一种高压隔离开关、高压箱及高压隔离开关控制方法

摘要

本发明提供一种高压隔离开关，包括第一闸刀、第二闸刀、第一簧片、第二簧片、第三簧片、第四簧片、第一主轴、第二主轴、第一控制机构、第二控制机构；第一闸刀随第一主轴的转动可切换地与第一簧片或第三簧片连接，第二闸刀随第二主轴的转动可切换地与第二簧片或第四簧片连接；第一闸刀、第二闸刀均与静触头连接且均以静触头为轴转动，第一簧片和第二簧片相连且均与第一受电弓连接，第三簧片和第四簧片相连且均与第二受电弓连接。本发明还提供一种包含上述高压隔离开关的高压箱以及高压隔离开关控制方法。本发明实现了车顶高压箱的轻量化和小型化，实现了一个高压隔离开关完成两路控制的功能，大大节省箱体内安装空间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔离开关，尤其涉及一种用于新型机车及动车组车顶高压箱的高压隔离开关、高压箱及高压隔离开关控制方法。

背景技术

随着机车及动车高压电器设备的发展，车顶运行环境对车顶高压电器提出更高要求，在雾霾和高低温环境下，对高压隔离开关提出了更高的要求，不仅要求车顶高压电器能满足机车运行环境，还要求在保证电气间隙的前提下，满足高压箱的电气性能要求，同时要满足车顶空间的要求。

现有机车的高压隔离开关存在如下的问题：

(1)一般采用两个高压隔离开关分别对两个受电弓进行控制，占用体积较大，无法满足高压箱小型化、轻量化、集成化的要求；

(2)对于一个闸刀，一般设置一个凸轮和两个联锁对其连接状态进行监控，由于凸轮的转动可能未到指定位置，因此无法判断在联锁断开状态时，闸刀是否确实与簧片连接，因此无法准确对闸刀与簧片是否连接进行准确监控，影响了信号在线监测和后续对于闸刀的控制；

(3)现有隔离开关未对隔离开关机械寿命进行测量；

(4)现有高压隔离开关中未考虑结构的设计，在闸刀转动时，会影响整体结构的稳定性。

综上所述，亟待提出新的高压隔离开关进行设计，满足实际需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述结构之缺点，提供一种车辆运行及维护方便、安全性和可靠性高的高压隔离开关以及高压箱及高压隔离开关控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高压隔离开关，包括第一闸刀、第二闸刀、第一簧片、第二簧片、第三簧片、第四簧片，还包括分别带动第一闸刀、第二闸刀转动的第一主轴、第二主轴；还包括分别驱动第一主轴、第二主轴转动的第一控制机构、第二控制机构；所述第一闸刀的一端随着第一主轴的转动可切换地与第一簧片或第三簧片连接，所述第二闸刀的一端随着第二主轴的转动可切换地与第二簧片或第四簧片连接；所述第一闸刀的另一端、第二闸刀的另一端均与静触头连接且均以静触头为轴转动，所述第一簧片和第二簧片相连且均与第一受电弓连接，所述第三簧片和第四簧片相连且均与第二受电弓连接。

本发明通过一个高压隔离开关实现两路隔离和两路控制，即采用双闸刀结构方式，通过两组控制机构分别驱动两个主轴(第一主轴、第二主轴)的转动，从而实现对双闸刀(第一闸刀、第二闸刀)的单一驱动，可根据需要由第一受电弓或第二受电弓进行供电，也可根据需要对任意一个受电弓进行隔离，保证安全。

进一步地，还包括固定设置在第一主轴上的第一凸轮、第二凸轮，还包括固定设置在第二主轴上的第三凸轮、第四凸轮；还包括分别由所述第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮、第四凸轮驱动的第一联锁和第二联锁、第三联锁、第四联锁；所述第一联锁、第二联锁随着第一主轴的转动可切换地处于闭合状态或断开状态；所述第三联锁、第四联锁随着第二主轴的转动可切换地处于闭合状态或断开状态；所述第一联锁和第二联锁具有相反的开合状态，第三联锁和第四联锁具有相反的开合状态；还包括对所述第一联锁、第二联锁、第三联锁、第四联锁的开合状态进行监控的联锁状态监控装置，所述第一联锁和第二联锁与第一闸刀的状态对应，所述第三联锁和第四联锁与第二闸刀的状态对应。

