一种交流接触网和直流接触网双供电钢轨探伤车的制作方法

本实用新型属于轨道工程车制造及铁路检测技术领域，具体涉及一种交流接触网和直流接触网双供电钢轨探伤车。

背景技术：

目前，地铁钢轨进行探伤检测的仍是主要以人工使用钢轨探伤仪进行作业。劳动强度大，效率低，而且不够全面，不能及时发现轨道中存在的问题，给地铁的运行带来很大的安全隐患。因此迫切需要一种快速、全面、准确的地铁钢轨探伤检测设备。

国内外城市轨道交通发展迅速，早期线路供电主要是以dc1500v直流接触网供电为主，近年来，随着经济的快速发展，主城区及周边卫星城市的快速融合，中长距离的市域铁路得到快速发展。而这部分线路考虑到供电系统效率和损耗，绝大部分采用了交流25kv接触网供电制式，这就造成了一个城市轨道交通供电制式同时有直流接触网和交流接触网两种供电方式，造成了大型检测设备如钢轨探伤车的不通用，造成设备浪费。而且传统的钢轨探伤车运行速度和检测速度均偏低，在较为紧张的地铁运营天窗期，高速钢轨探伤车显得尤为必要。

此外，目前主流的钢轨探伤车依然采用内燃动力驱动，虽然技术成熟、运行灵活，但是也有着比较突出的缺点，在地铁密闭运行环境中，会产生大量的噪声和烟尘，而且振动较大，影响探伤作业精度。

针对现有技术中存在的问题，亟需一种能够适用交流接触网和直流接触网双供电的高速探伤车。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种交流接触网和直流接触网双供电钢轨探伤车，能够对地铁钢轨进行高速、全面、准确的探伤，既能适用于交流接触网又能适用于直流接触网供电，提高钢轨探伤的效率和适用范围，增加地铁运行的安全性。

本实用新型所采用的技术方案是：一种交流接触网和直流接触网双供电钢轨探伤车，包括车体以及安装于车体内的牵引供电系统，牵引供电系统包括交流受电弓和直流受电弓，交流受电弓的输出端连接有ac保护装置，ac保护装置的输出端连接有牵引变压器，牵引变压器输出端输出两路ac830v后连接有牵引变流柜；直流受电弓的输出端连接有dc保护装置，dc保护装置的输出端连接有牵引变流柜，牵引变流柜输出端分别连接有牵引电机一、牵引电机二、紧急电源模块和车载设备。

所述牵引变流柜内置有4qc模块、牵引模块一、牵引模块二以及辅逆模块，4qc模块输出端分别连接牵引模块一、牵引模块二、辅逆模块以及制动电阻，且牵引模块一、牵引模块二、辅逆模块以及制动电阻的输入端分别与dc保护装置的输出端相连。

所述车体内部设置有i端司机室、设备间、工具间、作业室、ii端司机室。

所述i端司机室与ii端司机室内分别设置有司机操纵手柄、制动手柄、车辆管理系统显示屏、信号系统显示屏、操作开关、司机座椅、消防设备以及紧急放风阀。

所述工具间内设置有探伤系统辅助设备，包括探伤水箱、温控柜、水泵柜、工具柜和工作台。

所述作业室内设置有探伤机柜、三个工作位的探伤操作台、探伤plc柜和信号系统机柜。

所述车体下方设置有两台两轴焊接转向架、空压机、线路电抗器、高度断路器和牵引变压器，车体通过二系悬挂落座于转向架上，其中一端的转向架搭载两个牵引电机及齿轮箱，为整车提供动力，另外一端的转向架为非动力转向架，悬挂有探伤系统的探伤小车。

