CN107402522B - 轨道交通系统验电接地操作方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通系统验电接地操作方法和装置，其中装置包括控制模块、接地模块和放电模块；接地模块和放电模块均适用于电连接在轨道交通系统的接触网或接触轨与回流轨之间；控制模块设置有与接地管理后台系统通信连接的通信接口；且控制模块内部还配置有验电回路和控制回路；验电回路适用于电连接在接触网或接触轨与回流轨之间；控制回路的第一输出端与接地模块的接地控制端电连接，控制回路的第二输出端与放电模块的放电控制端连接。其通过由控制模块中的验电回路进行接触网或接触轨的验电操作，并由控制模块中的控制回路控制接地模块和放电模块执行相应的接地操作，有效提高了轨道交通系统验电接地操作的安全系数和操作效率。

Description

轨道交通系统验电接地操作方法和装置

技术领域

本发明涉及轨道交通安全技术领域，特别是涉及一种轨道交通系统验电接地操作方法和装置。

背景技术

目前，城市轨道交通一般采用直流接触网或接触轨供电。当接触网或接触轨及其周边电气设备停电后进行检修维修时，为了保证检修作业人员的人身安全，通常需要采用接地操作的安全措施。即，采用接地线或接地刀闸将接触网与回流轨短接，以防止突然来电造成的人员伤害。

其中，由于接触网或接触轨停电后，在接触网或接触轨上仍会残留电压。因此，为了保证电气设备及操作人员的安全，通常需要由检修操作人员根据现场运行状况，在人为判断出接触网或接触轨上的电压为残留电压，而非正常电压时(即接触网或接触轨的电源已断开时)，就地采用导线在接触网或接触轨与回流轨之间进行短接放电，将接触网或接触轨上的残留电压释放，进而再进行接触网或接触轨的接地操作。

但是，当接触网或接触轨上的电压较高时，接地操作人员很难判断出接触网上是残留电压还是正常电压。当人为判断失误时，很有可能导致将带有正常电压的接触网或接触轨短接至回流轨中造成短路，损坏电气设备并危及操作人员的人身安全。从而使得电气设备停电后的接地操作存在一定的安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对传统的轨道交通系统停电后的接地操作存在一定的安全隐患的问题，提供一种轨道交通系统验电接地操作方法和装置。

为实现本发明目的提供的一种轨道交通系统验电接地操作装置，包括控制模块、接地模块和放电模块；

所述接地模块和所述放电模块均适用于电连接在轨道交通系统的接触网与回流轨之间，或接触轨与回流轨之间；

所述控制模块设置有与所述轨道交通系统的接地管理后台系统通信连接的通信接口；且所述控制模块内部还配置有验电回路和控制回路；

所述验电回路适用于电连接在所述接触网与所述回流轨之间或所述接触轨与所述回流轨之间；

所述控制回路的第一输出端与所述接地模块的接地控制端电连接，所述控制回路的第二输出端与所述放电模块的放电控制端连接；

所述验电回路，用于通过所述通信接口接收到所述接地管理后台系统发送的验电指令后，检测所述接触网或接触轨的当前带电状态，并根据所述接触网或接触轨的当前带电状态发送相应的反馈信号至所述接地管理后台系统；其中，所述当前带电状态包括有电状态、残压高状态和无电状态；

所述控制回路，用于当所述验电回路检测出所述当前带电状态为所述残压高状态时，控制所述放电模块导通，由所述放电模块对所述接触网或接触轨进行放电实现所述当前带电状态的转换；

所述控制回路，还用于当所述验电回路检测出所述当前带电状态为所述有电状态或所述无电状态时，通过所述通信接口接收所述接地管理后台系统发送的相应控制指令，并根据所述控制指令控制所述接地模块执行相应的动作。

在其中一个实施例中，所述有电状态为：所述接触网或接触轨处于未断电的状态；

所述残压高状态为：所述接触网或接触轨处于断电状态，且所述接触网或接触轨上的电压高于验电有电阈值的状态；

所述无电状态为：所述接触网或接触轨处于断电状态，且所述接触网或接触轨上的电压低于所述验电有电阈值的状态；

所述控制指令包括与所述有电状态相应的禁止接地指令以及与所述无电状态相应的接地控制指令；

所述控制回路，用于当接收到所述接地控制指令时，控制所述接地模块导通；当接收到的所述禁止接地指令时，控制所述接地模块保持断开状态。

在其中一个实施例中，所述控制模块内部还配置有接地状态检测模块；

所述接地状态检测模块的输入端与所述接地模块的辅助触点输出端电连接；

所述接地状态检测模块，用于当所述控制回路控制所述接地模块导通时，检测所述接地模块的当前导通状态，并在检测到所述当前导通状态符合预设条件后，发送导通完成信号至所述接地管理后台系统。

在其中一个实施例中，所述验电回路包括第一电压采集单元、第一电压比较单元和第一检测控制单元；

所述第一电压采集单元，用于采集所述接触网或接触轨的第一当前电压；

所述第一电压比较单元，用于比较所述第一当前电压与验电有电阈值的大小关系，并在比较出所述第一当前电压小于所述验电有电阈值时，发送所述当前带电状态为所述无电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；

所述第一检测控制单元，用于当所述电压比较单元比较出所述第一当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，检测所述轨道交通系统中上网刀闸的状态，并根据所述上网刀闸的状态进一步判断所述接触网或接触轨的当前带电状态。

在其中一个实施例中，所述第一检测控制单元，用于检测所述上网刀闸的状态是否为断开状态；

所述第一检测控制单元，还用于当检测出所述上网刀闸的状态为未断开状态时，发送所述当前带电状态为有电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；

