具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开实施方式提供了一种电力机车高压联锁电气保护系统，应用于重联的多个机车，如图1所示为该电力机车高压联锁电气保护系统的结构示意图，应当理解的是，图1仅示例性给出了两台机车重联时电气保护系统的示意图，本示例性实施例提供的电气保护系统并不局限于两台机车重联的情况。参考图1，该电气保护系统包括：与多个机车对应设置的多个保护支路10，保护支路10包括串联的第一开关120和受电弓电磁阀140，多个保护支路10串联后连接一设定电压；其中，第一开关120被配置为在机车为检修状态时断开，且在机车为非检修状态时闭合；受电弓电磁阀140被配置为在任一第一开关120为断开状态时，控制对应受电弓降弓。

本示例性实施例提供的电气保护系统，包括多个保护支路10，且每个保护支路10对应一机车，通过将多个保护支路10串联连接后连接一设定电压而在多个机车间形成一串联回路，当任一机车的第一开关120为断开状态时，受电弓电磁阀140失电而使得对应受电弓无法升弓，实现多个机车之间的电气互锁，由此，在机车为检修状态时，即便机车的高压器件被误触发而执行上电操作，因为受电弓电磁阀140处于失电状态，因而受电弓无法升弓从而并不会造成机车被上电，这样可避免任意一台机车高压部件误动作引起的安全事故，有效提高电力机车运行的安全性。

如图1所示，本示例性实施例中，同一机车中的保护支路10中第一开关120与受电弓电磁阀140串联连接，并且多个机车的多个保护支路10也是串联连接，由此实现了将任一机车的第一开关120与相邻机车的第一开关120实现电气互锁，这样当任一机车的第一开关120断开时，均会使得重联机车的受电弓电磁阀140失电，从而各机车的受电弓无法升弓。对应实际情况下，在机车正常运行时，第一开关120处于闭合状态，因此，受电弓电磁阀140得电而可以处于升弓状态；在机车检修时，第一开关120处于断开状态，受电弓电磁阀140失电而无法进行升弓，因此，即便机车的高压器件此时被执行上电操作，但因为受电弓电磁阀140失电因而受电弓并不会因为误操作而升弓，由此可避免误动作引起的安全事故，能够有效保证人员安全。应当理解的是，本示例性实施例中的受电弓电磁阀140为受电弓的低压控制器件。本示例性实施例通过搭建受电弓升弓低压控制回路实现电力机车的高压联锁电气保护，提高了电力机车运行安全性，可保障机车设备和人身安全。此外，应当理解的是，机车处于维护状态时，同样需要对机车进行高压联锁电气保护，因此第一开关120和受电弓电磁阀140具有与机车处于检修状态时相同的工作状态。

此外，应当理解的是，第一开关120可以为电力机车自带的开关件，也可以为额外设置的开关件。在本公开的一可选实施方式中，第一开关120选用电力机车的高压接地开关，有关高压接地开关的配置可参见后续实施例的介绍。

本示例性实施例中，各保护支路10串联后可连接一110V电压，当然，在其他示例性实施例中，电气保护系统所连接的设定电压也可以为其他电压。

如图1所示，本示例性实施例中，各保护支路10还可以包括第二开关110，第二开关110与第一开关120、和受电弓电磁阀140串联，第二开关110被配置为在机车为检修状态时断开，且在机车为非检修状态时闭合，相应地，受电弓电磁阀还被配置为在任一第二开关为断开状态时，控制对应受电弓降弓。同一机车中的保护支路10中第一开关120、第二开关110和受电弓电磁阀140为串联连接，并且多个机车的多个保护支路10也是串联连接，由此实现了将任一机车的第一开关120与相邻机车的第二开关110和第一开关120连接实现电气互锁，这样当任一机车的第一开关120或第二开关110断开时，均会使得重联机车的各受电弓电磁阀140失电，从而各机车的受电弓无法升弓。对应实际情况下，在机车正常运行时，第一开关120和第二开关110是处于闭合状态，因此，受电弓电磁阀140得电而可以处于升弓状态；在机车检修时，第一开关120和第二开关110均是处于断开状态，受电弓电磁阀140失电而无法进行升弓，因此，即便因为人员误操作控制机车上电，但因为受电弓电磁阀140失电因而受电弓并不会因为误操作而升弓，由此可避免误动作引起的安全事故，能够有效保证人员安全。应当理解的是，本示例性实施例中，机车处于维护状态时，同样需要对机车进行高压联锁电气保护，因此第二开关110和受电弓电磁阀140具有与机车处于检修状态时相同的工作状态。此外，应当理解的是，第二开关110可以为电力机车自带的开关件，也可以为额外设置的开关件。在本公开的一可选实施方式中，第二开关110选用电力机车的高压隔离开关，有关高压隔离开关的配置可参见后续实施例的介绍。此外，应当理解的是，本示例性实施例中，第一开关120、第二开关110和受电弓电磁阀140的连接顺序并不限定。