这种交流接触网和直流接触网双供电钢轨探伤车在使用时，包括如下步骤：

1、起机准备：闭合控制电源柜及低压柜，各系统进入自检状态，操纵台显示屏显示各系统状态，钢轨探伤车进入准备工作状态。

2、司机选择主控操纵台，选择供电模式，操纵受电弓脚踏泵，满足受电弓升弓气压要求，操作主控端操纵台受电弓扳键开关进行升弓，网压显示正常后可闭合主断路器或高度断路器。交流接触网模式下：牵引变压器将ac25kv高压电转换两路ac830v电源至牵引变流柜4qc输入端，主变流器和辅助变流器得电完成；直流接触网模式下：dc1500v受电弓将电源传递至牵引变流柜中间环路，主变流器和辅助变流器得电完成；探伤车供电完成。

3、司机操纵空压机、照明、空调风扇等辅机，为行车做准备。

4、司机缓解制动，操纵司机控制器，牵引变流柜将母线电压转变后驱动异步牵引电机，动车完成。

5、探伤操作人员接通探伤系统电源，探伤小车中的探头下降接触钢轨，对钢轨进行检测。

6、作业完成后，车辆回库，司机操纵主断路器或高度断路器、受电弓开关，进行断电操纵，断开低压柜控制电源，整车断电。

所述交流受电弓的输出端连接有ac保护装置，ac保护装置的输出端连接有牵引变压器，其中，ac保护装置为真空断路器；这样设置的目的是：主要功能是对电力机车主电路开断和接通，同时在机车检测到短路电流或过电压的情况下，断开主电路对机车进行保护，确保机车的安全运行。

所述ac保护装置的输出端连接有牵引变压器；这样设置的目的是：主要功能为将从接触网汲取的高压电转换为牵引变流柜所需的两路低压电，其中，牵引变压器安装在车体下方，采用odaf(强迫导向油循环风冷)方式，自带冷却器及风机，箱体采用耐低温钢结构，高压绕组采用耐热绝缘纸包扁铜导线，所有的低压绕组由换位导线制成，铁芯采用冷轧取向硅钢片制成，铁芯紧固件采用高强度不导磁钢。

所述直流受电弓的输出端连接有dc保护装置，dc保护装置的输出端连接有牵引变流柜，其中，dc保护装置为高速断路器；这样设置的目的是：高速断路器是一种空气自然冷却的直流高速限流断路器，该型断路器可在极短的时间内对检测到的过载电流做出反应，用于保护轨道交通车辆上直流回路中的电气设备。

本实用新型的有益效果为：

本发明能够对地铁钢轨进行高速、全面、准确的探伤，既能适用于交流接触网又能适用于直流接触网供电，提高钢轨探伤的效率和适用范围，增加地铁运行的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图；

图2为本实用新型牵引供电系统的电路原理图。

图中标记：1、交流受电弓；2、ac保护装置；3、牵引变压器；4、直流受电弓；5、dc保护装置；6、制动电阻；7、牵引变流柜；8、4qc模块；9、牵引模块一；10、牵引模块二；11、辅逆模块；12、紧急电源模块；13、牵引电机一；14、牵引电机二；15、车载设备；16、车体；17、转向架。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，一种交流接触网和直流接触网双供电钢轨探伤车，包括车体16以及安装于车体16内的牵引供电系统，牵引供电系统包括交流受电弓1和直流受电弓4，交流受电弓1的输出端连接有ac保护装置2，ac保护装置2的输出端连接有牵引变压器3，牵引变压器3输出端输出两路ac830v后连接有牵引变流柜7；直流受电弓4的输出端连接有dc保护装置5，dc保护装置5的输出端连接有牵引变流柜7，牵引变流柜7输出端分别连接有牵引电机一13、牵引电机二14、紧急电源模块12和车载设备15,牵引电机一13、牵引电机二14为执行机构，用以将动能传递给驱动齿轮箱，进而带动车轴和车轮运动。

所述牵引变流柜7内置有4qc模块8、牵引模块一9、牵引模块二10以及辅逆模块11，4qc模块8输出端分别连接牵引模块一9、牵引模块二10、辅逆模块11以及制动电阻6，且牵引模块一9、牵引模块二10、辅逆模块11以及制动电阻6的输入端分别与dc保护装置5的输出端相连。

