CN108270092A - 一种地铁接触网可视化接地系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁接触网可视化接地系统，它包括接地装置、监控主机和监控主站。监控主机与监控主站均由计算机外加监控软件构成。每个监控主机可以监控一个站点的多台接地装置，而每个监控主站又可以监控多台监控主站。接地装置主要布置于正线牵引所站，监控主机主要布置于车站变电所控制室，监控主站主要布置于车辆段控制中心。接地装置主要由开关量输入单元、模拟量输入单元、主控单元、显示单元、光电交换机单元、网络摄像机单元、逻辑驱动单元、接地隔离开关单元、照明单元以及温控单元组成。该接地系统与人工挂接地相比，降低了人员成本、提高了工作效率以及增加了接地工作的安全性。

Description

一种地铁接触网可视化接地系统

技术领域

本发明涉及地铁牵引供电技术领域，具体涉及一种地铁接触网可视化接地系统。

背景技术

随着我国的城市轨道交通建设的快速发展，轨道交通的供电检修维护的作业安全成为重点。出于安全的考虑，作业人员不但要断开轨道的供电，而且要求在作业区域两端将轨道馈电线路进行短接接地，以防止意外供电造成作业区域内人员触电。当前在地铁供电系统中大都采用人工挂接地操作，这种操作方式存在任务繁重、效率低下以及耗费大量人力物力等缺点。

发明内容

针对地铁人工挂接地线的不足，提供了一种地铁接触网可视化接地系统。

以接地隔离开关作为主要执行机构，隔离开关两端通过电缆分别连接至接触网和钢轨。接地隔离开关可以采用就地操作（就地手动和就地电动），也可以采用远方操作。就地手动为应急模式，当电动操作故障时才选用此方式。就地电动直接控制一个合分闸开关来完成，它不受主控单元的控制和约束。远方操作是该发明的主要操作方式，接地装置中的主控单元接到远方的分合闸指令后，根据设备工作模式、联锁条件、故障有无来作出输出响应。

接地装置内布置了网络摄像头，它可以通过摄像来实时监控接地隔离开关的工作状态。网络摄像头输出的网络信号连同主控单元输出的网络信号均通过光电交换机后，传输到监控主机。每个监控主机同时监控四台或更多接地装置，它与监控主站通过地铁上的环状因特网交互信息。

接地装置接地工作时是把地铁接触网和钢轨短接在一起，即把地铁直流供电的正极和负直接短路，所以在实际操作时严禁带电操作，否则会对接地装置造成损害。为了增加验电操作的可靠性，本发明采用了三个接触网电压采集模块，主控单元采用“三取二”控制策略，即当两个或三个电压采集模块认为高压有电时，则认为高压有电。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步的说明。

