[发明专利]轨道车辆用高压绝缘复合材料电气柜体

说明书

本发明公开了一种轨道车辆用高压绝缘复合材料电气柜体，包括下柜体、“回”字形结构和连接在下柜体上面的上盖板、安装在下柜体内右部的高压模块；“回”字形结构包括设置于下柜体内右侧面上的凸“回”字形结构和设置在高压模块上的凹“回”字形结构；凸“回”字形结构与凹“回”字形结构相配合，凸“回”字形结构与高压模块之间保持有间隙。本发明采用连续纤维增强复合材料制成的柜体，可以达到8.5万伏保压1min的绝缘要求，能够将固体和液体绝缘介质替换为气体绝缘介质，大幅降低整柜的重量；采用增加爬电距离设计，在满足绝缘性能要求的前提下，尽可能地缩小柜体的体积，实现小型化。

技术领域

本发明涉及轨道交通电气设备技术领域，尤其是涉及一种高压绝缘的复合材料电气柜体。

背景技术

电力机车车辆的牵引系统是为列车运行提供牵引和制动的动力、为整车控制提供电能的关键部分，作为连接网侧高压与列车低压设备的枢纽，其安全性至关重要。由于网侧电压很高，能达到2.5万伏，为保证列车运行安全，牵引系统中的变压器、断路器等高压模块除满足运行中的冲击和振动要求外，还要求与外界绝缘电压等级高达8.5万伏。以往的高压模块柜体通常采用金属材料，在柜体中填充变压器油或硅胶等绝缘介质达到绝缘要求。

随着轨道交通技术的发展，轨道交通电气设备的轻量化和小型化要求越来越高，各设备的安装空间非常有限，而以往采用变压器油或硅胶绝缘的金属柜体重量和体积都非常大，无法满足要求，急需发明一种重量轻、体积小、绝缘性能优异，并且能满足冲击和振动条件下的强度和刚度要求的新型电气柜体。

复合材料具有材料特性和结构可设计的优点，在轻量化领域是金属材料的理想替代材料。采用绝缘纤维（如玻璃纤维、玄武岩纤维）和绝缘基体材料（如高绝缘型环氧树脂）组成的复合材料，应用于轨道车辆高压模块柜体，既能发挥结构复合材料的作用，又能体现功能复合材料的优势。

现有技术中，申请号为201811301010.3的发明公开了一种复合材料电气绝缘箱及其制造方法，包括箱体、连接在箱体上的箱盖、安装在箱体前侧面下部的输入输出接线柱，还包括内、外部安装件；箱体和箱盖均为三明治结构。该技术提出了一种轻量化绝缘箱体结构及制造方法，但对于小型化没有进一步的研究，没有解决箱体小型化带来的内部绝缘空气间隙及爬电距离不足的难题，而该问题正是实现柜体小型化的关键。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高强度、高压绝缘、轻量化的轨道车辆用高压绝缘复合材料电气柜体，解决小型化及内部绝缘空气间隙及爬电距离不足的难题。

本发明的技术方案是：一种轨道车辆用高压绝缘复合材料电气柜体，包括下柜体和连接在下柜体上面的上盖板、安装在下柜体内右部的高压模块；还包括 “回”字形结构；“回”字形结构包括设置于下柜体内右侧面上的凸“回”字形结构和设置在高压模块上的凹“回”字形结构；凸“回”字形结构与凹“回”字形结构相配合，凸“回”字形结构邻近凹“回”字形结构，凸“回”字形结构的大部分位于凹“回”字形结构中，且凸“回”字形结构与高压模块之间保持有间隙。

凸“回”字形结构包括一大一小二个方框，每个方框均为左右开口、中间为空的长方体形，大方框位于小方框外围且相互之间保持有距离，凸“回”字形结构的纵截面为“回”字形；高压模块右侧面上与凸“回”字形结构相对应位置设置有凹“回”字形结构，凹“回”字形结构包括一大一小二个框形凹槽，大凹槽位于小凹槽外围，凹“回”字形结构的纵截面为“回”字形；凸“回”字形结构与凹“回”字形结构相配合，凸“回”字形结构的大方框和小方框分别插入在大凹槽和小凹槽中，且大方框和大凹槽内表面之间、小方框和小凹槽内表面之间均保持有间隙。

凸“回”字形结构还包括两块侧板，大方框和小方框右侧的上部和下部各连接有一块侧板，侧板连接下柜体；或者，在大方框和小方框右侧连接一块中部为空的长方形薄板，长方形薄板连接下柜体。

凸“回”字形结构与下柜体一体成型，或者，凸“回”字形结构单独成型后再与下柜体粘接。