所述控制回路，用于当所述第一检测控制单元检测出所述上网刀闸的状态为断开状态时，控制所述放电模块导通，按预设时间对所述接触网或接触轨进行放电。

在其中一个实施例中，所述第一电压采集单元，还用于当所述控制回路控制所述放电模块导通所述预设时间后，采集所述接触网或接触轨的第二当前电压；

所述第一电压比较单元，还用于比较所述第二当前电压与所述验电有电阈值的大小关系，并在比较出所述第二当前电压小于所述验电有电阈值时，发送所述当前带电状态为所述无电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；在比较出所述第二当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，发送所述当前带电状态为所述有电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统。

在其中一个实施例中，所述验电回路还包括第二电压采集电路和第二电压比较电路；

所述第二电压采集电路，用于当所述控制回路控制所述放电模块启动所述预设时间后，采集所述接触网或接触轨的第二当前电压；

所述第二电压比较电路，用于比较所述第二当前电压与所述验电有电阈值的大小关系；当比较出所述第二当前电压小于所述验电有电阈值时，输出与所述无电状态相应的反馈信号；当比较出所述第二当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，发送与所述有电状态相应的反馈信号。

相应的，本发明还提供了一种轨道交通系统验电接地操作方法，采用如上任一所述的轨道交通系统验电接地操作装置进行，包括如下步骤：

当验电回路接收到轨道交通系统的接地管理后台系统下发的验电指令后，检测轨道交通系统中的接触网或接触轨的当前带电状态，并根据所述接触网或接触轨的当前带电状态发送相应的反馈信号至所述接地管理后台系统；其中，所述接触网或接触轨的当前带电状态包括有电状态、残压高状态和无电状态；

当所述验电回路检测出所述接触网或接触轨的当前带电状态为残压高状态时，控制回路控制放电模块导通，由所述放电模块对所述接触网或接触轨进行放电，对所述接触网或接触轨的当前带电状态进行转换；

当所述验电回路检测出所述当前带电状态为所述有电状态或所述无电状态时，所述控制回路通过通信接口接收所述接地管理后台系统发送的相应控制指令，并根据所述控制指令控制所述接地模块执行相应的动作。

在其中一个实施例中，所述有电状态为：所述接触网或接触轨处于未断电的状态；

所述残压高状态为：所述接触网或接触轨处于断电状态，且所述接触网或接触轨上的电压高于验电有电阈值的状态；

所述无电状态为：所述接触网或接触轨处于断电状态，且所述接触网或接触轨上的电压低于所述验电有电阈值的状态；

所述根据所述控制指令控制所述轨道交通系统验电接地操作装置中的接地模块执行相应的动作，包括如下步骤：

当接收到与所述无电状态相应的接地控制指令时，控制所述接地模块导通；当接收到的与所述有电状态相应的禁止接地指令时，控制所述接地模块保持断开状态。

在其中一个实施例中，所述当接收到所述允许接地指令，控制所述接地模块导通后，还包括如下步骤：

检测所述接地模块的当前导通状态，并在检测到所述当前导通状态符合预设条件后，发送导通完成信号至所述接地管理后台系统。

在其中一个实施例中，所述检测并发送轨道交通系统中的接触网或接触轨的当前带电状态至所述接地管理后台系统，包括如下步骤：

采集所述接触网或接触轨的第一当前电压；

比较所述第一当前电压与验电有电阈值的大小关系；

当所述第一当前电压小于所述验电有电阈值时，发送所述当前带电状态为无电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；

当所述第一当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，检测所述轨道交通系统中上网刀闸的状态，并根据所述上网刀闸的状态进一步判断所述接触网或接触轨的当前带电状态。

在其中一个实施例中，所述检测所述轨道交通系统中上网刀闸的状态，并根据所述上网刀闸的状态进一步判断所述电接触网或接触轨的当前带电状态，包括如下步骤：

检测所述上网刀闸的状态是否为断开状态；

当检测出所述上网刀闸的状态为未断开状态时，发送所述当前带电状态为有电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；

当检测出所述上网刀闸的状态为断开状态时，控制所述放电模块导通，按预设时间对所述接触网或接触轨进行放电。

在其中一个实施例中，所述控制所述轨道交通系统验电接地操作装置中的放电模块导通预设时间后，还包括如下步骤：

采集所述接触网或接触轨的第二当前电压；

比较所述第二当前电压与所述验电有电阈值的大小关系；

当比较出所述第二当前电压小于所述验电有电阈值时，发送与所述无电状态相应的反馈信号至所述接地管理后台系统；

当比较出所述第二当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，发送与所述有电状态相应的反馈信号至所述接地管理后台系统。

上述轨道交通系统验电接地操作装置，通过设置控制模块、接地模块和放电模块，将接地模块和放电模块电连接在轨道交通系统的接触网或接触轨与回流轨之间。同时，通过在控制模块上设置通信接口以实现控制模块与轨道交通系统的接地管理后台系统之间的交互通信，由此控制模块内部所配置的验电回路通过通信接口接收到接地管理后台系统下发的验电指令后，检测接触网或接触轨的当前带电状态，并发送相应的反馈信号至接地管理后台系统。同时，还通过在控制模块内部配置控制回路，由控制回路的第一输出端电连接接地模块的接地控制端，从而当验电回路检测出当前带电状态为有电状态或无电状态时，控制回路根据接收到的相应的控制指令控制接地模块执行相应的动作，最终实现了对轨道交通系统中的接触网或接触轨的相应操作。并且，还通过设置控制回路的第二输出端电连接放电模块的放电控制端，当验电回路检测出当前带电状态为残压高状态时，由控制回路控制放电模块导通，使得放电模块对接触网或接触轨进行放电，从而保证了对接触网或接触轨进行接地操作的安全性。其在进行轨道交通系统的验电接地过程中，全程只需由控制模块中的验电回路进行接触网或接触轨的当前带电状态的检测即可，不需要人为进行检测。因此，有效提高了轨道交通系统的验电接地操作的安全系数。并且，其只需由控制模块中的控制回路控制接地模块和放电模块执行相应的操作，同样也不需要人为进行接地操作和放电操作，这也就有效避免了手动操作的环节，从而有效提高了验电接地操作的效率，节省了验电接地操作的时间。

