CN108418305A - 隔离接地装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离接地装置及其操作方法。其中，该隔离接地装置包括：控制模块、接地开关、隔离开关、验电回路和放电回路，接地开关、隔离开关、验电回路和放电回路，分别与控制模块进行电气连接：接收停电和接地命令后，控制模块控制隔离开关进行分操作，确认隔离开关的分操作完成后，控制接地开关进行接地操作时，通过验电回路进行验电操作；在验电回路验明无电时，接地开关进行接地操作；在验电回路验明有电时，放电回路进行放电操作，若放电成功，接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止接地开关进行接地操作。本发明解决了相关技术中隔离接触设备在接触网残压高时，作业时间增长，工作效率降低的技术问题。

Description

隔离接地装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及轨道交通控制领域，具体而言，涉及一种隔离接地装置及其操作方法。

背景技术

在轨道交通行业，列车及接触网(或接触轨等)周边设备检修维护时，为了保证检修作业人员人身安全，需要对接触网停电并可靠接地，拉开隔离开关，用接地线或接地开关将接触网与回流轨短接，防止突然来电造成人员伤害。

相关技术中，接触网上隔离开关柜通常不设接地开关，或者采用隔离开关与接地开关机械联动的“三工位”隔离开关柜，隔离开关柜如果不设置接地开关，检修作业时需要另外装设接地开关或者挂接临时接地线，但是这些方式都存在相应的缺陷，其中，挂接临时接地线的接地方式需现场手动作业，遇到接触网残压高时还需等待残压下降到安全水平以下才能接地，或者用导线短接接触网和回流轨人工放电，这样操作存在触电的安全风险。同时，通过人工作业大大增加了接地作业时间，接触网及其周边设备停电检修一般安排在城市轨道交通夜间停运期间，作业时间只有几个小时，由于存在就地手动操作环节，接地操作往往会占用很长时间。另外，对于加设接地开关的方式，其会额外占用空间，普通接地开关也存在手动操作安全性差和效率低的问题。若是采用“三工位”隔离开关柜，其隔离开关拉开时自动接地，隔离开关合上时自动拉开接地开关，无法避免接触网双边供电或跨区供电时带电合地刀或者带地刀送电的安全隐患。

针对上述的相关技术中隔离接触设备在接触网残压高时，作业时间增长，工作效率降低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种隔离接地装置及其操作方法，以至少解决相关技术中隔离接触设备在接触网残压高时，作业时间增长，工作效率降低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了种隔离接地装置，包括：控制模块、接地开关、隔离开关、验电回路和放电回路，所述接地开关、所述隔离开关、所述验电回路和所述放电回路，分别与所述控制模块进行电气连接：接收停电和接地命令后，所述控制模块控制所述隔离开关进行分操作，确认所述隔离开关的分操作完成后，控制所述接地开关进行接地操作时，通过所述验电回路进行验电操作；在所述验电回路验明无电时，所述接地开关进行接地操作；在所述验电回路验明有电时，所述放电回路进行放电操作，若放电成功，所述接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止所述接地开关进行接地操作。

进一步地，还包括：验电控制回路，与所述放电回路连接，在所述验电回路检测到接触网的电压值高于预设电压阈值时，启动所述放电回路，若放电成功后，控制所述接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止所述接地开关进行接地操作。

进一步地，所述验电回路包括电压传感器和智能验电模块，其中，所述电压传感器，与接触网连接，用于检测所述接触网的电压值；所述智能验电模块，与所述电压传感器连接，确定所述电压值是否超出预设电压阈值，在确定所述电压值未超出预设电压阈值的情况下，发出接地指令，其中，所述接地指令用于指示所述接地开关执行接地操作。

进一步地，所述智能验电模块为智能验电锁。

进一步地，所述放电回路包括：放电器，与所述智能验电模块连接，在确定所述电压值超出预设电压阈值的情况下，执行放电操作；放电计时器，与所述放电器连接，检测放电操作的时长，得到放电时长；放电控制回路，与所述放电计时器连接，在所述放电时长超出预设放电时长后，若检测到所述接触网的电压高于所述预设电压阈值，确定放电失败，发出禁止接地指令，在检测到所述接触网的电压低于所述预设电压阈值时，确定放电成功，发出接地指令。

进一步地，还包括：第一遥控闭锁控制器，与所述隔离开关连接，用于在非操作状态下，控制所述隔离开关闭锁，并在接收到隔离接地操作指令时，发出第一解锁指令，其中，所述第一解锁指令用于控制所述隔离开关解锁；第二遥控闭锁控制器，与所述接地开关连接，用于在非操作状态下，控制所述接地开关闭锁，并在接收到隔离接地操作指令时，发出第二解锁指令，其中，所述第二解锁指令用于控制所述接地开关解锁。

