CN1055347C - 隔离开关安全自动监控装置 - Google Patents
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Abstract
一种隔离开关安全自动监控装置，由立柱、接触网、绝缘块、隔离开关、电力机车、机车受电弓，监视系统(包括光电监视器、限位传感器、接地监视回路)，程序处理系统(包括不间断电源、操纵台、屏幕显示器、程序处理器、分配器等)，机电驱动装置，楼梯通道门等组成，用于电力机车整备作业隔离区。监视系统、程序处理系统、机电驱动装置及楼梯通道门组成联锁控制，可以防止人工误操作造成的高压触电事故和接触网短路事故的发生。
Description
本发明涉及一种用于电力机车整备作业隔离区(简称隔离区)的隔离开关安全自动监控装置。
在公知公用的现有技术中，电力机车整备作业流程中的隔离开关、接地线的操作以及安全监控环节，自1961年我国电气化铁路通车运营以来一直沿用人工操作方式。首先，整备机车进入隔离区前须停车，司机用鸣笛方式与操作人员联系，操作者在确认隔离开关在闭合位、隔离区内无滞留机车后方打信号旗，允许整备机车进入隔离区；司机下车办理分闸登记手续后，操作者须穿戴好防护用品，确认整备机车已降下受电弓后，才能开启隔离开关手动操作手柄上的挂锁，将隔离开关扳到开断位，使19～29kv的高压电断开，再将人工接地挂钩挂在接触网上，以消除漏电和感应电流，形成隔离区，接着将操作手柄重新上锁，检修人员拿上挂锁钥匙和机车顶盖钥匙，从机车顶盖爬上机车顶部作业。
检修人员在车顶作业过程中，隔离开关及接地线要靠操作者监守，并且还要随时监视隔离区外两端线路其它机车的动态，防止其侵入无电状态下的隔离区。
当检修人员作业完毕从车顶下来要锁好机车顶盖，交回两把钥匙，办理合闸手续后，操作人员重新穿戴好防护用品，在确认车顶没有滞留人员，并已降下受电弓后，才能取下接地挂钩，开锁将隔离开关扳到闭合位，接触网恢复通电，然后将操作手柄锁上。至此，隔离开关一次作业过程才告完结。
在上述隔离开关操作过程中的诸个限制条件是由操作者逐一查看确认的，由于人的注意力和判断力受生理、情绪、环境等因素的影响，将其作为唯一的监控保证是不可靠的，安全性较差，由于误操作将导致车顶作业人员和操作者本身有触电危险，由于隔离区外机车冒进将导致接触网发生短路事故，缩短供电设备的使用寿命。目前的防误技术仅限于在操作手柄上加挂锁，隔离开关和人工接地挂钩及机车顶盖之间无实际意义上的联系，各个环节缺少系统的联锁和设备上的制约，只是靠人工传递钥匙象征性地表示联锁关系，因而其防误效果受到局限，没有真正的防误功能。另外，人工操作和监护工作效率低，机车整备作业时间长，影响机车周转率。
本发明的目的是提供一种隔离开关安全自动监控装置，使隔离开关、接地线的操作及监控环节实行自动化联锁控制，从而避免人工误操作及隔离区外机车侵界造成的事故发生。
如图1或图2或图3或图4所示，本发明的目的是这样实现的：现有电力机车整备作业隔离区内，有立柱1、架设在立柱1上的接触网3、接触网3两端的绝缘块2和隔离开关4、装在立柱1下端的手动操纵装置9、传动杆5、人工接地挂钩8，电力机车14，机车受电弓21，传动杆5两端分别与隔离开关4和手动操纵装置9联接，人工接地挂钩8和机车受电弓21挂接在接触网3上。在现有条件下，设计一套隔离开关安全监控装置，包括：一个中心控制装置28，由分配器26、程序处理器29、不间断电源31、操纵台32、屏幕显示器38组成，不间断电源31、操纵台32、屏幕显示器38分别与程序处理器29联接，分配器26通过输出网络线27及输入网络线27-1与程序处理器29联接，操纵台32由操纵钥匙33、保险钥匙33-1、分断按钮34、闭合按钮34-1、语言提示器35、操作计数器36、故障计数器37组成。
一个装在立柱1下端原手动操纵装置9位置的机电驱动装置9，电机39输入端通过分配器26与程序处理器29联接，输出端通过联轴节40、减速器41、伞齿轮42、43、传动轴44至离合器46；离合器46一端通过电磁铁51、靠轮52、伞齿轮53、拨块54、54-1、万向联轴节56、传动杆5至隔离开关4，另一端通过电磁铁51-1、靠轮45、伞齿轮57、万向联轴节58、接地传动杆7至自动接地盒6，自动接地盒6由伞齿轮59、60、夹块61、接地臂62、触点64组成，接地臂62沿径向作90°转动，上端与触点64接触，下端接地。