附图说明

图1为本发明的轨道交通系统验电接地操作装置的一具体实施例的结构示意图；

图2为本发明的轨道交通系统验电操作方法的另一具体实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明技术方案更加清楚，以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

首先，需要说明的是，本发明的轨道交通系统指的是在城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。如：地铁和轻轨等。

轨道交通系统中的接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空"之"字形架设的，供受电弓取流的高压输电线。接触轨又称第三轨，是在轨道线路外侧单独架设一根与轨道平行的专门为列车供电的轨道，由列车上的集电靴(受电器)在接触轨上取得电能。

参见图1，作为本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100的一具体实施例，其包括控制模块110、接地模块120和放电模块130。

其中，接地模块120，适用于电连接在轨道交通系统的接触网或接触轨200与回流轨300之间，用于实现接触网(或接触轨)200与回流轨300之间的短接或断开。具体的，当接地模块120导通时，接触网(或接触轨)200与回流轨300之间短接，实现接触网(或接触轨)200的接地。当接地模块120断开时，接触网(或接触轨)200与回流轨300之间断开，接触网(或接触轨)200不进行接地操作。优选的，接地模块120可直接采用接地刀闸来实现。通过控制接地刀闸的分合闸操作即可实现接触网(或接触轨)200与回流轨300之间的断开和短接。控制模块110则可优选为单片机。

放电模块130，同样适用于电连接在轨道交通系统的接触网(或接触轨)200与回流轨300之间，用于实现接触网(或接触轨)200与回流轨300之间的短接或断开。具体的，当放电模块130导通时，接触网(或接触轨)200与回流轨300之间短接，实现接触网(或接触轨)200的放电操作。当接地模块120断开时，接触网(或接触轨)200与回流轨300之间断开，接触网(或接触轨)200不进行放电操作。优选的，放电模块130可直接采用放电器来实现。放电器内置控制子回路和放电电阻。放电电阻电连接在接触网(或接触轨)200与回流轨300之间。当控制模块110向控制子回路输入启动放电信号后，控制子回路控制放电器启动放电，将接触网(或接触轨)200上的残留电压通过放电电阻泄放。

同时，控制模块110还设置有与轨道交通系统的接地管理后台系统400通信连接的通信接口111。通过在控制模块110上设置通信接口111，由通信接口111实现控制模块110与接地管理后台系统400之间的数据交互，从而能够有效实现轨道交通系统验电接地操作的遥控。

并且，控制模块110内部还配置有验电回路和控制回路(图中均未示出)。

其中，验电回路同样适用于电连接在接触网(或接触轨)200与回流轨300之间，用于通过通信接口111接收到接地管理后台系统400下发的验电指令后，检测接触网(或接触轨)200的当前带电状态，并根据所检测到的接触网(或接触轨)200的当前带电状态发送相应的反馈信号至接地管理后台系统400，从而使得接地管理后台系统400能够根据接触网(或接触轨)200的当前带电状态下发相应的控制指令。其中，此处需要说明的是，在本发明的轨道交通系统验电接地操作装置的一具体实施例中，验电回路检测出的接触网(或接触轨)200的当前带电状态包括有电状态、残压高状态和无电状态。具体的，有电状态指的是：接触网(或接触轨)200处于未断电的状态。残压高状态指的是：接触网(或接触轨)200处于断电状态，且接触网(或接触轨)200上的电压高于验电有电阈值的状态。无电状态指的是：接触网(或接触轨)200处于断电状态，且接触网(或接触轨)200上的电压低于验电有电阈值的状态。

控制回路的第一输出端则与接地模块120的接地控制端电连接。控制回路的第二输出端则与放电模块130的放电控制端电连接。由此，当验电回路检测出接触网(或接触轨)200的当前带电状态为有电状态或无电状态时，控制回路通过通信接口111接收到接地管理后台系统400下发的相应的控制指令后，能够根据所接收到的控制指令控制接地模块120执行相应的操作。当验电回路检测出接触网(或接触轨)200的当前带电状态为残压高状态时，则由控制回路控制放电模块130导通，由放电模块130对接触网或接触轨进行放电以实现接触网(或接触轨)200的当前带电状态的转换。

由此，其通过设置一种轨道交通系统验电接地操作装置100，由该装置中的控制模块110与轨道交通系统的接地管理后台系统400进行交互通信，并通过在控制模块110中设置验电回路，由验电回路进行接触网(或接触轨)200的当前带电状态的检测，从而有效避免了人为检测接触网(或接触轨)200的带电情况的现象，这也就有效防止了人为检测判断失误所导致的操作失误的情况，其在提高检测准确率的同时，有效提高了操作的安全性，同时还避免了设备的损坏，保障了操作人员的安全。并且，其还通过在控制模块110中配置控制回路，并设置该控制回路的第一输出端与接地模块120的接地控制端电连接，第二输出端与放电模块130的放电控制端电连接。由此，当验电回路检测出接触网(或接触轨)200的当前带电状态为有电状态或无电状态时，由控制回路通过通信接口111接收到接地管理后台系统400下发的相应控制指令后，能够根据该控制指令控制接地模块120执行相应的操作。当验电回路检测出接触网(或接触轨)200的当前带电状态为残压高状态时，由控制回路控制放电模块130对接触网(或接触轨)200进行放电操作，这也就避免了人工手动操作的环节，从而大幅度的压缩了接地操作时间，提高了接地操作的整体效率，同时保证了接地操作的安全性。