进一步地，所述隔离接地装置还包括：第一辅助接点，设置在所述隔离开关周围，在接收到隔离接地指令的情况下，检测所述隔离开关进行分操作时，所述隔离开关的分开位置是否到达目标分离位置；第一视频分析模块，用于在所述隔离开关执行分操作时，根据设置在所述隔离开关周围的摄像头传输的图像信息，分析所述隔离开关的分开位置是否到达目标分离位置；其中，在检测到所述隔离开关的分开位置到达目标分离位置的情况下，向所述第一遥控闭锁控制器发出第一闭锁指令，其中，所述第一闭锁指令用于控制所述隔离开关闭锁。

进一步地，所述隔离接地装置还包括：第二辅助接点，设置在所述接地开关周围，在确定所述隔离开关的分开位置到达目标位置后，所述第二辅助接地检测所述接地开关执行接地操作时，所述接地开关的合位位置是否到达目标合位位置；第二视频分析模块，用于在所述接地开关执行接地操作时，根据设置在所述接地开关周围的摄像头传输的图像信息，分析所述接地开关的合位位置是否到达目标合位位置；其中，在检测到所述接地开关的合位位置到达目标合位位置的情况下，向所述第二遥控闭锁控制器发出第二闭锁指令，其中，所述第二闭锁指令用于控制所述接地开关闭锁。

进一步地，所述隔离接地装置还包括：显示设备，与所述控制模块连接，用于显示所述隔离接地装置的当前电力状态和当前执行的动作信息。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种隔离接地装置的操作方法，包括：在接收停电和接地指令后，控制隔离开关进行分操作；在确认所述隔离开关完成分操作后，控制接地开关进行接地操作；其中，在控制所述接地开关进行接地操作时，通过验电回路进行验电操作，在所述验电回路验明无电时，所述接地开关进行接地操作，在所述验电回路验明有电时，进行放电操作，若放电成功，所述接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止所述接地开关进行接地操作。

进一步地，通过验电回路进行验电操作包括：检测接触网的电压值；判断所述电压值是否超出预设电压阈值；在判断出所述电压值超出预设电压阈值的情况下，执行放电操作；在判断出所述电压值未超出预设电压阈值的情况下，所述接地开关进行接地操作，其中，在执行放电操作后，检测放电时长，若在放电时长超出预设放电时长的情况下，所述电压值超出预设电压阈值，确定放电失败；在放电时长超出预设放电时长的情况下，所述电压值未超出预设电压阈值，确定放电成功。

进一步地，在接收停电和接地指令后，控制隔离开关进行分操作包括：在接收停电和接地指令后，发送解锁指令，其中，所述解锁指令用于指示解锁所述隔离开关的控制回路带电；在所述隔离开关的控制回路带电后，发送分操作指令，其中，所述分操作指令用于指示所述隔离开关进行分操作。

进一步地，在确认所述隔离开关完成分操作后，控制接地开关进行接地操作包括：在确认所述隔离开关完成分操作后，控制所述隔离开关进行闭锁操作；在控制所述隔离开关完成闭锁操作后，控制所述接地开关进行接地操作。

进一步地，在所述接地开关进行接地操作之前，所述方法还包括：控制所述接地开关的控制回路带电；在所述接地开关的控制回路带电后，所述接地开关执行接地操作。

进一步地，在所述接地开关完成接地操作之后，所述方法还包括：控制所述接地开关的控制回路断电；对所述接地开关进行闭锁操作。

进一步地，控制隔离开关进行分操作包括：通过第一辅助接点和第一视频分析模块检测在所述隔离开关进行分操作时，所述隔离开关的分离位置；控制接地开关进行接地操作包括：通过第二辅助接点和第二视频分析模块检测所述接地开关进行接地操作时，所述接地开关的合位位置。

在本发明实施例中，可以在接收停电和接地命令后，通过控制模块控制隔离开关进行分操作，确认隔离开关的分操作完成后，控制接地开关进行接地操作时，通过验电回路进行验电操作，并在验电回路验明无电时，接地开关进行接地操作，而在验电回路验明有电时，放电回路进行放电操作，若放电成功，接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止接地开关进行接地操作。在该装置中，可以通过验电回路来检测是否有电，在遇到接触网残压高时，通过放电回路及时放电，实现停电和接地操作的一体化，无需人工执行放电操作，减少了等待时间，极大的缩短了操作时间，能够为现场检修作业增加更多的作业时间，解决相关技术中隔离接触设备在接触网残压高时，作业时间增长，工作效率降低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的隔离接地装置的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种隔离接地装置的控制系统的示意图；

