CN101075734A - 一种铁路信号专用智能断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路信号专用智能断路器，由壳体、控制面板、电气构件和对外连接插片组成。控制面板上设有电源指示灯、告警指示灯、复位控制按钮及切断控制按钮，电气构件包含有电磁感应式传感器、带控制信号输入端和控制信号输出端的CPU中央处理器、带常闭触点的控制继电器、由电源指示灯、告警指示灯、切断控制按钮、复位控制按钮组成的人机对话组件和工作电源，控制继电器的常闭接点串接在电气设备的工作主电路中从传感器中穿心而过的导线上。发生过电流时，CPU根据传感器的信息决定不同的延时后自动切断电源、发出告警信号，尔后再自动延迟恢复接通电源，从而免使瞬间干扰过电流影响铁路信号设备的正常工作和列车的正常运用，工作可靠、适用性强，是一种铁路信号用理想安保装置。

Description

一种铁路信号专用智能断路器

技术领域

本发明涉及一种电器保护装置，属于电子电器控制技术领域，特别是一种铁路信号专用智能断路器。

背景技术

在铁路信号控制系统中，每个车站都设置有众多熔丝管，其作用是既要保护信号系统中各设备的正常运用，又要在电路中出现干扰超过电流允许值时及时切断电路、保护设备的安全。由于在实际运用中，发生过电流的原因大多为各种瞬间干扰产生的过流脉冲，而干扰消失后信号系统即一切恢复正常，无须维修。但是在过电流发生的瞬间熔丝已熔断，在未经更新熔丝的情况下，信号设备已不能恢复正常工作，从而也影响列车的正常运行。为了解决熔丝频繁断丝所带来的故障影响及人工频繁地更新熔丝的麻烦，九十年代初问世了一种在原有熔丝的基础上增加设置备用熔丝、以便信号系统在主熔丝熔断的情况下自动地切换到备用熔丝工作的多功能熔丝装置，具有即时缓解影响的作用，但如果一旦干扰脉冲延续时间较长或又受到后续干扰致使备用熔丝也熔断时，还是存在造成设备中断工作、导致影响列车正常运行和必须人工更新设置熔丝的麻烦；本世纪初出现了一种采用机械动作方式自动切断电路的断路器，有效免除了频繁更新熔丝的麻烦，但由于无自动恢复接通电路的功能，所以仍需人工配合才能恢复设备工作和列车的正常运行，所以仍欠理想；近年来问世了一种在过流发生时能自动切断电路、在干扰消失后又能自动延时接通电路的铁路信号智能开关，有效解决了人工修复的麻烦，具有显著的实用性和经济性。但在实际应用中发现它还存在工作适用性不强的美中不足之处，由于铁路信号设备电源品种繁多，工作电流各不相同，能承载过电流的额定值也各不相同，例如，对于在最小工作电流仅0.2A左右的设备上发生的过电流，现有技术中的熔丝、机械式断路器或智能开关均尚无切断功能；而且，现有的各种铁路信号设备对过电流允许的安全承载时间也不是固定值，它与过电流值的大小有关，因此如何既要在发生过电流时保护信号设备的安全，又要尽可能地使信号设备最大限度地发挥作用，这就需要有一种能依据对各种设备上发生的过电流值的大小设置不同的切断电路的延迟时间和切断后自动恢复接通电路的延迟时间的具有智能功能装置；此外，鉴于铁路信号设备对指挥列车正常运行的重要性，信号维修人员必须随时跟踪了解各设备的实时工作状态，迫切需要具有人机对话功能的即时监控设备，以便加强监控、提高工作效率。

发明内容

本发明的目的是要提供一种在发生过电流时能自动检测过电流值、并能根据过流值的大小采用相应的不同延时自动切断和自动恢复电路工作、并具有人机对话功能的新颖铁路信号专用智能断路器。

本发明的铁路信号专用智能断路器主要由壳体、控制面板、电气构件、对外连接插片组成。控制面板设置在壳体的前端部上、上面设置有黄色电源指示灯、红色告警指示灯、复位控制按钮及切断控制按钮；电气构件设置在壳体内部，由传感器、CPU中央处理器、动作执行组件、人机对话组件和工作电源组成。所述的传感器为电磁感应式、由磁芯和整形电路组成，在整形电路上设置有信号输出端，在磁芯中央孔内穿越设置有工作主回路的导线；CPU中央处理器上设置有控制信号输入端和控制信号输出端；动作执行组件主要由带常闭触点的控制继电器充任，控制继电器串接在CPU中央处理器的输出控制端上，其常闭触点串接在所用电气设备的工作主回路中；人机对话组件中包含有控制面板上的电源指示灯、告警指示灯、切断控制按钮、复位控制按钮，告警指示灯串接在CPU中央处理器的信号输出控制端上，切断控制按钮和复位控制按钮串接在CPU中央处理器的信号输入控制端上。此外，在CPU中央处理器上还设置有一可提供外接告警信息的控制信号输出端。