应当说明的是，在本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100的一具体实施例中，接地管理后台系统400根据接触网(或接触轨)200的当前带电状态发送的控制指令包括：与有电状态相对应的禁止接地指令，以及与无电状态相对应的接地控制指令。由此，控制回路根据接收到的控制指令控制接地模块120执行相应的操作时，则具体可包括：当接收到接地控制指令时，控制接地模块120导通，从而实现接触网(或接触轨)200与回流轨300之间的短接。当接收到禁止接地指令时，则控制接地模块120保持断开状态，从而使得接触网(或接触轨)200与回流轨300之间为断路状态，以避免将带有正常工作电压的接触网(或接触轨)200短接至回流轨300时短路而造成设备损坏的现象。

其中，作为本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100的一具体实施例，当接地模块120采用电动接地刀闸来实现时，电动接地刀闸的静触头与接触网(或接触轨)200电连接，电动接地刀闸的动触头则与回流轨300电连接。同时，控制回路的第一输出端与电动接地刀闸的接地控制端电连接。由此，当控制回路根据接收到的控制指令控制接地模块120执行相应的操作时，只需控制电动接地刀闸的合闸和分闸操作即可。结构简单，易于实现。并且，只需电动接地刀闸即可实现接地模块120，这也就有效降低了该装置的成本。

进一步的，验电回路进行接触网(或接触轨)200的当前带电状态的检测时，优选的，可通过在验电回路中设置第一电压采集单元、第一电压比较单元和第一检测控制单元(图中均未示出)来实现。

具体的，第一电压采集单元的输入端适用于电连接接触网(或接触轨)200的输出端，用于采集接触网(或接触轨)200的第一当前电压。第一电压比较单元的输入端则与第一电压采集单元的输出端电连接，用于读取第一电压采集单元所采集到的第一当前电压，并将第一当前电压与验电有电阈值进行大小关系的比较。同时，第一电压比较单元的输出端还与第一检测控制单元的输入端电连接。

由此，当第一电压比较单元比较出第一当前电压小于验电有电阈值时，发送接触网(或接触轨)200的当前带电状态为无电状态的反馈信号至接地管理后台系统400。当第一电压比较单元比较出第一当前电压大于或等于验电有电阈值时，则由第一检测控制单元进一步检测轨道交通系统中上网刀闸500的状态，并根据上网刀闸500的状态进一步判断接触网(或接触轨)200的当前带电状态。

也就是说，在上述实施例中，通过在验电回路中配置第一电压采集单元和第一电压比较单元(图中均未示出)，由第一电压采集单元采集接触网(或接触轨)200的第一当前电压，进而再由第一电压比较单元进行第一当前电压与验电有电阈值的比较，以实现对接触网(或接触轨)200的当前带电状态的检测。电路结构简单，易于实现。

此处，需要说明的是，第一电压采集单元可通过电压采集电路来实现。第一电压比较单元则包括第一比较器和第一基准电压产生电路(图中均未示出)。其中，电压采集电路的输入端与接触网(或接触轨)200的输出端电连接，用于采集接触网(或接触轨)200的第一当前电压。第一比较器的正相输入端与电压采集电路的输出端电连接，用于接收电压采集电路所采集到的第一当前电压。同时，第一比较器的反相输入端则与第一基准电压产生电路的输出端电连接。第一基准产生电路用于产生并输出相应的验电有电阈值。第一比较器的输出端则与第一检测控制单元的输入端电连接。由此，第一比较器通过对第一当前电压与验电有电阈值进行比较，当比较出第一当前电压小于验电有电阈值时，发送接触网(或接触轨)200的当前带电状态为无电状态的反馈信号至接地管理后台系统400。当第一比较器比较出第一当前电压大于或等于验电有电阈值时，表明此时接触网(或接触轨)200上有电或残留电压高，因此为了防止出现误操作的现象，需要对接触网(或接触轨)200的当前带电状态进行进一步的判断，因而此时则由第一检测控制单元检测轨道交通系统中的上网刀闸500的状态，并根据上网刀闸500的状态进一步判断接触网(或接触轨)200的当前带电状态。

其中，需要说明的是，当通过采用电压采集电路来实现第一电压采集单元，并采用第一比较器和第一基准电压产生电路来实现第一电压比较单元时，接触网(或接触轨)200的当前带电状态可通过高低电平信号来表示。如：高电平表明接触网(或接触轨)200的当前带电状态为有电状态；低电平则表示接触网(或接触轨)200的当前带电状态为无电状态。

另外，电压采集电路具体可包括直流电压传感器和AD转换器。其中，直流电压传感器电连接在接触网(或接触轨)200与回流轨之间。直流电压传感器的输出端电连接AD转换器的输入端。AD转换器的输出端作为电压采集电路的输出端，与第一比较器的正相输入端电连接。电路结构简单，易于实现。

更进一步的，当第一检测控制单元检测轨道交通系统中的上网刀闸500的状态，并根据上网刀闸500的状态进一步判断接触网(或接触轨)200的当前带电状态时，具体可通过检测上网刀闸500的状态是否为断开状态来实现。

当第一检测控制单元检测出上网刀闸500的状态为未断开状态时，表明此时轨道交通系统处于正常供电状态，即，接触网(或接触轨)200此时并未断电。因此，为了保障检修人员以及设备的安全，此时由第一检测控制单元发送接触网(或接触轨)200的当前带电状态为有电状态的反馈信号至接地管理后台系统400。从而使得接地管理后台系统400根据接收到的有电状态信息下发相应的禁止接地指令，最终由控制回路控制接地模块120保持断开状态。