一个楼梯通道门16，设置在机车14停车位侧端，通过分配器26与程序处理器29联接。
一个监视系统，由设置在隔离区两端外侧和机车停车位两端及中间的线路占用光电监视器10、25、13、24、25，设置在机车停车位轨道两侧的车顶滞留人员光电监视构架20，设置在光电监视构架20横梁两端的受电弓光电监视器22、23及横梁中间的接收器19，设置在楼梯通道门16、离合器46、拨块54、54-1、触点64上的限位传感器18、50、55、55-1、63组成，并分别通过分配器26与程序处理器29联接。
一个报警器17，设置在楼梯通道门16上部，通过分配器26与程序处理器29联接。
一个接触网开闭所跳闸断开信号发生器30，通过输出网络线27与程序处理器29联接。
一对自动信号灯11、11-1，设置在隔离区两端外侧，通过分配器26与程序处理器29联接。
不间断电源31将工频220V或380V交流电降压整流成各种低压安全电供给程序处理器29及整个隔离开关安全监控装置。
当限位传感器55、63监测到隔离开关在闭合位、接地臂62在垂直断开位，光电监视器13、15、24监测到隔离区内无机车占用时，构成″自动信号生成条件″，信息传输至程序处理器29，经处理后将指令输送至自动信号灯11、11-1，显示乳白色允许进入信号，司机据此将机车驶入隔离区，停在光电监视器13、24之间的停车位，并将受电弓21置降弓位，光电监视器10、13、14、24、25将机车占用信息送至程序处理器29，经处理后将指令输送至自动信号灯11、11-1，显示红色停车信号，不允许其它机车进入隔离区。
此时操作者将操纵钥匙33、保险钥匙33-1置开启位(系统启动效力为两者共同完成)，受电弓光电监视器22、23开启，若受电弓21在降弓位，信息通过接收器19传输至程序处理器29，构成“隔离开关分断预备条件”，电磁铁51充电，带动拨叉48使离合器46和靠轮52啮合，限位传感器50将啮合信息反馈给程序处理器29，经程序处理器29处理后生成“隔离开关分断动作指令”，此时按下分断按钮34，指令有效并通过程序处理器29输送至机电驱动装置9，电机39正转，经联轴节40、减速器41、伞齿轮41、43、传动轴44、离合器46、靠轮52、伞齿轮53、拨块54、54-1、万向联轴节56、传动杆5，驱动隔离开关4完成分断动作，动作到位后限位传感器55将信息反馈给程序处理器29，电磁铁51消电，电机39停转；同时电磁铁51-1充电，带动拨叉48使离合器46与靠轮45啮合，限位传感器50-1将啮合信息反馈给程序处理器29，经程序处理器29处理后生成“接地动作指令”，指令有效并传输至机电驱动装置9，电机39正转，经联轴节40、减速器41、伞齿轮42、43、传动轴44、离合器46、靠轮45、伞齿轮57、万向联轴节58、伞齿轮59、60，驱动接地臂62转到水平闭合位与触点64接触，完成自动接地动作，动作到位后，限位传感器63将信息反馈给程序处理器29，电磁铁51-1消电，电机39停转；经程序处理器29处理后生成“通道门开锁动作指令”，指令有效并输送至楼梯通道门16，楼梯通道门16开启(原机车顶盖14-1平时锁闭，只在隔离区外使用)，限位传感器18将信息反馈给程序处理器29，得出可以上车顶作业信号。
上述过程完结后进入车顶整备作业过程，操作者将操纵钥匙33、保险钥匙33-1置关闭位后取出，锁闭操纵启动效力，检修人员从楼梯通道门16上到车顶进行整备作业。
如果在进入车顶作业过程中，若隔离区外机车无视自动信号机11、11-1的红色停车信号，闯入线路占用光电监视器10、13、24、25的监视范围，信息传输到程序处理器29确认，立即通过接触网开闭所跳闸断开信号发生器30使开闭所主动跳闸，防止因闯入机车的双弓短接隔离开关4或绝缘器2而发生接触网短路事故，同时语言提示器35发出警告，而且使设置在通道门上的报警器17报警，提醒室外人员注意。