本发明中，利用处于相反的开合状态的第一联锁、第二联锁对第一闸刀的连接进行监控，利用处于相反的开合状态的第三联锁、第四联锁对第二闸刀的连接进行监控，因此可以保证对闸刀的连接状态的准确监控，即仅当有一个联锁处于闭合状态、而另一个联锁处于断开状态时，才表明闸刀与其中一个簧片连接，从而避免了仅设置一个凸轮对闸刀状态进行监控时无法准确保证闸刀是否与簧片连接的情况。

进一步地，所述第一控制机构包括第一电磁阀、第一气缸，所述第二控制机构包括第二电磁阀、第二气缸，所述第一电磁阀的两个出口分别与所述第一气缸的两个气路口连通，所述第二电磁阀的两个出口分别与所述第二气缸的两个气路口连通。本发明中，通过所设置的两组气路控制机构分别控制两个闸刀(第一闸刀、第二闸刀)的动作。本发明中的高压隔离开关，采用两组气缸、电磁阀集成控制，实现两路控制功能。通过两路气缸电磁阀驱动第一闸刀和第二闸刀，完成高压隔离开关的两路控制。

进一步地，还包括底架结构和用于支撑所述静触头的绝缘子支撑结构，所述第一电磁阀、第一气缸、第二电磁阀、第二气缸、绝缘子支撑结构均安装在底架结构上。通过将第一电磁阀、第一气缸、第二电磁阀、第二气缸以及绝缘子支撑结构集中安装在底架结构上，可以保证转动可靠性要求。

进一步地，所述联锁状态监控装置为电子计数器装置。通过设置电子计数器装置，可以实现对高压隔离开关机械寿命的测量和反馈信号的测量，保证高压隔离开关闸刀动作和反馈信号的同步性，通过测量保证信号正常反馈，并且为后续信号在线监测提供数据参考。

进一步地，所述第一闸刀和/或第二闸刀采用旋转异形刀片。第一闸刀、第二闸刀采用旋转异形刀片，则在保证正常电流情况下，双闸刀和高压箱内簧片充分接触，增大闸刀和簧片的接触面积，保证有效的接触面积，保证其导电性能。

本发明还提供一种高压箱，包括上述任一项所述的高压隔离开关。

本发明还提供一种利用上述高压隔离开关的高压隔离开关控制方法，包括隔离第一受电弓的方法和隔离第二受电弓的方法，

所述隔离第一受电弓的方法包括：

若第一闸刀与第一簧片连接，则第一控制机构驱动第一主轴转动，第一主轴带动第一闸刀转动，使得第一闸刀从与第一簧片连接切换到与第三簧片连接；且

若第二闸刀与第二簧片连接，则第二控制机构驱动第二主轴转动，第二主轴带动第二闸刀转动，使得第二闸刀从与第二簧片连接切换到与第四簧片连接；

所述隔离第二受电弓的方法包括：

若第一闸刀与第三簧片连接，则第一控制机构驱动第一主轴转动，第一主轴带动第一闸刀转动，使得第一闸刀从与第三簧片连接切换到与第一簧片连接；且

若第二闸刀与第四簧片连接，则第二控制机构驱动第二主轴转动，第二主轴带动第二闸刀转动，使得第二闸刀从与第四簧片连接切换到与第二簧片连接。

上述技术方案中，还包括闸刀状态的监控方法，所述闸刀状态的监控方法包括：

若第一联锁、第二联锁处于相反的开合状态，则判断第一闸刀完成连接状态的切换；且

若第三联锁、第四联锁处于相反的开合状态，则判断第二闸刀完成连接状态的切换。

本发明的优点和积极效果在于：

(1)本发明作为机车及动车组隔离开关，通过一个隔离开关实现两路隔离。即采用双闸刀结构方式，通过两组气路连接控制闸刀的线路切除，完成双闸刀的单一驱动。该型高压隔离开关打破了以前采用两个高压隔离开关布局方式，采用一个高压隔离开关实现车顶高压主电路两路的隔离和重联；

(2)本发明中的隔离开关，采用两组气缸电磁阀集成控制，实现两路切除和两路控制功能。通过两路气缸电磁阀驱动第一闸刀和第二闸刀，实现了一个高压隔离开关完成两路控制的功能，大大节省箱体内安装空间；

