CN107919659A - 具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路及雷电防护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，包括送端电路和受端电路；所述送端电路主要包括高压脉冲信号发送器、第一防雷电路、送端变压器，所述高压脉冲信号发送器、第一防雷电路、送端变压器依次与钢轨的送端连接；所述受端电路主要包括高压脉冲信号接收器、第二防雷电路、继电器、受端变压器，所述高压脉冲信号接收器、第二防雷电路、继电器、受端变压器依次与钢轨的受端连接；所述第一防雷电路采用横纵向防雷电路，第二防雷电路包括防雷变压器、防雷单元，防雷单元并联于防雷变压器的初级。本发明防雷效果好，送端采用横纵向防护的防雷电路，受端采用防雷变压器及防雷单元的双重防雷电路，有效保护了轨道电路设备不易被雷击坏。

Description

具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路及雷电防护方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路。

背景技术

轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，用于监督列车在区间或列车和调车车列在站内的占用，是最常用的方法。不对称高压脉冲轨道电路利用其瞬时功率大、分路瞬时电流高的特点，有利提升解决了轨道电路分路不良的效果。

不对称高压脉冲轨道电路作为铁路信号系统中的关键安全控制设备，因其部分设备放置于室外的轨旁，易遭受雷电侵害，从而引起故障，影响行车安全和效率，对铁路的正常运营造成不良影响。现有轨道电路的防雷措施是在送端电路及受端电路中采用防雷元件进行雷电防护，即简单地采取纵向雷电防护，现有技术大多使用压敏电阻、气体放电管、气体间隙、瞬态二极管等防雷元件，缺点在于防雷元件存在短路的故障模式，一旦发生，会造成轨道电路纵向接地，即无法正常检测列车的占用，从而引发轨道电路安全风险，造成铁路轨道交通事故。

因此亟需提供一种新型的不对称高压脉冲轨道电路来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，电路结构简单，防雷效果好。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，包括送端电路和受端电路，

所述送端电路主要包括置于室内的高压脉冲信号发送器、第一防雷电路、以及置于室外的送端变压器，所述高压脉冲信号发送器的输出端通过第一防雷电路与送端变压器的一次侧连接，所述送端变压器的二次侧与钢轨的送端连接；

所述第一防雷电路采用横纵向防雷电路，包括压敏电阻M1、M2、放电管B1，压敏电阻M1、M2与放电管B1并联，M1的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R1之间，M2的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R2之间，B1的另一端接地；

所述受端电路主要包括置于室内的高压脉冲信号接收器、第二防雷电路、继电器、以及置于室外的受端变压器，所述高压脉冲信号接收器的输出端通过第二防雷电路与受端变压器的一次侧连接，高压脉冲信号接收器的输入端与继电器连接，所述受端变压器的二次侧与钢轨的受端连接；

所述第二防雷电路包括防雷变压器、防雷单元，防雷单元并联于防雷变压器的初级。

在本发明一个较佳实施例中，所述防雷单元采用压敏电阻或放电管或瞬态二极管或者它们的串联和/或并联组合。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一防雷电路置于一封闭空间内，集中、系统性防护，简化防雷电路的同时，便于防雷集中管理。

在本发明一个较佳实施例中，所述防雷变压器置于一封闭空间内，通过封闭空间的隔离，减小信号线路的相互影响。

进一步的，所述防雷变压器的线圈接地，防止雷击。

在本发明一个较佳实施例中，所述高压脉冲信号发送器的输入端连接220V交流电源。

在本发明一个较佳实施例中，所述送端变压器及受端变压器均置于XB箱内，便于室外设备集中管理，防止雷击。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种不对称高压脉冲轨道电路的雷电防护方法，所述不对称高压脉冲轨道电路包括送端电路和受端电路，

在送端电路设置置于室内的第一防雷电路，所述第一防雷电路采用横纵向防雷电路，包括压敏电阻M1、M2、放电管B1，压敏电阻M1、M2与放电管B1并联，M1的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R1之间，M2的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R2之间，B1的另一端接地；

在受端电路设置置于室内的第二防雷电路，所述第二防雷电路包括防雷变压器、防雷单元，防雷单元并联于防雷变压器的初级，防雷变压器的初级与高压脉冲信号接收器的输出端连接。

本发明的有益效果是：本发明电路结构简单，防雷效果好，送端采用横纵向防护的防雷电路，受端采用防雷变压器及防雷单元的双重防雷电路，避免了现有轨道电路中纵向防雷元件出现短路故障时，整个轨道电路均处于短路状态而无法正常检查列车的占用，有效保护了轨道电路设备不易被雷击坏，保证了设备的可靠性及安全性，对保障铁路正常运营有着重要的积极效果。

附图说明

图1是本发明具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路一较佳实施例的电路原理图；

附图中各部件的标记如下：1、送端变压器；2、第一防雷电路；3、钢轨；4、受端变压器；5、防雷变压器；6、第二防雷电路；7、继电器；8、防雷单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，包括送端电路和受端电路。

所述送端电路主要包括置于室内的高压脉冲信号发送器、第一防雷电路2、以及置于室外的送端变压器1，所述高压脉冲信号发送器的输入端连接220V交流电源、输出端通过第一防雷电路2与送端变压器1的一次侧连接，所述送端变压器1的二次侧与钢轨3的送端连接。

具体的，所述第一防雷电路2采用横纵向防雷电路，其包括压敏电阻M1、M2、放电管B1，压敏电阻M1、M2与放电管B1并联，M1的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R1之间，M2的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R2之间，B1的另一端接地。优选的，所述第一防雷电路2置于一封闭空间内，所述封闭空间可以采用防雷箱或防雷柜，集中、系统性防护，简化防雷电路的同时，便于防雷集中管理。