图3是根据本发明实施例的另一种隔离接地设备的示意图一；

图4是根据本发明实施例的另一种隔离接地设备的示意图二；

图5是根据本发明实施例的一种可选的隔离接地装置的操作方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的另一种隔离接地装置的操作方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明下述实施例可以应用于城市轨道交通领域中，在轨道交通检修时，需要通过隔离接地装置保证检修的安全，相关技术中，城市轨道交通一般采用直流接触网或接触轨供电，这里以接触网为例对本发明进行说明，同样适用于接触轨。

实施例一

下面以一种隔离接地装置进行说明，图1是根据本发明实施例的一种隔离接地装置的示意图，如图1所示，该装置包括：控制模块1001、接地开关1002、隔离开关1003、验电回路1004和放电回路1005，其中，接地开关1002、隔离开关1003、验电回路1004和放电回路1005，分别与控制模块1001进行电气连接。

接收停电和接地命令后，控制模块1001控制隔离开关1003进行分操作，确认隔离开关1003的分操作完成后，控制接地开关1002进行接地操作时，通过验电回路1004进行验电操作。

在需要对轨道车辆进行检修时，需要先对预检修的区域进行停电处理，在确定需要对预检修区域进行停电处理后，可以先选择出进行停电处理的隔离接地设备，并通过后台管理器发出“停电”指令，以让隔离接地设备实现对整个预检修区域的停电处理。在接收停电和接地命令后，即控制隔离开关进行分操作，并在隔离开关完成分操作后，控制接地开关进行接地操作，在隔离开关完成操作的情况下，检修人员才能进行检修工作，如果接触网中的电压较高，就需要进行放电动作。

在验电回路1004验明无电时，接地开关1002进行接地操作；在验电回路1004验明有电时，放电回路1005进行放电操作，若放电成功，接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止接地开关进行接地操作。

本发明实施例在进行检修操作时，需要先保证检修环境中无电，即需要将接触网或者接触网隔离，保证先对需要检修的环境中接触网无电，这里就需要对对隔离开关进行相关操作(如分离隔离开关)和对接地开关进行操作(如接地开关执行合闸接地操作，即执行接地操作)。其中，隔离开关电气连接于电源侧和接触网之间，接地开关电气连接于隔离开关和回流轨之间。在对轨道进行检修时，可以先分离隔离开关，并合位接地开关，以使得隔离开关将接触网和电源分离，并通过接地开关将回流电力连接于地下。

通过上述的隔离接地装置，可以在接收停电和接地命令后，通过控制模块1001控制隔离开关1003进行分操作，确认隔离开关1003的分操作完成后，控制接地开关1002进行接地操作时，通过验电回路1004进行验电操作，并在验电回路1004验明无电时，接地开关1002进行接地操作，而在验电回路1004验明有电时，放电回路1005进行放电操作，若放电成功，接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止接地开关进行接地操作。在该装置中，可以通过验电回路来检测是否有电，在遇到接触网残压高时，通过放电回路及时放电，实现停电和接地操作的一体化，无需人工执行放电操作，减少了等待时间，极大的缩短了操作时间，能够为现场检修作业增加更多的作业时间，解决相关技术中隔离接触设备在接触网残压高时，作业时间增长，工作效率降低的技术问题。

可选的，上述的隔离接地装置还包括：验电控制回路，与放电回路连接，在验电回路检测到接触网的电压值高于预设电压阈值时，启动放电回路，若放电成功后，控制接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止接地开关进行接地操作。

其中，预设电压阈值可以是通过历史过程中的数据，结合该隔离接地装置的运行参数确定的电压阈值，设定该预设电压阈值是为了降低工作人员的检修时的危险系数，只有在该预设电压阈值之下工作，才能保证工作人员在检修时的安全性。

另外，验电回路可以包括电压传感器和智能验电模块，其中，电压传感器，与接触网连接，用于检测接触网的电压值；智能验电模块，与电压传感器连接，确定电压值是否超出预设电压阈值，在确定电压值未超出预设电压阈值的情况下，发出接地指令，其中，接地指令用于指示接地开关执行接地操作。通过该智能验电模块作为检测的电压值是否超出预设电压阈值的主体，在本发明中并不限定智能验电模块的类型，例如，智能验电模块可以是智能验电锁，也可以是智能验电电子器，该智能验电模块可以接收电压传感器传输的数字电压信号，并将数字电压信号对应的电压数值与预设电压阈值进行比较，这样就可以确定当前接触网的电压是否超出预设电压，以为后续操作做参考。可选的，在智能验电模块为智能验电锁时，该智能验电锁通过获取到电压传感器检测到电压值，并将该电压值转换为数字信号，比较数字信号与预设电压阈值对应的数字信号，确定是否出大于预设电压阈值，从而实现验电功能。另外，本申请中还可以通过非智能验电锁来实现远程实时验电，即可以在电压传感器检测接触网的电压值后，可以将电压传感器检测到的电压数值传输到远程终端中，从而让远程终端实时显示出接触网的电压值。