当第一检测控制单元检测出上网刀闸500的状态为断开状态时，由于轨道交通系统供电运行方式存在跨区供电运行方式，上网刀闸断开不能直接判为停电，因此需要通过放电做进一步确认。其中，放电不成功则表明为跨区供电，即有电。因此，此时由控制回路控制放电模块130导通，按预设时间对接触网(或接触轨)200进行放电，进一步确认接触网(或接触轨)200的带电状态。

同时，优选的，控制模块110内部还配置有放电反馈回路(图中未示出)。其中，放电反馈回路的输入端与放电模块130电连接，用于检测放电模块130的状态(具体包括启动和停止)，并将检测到的放电模块130的状态反馈至接地管理后台系统400，以实现放电过程的监测。

另外，为了进一步的提高本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100的可靠性，从而更进一步的保证验电接地操作的安全性，优选的，验电回路还包括放电状态检测单元(图中均未示出)。其中，放电状态检测单元，用于控制回路控制放电模块130启动预设时间后，检测接触网(或接触轨)200是否放电成功。放电状态检测单元，还用于当检测到接触网(或接触轨)200放电成功时，发送无电状态的反馈信号至接地管理后台系统400。当检测到接触网(或接触轨)200放电失败时，发送有电状态的反馈信号至接地管理后台系统400。

此处，应当说明的是，作为本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100的一具体实施例，放电状态检测单元可直接采用第一电压采集单元和第一电压比较单元来实现。其还可以通过另外设置第二电压采集电路和第二电压比较电路来实现。

其中，当放电状态检测单元直接采用第一电压采集单元和第一电压比较单元来实现时，第一电压采集单元，还用于当控制回路控制放电模块导通预设时间后，采集接触网(或接触轨)200的第二当前电压。第一电压比较单元，还用于比较第二当前电压与验电有电阈值的大小关系，并在比较出第二当前电压小于验电有电阈值时，发送当前带电状态为无电状态的反馈信号至接地管理后台系统400。在比较出第二当前电压大于或等于验电有电阈值时，发送当前带电状态为有电状态的反馈信号至接地管理后台系统400。其通过直接采用第一电压采集单元和第一电压比较单元进行接触网(或接触轨)200放电之后的带电状态的检测，以实现接触网(或接触轨)200是否放电成功的检测，有效简化了控制模块的内部电路，并且还节省了成本，降低了功耗。

其中，当采用第二电压采集电路和第二电压比较电路(图中均未示出)来实现放电状态检测单元时，第二电压采集电路的输入端同样电连接接触网(或接触轨)200的输出端，用于控制回路控制放电模块130启动预设时间后，采集此时接触网(或接触轨)200上的第二当前电压。即，采集接触网(或接触轨)200放电后的最终电压。同时，第二电压比较电路的输入端与第二电压采集电路的输出端电连接，用于接收第二电压采集电路所采集到的第二当前电压，并对第二当前电压与验电有电阈值进行大小关系的比较。当第二电压比较电路比较出第二当前电压大于或等于验电有电阈值时，表明此时接触网(或接触轨)200为有电状态，禁止进行接地操作，因而，第二电压比较电路输出与有电状态相应的电平信号至接地管理后台系统400。进而再由接地管理后台系统400根据接收到的有电状态的反馈信号发送禁止接地指令至控制回路，控制回路接收到禁止接地指令后，控制接地模块120保持断开状态。当第二电压比较电路比较出第二当前电压小于验电有电阈值时，表明此时接触网(或接触轨)200上的最终电压已降低至可进行接地操作的阈值范围(即，接触网或接触轨放电成功)，可进行接地操作。由此，可发送与无电状态相应的反馈信号至接地管理后台系统400。进而再由接地管理后台系统400根据接收到的无电状态的反馈信号发送接地控制指令至控制回路。控制回路根据接收到的接地控制指令控制接地模块120导通，实现接触网(或接触轨)200与回流轨300之间的短接，从而完成接触网(或接触轨)200的接地操作。

相应的，为了进一步简化电路结构，降低电路的复杂度，验电回路中设置的第二电压采集电路同样可采用电压采集电路来实现，第二电压比较电路可包括第二比较器和第二基准电压产生电路。其中，第二基准电压产生电路用于产生并输出验电有电阈值。

具体的，第二比较器的正相输入端与第二电压采集电路的输出端电连接，第二比较器的反相输入端电连接第二基准电压产生电路的输出端，用于对第二电压采集电路所采集到的第二当前电压与第二基准电压产生电路输出的验电有电阈值进行大小关系的比较。同时，第二比较器的输出端用于当比较出第二当前电压大于或等于验电有电阈值时，输出高电平至接地管理后台系统400，从而实现接触网(或接触轨)200当前带电状态为有电状态的反馈。同时，第二比较器还用于当比较出第二当前电压小于验电有电阈值时，输出低电平至接地管理后台系统400，从而实现接触网(或接触轨)200的当前带电状态为无电状态的反馈。

优选的，控制模块110内部还配置有接地状态检测模块(图中未示出)。其中，接地状态检测模块的输入端与接地模块120的输出端电连接。由此，当轨道交通系统中的接地管理后台系统400根据接收到的低电平(即，接触网或接触轨200的当前带电状态为无电状态)下发接地控制指令至控制回路后，控制回路根据接收到的接地控制指令控制接地模块120导通时，通过接地状态检测模块检测接地模块120的当前导通状态，并在检测到当前导通状态符合预设条件后，发送导通完成信号至接地管理后台系统400。

具体的，接地状态检测模块可包括接地电压采集电路。其中，接地电压采集电路的输入端电连接接地模块120的输出端，接地电压采集电路的输出端通过通信接口111与接地管理后台系统400连接。由此，接地状态检测模块检测接地模块120的当前导通状态，可通过由接地电压采集电路采集接地模块120导通后的当前电压，并对采集到的当前电压进行比较处理来实现。同时，接地模块120的当前导通状态同样可采用低电平或高电平来表征。