当车顶作业过程完毕要闭合隔离开关4时，操作者将操纵钥匙33、保险钥匙33-1置开锁位，程序处理器29开始准备隔离开关闭合的预备程序，车顶滞留人员光电监视构架20及受电弓光电监视器22、23开启，当车顶无滞留人员、受电弓21在降弓位时，信息通过光电监视构架20及接收器19反馈至程序处理器29，构成″隔离开关闭合预备条件″，隔离开关闭合程序预备完成，生成″通道门锁闭动作指令″，此时按下操纵台上的闭合按钮34-1，指令有效并通过程序处理器29输送至楼梯通道门16，锁闭楼梯通道门16，限位传感器18将信息反馈给程序处理器29，电磁铁51-1充电，带动拨叉48使离合器46与靠轮45啮合，限位传感器50将啮合信息反馈给程序处理器29，经程序处理器29处理后生成“撤接地动作指令”，电机39反转，经联轴节40、减速器41、伞齿轮42、43、传动轴44、离合器46、靠轮45、伞齿轮57、万向联轴节58、伞齿轮59、60，驱动接地臂62转到垂直断开位与触点64分离，完成撤接地动作，动作到位后，限位传感器63将信息反馈给程序处理器29，电磁铁51-1消电，电机39停转；电磁铁51充电，带动拨叉48使离合器46和靠轮52啮合，限位传感器50将啮合信息传回程序处理器29，经程序处理器29处理后生成“隔离开关闭合动作指令”，电机39反转，经联轴节40、减速器41、伞齿轮41、43、传动轴44、离合器46、靠轮52、伞齿轮53、拨块54、54-1、万向联轴节56、传动杆5，驱动隔离开关4完成闭合动作，动作到位后，限位传感器55-1将信息反馈给程序处理器29，电磁铁51消电，电机39停转。至此，完成一个整备作业周期，司机升上受电弓将机车驶出隔离区。
如果机电驱动装置9正在作撤接地动作或隔离开关闭合动作过程中，遇与上述″隔离开关闭合预备条件″之一不相符时(如升上受电弓或有人攀上机车顶)，信息反馈到程序处理器29处理，使闭合程序立即中止，并根据闭合程序运行情况输出修正程序，使机电驱动装置作接地动作或隔离开关分断动作。
为提高设备的可靠性，在光电监视构架20，光电监视器22、23，机电驱动装置9，自动接地盒6，通道门16中设计了自检回路传输到程序处理器29(附图4中虚线所示)，监测其内部性能及工作状态，如发现故障自动锁闭系统，并通过语言提示、屏幕显示、故障计数，提醒工作人员及时检修。
上述过程中，如果不满足设定的条件，或保险钥匙33-1未开启，强行按下按钮，操作指令无效，动作程序被封锁，同时进行语言提示和故障计数及操作计数，并反映在屏幕显示器38上。
本发明的监视系统、程序处理系统、机电驱动装置及楼梯通道门组成联锁控制，改室外手工操作为室内自动控制，改人工显示信号为自动信号，并设有语言提示、计数、报警等功能。既满足电力机车整备作业要求，又具有人工操作所不及的防误功能，可以防止人工误操作造成的高压触电事故和接触网短路事故的发生，保障作业安全，提高供电设备的使用寿命，减轻劳动强度，提高工作效率。
图1是本发明的室外平面布置图；图2是本发明的室内平面布置图；图3是本发明的机械传动图；图4是本发明的工作原理方框图。
下面将结合附图详细描述本发明的最佳实施方案：现有电力机车整备作业隔离区内，有立柱1、架设在立柱1上的接触网3、接触网3两端的绝缘块2和隔离开关4、装在立柱1下端的手动操纵装置9-1、传动杆5、人工接地挂钩8，电力机车14，机车顶盖14-1，机车受电弓21组成，传动杆5两端分别与隔离开关4和手动操纵装置9-1联接，人工接地挂钩8挂接在接触网3上，在此基础上它还设计了：
一个中心控制装置28，由分配器26、程序处理器29、不间断电源31、操纵台32、屏幕显示器38组成，不间断电源31、操纵台32、屏幕显示器38分别与程序处理器29联接，分配器26通过输出网络线27及输入网络线27-1与程序处理器29联接，操纵台32由操纵钥匙33、保险钥匙33-1、分断按钮34、闭合按钮34-1、语言提示器35、操作计数器36、故障计数器37组成；
一个装在立柱1下端原手动操纵装置9-1位置的机电驱动装置9，电机39输入端通过分配器26与程序处理器29联接，输出端通过联轴节40、减速器41、伞齿轮42、43、传动轴44至离合器46，电磁铁51、51-1设置在拨叉48一端两侧，拨叉48另一端固定在支点49上，通过活套47带动离合器46轴向移动，离合器46一端与隔离开关传动机构联接，另一端与接地传动机构联接，隔离开关传动机构由电磁铁51、靠轮52、伞齿轮53、拨块54、54-1、万向联轴节56、传动杆5、隔离开关4组成，接地传动机构由电磁铁51-1、靠轮45、伞齿轮57、万向联轴节58、接地传动杆7、自动接地盒6组成，自动接地盒6由伞齿轮59、60、接地臂62组成，接地臂62前端与接触导线64接触，后端接地；