(3)本发明实现了原有的两个高压隔离开关的集成化，从而实现了车顶高压箱的轻量化和小型化，满足机车及动车组车顶高压箱的布局要求；

(4)对于一个闸刀，设置两个具有相反的开合状态的联锁对其进行监控，保证了对闸刀的连接状态的准确监控；

(5)本发明中的双闸刀采用旋转异形刀片，在保证正常电流情况下和高压箱簧片充分接触，增大闸刀和簧片的接触面积，保证有效的接触面积，保证其导电性能；

(6)本发明中采用电子计数器装置实现对隔离开关机械寿命的测量和反馈信号的测量，保证隔离开关闸刀动作和反馈信号的同步性，通过测量保证信号正常反馈，并且为后续信号在线监测提供数据参考；

(7)本发明中采用底架组装承载式结构，气缸、电磁阀、以及绝缘子支撑部分集中安装在底架结构上，保证转动可靠性要求；

(8)本发明中气缸电磁阀采用耐低温气动部件，满足低温-50°储存，低温-40°动作性能要求，满足国内外机车和动车组高寒使用环境要求。

附图说明

图1是本发明的高压隔离开关的侧视示意图；

图2是本发明的高压隔离开关的俯视示意图；

图3是本发明的高压隔离开关的第一簧片、第二簧片、第三簧片、第四簧片的布置示意图；

图4是本发明的高压隔离开关的电路结构示意图；

图中，11、第一电磁阀，12、第二电磁阀，21、第一气缸，22、第二气缸，31、第一操纵杆，32、第二操纵杆，51、第一凸轮，52、第二凸轮，53、第三凸轮，54、第四凸轮，61、第一拉杆，62、第二拉杆，71、第一联锁，72、第二联锁，73、第三联锁，74、第四联锁，91、第一主轴，92、第二主轴，101、第一闸刀，102、第二闸刀，201、第一簧片，202、第二簧片，203、第三簧片，204、第四簧片，30、绝缘子支撑结构，40、底架结构，501、第一受电弓，502、第二受电弓，60、静触头。其中，图1-4中箭头方向所表示的前侧、后侧、左侧、右侧、前面、后面表示本发明的前侧、后侧、左侧、右侧、前面、后面的方向。图中所指示方向不限制本发明的保护范围。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的高压隔离开关结构为双闸刀电控气动高压隔离开关，一个高压隔离开关能分别切断同列车的某一受电弓，同时当两列或多列车重联时，实现两列或多列机车电路连接。隔离开关主电路分别控制两列车主电路，实现重联。

高压隔离开关的主要作用是作为车顶高压箱主电路保护电器，当主电路某一回路发生故障时，高压隔离开关能分别切断同列车的某一受电弓，同时当两列或多列车重联时，实现列车电路连接。

本发明的目的是对高压隔离开关进行设计，通过两套分合闸机构实现车顶高压箱电器隔离功能，满足高压箱高压隔离开关要求。

基于小型化及集成化设计理念，本方案中高压隔离开关将两套动作机构集成安装于底架结构40上，两套动作机构分别操作两片闸刀(第一闸刀101、第二闸刀102)运动。高压隔离开关可以同时连接来自本节动力车及另一节动力车的主电路，也可以分别连接两节动力车的主电路。

如图1—图4所示，本发明提出的一种高压隔离开关，包括高压导电结构、绝缘子支撑结构30、绝缘传动结构、电控气动控制结构、凸轮与联锁结构、联锁状态监控装置和底架结构40。

(1)高压导电结构

高压导电结构包括第一闸刀101、第二闸刀102、第一簧片201、第二簧片202、第三簧片203、第四簧片204。第一闸刀101、第二闸刀102可采用旋转异形刀片。

第一闸刀101、第二闸刀102均与静触头60连接且均以静触头60为轴在垂直平面上转动，静触头60与高压箱内高压电路连接。第一闸刀101连接到静触头60的左侧，第二闸刀102连接到静触头60的右侧。第一闸刀101转动到上面(S₁位)、下面(E₁位)时分别与第一簧片201、第三簧片203接触，第二闸刀102转动到上面(S₂位)、下面(E₂位)时分别与第二簧片202、第四簧片204接触。

第一簧片201和第二簧片202相互连接且与第一受电弓501连接；第三簧片203和第四簧片204相互连接且与第二受电弓502连接。第一受电弓501、第二受电弓502属于同一动力车的受电弓，分别位于同一动力车的两端。