工作时，工作主回路的导线穿越设置在传感器的磁芯孔内，当工作主回路发生过电流时，磁芯上的感应线圈中产生一感应电流、整形电路向CPU中央处理器的控制信号输入端发送一过电流信号，于是CPU中央处理器根据检测信号值的大小向控制继电器发出一个与之相应的延迟控制信号，控制继电器接通电源工作、其常闭触点反转为常开状态，实现切断工作主回路，与此同时，告警指示灯亮、告警输出端有告警信号输出；再经一定延时后，CPU中央处理器按照内部的判别设定又输出切断控制继电器电源的控制信号，使其触点恢复常闭状态，于是接通工作主回路。

基于上述构思的本发明铁路信号专用智能断路器，由于电流传感器采用全隔离模式接入主电路，在主供电回路不串接入其他附加元器件，所以工作时不会对工作主回路产生额外电压降影响；采用将主电路的导线穿越通过传感器的磁芯孔的方法，使工作主回路与控制电路之间在电气上完全绝缘隔离，有利于确保工作主回路的安全；传感器能将即时采集到的工作主回路中电流瞬间变化的信息送到CPU中央处理器中，由CPU中央处理器依据内部设定的多个智能判断的门限、根据过电流值的大小发出相应指令，以不同的延迟时间使控制继电器接通电源、常闭触点断开、切断工作主回路的电源，再经一定延迟时间后，又切断控制继电器电源使其触点闭合恢复接通主电路。根据铁路信号设备的技术标准，CPU中央处理器对不同值的过电流区分设计了不同的延迟时间，有利于在满足要求的条件下最大限度提高列车运输效率。而且在切断工作主回路后，CPU中央处理器经一定延时后恢复接通主电路，如果此时干扰仍存在，CPU中央处理器会按设计要求再重复4次发出切断和接通控制继电器工作电源的指令，若过电流已消失、则恢复接通电路状态，系统设备保持正常工作，若过电流仍存在，则表明工作主回路的负载有故障状态存在，则不再接通主电路，等待人工处理后再恢复。在出现过电流切断工作主回路时，CPU中央处理器同时向集中告警发出指令，控制面板上告警指示灯点亮。由于对过电流信息的采集、分析、判断、指挥都由传感器和CPU中央处理器以信息传递的方式自动完成，因此无论是小至0.2A的小电流设备或380V三相电源的设备均可应用。因而具有很强的工作适用性和可靠性，是目前铁路信号系统中值得推广使用的理想安保装置。

附图说明

图1是本发明实施例的外形结构示意图；

图2是本发明实施例的电气结构示意图。

图中：

1.壳体  2.控制面板  3.电气构件  4.连接插片  5.连接插片6.连接插片  7.连接插片  8.连接插片  9.电源指示灯  10.告警指示灯11.复位控制按钮  12.切断控制按钮  13.传感器  14.CPU中央处理器15.动作执行组件  16.人机对话组件  17.工作电源  18.磁芯19.整形电路  20.控制信号输出端  21.主回路导线  22.控制信号输入端23.控制信号输入端  24.控制信号输入端  25.控制信号输出端26.控制信号输出端  27.控制信号输出端  28.常闭触点29.控制继电器  30导线  31.导线  32.导线  33.导线

具体实施方式

下面结合附图和典型实施例对本发明作进一步说明。

在图1和图2中，本发明的铁路信号专用智能断路器主要由壳体1、控制面板2、电气构件3、对外连接插片4、5、6、7和8组成。其中：控制面板2设置在壳体1的前端部上、上面设置有黄色电源指示灯9、红色告警指示灯10、复位控制按钮11及切断控制按钮12；对外连接插片4和8为与工作主回路间的连接插片、5和7为与24V工作电源17间的连接插片、6为告警输出连接插片；电气构件3设置在壳体1的内部，由传感器13、CPU中央处理器14、动作执行组件15、人机对话组件16和工作电源17组成。所述的传感器13为电磁感应式、由磁芯18和整形电路19组成，在整形电路19上设置有信号输出端20，在磁芯18的中心孔内穿越设置有工作主回路的导线21；CPU中央处理器14上设置有控制信号输入端22、和控制信号输出端23、24、25、26和27；动作执行组件15主要由带常闭触点28的控制继电器29充任，控制继电器29串接在CPU中央处理器14的输出控制端25上，其常闭触点28串接在所用电气设备的工作主回路中；人机对话组件16中包含有控制面板2上的电源指示灯9、告警指示灯10、切断控制按钮11、复位控制按钮12，告警指示灯10串接在CPU中央处理器14的信号输出控制端26上，复位控制按钮11串接在CPU中央处理器14的信号输入控制端23上，切断控制按钮12串接在CPU中央处理器14的信号输入控制端24上。此外，在CPU中央处理器14上还设置有一可提供外接告警信息的控制信号输出端27；工作电源17通过导线30、31、32和33分别与传感器13、控制继电器29、CPU中央处理器14及电源指示灯9电气相连。