另一种可选的实施方式中，放电回路可以包括：放电器，与智能验电模块连接，在确定电压值超出预设电压阈值的情况下，执行放电操作；放电计时器，与放电器连接，检测放电操作的时长，得到放电时长；放电控制回路，与放电计时器连接，在放电时长超出预设放电时长后，若检测到接触网的电压高于所述预设电压阈值，确定放电失败，发出禁止接地指令，在检测到接触网的电压低于预设电压阈值时，确定放电成功，发出接地指令。

即可以在确定隔离开关执行分操作后，需要检测接触网的电压值，若检测到接触网的电压值高于预设电压阈值，则需要利用放电器进行放电处理，并检测放电时长，若放电时长到达预设放电时长后，检测到接触网的电压值仍然高于预设电压阈值，此时，确定接触网的电压较高，可能发生异常，这时禁止进行接地开关进行接地操作，即在电压较高时，让工作人员无法执行检修动作。

需要说明的是，上述的隔离接地装置还包括：第一遥控闭锁控制器，与隔离开关连接，用于在非操作状态下，控制隔离开关闭锁，并在接收到隔离接地操作指令时，发出第一解锁指令，其中，第一解锁指令用于控制隔离开关解锁；第二遥控闭锁控制器，与接地开关连接，用于在非操作状态下，控制接地开关闭锁，并在接收到隔离接地操作指令时，发出第二解锁指令，其中，第二解锁指令用于控制接地开关解锁。

可选的，上述的第一遥控闭锁控制器为隔离开关遥控闭锁控制器，第二遥控闭锁控制器为接地开关遥控闭锁控制器，其中，隔离开关遥控闭锁控制器设置在隔离开关周围，对隔离开关的控制回路进行解锁和闭锁操作，在正常情况下，接触网带电时，轨道系统自行运行，此时接地开关遥控闭锁控制器闭锁接地开关的控制回路，以切断接地开关的控制回路的电源，使其不带电，这样接地开关控制回路也就不会动作，接地开关被闭锁，同时隔离开关遥控闭锁控制器闭锁隔离开关的控制回路，切断隔离开关的控制回路的电源，使得隔离开关的控制回路不带电，无法对隔离开关进行相关操作，此时隔离开关被闭锁，这样就可以防止在正常供电时，供电系统的误操作导致的闭锁，当然也可以保证在检修时的误操作导致的相关危险。

而在需要检修时，需要隔离开关进行动作，此时隔离开关遥控闭锁控制器解锁隔离开关的控制回路，隔离开关解锁，然后隔离开关可以进行分操作；在隔离开关完成分操作后，可以对隔离开关再次闭锁，然后可以进行验电动作和放电动作，在确定电压低于预设电压阈值或者确定无电时，让接地开关遥控闭锁控制器打开接地开关的控制回路，接地开关解锁，此时接地开关可以进行接地操作，最后，在接地开关完成接地操作，可以再次闭锁接地开关，保证接地开关不会出现误操作导致的危险。

本发明中在隔离开关进行分操作时，可以通过两种方式分析隔离开关的分离位置是否到达目标分离位置，包括：通过第一辅助接点分析隔离开关的分离位置和通过第一视频分析模块分析隔离开关进行分操作时的分离位置，其中，第一辅助接点，设置在隔离开关周围，在接收到隔离接地指令的情况下，检测隔离开关进行分操作时，隔离开关的分开位置是否到达目标分离位置，同时第一视频分析模块在隔离开关执行分操作时，根据设置在隔离开关周围的摄像头传输的图像信息，分析隔离开关的分开位置是否到达目标分离位置，两者结合，在两种检测方式都确定出隔离开关的分开位置到达目标分离位置的情况下，向第一遥控闭锁控制器发出第一闭锁指令，其中，第一闭锁指令用于控制隔离开关闭。

通过两种方式，检测隔离开关的分离位置，确保隔离开关分离位置的正确性，通过第一视频分析模块还可以对实时显示接触网的带电状态和电压值，例如，在隔离开关进行分离之前，显示的电压值为1500V，在隔离开关进行分离后，显示的电压值为0V。