第一闸刀101和第一簧片201的断开或闭合操作将使得第一闸刀101与第一受电弓501连接或断开连接，第一闸刀101和第三簧片203的断开或闭合操作将使得第一闸刀102与第二受电弓502连接或断开连接；第二闸刀102和第二簧片202的断开或闭合操作将使得第二闸刀101与第一受电弓501连接或断开连接；第二闸刀102和第四簧片204的断开或闭合操作将使得第二闸刀102与第二受电弓502连接或断开连接。

(2)绝缘子支撑结构

绝缘子支撑结构30支撑高压隔离开关的静触头60。

(3)绝缘传动结构

绝缘传动结构包括第一绝缘传动结构、第二绝缘传动结构。第一绝缘传动结构包括依次连接的第一操纵杆31、第一转轴、第一主轴91、第一拉杆61；第二绝缘传动结构包括依次连接的第二操纵杆32、第二转轴、第二主轴92、第二拉杆62。第一拉杆61、第二拉杆62分别与第一闸刀101、第二闸刀102连接。即第一主轴91带动第一闸刀101转动；第二主轴92带动第二闸刀102转动。所述第一主轴91、第二主轴92转动的角度均为60度。

(4)电控气动控制结构

电控气动控制结构包括分别驱动第一操纵杆31、第二操纵杆32运动的第一控制机构、第二控制机构。

第一控制机构包括第一电磁阀11、第一气缸21，所述第一电磁阀11的两个出口分别与所述第一气缸21的两个气路口连通。第二控制机构包括第二电磁阀12、第二气缸22，所述第二电磁阀12的两个出口分别与所述第二气缸22的两个气路口连通。

第一电磁阀11、第二电磁阀12采用密封橡胶件。所述第一电磁阀11上设置有第一消音器，所述第二电磁阀12上设置有第二消音器。第一消音器、第二消音器为可调节气体流动速度的消音器。第一消音器、第二消音器可采用带有消音效果的排出口，排出口为旋转阀的结构，通过转动旋转阀控制排气速度，排气速度越慢，则消音效果越好。

如图4所示，第一电磁阀具有F₁端和T₁端，F₁端对应的电源输入端为NPR端，T₁端对应的电源输入端为KLM端；第二电磁阀具有F₂端和T₂端，F₂端对应的电源输入端为WXZ端，T₂端对应的电源输入端为STU端；第一联锁包括A₁端、A₂端、A₃端、A₄端；第二联锁包括B₁端、B₂端、B₃端、B₄端；第三联锁包括C₁端、C₂端、C₃端、C₄端；第四联锁包括D₁端、D₂端、D₃端、D₄端。Y₁端为第一电磁阀11的输入气路，Y₂端为第二电磁阀12的输入气路。KLM相当于三插头的插座，中间的L接地，两端的KM施加正负110V电压。

即，KLM、NPR分别控制T₁或F₁电磁阀得电，则图中的气缸中的活塞向左或向右运动，则凸轮1、凸轮2向左或向右转60°。

即，STU、WXZ分别控制T₂或F₂电磁阀得电，则图中的气缸中的活塞向左或向右运动，则凸轮3、凸轮4向左或向右转60°。

(5)凸轮与联锁结构

凸轮与联锁结构包括第一凸轮51、第二凸轮52、第三凸轮53、第四凸轮54、第一联锁71、第二联锁72、第三联锁73、第四联锁74。第一联锁71的状态和第二联锁72的状态与第一闸刀101的状态对应，所述第三联锁73的状态和第四联锁74的状态与第二闸刀102的状态对应。

第一凸轮51、第二凸轮52均固定设置在第一主轴91上，第三凸轮53、第四凸轮54均固定设置在第二主轴92上。

第一联锁71、第二联锁72、第三联锁73、第四联锁74分别由第一凸轮51、第二凸轮52、第三凸轮53、第四凸轮54驱动。

第一联锁71、第二联锁72随着第一主轴91的转动可切换地处于闭合状态或断开状态；第三联锁73、第四联锁74随着第二主轴92的转动可切换地处于闭合状态或断开状态。第一联锁71的开合状态与第二联锁72的开合状态相反，即第一联锁71为闭合时，第二联锁72为断开，反之亦然。第三联锁73的开合状态与第四联锁74的开合状态相反，即第三联锁73为闭合时，第四联锁74为断开，反之亦然。