一个楼梯通道门16，设置在机车14停车位侧端，通过分配器26与程序处理器29联接；
一个监视系统，由设置在隔离区两端外侧和机车停车位两端及中间的线路占用光电监视器10、13、15、24、25，设置在机车停车位轨道两侧的车顶滞留人员光电监视构架20及光电监视器20-1，设置在光电监视构架20上的受电弓光电监视器22、23及接收器19，设置在楼梯通道门16、离合器46、拨块54、54-1、接触臂62上的限位传感器18、50、55、55-1、63、63-1，设置在接地盒6与轨道之间由主接地线62-3、接地臂62、主夹头61、接触导线64、辅助夹头61-1、检测软线61-2、轨道12组成的接地监视回路，并分别通过分配器26与程序处理器29联接，主夹头61和辅助夹头61-1由联杆62-2联接，中间有绝缘体62-1。
一个报警器17，设置在楼梯通道门16上端，通过分配器26与程序处理器29联接；
一个接触网开闭所跳闸断开信号发生器30，通过输出网络线27与程序处理器29联接；
一对自动信号灯11、11-1，设置在隔离区两端外侧，通过分配器26与程序处理器29联接。
其中程序处理器29是继电器或单板机或PC机；传动轴44是花键轴或多边形轴；离合器46为双面磨擦式或滚珠式离合器；拨块54沿轴向正、反转，其中前面较长行程为空转行程，后面较短行程为负载行程，推动拨块54-1转动；光电监视器10、13、15、24、25、20-1的光源为白炽灯或红外线或电磁波。
Claims (7)
1、一种用于电力机车整备作业隔离区的隔离开关安全自动监控装置，其特征在于它具有：
一个中心控制装置(28)，由分配器(26)、程序处理器(29)、不间断电源(31)、操纵台(32)、屏幕显示器(38)组成，不间断电源(31)、操纵台(32)、屏幕显示器(38)分别与程序处理器(29)联接，分配器(26)通过输出网络线(27)及输入网络线(27-1)与程序处理器(29)联接，操纵台(32)由操纵钥匙(33)、保险钥匙(33-1)、分断按钮(34)、闭合按钮(34-1)、语言提示器(35)、操作计数器(36)、故障计数器(37)组成；
一个装在立柱(1)下端原手动操纵装置(9-1)位置的机电驱动装置(9)，电机(39)输入端通过分配器(26)与程序处理器(29)联接，输出端通过联轴节(40)、减速器(41)、伞齿轮(42、43)、传动轴(44)至离合器(46)，电磁铁(51、51-1)设置在拨叉(48)一端两侧，拨叉(48)另一端固定在支点(49)上，通过活套(47)带动离合器(46)轴向移动，离合器(46)一端与隔离开关传动机构联接，另一端与接地传动机构联接，隔离开关传动机构由电磁铁(51)、靠轮(52)、伞齿轮(53)、拨块(54、54-1)、万向联轴节(56)、传动杆(5)、隔离开关(4)组成，接地传动机构由电磁铁(51-1)、靠轮(45)、伞齿轮(57)、万向联轴节(58)、接地传动杆(7)、自动接地盒(6)组成，自动接地盒(6)由伞齿轮(59、60)、接地臂(62)组成，接地臂(62)前端与接触导线(64)接触，后端接地；
一个楼梯通道门(16)，设置在机车(14)停车位侧端，通过分配器(26)与程序处理器(29)联接；
一个监视系统，由设置在隔离区两端外侧和机车停车位两端及中间的线路占用光电监视器(10、13、15、24、25)，设置在机车停车位轨道两侧的车顶滞留人员光电监视构架(20)及光电监视器(20-1)，设置在光电监视构架(20)上的受电弓光电监视器(22、23)及接收器(19)，设置在楼梯通道门(16)、离合器(46)、拨块(54、54-1)、接触臂(62)上的限位传感器(18、50、55、55-1、63、63-1)，设置在接地盒(6)与轨道之间由主接地线(62-3)、接地臂(62)、主夹头(61)、接触导线(64)、辅助夹头(61-1)、检测软线(61-2)、轨道(12)组成的接地监视回路，并分别通过分配器(26)与程序处理器(29)联接，主夹头(61)和辅助夹头(61-1)由联杆(62-2)联接，中间有绝缘体(62-1)。