所述车体16内部设置有i端司机室、设备间、工具间、作业室、ii端司机室。

所述i端司机室与ii端司机室内分别设置有司机操纵手柄、制动手柄、车辆管理系统显示屏、信号系统显示屏、操作开关、司机座椅、消防设备以及紧急放风阀。

所述工具间内设置有探伤系统辅助设备，包括探伤水箱、温控柜、水泵柜、工具柜和工作台。

所述设备间设置有信号系统机柜、控制电源柜、低压柜、高压柜、牵引变流柜7、制动柜、紧急电源、辅助变压器、牵引变压器副油箱等。

所述作业室内设置有探伤机柜、三个工作位的探伤操作台、探伤plc柜和信号系统机柜。

所述车体16下方设置有两台两轴焊接转向架17、空压机、线路电抗器、高度断路器和牵引变压器3，车体16通过二系悬挂落座于转向架17上，其中一端的转向架17搭载两个牵引电机及齿轮箱，为整车提供动力，另外一端的转向架17为非动力转向架17，悬挂有探伤系统的探伤小车，探伤小车采用超声波探伤，工作时探伤小车探轮下降接触钢轨，对钢轨进行检测，最高检测速度可到80km/h。

这种交流接触网和直流接触网双供电钢轨探伤车在使用时，包括如下步骤：

1、起机准备：闭合控制电源柜及低压柜，各系统进入自检状态，操纵台显示屏显示各系统状态，钢轨探伤车进入准备工作状态。

2、司机选择主控操纵台，选择供电模式，操纵受电弓脚踏泵，满足受电弓升弓气压要求，操作主控端操纵台受电弓扳键开关进行升弓，网压显示正常后可闭合主断路器或高度断路器。交流接触网模式下：牵引变压器3将ac25kv高压电转换两路ac830v电源至牵引变流柜74qc输入端，主变流器和辅助变流器得电完成；直流接触网模式下：dc1500v受电弓将电源传递至牵引变流柜7中间环路，主变流器和辅助变流器得电完成；探伤车供电完成。

3、司机操纵空压机、照明、空调风扇等辅机，为行车做准备。

4、司机缓解制动，操纵司机控制器，牵引变流柜7将母线电压转变后驱动异步牵引电机，动车完成。

5、探伤操作人员接通探伤系统电源，探伤小车中的探头下降接触钢轨，对钢轨进行检测。

6、作业完成后，车辆回库，司机操纵主断路器或高度断路器、受电弓开关，进行断电操纵，断开低压柜控制电源，整车断电。

本实施例主要解决了探伤车清洁供电问题，以及交流、直流两种接触网供电安全切换（任何情况下，网络控制逻辑只能接通一路控制电路；硬线连接：交流主电路真空断路器与直流主回路高速断路器进行互锁，保证任何情况只能闭合一路；受电弓气路控制：除受电弓气路电磁阀控制回路互锁外，另设三通阀一个控制，保证升弓气路接通的唯一性），在高压端设置了三级安全联锁钥匙，在电气控制系统中设置了严格的电气互锁。

其中，三级安全联锁钥匙操作如下：

①确认机车主断已断且受电弓已降下，将dc1500v隔离开关打到“off”位，取出黄色钥匙并关闭；

②使用制动柜安全联锁蓝色钥匙插入高压接地开关，将接地开关手柄转动至“接地位”，取出黄色钥匙；

③当两把黄色钥匙同时插入到安全钥匙箱转动并锁定，则3把安全门锁钥匙（绿钥匙）可以从安全钥匙箱重拔出，进而打开相关电气柜门或打开登顶门。

④只有当3把安全门锁钥匙（绿钥匙）正确插入转动并锁定在安全钥匙箱上，两把黄色钥匙才可以转动并取出。

同时车辆设置了多项应急设施，包括紧急电源、紧急牵引模式lcu，紧急电源确保辅助逆变器故障情况下，可维持车辆运行至库内；紧急牵引模式lcu在确保车辆通讯网络（总线mvb及模块）出现故障情况下代替通讯网络实现低速紧急牵引。

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