第一联锁71包括A₁端、A₂端、A₃端、A₄端；第二联锁72包括B₁端、B₂端、B₃端、B₄端；第三联锁73包括C₁端、C₂端、C₃端、C₄端；第四联锁74包括D₁端、D₂端、D₃端、D₄端。

车辆控制系统的联锁状态监控装置对第一联锁71、第二联锁72、第三联锁73、第四联锁74的开合状态进行监控。可设置相应的信号接收与处理单元与车辆控制系统的联锁状态监控装置连接，通过信号接收与处理单元计算各个联锁断开、闭合的次数，从而判断各个联锁的寿命。

可设置将第一联锁71的A₁端与A₂端之间的信号或A₃端与A₄端之间的信号反馈到车辆控制系统，对于第二联锁72、第三联锁73、第四联锁74，也可进行类似的设置，即通过联锁状态监控装置对第一联锁71、第二联锁72、第三联锁73、第四联锁74的状态进行监控。通过监控各个联锁的状态，即可得到第一闸刀101、第二闸刀102的连接状态，同时也可指示第一受电弓501、第二受电弓502是否可升弓或降弓。

假定联锁为连接状态时，反馈到车辆控制系统的信号记为“0”，联锁为断开连接状态时，反馈到车辆控制系统的信号记为“1”。

假定将第一联锁71的A₁端与A₂端之间的信号、第二联锁72的B₁端与B₂端之间的信号反馈到车辆控制系统，则：第一凸轮51、第二凸轮52旋转在一种状态下，第一联锁71的A₁端与A₂端连接，且A₃端与A₄端断开连接，同时，第二联锁72的B₁端与B₂端断开连接，且B₃端与B₄端连接，则车辆控制系统接收到的第一联锁71的状态为“0”，第二联锁72的状态为“1”，即第一联锁71的开合状态为“闭合”，第二联锁72的开合状态为“断开”；第一凸轮51、第二凸轮52旋转在另一种状态下，第一联锁71的A₁端与A₂端断开连接，且A₃端与A₄端连接，同时，第二联锁72的B₁端与B₂端连接，且B₃端与B₄端断开连接，则车辆控制系统接收到的第一联锁71的状态为“1”，第二联锁72的状态为“0”，即第一联锁71的开合状态为“断开”，第二联锁72的开合状态为“闭合”。

(6)联锁状态监控装置

联锁状态监控装置对第一联锁71、第二联锁72、第三联锁73、第四联锁74的开合状态进行监控，联锁状态监控装置可采用电子计数器装置，所述第一联锁71、第二联锁72、第三联锁73、第四联锁74均与所述电子计数器装置连接。

通过判断各个联锁的状态，可以确定第一闸刀101、第二闸刀102的连接状态，便于后续操作。

(7)底架结构

第一电磁阀11、第一气缸21、第二电磁阀12、第二气缸22、绝缘子支撑结构30均安装在底架结构40上。

本发明还提供一种包括上述高压隔离开关的高压箱。

本发明提供一种利用上述高压隔离开关的高压隔离开关控制方法，其特征在于，包括隔离第一受电弓501的方法、隔离第二受电弓502的方法、闸刀状态的监控方法，

所述隔离第一受电弓501的方法包括：

若第一闸刀101与第一簧片201连接，则第一控制机构驱动第一主轴91转动，第一主轴91带动第一闸刀101转动，使得第一闸刀101从与第一簧片201连接切换到与第三簧片203连接；且

若第二闸刀102与第二簧片202连接，则第二控制机构驱动第二主轴92转动，第二主轴92带动第二闸刀102转动，使得第二闸刀102从与第二簧片202连接切换到与第四簧片204连接；

所述隔离第二受电弓502的方法包括：

若第一闸刀101与第三簧片203连接，则第一控制机构驱动第一主轴91转动，第一主轴91带动第一闸刀101转动，使得第一闸刀101从与第三簧片203连接切换到与第一簧片201连接；且

若第二闸刀102与第四簧片204连接，则第二控制机构驱动第二主轴92转动，第二主轴92带动第二闸刀102转动，使得第二闸刀102从与第四簧片204连接切换到与第二簧片202连接；