其通过在控制模块110内部还配置接地状态检测模块，由接地状态检测模块来实现对接地模块120的导通状态的反馈，从而进一步保证了轨道交通系统的接地操作的可靠性和安全性。

更进一步的，为了有效缩小本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100的体积，同时有效提高该装置的便携性，控制模块110、接地模块120和放电模块130可组装到一柜体中，形成柜体形状。

同时，为了便于接地操作人员能够直观的查看检测结果及操作进程，还可在该装置中设置相应的指示灯。通过指示灯的不同闪烁方式或者是多个不同的指示灯的闪烁来相应的表示所检测到的接触网(或接触轨)200的当前带电状态以及控制放电模块130和接地模块120执行相应的操作后的状态。

另外，当采用本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100进行轨道交通系统的验电接地操作时，为了简化接地操作人员的操作环节，还可在该装置中设置接地操作按钮(图中未示出)，通过操作接地操作按钮来实现对该装置的启动操作。

综上所述，本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100，通过设置控制模块110和接地模块120，并在控制模块110内部配置相应的验电回路和控制回路，由验电回路进行轨道交通系统中的接触网(或接触轨)200的验电操作(即，检测接触网(或接触轨)200的当前带电状态)，并由控制回路根据验电回路的验电结果控制接地模块120和放电模块130执行相应的操作，以实现对接触网(或接触轨)200的接地和放电操作，避免了人为验电的过程，同时还通过控制回路的控制代替了人工就地操作环节。由此，极大地缩短了接地操作时间，同时还解决了轨道交通系统接地操作中存在的安全隐患问题，提高了操作的安全性。并且，其还通过在装置中设置放电模块130，实现了强制执行验电、放电、接地的完整操作流程，从而使得本发明的轨道交通系统验电接地操作装置100能够实现接地操作的全过程快速遥信、遥测和遥控操作。

相应的，基于上述任一种轨道交通系统验电接地操作装置的工作原理，本发明还提供了一种轨道交通系统验电接地操作方法。由于本发明提供的轨道交通系统验电接地操作方法的原理与本发明提供的轨道交通系统验电接地操作装置的工作原理相同或相似，因此重复之处不再赘述。

作为本发明的轨道交通系统验电接地操作方法的一具体实施例，其采用如上任一的轨道交通系统验电接地操作装置进行，首先，当验电回路接收到轨道交通系统的接地管理后台系统下发的验电指令后，检测轨道交通系统中的接触网或接触轨的当前带电状态，并根据检测到的当前带电状态发送相应的反馈信号至接地管理后台系统。其中，接触网或接触轨的当前带电状态包括有电状态、残压高状态和无电状态。具体的，有电状态为：接触网或接触轨处于未断电的状态。残压高状态为：接触网或接触轨处于断电状态，且接触网或接触轨上的电压高于验电有电阈值的状态。无电状态为：接触网或接触轨处于断电状态，且接触网或接触轨上的电压低于验电有电阈值的状态。

然后，当验电回路检测出接触网或接触轨的当前带电状态为残压高状态时，控制回路控制放电模块导通，由放电模块对接触网或接触轨进行放电以实现接触网或接触轨的当前带电状态的转换。当验电回路检测出当前带电状态为有电状态或无电状态时，通过通信接口接收接地管理后台系统下发的与当前带电状态相应的控制指令，并根据控制指令控制轨道交通系统验电接地操作装置中的接地模块执行相应的动作。

其中，需要说明的是，控制指令包括：与有电状态相应的禁止接地指令，以及与无电状态相应的接地控制指令。

由此，根据控制指令控制轨道交通系统验电接地操作装置中的接地模块执行相应的动作，具体包括：当接收到接地控制指令时，控制接地模块导通的步骤；以及当接收到的禁止接地指令时，控制接地模块保持断开状态的步骤。

进一步的，当接收到接地控制指令，控制接地模块导通后，还包括检测接地模块的当前导通状态，并在检测到当前导通状态符合预设条件后，发送导通完成信号至接地管理后台系统的步骤，以实现接地状态的实时反馈。

在其中一个实施例中，参见图2，检测轨道交通系统中的接触网或接触轨的当前带电状态，并发送相应的反馈信号至接地管理后台系统，具体包括：步骤S110，采集接触网或接触轨的第一当前电压，对接触网或接触轨进行验电。步骤S120，比较第一当前电压与验电有电阈值的大小关系。具体为，判断第一当前电压是否大于或等于验电有电阈值。若是，则表明接触网或接触轨上存在较高的电压。因此，此时需要执行检测轨道交通系统中的上网刀闸的状态，并根据上网刀闸的状态进一步判断接触网或接触轨的当前带电状态的步骤。若否，则表明此时接触网或接触轨上的第一当前电压小于验电有电阈值，其当前带电状态可直接判断为无电状态。因此，可执行步骤S130，发送接触网或接触轨的当前带电状态为无电状态至接地管理后台系统。

其中，参见图2，检测轨道交通系统中的上网刀闸的状态，并根据上网刀闸的状态进一步判断接触网或接触轨的当前带电状态的步骤具体包括：

步骤S141，检测上网刀闸的状态是否为断开状态。通过检测上网刀闸是否为断开状态来实现对当前接触网或接触轨是否满足放电条件的判断。其中，当检测出上网刀闸的状态为未断开状态时，表明此时接触网或接触轨与电网仍处于连接状态，其不满足放电条件。因此，直接执行步骤S150，发送当前带电状态为有电状态的反馈信号至接地管理后台系统。当检测出上网刀闸的状态为断开状态时，表明此时接触网或接触轨已与电网断路，满足放电条件。因此，可执行步骤S142，控制轨道交通系统验电接地操作装置中的放电模块启动预设时间，进而执行步骤S143，对接触网或接触轨进行放电。其中，需要说明的是，由于放电模式是用于对接触网或接触轨进行放电操作的，因此放电模块适用于电连接在接触网与回流轨之间或接触轨与回流轨之间。

