检修安全防护方法和装置，适用于场段内的充电轨检修，其通过在车顶充电轨移开至回收位置处时形成额外的负极支路，使车顶充电轨与钢轨连通，从而可以使得在检修期间充电轨与钢轨直连，不会出现因为不能识别地网过渡负载还是储能元件电阻负载而导致的误充电情况，杜绝安全隐患。
24.(2)本发明提供的有轨电车充电轨的检修安全防护方法和装置，还在负极支路上设置电流采集单元，通过采集识别负极支路上的电流大小，及时识别和报警处理，而且进一步通过继电器控制变流器跳闸来切断误充电，避免产生误充电造成的安全隐患。
25.(3)本发明提供的有轨电车充电轨的检修安全防护方法和装置，还可以同时设置接地支路，即在设置负极支路保证在车顶充电轨移开至回收位置处时与钢轨连通的同时，可与地网导通，保证人身安全。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术实施例提供的一种有轨电车充电轨的检修安全防护方法的流程示意图；
28.图2为本技术实施例提供的一种有轨电车充电轨的检修安全防护装置的结构示意图。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
30.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
31.在储能式有轨电车在场段内为了满足车辆检修人员登车维护作业，将车载储能单元完全放电，并移开车顶充电轨。常规模式下，此时车顶充电轨回收后会直接连接到地网，充电轨正极与地网连通。在这种工况下，常常会出现充电系统启动进行充电的情况，导致可能存在工作环境存在电压差，使得检修人员安全存在较大风险。
32.本技术发明人经过研究发现，车顶充电轨回收后会直接连接到地网与其连通后，通常为存在负地过渡电阻，特别是因为通常是与混凝土中钢筋连通的方式进行地网导通，而混凝土等介质的存在，这种都会导致过渡电阻的存在，不会是真正的接地。另外，由于场段内的充电与正线上充电方式不同，正线充电系统装置启动电压不允许低于储能单元的最低输出电压(一般为例如400v)，可以有效区分直流侧短路与储能单元内阻的区别，即直流侧短路时候，由于出口侧自身没有电压，不满足充电条件，无法充电。而在场段内，变流器需要设置为零电压启动恒流源充电，即恒流源充电系统必须设置成为向出口侧零电压的储能单元充电，此种工况下，负地过渡电阻的存在，使得充电系统难以有效区分负地过渡电阻和储能介质自身内阻，无法正常识别短路和储能单元负载，即在移动充电轨正极接地状态下仍然具备充电启动条件，有可能充电系统会误启动，可能造成充电轨轨检修人员的人身伤害风险。
33.如图1所示，本方案中提出的一种有轨电车充电轨的检修安全防护方法，通过发现上述问题产生的实质，提出了完整的技术解决手段。具体而言，本方案的方法包括s100首先在车辆进入场段内并在储能单位完全放电之后，将车顶充电轨移动至回收位置处；s200其次，在回收位置处将充电轨直接与回流钢轨连通，形成一个负极支路。此时，正极的充电轨与负极的钢轨直接导通，则不会在充电轨与钢轨之间形成压差，充电系统不会识别为存在储能介质负载，不会启动充电。
34.具体地，一个优选实施例中，在车顶充电轨回收位置处设置负极连接点，负极连接点通过电缆与钢轨连接，车顶充电轨在移动至回收位置处时与负极连接点导通。
35.例如，在移动充电轨一侧设置连接铜排，并与充电轨同步移动，作为负极连接点，当然也可以采用其他方式设置负极连接点，本方案中不作限定。相应地，在充电轨回收位置处设置有与连接铜排匹配的固定铜排作为匹配连接点，其优选设置在充电轨回收位置处侧墙上，并与侧墙绝缘固定。当然，本方案中的固定铜排可以为其他连接形式，并不限于铜排，只要与移动充电轨上的连接铜排可匹配连接的结构均可适用。
36.上述匹配连接点与作为负极的钢轨导通，优选是通过电缆或其他导线直接连通，
也可以是通过其他方式导通，例如可以是通过电缆或其他导线连接到一个中间控制盒，控制盒再通过电缆或其他导线与钢轨连接导通。以此方式，使得在车顶充电轨移开至回收位置处时形成额外的负极支路，使车顶充电轨与钢轨连通。
37.通过上述方式形成了充电轨与钢轨连通的负极支路，这种工况下，一方面不会因为存在负地过渡电阻误认为是储能介质自身负载而误充电，另一方面，可以对该支路上的电流进行监测，即对充电轨与钢轨直连支路的电流大小的监测来判断是否存在误送电。正常情况下支路电流为0，若存在故障情况，该负极支路电流为额定充电电流，从而可以快速判断为故障。
38.本方案的方法适用于场段内的充电轨检修时，通过在车顶充电轨移开至回收位置处时形成额外的负极支路，使车顶充电轨与钢轨连通，从而可以使得在检修期间充电轨与钢轨直连，不会出现因为不能识别地网过渡负载还是储能元件电阻负载而导致的误充电情况，杜绝安全隐患。