工作时，工作主回路的导线21穿越设置在传感器13的磁芯18的孔内、其感应电流的输出端20与CPU中央处理器14的控制信号输入端22相接，控制继电器29的工作线圈串接在CPU中央处理器14的输出控制端25上、其常闭触点串接在工作主回路的导线21上；延迟控制信号的延迟时间的长短与传感器13所检测到的过电流值的大小有关，其相互对应关系由CPU中央处理器14的程序预先设定；当工作主回路发生过电流时，磁芯18上的感应线圈中产生一感应电流、整形电路19的信号输出端20向CPU中央处理器14的控制信号输入端22发送一过电流信号，于是CPU中央处理器14根据检测信号值的大小向控制继电器29发出一个与之相应的延迟控制信号，控制继电器29接通电源工作、其常闭触点28反转为常开状态，实现切断工作主回路，与此同时，告警指示灯10亮、告警输出端27有控制信号输出；再经一定延时后，CPU中央处理器14按照内部的判别设定又输出切断控制继电器29电源的控制信号，使其常闭触点28恢复原来状态，于是接通工作主回路、电气设备恢复正常工作。

Claims (8)

1.一种铁路信号专用智能断路器，由壳体(1)、控制面板(2)、电气构件(3)、对外连接插片(4)、(5)、(6)、(7)和(8)组成，其特征在于：

a.控制面板(2)设置在壳体(1)的前端部上、上面设置有黄色电源指示灯(9)、红色告警指示灯(10)、复位控制按钮(11)及切断控制按钮(12)；

b.对外连接插片(4)和(8)为与工作主回路间的连接插片、(5)和(7)为与24V工作电源(17)间的连接插片、(6)为告警输出连接插片；

c.电气构件(3)设置在壳体(1)的内部，其中包含有由中心孔内穿越设置有工作主回路导线(21)的磁芯(18)和带信号输出端(20)的整形电路(19)组成的电磁感应式传感器(13)、上面设置有控制信号输入端(22)、(23)和(24)及控制信号输出端(25)、(26)和(27)的CPU中央处理器(14)、由串接在CPU中央处理器(14)的输出控制端(25)上、其常闭触点(28)串接在电气设备工作主回路中的控制继电器(29)充任的动作执行组件(15)、包含有控制面板(2)上的电源指示灯(9)、告警指示灯(10)、切断控制按钮(11)和复位控制按钮(12)的人机对话组件(16)和工作电源(17)。

2.根据权利要求1所述的铁路信号专用智能断路器，其特征在于所述的人机对话组件(16)中的告警指示灯(10)串接在CPU中央处理器(14)的信号输出控制端(26)上。

3.根据权利要求1所述的铁路信号专用智能断路器，其特征在于所述的复位控制按钮(11)串接在CPU中央处理器(14)的信号输入控制端(23)上。

4.根据权利要求1所述的铁路信号专用智能断路器，其特征在于所述的切断控制按钮(12)串接在CPU中央处理器14的信号输入控制端(24)上。

5.根据权利要求1所述的铁路信号专用智能断路器，其特征在于所述的CPU中央处理器(14)上还设置有一可提供外接告警信息的信号输出端(27)。

6.根据权利要求1所述的铁路信号专用智能断路器，其特征在于所述的工作电源(17)通过导线(30)、(31)、(32)和(33)分别与传感器(13)、控制继电器(29)、CPU中央处理器(14)及电源指示灯(9)电气相连。

7.一种铁路信号专用智能断路器，其特征在于工作主回路的导线(21)穿越设置在传感器(13)的磁芯(18)孔内、其感应电流的输出端(20)与CPU中央处理器(14)的控制信号输入端(22)相接，控制继电器(29)的工作线圈串接在CPU中央处理器(14)的输出控制端(25)上、其常闭触点(28)串接在工作主回路的导线(21)上，当工作主回路上发生过电流时，磁芯(18)上的感应线圈中产生一感应电流、整形电路(19)的信号输出端(20)向CPU中央处理器(14)的控制信号输入端(22)发送一过电流信号，于是CPU中央处理器(14)根据检测信号值的大小向控制继电器(29)发出一个与之相应的延迟控制信号，控制继电器(29)接通电源工作、其常闭触点(28)反转为常开状态，实现切断工作主回路，与此同时，告警指示灯(10)亮、告警输出端(27)有控制信号输出，驱使外接告警显示；再经一定延时后，CPU中央处理器(14)按照内部的程序设定又输出切断控制继电器(29)电源的控制信号，使其常闭触点(28)恢复原来状态，于是接通工作主回路。

8.根据权利要求7所述的铁路信号专用智能断路器，其特征在于所述的延迟控制信号延迟时间的长短与传感器(13)检测到的过电流值的大小有关，其相互对应关系由CPU中央处理器(14)的程序预先设定。

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