图2所示为电力机车高压受电部分原理图，高压重联电力机车高压设备部件包括：受电弓、高压接地开关50、高压隔离开关60等。受电弓从接触网获得25kV电压，主断路器30闭合后向电力机车牵引变压器40等供电。机车维护检修之前需要将图2所示的高压接地开关50闭合(相当于高压接地开关50的主触点与主电路闭合)，对主断路器30形成短路，受电弓无法升弓而形成电气保护。两节电力机车如有一节发生故障，可通过隔离图2所示的高压隔离开关60隔离故障节机车，保证机车持续运行。因为高压隔离开关60和高压接地开关50均包括主触点和辅助触点，其中的主触点设置于机车的主供电回路用于对机车的主供电回路进行控制，并且主触点与辅助触点之间具有联动作用，即当主触点闭合时，辅助触点也闭合，当主触点断开时，辅助触点也断开；或者，当主触点闭合时，辅助触点断开，当主触点断开时，辅助触点闭合。因此，可利用机车的高压接地开关50的辅助触点和高压隔离开关60的辅助触点构建受电弓升弓低压控制回路。示例性的，第一开关120可以为机车的高压接地开关50，高压接地开关50的辅助触点串接于保护支路10，且高压接地开关50的辅助触点响应主触点动作。第二开关110可以为机车的高压隔离开关60，高压隔离开关60的辅助触点串接于保护支路10，且高压隔离开关60的辅助触点响应主触点进行动作。举例而言，高压接地开关50可配置为当主触点闭合时，辅助触点断开，主触点断开时，辅助触点闭合。同样地，高压隔离开关60可配置为在主触点闭合时，辅助触点也闭合，在主触点断开时，辅助触点也断开。在机车为检修或维护状态时，机车的高压接地开关50连接主电路的主触点闭合，相应地，高压接地开关50的辅助触点为断开状态，而因为高压接地开关50的辅助触点串接于保护支路10，因而保护支路10断路，进而受电弓电磁阀140失电而使得受电弓无法升弓，可避免高压部件误动作引起安全事故。如图1所示，本示例性实施例中，通过将机车的高压隔离开关60的辅助触点串联接入保护支路10，使得任一机车的高压接地开关50与相邻机车的高压接地开关50和高压隔离开关60连接实现电气互锁，当任一机车出现故障时，可通过断开高压隔离开关60而与故障机车断开连接，同时，因为高压隔离开关60断开而使得保护支路10断路，从而可控制故障机车和没有故障的机车均无法升弓，进一步提升电力机车的安全性。此外，需要说明的是，在没有特别说明的情况下，本示例性实施例中的第一开关120即是指高压接地开关，第二开关110即是指高压隔离开关。

如图1所示，本示例性实施例中，保护支路10还可包括升弓继电器130，升弓继电器130与第一开关120、第二开关110和受电弓电磁阀140串联，升弓继电器130被配置为响应断电控制信号处于失电状态，以使得保护支路10断路。因为升弓继电器130与受电弓电磁阀140串联，因而当升弓继电器130失电时，升弓继电器130处于断开状态而使得串联支路断路，从而受电弓电磁阀140失电，由上述分析可知，当受电弓电磁阀140失电时，受电弓无法升弓，因此，当机车在检修或维护状态时，可通过实时检测各机车的关键位置是否为异常状态而主动地对升弓继电器130进行实时控制，进而可以在检测到机车处于异常状态时主动控制机车无法连接接触网，防止机车异常升弓带电。其中的断电控制信号可通过控制器对电力机车的关键部件进行检测而生成。示例性的，可通过设置一控制器实时检测高压接地开关和/或高压隔离开关的状态，当检测到高压接地开关和/或高压隔离开关为设定状态(如断开状态)时，控制器可通过控制升弓继电器130失电而使得受电弓电磁阀140失电，实现在机车异常时控制机车无法连接接触网而保证人员安全。

