CN103346543A - 控制电缆断线报警的双边联跳用电子装置 - Google Patents
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Abstract
控制电缆断线报警的双边联跳用电子装置，它涉及供电系统控制电缆技术领域。它包含接收模块(A)、发送模块(B)，接收模块(A)、发送模块(B)通过控制电缆(C)连接，它带断线报警功能，采用新颖的双边联跳发送模块和接受模块，发送模块和接受模块全部由印制电路板电子线路构成，设计科学合理，且效果好。
Description
技术领域
本发明涉及供电系统控制电缆技术领域，具体涉及一种控制电缆断线报警的双边联跳用电子装置。
背景技术
直流牵引供电系统，相邻二座牵引变电所之间有数公里的距离，每座牵引所有上行和下行绝缘电分段，在电分段二侧分为四条供电区间。为了保证列车的可靠运行，通常对每条供电区间由相邻牵引所对应馈线断路器双边供电。当某牵引所附近发生短路故障时，该所供电的断路器快速跳闸，而数公里外的另一断路器可能不会快速跳闸，远端短路电流可能对接触网造成过载危害。因此必须增设双边联跳保护，只有使邻所双边供电的馈线断路器分断，才能彻底隔离故障。
当某牵引所解列时，该所的两台纵联电动隔离开关合闸，将上行和下行绝缘电分段短接，由解列所二侧的牵引所构成大双边供电，同时就要建立大双边联跳的控制电缆传输连接，要跟随纵联开关的状态转换完成大双边联跳回路的触点切换。
牵引所的电气故障通常有过电流故障和直流柜框架故障二类，过流故障时，双边联跳的两台馈线断路器允许进行负载检测自动重合闸，如重合闸成功就能快速恢复供电；对框架故障时，所有直流断路器和中压进线断路器跳闸并闭锁，联跳邻所的对应直流断路器并且不允许自动重合闸，即联跳发送信号通常有二种信号，它是通过一对控制电缆发送给接受方的一只接受继电器。
数公里距离的双边联跳的传输有多种方案，在我国目前已实施的主要有以下四种：1、电子式8通道发送模块8通道接受模块和通信电缆传输方案；2、光纤通信双边联跳方案；3、主从型双边联跳采用控制电缆传输方案；4、对等型双边联跳采用控制电缆传输方案。
以控制电缆传输联跳信号的双边联跳具有简单直观，使用方便，抗干扰能力强，性价比高等优点。但当电缆回路断线及接触不良或者当双边联跳回路供电电源失电时，对双边联跳保护的拒动的实时监测问题目前还没有很好地解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制电缆断线报警的双边联跳用电子装置，它带断线报警功能，采用新颖的双边联跳发送模块和接受模块，发送模块和接受模块全部由印制电路板电子线路构成，设计科学合理，且效果好。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含接收模块A、发送模块B，接收模块A、发送模块B通过控制电缆C连接。
所述的接收模块A包含第一可变电阻器-第二可变电阻器R21-R22、第一电阻-第十七电阻R1-R17、第一比较器-第二比较器U1-U2、第一发光二极管-第二发光二极管LED1-LED2、第三二极管D3、稳压二极管ZD1、第二电容C2、第一三极管-第二三极管Q1-Q2、第一中间继电器-第二中间继电器J1-J2，第一可变电阻器R21的一端接地，其另一端分别与第十电阻R10的一端、第一比较器U1的1脚连接，第十电阻R10的另一端分别与+24V电源、第一比较器U1的3脚、第十三电阻R13的一端、第三二极管D3的正极、第十五电阻R15的一端、第一中间继电器J1的一端连接，第一比较器U1的5脚分别与第十三电阻R13的另一端、第十六电阻R16的一端、第十二电阻R12的一端连接，第十二电阻R12的另一端分别与第一比较器U1的2脚、第十一电阻R11的一端连接，第一比较器U1的4脚接地；第三二极管D3的负极分别与第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2的正极连接，第一发光二极管LED1的负极与第十四电阻R14的一端连接，第十四电阻R14的另一端分别与第十五电阻R15的另一端、第一中间继电器J1的另一端、第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的基极分别与第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端与第一三极管Q1的发