所述闸刀状态的监控方法包括：

若第一联锁71、第二联锁72处于相反的开合状态，则判断第一闸刀101完成连接状态的切换；和/或

若第三联锁73、第四联锁74处于相反的开合状态，则判断第二闸刀102完成连接状态的切换。

第一闸刀101、第二闸刀102均不与第一受电弓501连接时，即实现了对第一受电弓501的隔离。

第一闸刀101、第二闸刀102均不与第二受电弓502连接时，即实现了对第一受电弓501的隔离。

若第一联锁71、第二联锁72处于相反的开合状态，则说明第一闸刀101完成了转动过程，实现了与簧片连接的切换，而未停留在中间位置，因此判断第一闸刀101完成连接状态的切换。

若第三联锁73、第四联锁74处于相反的开合状态，则说明第二闸刀102完成了转动过程，实现了与簧片连接的切换，而未停留在中间位置，因此判断第二闸刀102完成连接状态的切换。

本发明的工作原理为：

当第一闸刀101与第一簧片201连接时，若得到切换状态的信号，则第一控制机构驱动第一主轴91转动，第一主轴91带动第一闸刀101转动，使得第一闸刀101从与第一簧片201连接切换到与第三簧片203连接；

当第一闸刀101与第三簧片203连接时，若得到切换状态的信号，则第一控制机构驱动第一主轴91转动，第一主轴91带动第一闸刀101转动，使得第一闸刀101从与第三簧片203连接切换到与第一簧片201连接；

当第二闸刀102与第二簧片202连接时，若得到切换状态的信号，则第二控制机构驱动第二主轴92转动，第二主轴92带动第二闸刀102转动，使得第二闸刀102从与第二簧片202连接切换到与第四簧片204连接；

当第二闸刀102与第四簧片204连接时，若得到切换状态的信号，则第二控制机构驱动第二主轴92转动，第二主轴92带动第二闸刀102转动，使得第二闸刀102从与第四簧片204连接切换到与第二簧片202连接；

若第一闸刀101与第一簧片201连接且第二闸刀102与第四簧片204连接，则第一受电弓501、第二受电弓502中至少一个为降弓；

若第一闸刀101与第三簧片203连接且第二闸刀102与第二簧片202连接，则第一受电弓501、第二受电弓502中至少一个为降弓。

若第一联锁71、第二联锁72处于相反的开合状态，则判断第一闸刀101完成状态的切换；

若第三联锁73、第四联锁74处于相反的开合状态，则判断第二闸刀102完成状态的切换。

若需要隔离第二受电弓502，则第一闸刀101与第一簧片201连接且第二闸刀102与第二簧片202连接；

若需要隔离第一受电弓501，则第一闸刀101与第三簧片203连接且第二闸刀102与第四簧片204连接；

若第一联锁、第二联锁处于相反的开合状态，则判断第一闸刀完成连接状态的切换；若第三联锁、第四联锁处于相反的开合状态，则判断第二闸刀完成连接状态的切换。

本发明中，利用受电弓高压隔离开关按钮控制110V电源，110V电源控制两路电磁阀，通过气动部件实现凸轮的状态改变，同时判断高压隔离开关的分合闸状态，实现高压隔离开关分合闸逻辑控制。其中高压隔离开关可以实现4种状态，即：

(1)第一种状态：第一闸刀101与第一簧片201连接(第一闸刀101处在S₁位)，第二闸刀102与第二簧片202连接(第二闸刀102处在S₂位)，则隔离第二受电弓502，仅利用第一受电弓501供电；

(2)第二种状态：第一闸刀101与第三簧片203连接(第一闸刀101处在E₁位)，且第二闸刀102与第四簧片204连接(第二闸刀102处在E₂位)，则隔离第一受电弓501，仅利用第二受电弓502供电；

(3)第三种状态：第一闸刀101与第一簧片201连接(第一闸刀101处在S₁位)，且第二闸刀102与第四簧片204连接(第二闸刀102处在E₂位)，则第一受电弓501、第二受电弓502中仅可有一个可处于升弓状态，且仅利用处于升弓状态的受电弓供电；

(4)第四种状态：第一闸刀101与第三簧片203连接(第一闸刀101处在E₁位)，且第二闸刀102与第二簧片202连接(第二闸刀102处在S₂位)，则第一受电弓501、第二受电弓502中仅可有一个可处于升弓状态，且仅利用处于升弓状态的受电弓供电。