39.在一个优选实施例中，车顶充电轨移开至回收位置处除了形成负极支路外，还可同时形成接地支路，使车顶充电轨与地网连通。即该方案中，车顶充电轨还与地网导通。具体地，在该接地支路的方案中，优选设置接地连接点，车顶充电轨在移动至回收位置处时可与接地连接点导通并与地网接通，形成接地支路。例如，可以是在上述匹配连接点旁设置接地连接点，该接地连接点通过电缆或其他导线直接接地，利用充电轨上设置的固定连接点与该接地连接点匹配，进而使得车顶充电轨移开至回收位置处时也可以使其与地网导通，实现接地。另一个优选方案中，可以与负极支路共用一部分电缆，即可以通过将接地连接点设置在中间控制盒内，电缆或其他导线一端与中间控制盒内连接点连接，另一端与大地连接，实现与地网导通。
40.优选地，接地支路的设置是一个可选择的手段，即接地支路可以不算必须的，而且接地支路的导通可以是自动导通，也可以是设置为手动方式导通，即在手动闭合接地支路。这样，在需要进行充电轨本体及附近检修时候，可以选择闭合接地支路，使得接地支路也导通，进而充电轨与地网导通，以此保证等电位的要求，防止人触电。
41.通过同时设置地网导通，可以与负极支路形成互为补充的检修安全方案，进行双重“接地”，更加有利于避免安全风险。
42.在一个优选实施例中，负极支路上安装有电流放大器，用于采集负极支路上电流。上述采集的电流的有无及大小可以用于监测该支路上是否是正常电流还是故障情况下的电流。例如，正常情况下支路电流为0，若存在故障情况，该负极支路电流为额定充电电流，从而可以快速判断为故障。
43.优选地，负极支路上采集的电流可以通过显示输出装置进行显示，以用于实时发送给监测人员进行监测。还可以通过设置过流报警元件，该电流在超出预先设置的电流阈值时，可以发出报警信号，判断是否存在故障。还可以将该电流输入至控制变流器跳闸的继电器中，作为控制变流器通断的信号，这样才电流超出阈值时可以切断变流器，从而进一步控制误充电。
44.本方案基于实际运行工况的限制，恒流源充电系统无法正常识别短路和储能单元负载，采用特别技术手段进行故障识别，即采用回收状态下，对充电轨与钢轨直连支路的电流有无或大小的监测来判断是否存在误送电。由于恒流充电电流较大(400a或以上)，回收
状态的移动充电轨处于接地(此处的地为地网)，由于负极与地网之间存在过渡(绝缘)电阻，会产生负极和地之间的电压差，有可能造成人身危害，采用了移动充电轨直接接负极(钢轨)，而钢轨与地之间的电压差较小，从而可以克服上述技术问题。
45.如图2所示，本发明还提出了一种用于有轨电车充电轨的检修安全防护装置，适用于场段内的充电轨检修。本方案的安全防护装置包括装置本体及与装置本体连通的导通连接点。
46.具体地，装置本体设置在移开式充电轨列位处，例如固定在侧墙上，作为控制或输出相关信息的载体。装置本体可以为箱体、壳体或其他相应的结构，具体可以根据实际需要进行选择。
47.本方案装置本体内设置有与钢轨连通的本体连接点。本体连接点优选可以为连接铜排，有可以为其他连接结构。连接点用于与钢轨通过电缆或其他导线连接。
48.本方案装置还包括导通连接点，导通连接点设置在车顶充电轨回收位置处，并与充电轨连接点匹配。其一方面用于与充电轨连接，即在充电轨在回收位置时能够与充电轨导通，另一方面其与通过电缆或其他导线与接入本体连接点。以此方式，在车顶充电轨在移动至回收位置处时，充电轨就可以通过导通连接点、电缆或导线、以及本体连接点进而与钢轨连接，形成负极支路。
49.优选地，在移动充电轨一侧设置连接铜排，并与充电轨同步移动，导通连接点与连接铜排匹配，进而在充电轨在回收位置时连接铜排与导通连接点导通。例如，导通连接点可以设置在充电轨回收位置处的侧墙上，并与侧墙绝缘固定，当然也可以其其他适合的位置。
50.在一个优选实施例中，装置本体内的本体连接点还包括与地网导通的接地连接点，车顶充电轨在移动至回收位置处时可通过本体连接点与地网导通，形成接地支路。
51.通过同时设置地网导通，可以与负极支路形成互为补充的检修安全方案，进行双重“接地”，更加有利于避免安全风险。
52.在一个优选实施例中，在装置本体内部的负极支路上安装有电流放大器，用于采集负极支路上电流。上述采集的电流的有无及大小可以用于监测该支路上是否是正常电流还是故障情况下的电流。例如，正常情况下支路电流为0，若存在故障情况，该负极支路电流为额定充电电流，从而可以快速判断为故障。
53.优选地，装置本体上还设置有显示装置，例如显示屏幕或者其他输出装置，采集的负极支路上的电流可以通过显示装置显示或输出装置输出以用于实时发送给监测人员进行监测。
54.优选地，装置本体内的负极支路上还设置有过流报警元件，电流流经过流报警元件，当其超出预先设置的电流阈值时可以发出报警信号，以此作为是否存在故障的判断依据。
55.在一个优选实施例中，装置本体内的还设置闭锁控制电路，其上设置继电器，采集的上述负极支路的电路通过该继电器，在设定预制条件下，控制变流器跳闸，作为控制变流器通断的信号，这样在电流超出阈值时可以切断变流器，从而进一步控制误充电。
56.以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本技术旨在涵盖本公开的
任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
57.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。