所述受端电路主要包括置于室内的高压脉冲信号接收器、第二防雷电路5、继电器7、以及置于室外的受端变压器4，所述高压脉冲信号接收器的输出端通过第二防雷电路5与受端变压器4的一次侧连接，高压脉冲信号接收器的输入端与继电器7连接，所述受端变压器4的二次侧与钢轨3的受端连接；

所述第二防雷电路6包括防雷变压器5、防雷单元8，防雷单元8并联于防雷变压器5的初级。所述防雷变压器5置于一封闭空间内，所述封闭空间可以采用防雷箱或防雷柜，通过封闭空间的隔离，减小信号线路的相互影响。同时，所述防雷变压器5的线圈接地，防止雷击。根据国际标准EN50129-2003中、GB/T 28809-2012/IEC 62425：2007中均规定，防雷变压器5在采取合适的保护措施后可不考虑匝间短路故障，即：防雷变压器5没有短路故障模式，当室外雷电进入时，通过防雷变压器5的隔离性能，将雷电信号衰减至原来的1/100，无法对设备造成损坏。所述防雷单元8采用压敏电阻或放电管或瞬态二极管或者它们的串联和/或并联组合。只要正常工作时呈现高阻或开路状态、遇到过电压呈现低阻或短路状态的器件，都可以替代作为本发明的防雷单元。

所述送端变压器1及受端变压器4均置于XB箱内，便于室外设备集中管理，一定程度下可防止雷击。

本发明的工作原理为：当轨道电路完整且无车占用时，220V交流电源为所述高压脉冲信号发送器供电，所述高压脉冲信号发送器发送高压脉冲信号，通过第一防雷电路2、室外的送端变压器1将所述高压脉冲信号传输至钢轨3，以钢轨3为载体，将信号传输至受端电路，经受端变压器4处理后通过第二防雷电路6传输至高压脉冲信号接收器，对信号进行处理后，输出驱动继电器7工作，当继电器7吸起时，表示本轨道区段空闲；当有车占用时，轨道电路被轮对分路，使得继电器7端电压低于其工作值，继电器7落下，表示本轨道区段被占用。

在第一防雷电路2中，压敏电阻在导通前呈高阻状态，导通后呈低阻状态；放电管在导通前呈开路状态，在导通后呈短路状态。正常情况下，被保护线路即送端电路或受端电路上没有过电压，压敏电阻及放电管均不导通；当被保护设备的线路中出现过电压即雷击时，压敏电阻及放电管导通并将过电压通过压敏电阻及放电管短路掉，从而起到保护设备的作用。第二防雷电路6中，防雷单元8的原理相同，而防雷变压器5具有隔离、防雷的作用。

本发明电路结构简单，防雷效果好，送端采用横纵向防护的防雷电路，受端采用防雷变压器及防雷单元的双重防雷电路，避免了现有轨道电路中纵向防雷元件出现短路故障时，整个轨道电路均处于短路状态而无法正常检查列车的占用，有效保护了轨道电路设备不易被雷击坏，保证了设备的可靠性，对保障铁路正常运营有着重要的积极效果。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，包括送端电路和受端电路，其特征在于，

所述送端电路主要包括置于室内的高压脉冲信号发送器、第一防雷电路、以及置于室外的送端变压器，所述高压脉冲信号发送器的输出端通过第一防雷电路与送端变压器的一次侧连接，所述送端变压器的二次侧与钢轨的送端连接；

所述第一防雷电路采用横纵向防雷电路，包括压敏电阻M1、M2、放电管B1，压敏电阻M1、M2与放电管B1并联，M1的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R1之间，M2的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R2之间，B1的另一端接地；

所述受端电路主要包括置于室内的高压脉冲信号接收器、第二防雷电路、继电器、以及置于室外的受端变压器，所述高压脉冲信号接收器的输出端通过第二防雷电路与受端变压器的一次侧连接，高压脉冲信号接收器的输入端与继电器连接，所述受端变压器的二次侧与钢轨的受端连接；

所述第二防雷电路包括防雷变压器、防雷单元，防雷单元并联于防雷变压器的初级。

2.根据权利要求1所述的具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，其特征在于，

所述防雷单元采用压敏电阻或放电管或瞬态二极管或者它们的串联和/或并联组合。

3.根据权利要求1所述的具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，其特征在于，

所述第一防雷电路置于一封闭空间内。

4.根据权利要求1所述的具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，其特征在于，

所述防雷变压器置于一封闭空间内。

5.根据权利要求1或4所述的具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，其特征在于，

所述防雷变压器的线圈接地。

6.根据权利要求1所述的具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，其特征在于，

所述高压脉冲信号发送器的输入端连接220V交流电源。

7.根据权利要求1所述的具备防雷功能的不对称高压脉冲轨道电路，其特征在于，

所述送端变压器及受端变压器均置于XB箱内。

8.一种不对称高压脉冲轨道电路的雷电防护方法，所述不对称高压脉冲轨道电路包括送端电路和受端电路，其特征在于，

在送端电路设置置于室内的第一防雷电路，所述第一防雷电路采用横纵向防雷电路，包括压敏电阻M1、M2、放电管B1，压敏电阻M1、M2与放电管B1并联，M1的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R1之间，M2的另一端连接于高压脉冲信号发送器输出端与R2之间，B1的另一端接地；

在受端电路设置置于室内的第二防雷电路，所述第二防雷电路包括防雷变压器、防雷单元，防雷单元并联于防雷变压器的初级，防雷变压器的初级与高压脉冲信号接收器的输出端连接。