2、根据权利要求1所述的隔离开关安全自动监控装置，其特征在于它还设置了：
一个报警器(17)，设置在楼梯通道门(16)上端，通过分配器(26)与程序处理器(29)联接；
一个接触网开闭所跳闸断开信号发生器(30)，通过输出网络线(27)与程序处理器(29)联接；
一对自动信号灯(11、11-1)，设置在隔离区两端外侧，通过分配器(26)与程序处理器(29)联接。
3、根据权利要求1所述的隔离开关安全自动监控装置，其特征在于程序处理器(29)是继电器或单板机或PC机。
4、根据权利要求1所述的隔离开关安全自动监控装置，其特征在于传动轴(44)是花键轴或多边形轴。
5、根据权利要求1所述的隔离开关安全自动监控装置，其特征在于离合器(46)为双面磨擦式或滚珠式离合器。
6、根据权利要求1所述的隔离开关安全自动监控装置，其特征在于拨块(54)沿轴向转动，其中前一段行程为空转行程，后一段行程为负载行程，推动拨块(54-1)转动。
7、根据权利要求1所述的隔离开关安全自动监控装置，其特征在于光电监视器(10、13、15、24、25、20-1)的光源为白炽灯或红外线或电磁波。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: MO JINGWEN Free format text: FORMER OWNER: GUANGZHOU MOTOR AFFAIRS SECTION, GUANGZHOU RAILROAD ( GROUP) CO., LTD. Effective date: 20060217 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: GUANGZHOU MOTOR AFFAIRS SECTION, GUANGZHOU RAILROA Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: SHAOGUAN LOCOMOTIVE DEPOT, YANGCHENG RAILWAY CORP. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 510010 Station West Road, Guangdong, Guangzhou Patentee after: Guangzhou locomotive depot of Guangzhou Railway (Group) Corp. Address before: 512023 \u3001 three km locomotive depot of southern suburbs of Guangdong City, Shaoguan Province Patentee before: Shaoguan Locomotive Depot, Yangcheng Railway Corp. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20060217 Address after: 512026 Guangdong city in Shaoguan Province, Wujiang District, along the road to Jiang Hui Garden A block, room 803 Patentee after: Mo Jingwen Address before: 510010 Station West Road, Guangdong, Guangzhou Patentee before: Guangzhou locomotive depot of Guangzhou Railway (Group) Corp. |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20000809 Termination date: 20130914 |