更进一步的，参见图2，在控制轨道交通系统验电接地操作装置中的放电模块启动预设时间后，还包括步骤S144，判断接触网或接触轨是否放电成功。具体的，可通过采集接触网或接触轨的第二当前电压，并比较第二当前电压与验电有电阈值的大小关系来实现。其中，当第二当前电压小于验电有电阈值时，表明放电成功，可直接执行步骤S130，发送无电状态至接地管理后台系统。当第二当前电压大于或等于验电有电阈值时，表明放电失败，则执行步骤S150，发送有电状态至接地管理后台系统。

当接地管理后台系统接收到有电状态的反馈信号后，下发禁止接地指令，从而由轨道交通系统验电接地操作装置中的控制回路执行控制接地模块保持断开状态的步骤。当接地管理后台系统接收到无电状态的反馈信号后，则下发接地控制指令，从而执行步骤S220，接收接地控制指令，发送导通指令至接地模块，进而通过步骤S230，接地模块执行导通操作，从而最终完成接地操作。

为了更清楚的说明本发明的轨道交通系统验电接地操作方法，以下以接触网为例，对本发明的轨道交通系统验电接地操作方法进行更为详细的说明。

参见图2，首先，通过步骤S001，接地管理后台系统向轨道交通系统验电接地操作装置发出“遥控验电”指令。然后，执行步骤S110，轨道交通系统验电接地操作装置中的控制模块接收到“遥控验电”指令，并通过步骤S120，由控制模块中的验电回路检测接触网上的第一当前电压是否高于验电有电阈值，来实现接触网的验电判断。

其中，如果验电回路检测到接触网的第一当前电压低于验电有电阈值，则执行步骤S130，向接地管理后台系统发送“接触网无电”的反馈信息。如果验电回路检测接触网的第一当前电压高于验电有电阈值，则执行步骤S141，自动检测上网刀闸是否已断开，来实现接触网是否满足放电条件的判断。

其中，如果检测到上网刀闸未断开，表明验电回路检测到的接触网的第一当前电压为正常工作电压，不满足放电条件，则执行步骤S150，向接地管理后台系统发送“接触网有电”信息。如果验电回路检测到接触网的第一当前电压高于验电有电阈值，同时自动检查到上网刀闸已断开，则可判断出接触网此时满足放电条件。因此，执行步骤S142，自动启动放电，向放电器发出放电控制指令，并执行步骤S143，放电器执行放电。

同时，还通过步骤S144，放电器执行放电预设时间后，判断接触网是否放电成功。具体可通过判断预设时间内接触网上的最终电压是否下降至验电有电阈值以下。即，接触网放电预设时间后的第二当前电压是否小于验电有电阈值。

若在预设放电时间内接触网上的最终电压下降到验电有电阈值以下，则表明接触网放电成功，此时，可执行步骤S130，验电回路向接地管理后台系统发送“接触网无电”信息。若在预设放电时间内接触网上的最终电压没有降到验电有电阈值以下，则判断接触网有电，执行步骤S150，验电回路向接地管理后台系统发送“接触网有电”信息。

接地管理后台系统向验电放电接地一体化装置发出“遥控验电”指令后，若收到“接触网有电”的结果，则执行步骤S160，发送禁止执行接地刀闸合闸操作。若收到“接触网无电”的结果，则执行步骤S170，向控制模块发出接地刀闸“遥控合闸”操作指令。控制回路收到“遥控合闸”操作指令后，执行步骤S220，向接地刀闸发出合闸操作指令，进而通过步骤S230，接地刀闸执行合闸操作，接地刀闸主回路将接触网与回流轨可靠短接，实现接地操作。同时，控制模块检查接地刀闸合闸到位后，向接地管理后台系统发送接地刀闸合位信息。接地管理后台系统收到接地刀闸合位信息，接触网接地操作完成。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种轨道交通系统验电接地操作装置，其特征在于，包括控制模块、接地模块和放电模块；

所述接地模块和所述放电模块均适用于电连接在轨道交通系统的接触网与回流轨之间，或接触轨与回流轨之间；

所述控制模块设置有与所述轨道交通系统的接地管理后台系统通信连接的通信接口；且所述控制模块内部还配置有验电回路和控制回路；

所述验电回路适用于电连接在所述接触网与所述回流轨之间或所述接触轨与所述回流轨之间；

所述控制回路的第一输出端与所述接地模块的接地控制端电连接，所述控制回路的第二输出端与所述放电模块的放电控制端连接；

所述验电回路，用于通过所述通信接口接收到所述接地管理后台系统发送的验电指令后，检测所述接触网或接触轨的当前带电状态，并根据所述接触网或接触轨的当前带电状态发送相应的反馈信号至所述接地管理后台系统；其中，所述当前带电状态包括有电状态、残压高状态和无电状态，所述有电状态为：所述接触网或接触轨处于未断电的状态；所述残压高状态为：所述接触网或接触轨处于断电状态，且所述接触网或接触轨上的电压高于验电有电阈值的状态；所述无电状态为：所述接触网或接触轨处于断电状态，且所述接触网或接触轨上的电压低于所述验电有电阈值的状态；

所述控制回路，用于当所述验电回路检测出所述当前带电状态为所述残压高状态时，控制所述放电模块导通，由所述放电模块对所述接触网或接触轨进行放电实现所述当前带电状态的转换；