如图1所示，本示例性实施例中，电气保护系统还可包括一控制器(图中未示出)，该控制器的输出端连接升弓继电器130的控制端，控制器的输入端连接第二开关110和第一开关120，从而控制器可实时采集第一开关120的电平信号和第二开关110的电平信号，并能够根据第二开关110的电平信号和第一开关120的电平信号输出能够使得升弓继电器130失电的断电控制信号。示例性的，控制器可以为机车的列车控制和管理系统TCMS。机车的TCMS实时检测各机车的第一开关120的实时状态和第二开关110的实时状态，在机车进行检修或维护时，通常是控制机车的第一开关120和第二开关110为断开状态，当TCMS检测到任一机车的第一开关120为低电平或者任一第二开关110为低电平时，TCMS均会实时地向升弓继电器130输出断电控制信号而控制升弓继电器130失电，从而进一步使得受电弓电磁阀140失电，使得各重联机车均无法升弓连接接触网，这样，即便检修或维护中的机车的高压器件被误操作也不会造成机车被上电，由此可避免出现因为误操作而造成安全事故。

本示例性实施例通过设置升弓继电器130，并通过机车的TCMS根据机车的第二开关110和第一开关120状态对升弓继电器130进行实时控制，保证机车在检修或维护状态时不会因为误触发而造成机车升弓带电，同时，在机车为检修或维护状态时，因为第一开关120和第二开关110与相邻机车在硬件上形成电气互锁，因而本示例性实施例实现了从软件和硬件两个方面对机车进行安全控制，提高了电力机车的运行安全性、保障了机车设备和人身安全。

此外，本公开还提供一种高压联锁电气保护方法，该方法可应用于上述任意实施例所述的电气保护系统，该方法由控制器执行，图3所示为该电气保护方法的流程图，该方法可包括如下步骤：

S110、实时检测第一开关的电平信号和第二开关的电平信号；

S120、根据电平信号控制升弓继电器得电或失电。

如上述实施例所述，第一开关可以为机车的高压接地开关，第二开关可以为机车的高压隔离开关，并且高压接地开关的辅助触点、高压隔离开关的辅助触点串接于保护支路。控制器检测第一开关的电平信号是指控制器检测高压接地开关的辅助触点的电平信号，类似地，控制器检测第二开关的电平信号是指控制器检测高压隔离开关的辅助触点的电平信号。

在步骤S110中，控制器通过实时采集高压接地开关的辅助触点的电平信号和高压隔离开关的辅助触点的电平信号，来检测机车是处于正常运行状态还是检修或维护状态。示例性的，当控制器检测到高压接地开关的辅助触点为低电平时，控制器可确定此时机车处于检修或维护状态；相反，若是控制器检测到高压接地开关的辅助触点为高电平，则控制器可确定机车处于正常运行状态。

在步骤S120中，控制器是要根据高压接地开关的状态和高压隔离开关的状态来控制升弓继电器，进而控制受电弓电磁阀。具体而言，当控制器检测任一机车的高压接地开关的辅助触点为低电平时，或者检测到任一机车的高压隔离开关的辅助触点为低电平时，控制器确定机车此时为检修或维护状态，控制器通过向升弓继电器输出断电控制信号以控制升弓继电器失电，而因为升弓继电器和受电弓电磁阀均串接于保护支路，因而在升弓继电器失电时，保护支路断路，从而受电弓电磁阀失电而使得受电弓无法升弓，这样，当用户对任意一台重联机车的高压器件进行上电操作时，在控制器的作用下，各重联机车的受电弓均无法升弓，在此基础上，任意机车的高压器件误动作均不会引起机车升弓，即机车不会因为高压器件的误动作而连接接触网，因此可保证人员安全，避免因为高压器件误动作而引起安全事故。

本示例性实施例提供的电气保护方法与上述任意实施例所述的电气保护系统形成冗余控制，可提高电力机车运行的安全性。

此外，本公开还提供一种机车，包括上述任意实施例所述的电气保护系统，因此本公开提供的机车也包括上述任意实施例所描述的有益效果。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中高压联锁电气保护方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请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公开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，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。