用于测量通过高压线输送给铁路牵引设备的电能的装置制造方法及图纸

用于测量通过高压线（１）供应给铁路牵引设备的电能的装置，所述装置包括用于测量所汲取的电流的测量模块（５，２６）、以及用于测量电源的电压的测量模块（１２，２７），所述测量模块自身具有使它们工作所必需的低压电源（２３，２４），所述装置的特征在于，所述低压电源从被转换为电能的光能（２２）中获得。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于测量以高压输送给机车，或更一般地输送给铁路 牵引设备的电动机的电能的装置。
技术介绍
特别需要测量通过接触网输送给机车的电能，以便使供应商能够 给消费者开账单。这种需求比较新，这是由于最近要求多个供电公司(electricity supply operator)自由竞争网络并且要求多个供电公司自由 使用同一网络的所述能量的规定的结果。原理上，实现这种测量非常简单只要连续测量或者以适合的频率采样来测量所汲取的电流、其电压以及其消耗的持续时间，从而考 虑这两个参数随时间的变化。事实上，事情要复杂得多，这是因为当测量装置采集变量时，其处于高压网络环境中(根据经过网络的部分，从1500伏特的直流(DC) 到25000伏特的交流(AC))，而在测量装置生成并处理信号时，其处 于低压环境中。需要对这两种环境进行电气隔离，这需要特别小心和 注意。用于提供这种电气隔离的公知手段通常使用包括在测量装置中 的互感器来实现，其中所需要的隔离水平要求在该互感器的初级和次 级之间使用高质量的介电材料，并且最重要的是需要足够大的体积， 以保持导电部分彼此尽可能远地分开。需要将该体积和重量设置在动力设备的顶部。它们是除了牵引设 备顶部的所有其他设备以外的设备，从而即使在最好的情况下，设备 的正面也会有所增加，这样就产生了阻碍高速列车的阻力，并且更平 常的是由于在这种特别拥挤的空间中没有足够的空间而变得完全不可能。 专利技术目的本专利技术提供了一种解决拥挤问题的方案，其在不牺牲隔离要求的 情况下，使所使用的传感器和器件足够微型化，以使得它们能够容纳 在铁路牵引设备的顶部装置中而不产生阻碍。
技术实现思路
为实现该目的，本专利技术因此提供了用于测量通过高压线供应给铁 路牵引设备的电能的装置，该装置包括用于测量汲取的电流的测量模 块以及用于测量电源电压的测量模块，所述测量模块具有能够使它们 进行工作所必需的低压电源，其中所述低压电源的能量从在高压环境 中被转换为电能的光能中获得。此外，将来自测量模块的输出信号转 换为光信号，以便能够使用他们。这样，在测量装置的高压级和其低 压级之间实现了非常高的电气隔离水平。利用公知的小型器件进行电 能到光能的转换以及相反的转换，这样，所述小型器件能够使测量装 置容纳在小的体积中，特别是容纳在用于铁路设备的高压顶部电缆的 绝缘体中。通过下面给出的对实施例的说明，本专利技术的其他特征和优点将变 得显而易见。附图说明参照下列附图，其中图l是根据本专利技术的测量装置的电路图；以及 图2是示出如何将所述测量装置安装在用于铁路设备的高压顶部 电缆的绝缘体中的图，其中所述铁路设备消耗正被测量的能量。在图1中，附图标记l代表接触网，而附图标记2表示设备的受 电弓。铁路设备的顶部高压线由附图标记L表示，并且在达到用于向牵引系统4供电的装置组之前，该铁路设备的顶部高压线L通过断路 器3。与线L串联，并且以十分常规的方式，电流传感器5，例如电流 测量分流器用于在其输出端6输送模拟信号，该模拟信号由转换器7 转换成数字信号，将转换器7的输出引导到电/光转换器8，电/光转 换器8将来自所述转换器的数字电信号变换成光信号，该光信号由光 纤9传送到光/电转换器10，其具有用于连接到电子器件的输出端11， 所述电子器件响应来自电流互感器的所述信号并且表示以高压提供 给所述设备的电流。分压器12用于使鉴别器13感测DC或AC电压并且能够产生表 示所述电压的信号。例如，鉴别器13的输出端14上出现的信号表 示接触网1上存在的AC电压。为用于表示接触网1上的DC电压的信号预留输出端15。将这些信号中的任一个提供给模数转换器17的输入端16，模数 转换器17的输出被施加到电/光转换器18的输入端。将由所述转换 器生成的光信号通过光纤19传送给转换器10的输入端，作为对其的 响应，转换器10在它的一些输出端11上提供电信号，以供所述装置 结合表示获得的电源电流的电信号一起使用。