所述控制回路，还用于当所述验电回路检测出所述当前带电状态为所述有电状态或所述无电状态时，通过所述通信接口接收所述接地管理后台系统发送的相应控制指令，并根据所述控制指令控制所述接地模块执行相应的动作。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制指令包括与所述有电状态相应的禁止接地指令以及与所述无电状态相应的接地控制指令；

所述控制回路，用于当接收到所述接地控制指令时，控制所述接地模块导通；当接收到的所述禁止接地指令时，控制所述接地模块保持断开状态。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制模块内部还配置有接地状态检测模块；

所述接地状态检测模块的输入端与所述接地模块的辅助触点输出端电连接；

所述接地状态检测模块，用于当所述控制回路控制所述接地模块导通时，检测所述接地模块的当前导通状态，并在检测到所述当前导通状态符合预设条件后，发送导通完成信号至所述接地管理后台系统。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述验电回路包括第一电压采集单元、第一电压比较单元和第一检测控制单元；

所述第一电压采集单元，用于采集所述接触网或接触轨的第一当前电压；

所述第一电压比较单元，用于比较所述第一当前电压与验电有电阈值的大小关系，并在比较出所述第一当前电压小于所述验电有电阈值时，发送所述当前带电状态为所述无电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；

所述第一检测控制单元，用于当所述电压比较单元比较出所述第一当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，检测所述轨道交通系统中上网刀闸的状态，并根据所述上网刀闸的状态进一步判断所述接触网或接触轨的当前带电状态。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一检测控制单元，用于检测所述上网刀闸的状态是否为断开状态；

所述第一检测控制单元，还用于当检测出所述上网刀闸的状态为未断开状态时，发送所述当前带电状态为有电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；

所述控制回路，用于当所述第一检测控制单元检测出所述上网刀闸的状态为断开状态时，控制所述放电模块导通，按预设时间对所述接触网或接触轨进行放电。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一电压采集单元，还用于当所述控制回路控制所述放电模块导通所述预设时间后，采集所述接触网或接触轨的第二当前电压；

所述第一电压比较单元，还用于比较所述第二当前电压与所述验电有电阈值的大小关系，并在比较出所述第二当前电压小于所述验电有电阈值时，发送所述当前带电状态为所述无电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；在比较出所述第二当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，发送所述当前带电状态为所述有电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述验电回路还包括第二电压采集电路和第二电压比较电路；

所述第二电压采集电路，用于当所述控制回路控制所述放电模块启动所述预设时间后，采集所述接触网或接触轨的第二当前电压；

所述第二电压比较电路，用于比较所述第二当前电压与所述验电有电阈值的大小关系；当比较出所述第二当前电压小于所述验电有电阈值时，输出与所述无电状态相应的反馈信号；当比较出所述第二当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，发送与所述有电状态相应的反馈信号。

8.一种轨道交通系统验电接地操作方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的轨道交通系统验电接地操作装置进行，包括如下步骤：

当验电回路接收到轨道交通系统的接地管理后台系统下发的验电指令后，检测轨道交通系统中的接触网或接触轨的当前带电状态，并根据所述接触网或接触轨的当前带电状态发送相应的反馈信号至所述接地管理后台系统；其中，所述接触网或接触轨的当前带电状态包括有电状态、残压高状态和无电状态；

当所述验电回路检测出所述接触网或接触轨的当前带电状态为残压高状态时，控制回路控制放电模块导通，由所述放电模块对所述接触网或接触轨进行放电，对所述接触网或接触轨的当前带电状态进行转换；

当所述验电回路检测出所述当前带电状态为所述有电状态或所述无电状态时，所述控制回路通过通信接口接收所述接地管理后台系统发送的相应控制指令，并根据所述控制指令控制所述接地模块执行相应的动作。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制指令控制所述轨道交通系统验电接地操作装置中的接地模块执行相应的动作，包括如下步骤：

当接收到与所述无电状态相应的接地控制指令时，控制所述接地模块导通；当接收到的与所述有电状态相应的禁止接地指令时，控制所述接地模块保持断开状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述当接收到所述接地控制指令，控制所述接地模块导通后，还包括如下步骤：

检测所述接地模块的当前导通状态，并在检测到所述当前导通状态符合预设条件后，发送导通完成信号至所述接地管理后台系统。

11.根据权利要求8至10任一项所述的方法，其特征在于，所述检测并发送轨道交通系统中的接触网或接触轨的当前带电状态至所述接地管理后台系统，包括如下步骤：

采集所述接触网或接触轨的第一当前电压；

比较所述第一当前电压与验电有电阈值的大小关系；

当所述第一当前电压小于所述验电有电阈值时，发送所述当前带电状态为无电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；

当所述第一当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，检测所述轨道交通系统中上网刀闸的状态，并根据所述上网刀闸的状态进一步判断所述接触网或接触轨的当前带电状态。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述检测所述轨道交通系统中上网刀闸的状态，并根据所述上网刀闸的状态进一步判断所述接触网或接触轨的当前带电状态，包括如下步骤：

检测所述上网刀闸的状态是否为断开状态；

当检测出所述上网刀闸的状态为未断开状态时，发送所述当前带电状态为有电状态的反馈信号至所述接地管理后台系统；

当检测出所述上网刀闸的状态为断开状态时，控制所述放电模块导通，按预设时间对所述接触网或接触轨进行放电。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制所述轨道交通系统验电接地操作装置中的放电模块导通预设时间后，还包括如下步骤：

采集所述接触网或接触轨的第二当前电压；

比较所述第二当前电压与所述验电有电阈值的大小关系；

当比较出所述第二当前电压小于所述验电有电阈值时，发送与所述无电状态相应的反馈信号至所述接地管理后台系统；

当比较出所述第二当前电压大于或等于所述验电有电阈值时，发送与所述有电状态相应的反馈信号至所述接地管理后台系统。

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