射极连接并接地；第二可变电阻器R22的一端接地，其另一端分别与第三电阻R3的一端、第二比较器U2的1脚连接，第三电阻R3的另一端分别与+24V电源、第五电阻R5的一端、第七电阻R7的一端、第二中间继电器J2的一端连接，第五电阻R5的另一端分别与第二比较器U2的3脚、第八电阻R8的一端、第四电阻R4的一端连接，第七电阻R7的另一端分别与第六电阻R6的一端、第二中间继电器J2的另一端、第二三极管Q2的集电极连接，第六电阻R6的另一端与第二发光二极管LED2的负极连接，第八电阻R8的另一端分别与第九电阻R9的一端、第二三极管Q2的基极连接，第九电阻R9的另一端、第二三极管Q2的发射极连接并接地；第四电阻R4的另一端分别与第二比较器U2的2脚、第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第十一电阻R11的另一端、第一电阻R1的一端、稳压二极管ZD1的负极、第二电容C2的一端、第一条控制电缆的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第二条控制电缆的一端、稳压二极管ZD1的正极、第二电容C2的另一端连接并接地。
所述的发送模块B包含第一开关-第二开关S1-S2、第十八电阻-第二十一电阻R21、第一电容C1、第三发光二极管LED3、第一二极管-第二二极管D1-D2、第一开关S1及第二开关S2的一端、第一二极管D1的正极均与DC220V电源的正极连接，第一开关S1及第二开关S2的另一端与相互并联的第十八电阻R18和第十九电阻R19的一端连接，相互并联的第十八电阻R18和第十九电阻R19的另一端分别与第一条控制电缆的另一端、第二二极管D2的负极、第二十一电阻R21的一端连接，第二十一电阻R21的另一端与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端分别与第一电容C1的一端、第三发光二极管LED3的负极连接，第三发光二极管LED3的正极与第一二极管D1的负极连接；第二二极管D2的正极分别与第二控制电缆的另一端、第一电容C1的另一端、DC220V电源的负极连接。
本发明的原理为：发送模块B采用双路限流电阻发送两路电流信号，一路是持续电流，作为接受模块A检测控制电缆断线或失电的判别信号1发送，另一路则为过流或框架故障触点控制的故障判别信号2发送，通常判别信号1的电流约为14mA，判别信号2的电流约为10mA。通过数公里控制电缆将信号传输到邻站的接受模块A（双限检测）输入端。接受模块A是由采样电阻。两路上限值比较器基准电压设定回路。驱动中间继电器输出回路和辅助电源组成。
约14mA的持续电流在采样电阻上转换成对应电压信号1，当电压信号1大于上限值第一比较器U1的设定值时，第一中间继电器J1吸合，其输出触头状态为传输回路正常信号，当断线或发送端电源失电时，其第一中间继电器J1释放，输出则为断线报警信号。在传输回路正常的情况下，若有故障信号传送到接受模块时，则在采样电阻上接受到（14mA+10mA）的信号，并转换成对应的电压信号2，信号2大于上限值第二比较器U2的设定值时，则第二比较器U2驱动第二中间继电器J2吸合，此时，第二中间继电器J2输出为邻站故障信号，并依据其是短时脉冲还是持续信号来判别故障是过电流故障还是框架故障。以上是发送故障信号触点采用常开触点（故障时常开接点闭合）的I方案。
发送故障信号接点也有使用常闭接点的II方案，只要把比较器2改为下限值比较器即可。
本发明带断线报警功能，采用新颖的双边联跳发送模块和接受模块，发送模块和接受模块全部由印制电路板电子线路构成，设计科学合理，且效果好。
附图说明：
图1为本发明的电路结构示意图。
具体实施方式：
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含接收模块A、发送模块B，接收模块A、发送模块B通过控制电缆C连接。