图1为本发明最小配置下的工作原理框图。

图2为本发明接地装置逻辑驱动单元电气图。

图3为本发明通信网络结构图。

具体实施方式

参照图1，图1为本发明最小配置下的工作原理框图，包含一台接地装置1、一台监控主机2和一台监控主站3。接地装置为可视化接地系统的执行设备，它主要布置于正线牵引所站。监控主机和监控主站为监控设备，均由计算机外加监控软件构成，监控主机主要布置于车辆段控制中心，监控主站主要布置于车辆段控制中心。接地装置主要由开关量输入单元11、模拟量输入单元12、主控单元13、显示单元14、光电交换机单元15、网络摄像机单元16、逻辑驱动单元17、接地隔离开关单元18、照明单元19以及温控单元110组成。开关量输入单元11包含上网隔离开关信号、柜门打开信号、控制模式选择信号、就地手动操作信号、就地电动操作信号以及隔离开关合分闸到位信号。上网隔离开关信号取自上网隔离开关的辅助触点，主控单元13依据它使接地隔离开关与上网隔离开关实现互锁。柜门打开信号用于判断柜门是否打开，主要部件为装于门上的一个微动行程开关。控制模式选择信号包括两种：远方和就地，由一个旋钮开关来完成选择。当旋钮开关位于“远方”时，接地装置处于远方监控设备的控制之下，位于“就地”时，接地装置仅接收本地操作命令。就地操作有两种操作方式，一种是采用操作把手的手动应急操作，另一种是利用旋钮开关的电动操作模式，这两种操作模式分别反馈给主控单元两种信号：就地手动操作信号和就地电动操作信号。隔离开关合分闸到位信号是接地隔离开关合分闸完成的反馈信号，主要部件为微动行程开关，主控单元通过检测合闸到位信号、分闸到位信号以及合分闸到位的组合信号来判断接地隔离开关设备是否出现了故障。主控单元主要由PLC及其扩展模块组成，它负责处理自身的一些输入信号以及远方监控设备传来的命令信号，并且根据这些信号做出计算和判断，完成对接地隔离开关的控制以及与监控设备的通讯。模拟量输入单元12由三个型号相同且完全独立的电压采集模块组成，可以完成 0~2000VDC信号的测量，主控单元可以根据它们的测量结果判断有无高压、有无残压。主控单元接收到三个电压采集模块送来的模拟量信号后，通过A/D转换获得接触网的三个电压值，然后采取“三取二”判断法则确定接触网电压的大小，即当两个或三个电压采集模块传来的电压信号相等或比较接近时则视为这两个或三个电压采集模块为有效模块，然后对这些有效电压值取平均后视为接触网的电压值。如果其中有一个模块与另两个模块采集来的电压信号数值差别较大，则系统报警并提示故障模块的位置。与选用两个电压采集模块的系统相比，三个电压模块的选用极大的增加了系统的可靠性。显示单元14主要由一些状态指示灯构成，指示高压带电状态、闭锁状态、运行状态以及故障状态。光电交换机单元15主要由两台光电交换机和一些光缆组成，完成信号的电-光和光-电转换。网络摄像机单元16为本发明的一个重要部件，实现系统可视化的功能，它实时监控接地隔离开关的状态，并把相关视频信号通过因特网络传送给监控主机和监控主站。逻辑驱动单元17为驱动接地隔离开关18的逻辑电气电路，具体见图2。图2中KM1为合闸接触器，KM2为分闸接触器，K1为合闸继电器，K2为分闸继电器，SA1为控制模式（远方/就地）选择旋钮开关，SA2为就地合分闸旋钮开关，Kd为带电闭锁继电器，Kg为故障闭锁继电器，V+、V-分别为控制电源的正极和负极。如图上所示，KM1的线圈与KM2的常开触点串联于合闸回路中，KM2的线圈与KM1的常开触点串联于分闸回路中，从而实现了合闸与分闸电气互锁。闭锁继电器Kd的常开触点串联于合闸回路中，当控制单元检测到地铁接触网存在高压时，带电闭锁继电器Kd得电 ，其常开触点断开，从而闭锁合闸回路，禁止合闸动作。故障闭锁继电器Kg的常闭触点串联于合分闸控制回路中，当控制单元检测到有设备故障时，Kg线圈得电，闭锁合分闸控制回路，禁止合闸和分闸操作。SA1位于“远方”时，接地隔离开关由K1和K2来控制，即由远方监控设备远程控制。SA1位于“就地”时，此时可以通过操作SA2实现接地隔离开关的分合闸操作，当SA2位于“合闸”时，接地装置执行就地合闸操作，当SA2位于“分闸”时接地装置执行就地分闸操作。照明单元19为网络摄像机单元提供照明，可以手动控制也可以自动控制，当接地隔离开关动作时，打开照明灯，监控设备可以得到清晰的图像。温控单元110主要由温控器、加热器以及温度传感器组成，当柜内温度低于某一设定值时，加热器启动，保证接地隔离开关在较低环境温度下的可靠工作。

另外，为保证检修安全和运行可靠，接地装置还设计了以下联锁：1）防止接地装置接地运行时，接触网送电。采取的措施为：一是接地装置将分合闸状态实时传递给监控主机，二是接地开关的辅助触点和上网隔离开关互锁。2）防止手动和电动操作并行。采取的措施为：手动操作时，手柄检测开关检测到手柄插入，自动联锁切断电动回路。

监控主机与监控主站通过因特网连接在一起，见图3。图3为本发明通信网络结构图，每台监控主机可以同时监控多台接地装置，监控主机与各个接地装置通信媒介为光缆，采用光缆作为传输介质，信号损失小、速度快而且抗干扰能力强。监控主站和多台监控主机通过地铁的环状因特网通道联系在一起，采用双绞网线作为传输介质。

Claims (5)

1.一种地铁接触网可视化接地系统，其特征在于，包括接地装置1、监控主机2和监控主站3；监控主机与监控主站均由计算机外加监控软件构成，每个监控主机可以监控一个站点的多台接地装置，而每个监控主站又可以监控多台监控主机；接地装置主要由开关量输入单元11、模拟量输入单元12、主控单元13、显示单元14、光电交换机单元15、网络摄像机单元16、逻辑驱动单元17、接地隔离开关单元18、照明单元19以及温控单元110组成；接地装置的主控单元13、网络摄像机单元16均与光电交换机单元15相连接，光电交换机单元15连接着监控主机2，监控主机2连接着监控主站3。

2.根据权利要求1所述的一种地铁接触网可视化系统，其特征在于所述的接地装置中开关量输入单元11包括用于检测上网隔离开关工作状态的上网隔离开关信号，用于检测接地装置柜门开关状态的柜门打开信号，用于选择接地装置控制模式（就地/远方）的控制模式选择信号，用于判断是否手动操作的就地手动操作信号，用于判断是否就地电动操作的就地电动操作信号，用于判断隔离开关是否合分到位的隔离开关合分闸到位信号。

3.根据权利要求1所述的一种地铁接触网可视化系统，其特征在于所述的接地装置中的模拟量输入单元12包括三个独立的接触网电压采集模块，用于测量地铁接触网上直流电压的大小。

4.根据权利要求1所述的一种地铁接触网可视化系统，其特征在于所述的温控单元包括温控器、加热器和温度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种地铁接触网可视化系统，其特征在于所述光电交换机单元15由两台光电交换机和一些光纤电缆组成，一台光电交换机用于光-电转换，另一台光电交换机用于电-光转换。