[发明专利]用于测量通过高压线输送给铁路牵引设备的电能的装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明目的

本发明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。

发明内容

为实现该目的，本发明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，本发明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1是根据本发明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。

具体实施方式

在图1中，附图标记1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。