所述的接收模块A包含第一可变电阻器-第二可变电阻器R21-R22、第一电阻-第十七电阻R1-R17、第一比较器-第二比较器U1-U2、第一发光二极管-第二发光二极管LED1-LED2、第三二极管D3、稳压二极管ZD1、第二电容C2、第一三极管-第二三极管Q1-Q2、第一中间继电器-第二中间继电器J1-J2，第一可变电阻器R21的一端接地，其另一端分别与第十电阻R10的一端、第一比较器U1的1脚连接，第十电阻R10的另一端分别与+24V电源、第一比较器U1的3脚、第十三电阻R13的一端、第三二极管D3的正极、第十五电阻R15的一端、第一中间继电器J1的一端连接，第一比较器U1的5脚分别与第十三电阻R13的另一端、第十六电阻R16的一端、第十二电阻R12的一端连接，第十二电阻R12的另一端分别与第一比较器U1的2脚、第十一电阻R11的一端连接，第一比较器U1的4脚接地；第三二极管D3的负极分别与第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2的正极连接，第一发光二极管LED1的负极与第十四电阻R14的一端连接，第十四电阻R14的另一端分别与第十五电阻R15的另一端、第一中间继电器J1的另一端、第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的基极分别与第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的一端连接，第十七电阻R17的另一端与第一三极管Q1的发射极连接并接地；第二可变电阻器R22的一端接地，其另一端分别与第三电阻R3的一端、第二比较器U2的1脚连接，第三电阻R3的另一端分别与+24V电源、第五电阻R5的一端、第七电阻R7的一端、第二中间继电器J2的一端连接，第五电阻R5的另一端分别与第二比较器U2的3脚、第八电阻R8的一端、第四电阻R4的一端连接，第七电阻R7的另一端分别与第六电阻R6的一端、第二中间继电器J2的另一端、第二三极管Q2的集电极连接，第六电阻R6的另一端与第二发光二极管LED2的负极连接，第八电阻R8的另一端分别与第九电阻R9的一端、第二三极管Q2的基极连接，第九电阻R9的另一端、第二三极管Q2的发射极连接并接地；第四电阻R4的另一端分别与第二比较器U2的2脚、第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第十一电阻R11的另一端、第一电阻R1的一端、稳压二极管ZD1的负极、第二电容C2的一端、第一条控制电缆的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第二条控制电缆的一端、稳压二极管ZD1的正极、第二电容C2的另一端连接并接地。
所述的发送模块B包含第一开关-第二开关S1-S2、第十八电阻-第二十一电阻R21、第一电容C1、第三发光二极管LED3、第一二极管-第二二极管D1-D2、第一开关S1及第二开关S2的一端、第一二极管D1的正极均与DC220V电源的正极连接，第一开关S1及第二开关S2的另一端与相互并联的第十八电阻R18和第十九电阻R19的一端连接，相互并联的第十八电阻R18和第十九电阻R19的另一端分别与第一条控制电缆的另一端、第二二极管D2的负极、第二十一电阻R21的一端连接，第二十一电阻R21的另一端与第二十电阻R20的一端连接，第二十电阻R20的另一端分别与第一电容C1的一端、第三发光二极管LED3的负极连接，第三发光二极管LED3的正极与第一二极管D1的负极连接；第二二极管D2的正极分别与第二控制电缆的另一端、第一电容C1的另一端、DC220V电源的负极连接。
本具体实施方式的原理为：发送模块B采用双路限流电阻发送两路电流信号，一路是持续电流，作为接受模块A检测控制电缆断线或失电的判别信号1发送，另一路则为过流或框架故障触点控制的故障判别信号2发送，通常判别信号1的电流约为14mA，判别信号2的电流约为10mA。通过数公里控制电缆将信号传输到邻站的接受模块A（双限检测）输入端。接受模块A是由采样电阻。两路上限值比较器基准电压设定回路。驱动中间继电器输出回路和辅助电源组成。
约14mA的持续电流在采样电阻上转换成对应电压信号1，当电压信号1大于上限值第一比较器U1的设定值时，第一中间继电器J1吸合，其输出触头状态为传输回路正常信号，当断线或发送端电源失电时，其第一中间继电器J1释放，输出则为断线报警信号。在传输回路正常的情况下，若有故障信号传送到接受模块时，则在采样电阻上接受到（14mA+10mA）的信号，并转换成对应的电压信号2，信号2大于上限值第二比较器U2的设定值时，则第二比较器U2驱动第二中间继电器J2吸合，此时，第二中间继电器J2输出为邻站故障信号，并依据其是短时脉冲还是持续信号来判别故障是过电流故障还是框架故障。以上是发送故障信号触点采用常开触点（故障时常开接点闭合）的I方案。
发送故障信号接点也有使用常闭接点的II方案，只要把比较器2改为下限值比较器即可。