如图1-4所示，当接通机车气路且第一闸刀101与第一簧片201连接时，若得到切换状态的信号，在NPR端施加DC110V电源，第一电磁阀11的F₁端瞬时得电(同时保证第一电磁阀11的T₁端无电)，则得电动作，打开第一电磁阀11的F₁端输气气路，压缩空气经第一电磁阀11进入第一气缸21对应F₁的一端(同时第一气缸21对应T₁的另一端的气体通过第一电磁阀11的排气气路，经第一消音器排出)，推动第一操纵杆31使第一转轴带动第一主轴91旋转60°，使得第一拉杆62带动第一闸刀101断开与第一簧片201的连接，且使得第一闸刀101与第三簧片203连接。第一主轴91转动的同时，固定在第一主轴91上的第一凸轮51和第二凸轮52均旋转60°，从而分别驱动第一联锁71、第二联锁72改变开合状态，并将第一联锁71、第二联锁72的状态反馈给车辆控制系统。

当接通机车气路且第一闸刀101与第三簧片203连接时，若得到切换状态的信号，在KLM端施加DC110V电源，第一电磁阀11的T₁端瞬时得电(同时保证第一电磁阀11的F₁端无电)，则得电动作，打开第一电磁阀11的T₁端输气气路，压缩空气经第一电磁阀11进入第一气缸21对应T₁的一端(同时第一气缸21对应F₁的另一端的气体通过第一电磁阀11的排气气路，经第一消音器排出)，推动第一操纵杆31使第一转轴带动第一主轴91旋转60°，使得第一拉杆61带动第一闸刀101断开与第三簧片203的连接，且使得第一闸刀101与第一簧片201连接。第一主轴91转动的同时，固定在第一主轴91上的第一凸轮51和第二凸轮52均旋转60°，从而分别驱动第一联锁71、第二联锁72改变开合状态，并将第一联锁71、第二联锁72的状态反馈给车辆控制系统。

第二闸刀102与第一闸刀101的合闸与分闸的工作过程类似，其中，第一电磁阀11、第一气缸21、第一操纵杆31、第一转轴、第一主轴91、第一拉杆61、第一凸轮51、第二凸轮52、第一联锁71、第二联锁72、第一消音器分别与第二电磁阀12、第二气缸22、第二操纵杆32、第二转轴、第二主轴92、第二拉杆62、第三凸轮53、第四凸轮54、第三联锁73、第四联锁74、第二消音器的工作过程类似，不再赘述。

两辆列车重联时，当一列列车受电弓故障或电压不稳的情况，但仍有乘客需要供电，则另一列机车也由第一辆机车供电。两列车重联时，则两列车的主电路均与静触头连接，从而实现多台机车的操纵。

本发明有如下特色：

(1)双闸刀结构：

本发明中采用双闸刀结构方式，通过两套分合闸机构实现车顶高压箱电器隔离功能，满足高压箱高压隔离开关要求。

通过一个高压隔离开关实现两路隔离。即采用双闸刀结构方式，通过两组气路连接控制闸刀的线路切除，完成双闸刀的单一驱动。该型高压隔离开关打破了以前采用两个高压隔离开关布局方式，采用一个高压隔离开关实现车顶高压主电路两路的隔离和重联。

(2)本发明中的高压隔离开关，采用两组气缸电磁阀集成控制，实现两路控制功能。通过两路气缸电磁阀驱动第一闸刀101和第二闸刀102，完成对高压隔离开关的两路控制。

(3)本发明中的双闸刀采用旋转异形刀片，在保证正常电流情况下和高压箱簧片充分接触，增大闸刀和簧片的接触面积，保证有效的接触面积，保证其导电性能。

(4)本发明中采用电子计数器装置实现对高压隔离开关机械寿命的测量和反馈信号的测量，保证高压隔离开关闸刀动作和反馈信号的同步性，通过测量保证信号正常反馈，并且为后续信号在线监测提供数据参考。

(5)本发明中采用底架结构组装承载式结构，气缸、电磁阀、以及绝缘子支撑结构集中安装在底架结构上，保证转动可靠性要求。

(6)本发明中气缸电磁阀采用耐低温气动部件，满足低温-50°储存，低温-40°动作性能要求，满足国内外机车和动车组高寒使用环境要求。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。