为了工作，需要向所述装置中的一些部件供电，特别是例如向那 些标记为18、 8禾卩10的电/光转换器或者光/电转换器供电。转换器 10直接由连接到转换器20的电池供电，转换器20用于将直流电转 换为光能，该光能的形式是由发光系统(例如二极管)发射的激光束。 激光束由光纤21a， 21b传送给光/电转换器22a， 22b，该光/电转换 器22a， 22b各自具有用于向电/光转换器18和电/光转换器8供电的 输出端24和输出端23。图2示出了安装在绝缘体25内部的图1的电路，并由此示出了 如何在本专利技术的测量装置中确保完善的电气隔离。该图示出了上面描 述的大部分元件，这些部件的附图标记不变。将与处理来自电流传感 器5的信号有关的元件以概略的方式一起归入单元26中，单元26由 线23供应低压电并且输出表示光纤9上的测量电流的光信号。类似地，将用于处理来自分压器12的电压信号的模块一起归入 单元27中，其中，电源线24在此端接并且从这里到达光纤19。从 该图应该理解，高压环境被限制在绝缘体26中所形成的顶部空间28 中，铁路设备的顶部电缆L通过该顶部空间28，而低压环境被限制 在所述绝缘体的底部凹槽29中。在两个凹槽之间，只有光纤提供了 本专利技术的装置的各个部件之间的连接。根据输送给牵引设备的电压，本专利技术的测量装置还可以用作识别 网络的模块，其中网络可以是1500伏特的DC， 3500伏特的DC(通 常如上面所述进行处理)，15000伏特、16l赫兹的AC， 25000伏特、 50赫兹或60赫兹的AC， 12000伏特、60赫兹的AC,或者12000伏 特、25赫兹的AC，在主要的工业化国家中只提及到这些配置。光纤 19的输出端出现的光信号表示对应于电网电压的测量电压值。这样， 通过使用转换器模块10中的继电器组，可以将与电压相关联的三个 输出端11中的每一个分配给网络可能提供的电压中的一个。只在分 配给电压的三个输出端11中的一个上提供信号可以识别铁路设备行 进所沿着的网络的电压。权利要求1、用于测量通过高压线(1)供应给铁路牵引设备的电能的装置，所述装置包括用于测量所汲取的电流的测量模块(5，26)、以及用于测量电源的电压的测量模块(12，27)，所述测量模块自身具有使它们进行工作所必需的低压电源(23，24)，所述装置的特征在于，所述低压电源从被转换为电能的光能(22)中获得。2、 根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，将来自所述 测量模块(5,26; 12，27)的输出信号转换成光信号，以便于使用。3、 根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，将所述测 量模块安置在顶部高压电缆(L)的绝缘体(25)中。4、 根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，其包括用于 将所述测量模块输出的光信号转换成电信号的转换器模块(20)，所述 转换器模块具有输出端(ll)，每个输出端(11)在其提供信号时构成 用于识别网络的模块。全文摘要用于测量通过高压线(1)供应给铁路牵引设备的电能的装置，所述装置包括用于测量所汲取的电流的测量模块(5，26)、以及用于测量电源的电压的测量模块(12，27)，所述测量模块自身具有使它们工作所必需的低压电源(23，24)，所述装置的特征在于，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于测量通过高压线（１）供应给铁路牵引设备的电能的装置，所述装置包括用于测量所汲取的电流的测量模块（５，２６）、以及用于测量电源的电压的测量模块（１２，２７），所述测量模块自身具有使它们进行工作所必需的低压电源（２３，２４），所述装置的特征在于，所述低压电源从被转换为电能的光能（２２）中获得。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JM阿鲁伊，M库热，O多斯达，C勒热纳，
申请(专利权)人：阿尔斯通运输公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]