本具体实施方式带断线报警功能，采用新颖的双边联跳发送模块和接受模块，发送模块和接受模块全部由印制电路板电子线路构成，设计科学合理，且效果好。
Claims (2)
1.控制电缆断线报警的双边联跳用电子装置，其特征在于它包含接收模块(A)、发送模块(B)，接收模块(A)、发送模块(B)通过控制电缆(C)连接，所述的接收模块(A)包含第一可变电阻器-第二可变电阻器(R21-R22)、第一电阻-第十七电阻(R1-R17)、第一比较器-第二比较器(U1-U2)、第一发光二极管-第二发光二极管(LED1-LED2)、第三二极管(D3)、稳压二极管(ZD1)、第二电容(C2)、第一三极管-第二三极管(Q1-Q2)、第一中间继电器-第二中间继电器(J1-J2)，第一可变电阻器(R21)的一端接地，其另一端分别与第十电阻(R10)的一端、第一比较器(U1)的1脚连接，第十电阻(R10)的另一端分别与+24V电源、第一比较器(U1)的3脚、第十三电阻(R13)的一端、第三二极管(D3)的正极、第十五电阻(R15)的一端、第一中间继电器(J1)的一端连接，第一比较器(U1)的5脚分别与第十三电阻(R13)的另一端、第十六电阻(R16)的一端、第十二电阻(R12)的一端连接，第十二电阻(R12)的另一端分别与第一比较器(U1)的2脚、第十一电阻(R11)的一端连接，第一比较器(U1)的4脚接地；第三二极管(D3)的负极分别与第一发光二极管(LED1)、第二发光二极管(LED2)的正极连接，第一发光二极管(LED1)的负极与第十四电阻(R14)的一端连接，第十四电阻(R14)的另一端分别与第十五电阻(R15)的另一端、第一中间继电器(J1)的另一端、第一三极管(Q1)的集电极连接，第一三极管(Q1)的基极分别与第十六电阻(R16)的另一端、第十七电阻(R17)的一端连接，第十七电阻(R17)的另一端与第一三极管(Q1)的发射极连接并接地；第二可变电阻器(R22)的一端接地，其另一端分别与第三电阻(R3)的一端、第二比较器(U2)的1脚连接，第三电阻(R3)的另一端分别与+24V电源、第五电阻(R5)的一端、第七电阻(R7)的一端、第二中间继电器(J2)的一端连接，第五电阻(R5)的另一端分别与第二比较器(U2)的3脚、第八电阻(R8)的一端、第四电阻(R4)的一端连接，第七电阻(R7)的另一端分别与第六电阻(R6)的一端、第二中间继电器(J2)的另一端、第二三极管(Q2)的集电极连接，第六电阻(R6)的另一端与第二发光二极管(LED2)的负极连接，第八电阻(R8)的另一端分别与第九电阻(R9)的一端、第二三极管(Q2)的基极连接，第九电阻(R9)的另一端、第二三极管(Q2)的发射极连接并接地；第四电阻(R4)的另一端分别与第二比较器(U2)的2脚、第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端分别与第十一电阻(R11)的另一端、第一电阻(R1)的一端、稳压二极管(ZD1)的负极、第二电容(C2)的一端、第一条控制电缆的一端连接，第一电阻(R1)的另一端分别与第二条控制电缆的一端、稳压二极管(ZD1)的正极、第二电容(C2)的另一端连接并接地。
2.根据权利要求1所述的控制电缆断线报警的双边联跳用电子装置，其特征在于所述的发送模块(B)包含第一开关-第二开关(S1-S2)、第十八电阻-第二十一电阻(R21)、第一电容(C1)、第三发光二极管(LED3)、第一二极管-第二二极管(D1-D2)、第一开关(S1)及第二开关(S2)的一端、第一二极管(D1)的正极均与DC220V电源的正极连接，第一开关(S1)及第二开关(S2)的另一端与相互并联的第十八电阻(R18)和第十九电阻(R19)的一端连接，相互并联的第十八电阻(R18)和第十九电阻(R19)的另一端分别与第一条控制电缆的另一端、第二二极管(D2)的负极、第二十一电阻(R21)的一端连接，第二十一电阻(R21)的另一端与第二十电阻(R20)的一端连接，第二十电阻(R20)的另一端分别与第一电容(C1)的一端、第三发光二极管(LED3)的负极连接，第三发光二极管(LED3)的正极与第一二极管(D1)的负极连接；第二二极管(D2)的正极分别与第二控制电缆的另一端、第一电容(C1)的另一端、DC220V电源的负极连接。
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