另外，在本发明实施例中，在确定隔离开关分离位置到达目标分离位置后，断开隔离开关的控制回路的电源，然后可以控制接地开关执行接地动作，若在验电后，确定可以对接地开关执行接地动作，则控制接地开关的控制回路带电，在接地开关进行接地操作时，还可以通过设置在接地开关周围的第二辅助节点和第二视频分析模块同时检测接地开关的合位位置，其中，第二辅助接点是通过检测接地开关的当前位置和目标位置的比值确定接地开关是否到达目标合位位置，而第二视频分析模块是通过设置在接地开关周围的摄像头传输的图像信息拉力分析接地开关的合位位置是否到达目标合位位置，通过第二辅助接点和第二视频分析模块两者的结合，共同确定接地开关的合位位置是否到达目标位置，若两个模块都确定出接地开关的合位位置到达目标合位位置的情况下，向第二遥控闭锁控制器发出第二闭锁指令，其中，第二闭锁指令用于控制接地开关闭锁。

可选的，隔离接地装置还包括了显示设备，其中，该显示设备可以与控制模块连接，其可以用于显示隔离接地装置的当前电力状态和当前执行的动作信息。即可以利用该显示设备在控制模块控制进行检修之前的隔离、验电、放电、接地处理操作时，实时显示当前隔离接地装置的控制状态，并显示出当前接触网的电压，确定接触网是否带电，这样工作人员在看到后就可以确定是否可以进行检修处理。

在对轨道电力区域进行检修处理后，可以对接地开关的接地部件回收，并断开接地开关的动作部件，这时，可以再次对接地开关进行解锁、验电、闭合、闭锁处理。

通过上述的控制系统，可以实现停送电和接地操作的全过程快速遥控操作，无人工就地操作环节，无需等待接触网残压泄放过程，极大地缩短了停送电和接地操作时间，能够为现场检修作业留出更多时间，并且可以直接测量并显示接触网电压，可以实现远方操作视频联动监视和不同源双状态确认。另外，本发明实施例中可以实现基于供电系统的整体性防误操作闭锁，提高轨道交通接触网电气设备的智能化水平。

实施例二

图2是根据本发明实施例的一种隔离接地装置的控制系统的示意图，该控制系统包括可视化隔离接地装置(如附图3和附图4所示)和后台管理系统，以及手持终端，图2、图3和图4中示出的内容中，包括：

柜体1，二次室2，一次室3，LED显示屏4，后台管理系统5，指示灯6，控制开关7，直流验电遥控闭锁控制器8(对应于上述的控制模块1001)，隔离开关遥控闭锁器9a(对应于上述的第一遥控闭锁控制器)，接地开关遥控闭锁器9b(对应于上述实施例中的第二遥控闭锁控制器)，手持终端10，隔离开关手动操作孔和闭锁锁具11，接地开关验电锁12，隔离开关13(对应于上述的隔离开关1003)，接地开关14(对应于上述实施例的接地开关1002)，通讯管理单元15，观察窗16，网络交换机17，隔离开关操作机构18，接地开关操作机构19，温湿度传感器20，放电器21c，熔断器21a，电压传感器21b，隔离和接地开关摄像头22。其中，电压传感器21b和直流验电闭锁控制器8中实现的功能相当于上述实施例中的验电回路1004，而放电器21c和熔断器21a等实现的功能相当于上述实施例的放电回路1005。

其中，后台管理系统用于实时接收操作人员的控制信号，以对应发出控制指令，并显示出可视化隔离接地装置22的当前电力状态。图2所示的控制系统的示意图并不限定实际过程中各个设备的连接，对于可视化隔离接地装置22内的网络交换机和隔离开关遥控闭锁器和接地开关遥控闭锁器的与接地开关和隔离开关的连接结构并不做具体限定。

图3是根据本发明实施例的另一种隔离接地设备的示意图一，如图3所示，柜体1分为二次室2和一次室3两个部分，其中，柜体1的顶部设有LED显示屏4，LED显示屏4可以显示接触网带电状态和电压值。

其中，上述的二次室2中设置有柜门，柜门上设置指示灯6，控制开关7，直流验电遥控闭锁控制器8，隔离开关遥控闭锁器9a，接地开关遥控闭锁器9b，指示灯6用于显示位置状态和接触网带电状态，控制开关7用于远方就地操作切换和就地合分隔离开关和接地开关操作，直流验电遥控闭锁控制器8用于装置整体管理控制，即通过该直流验电遥控闭锁控制器8实现上述的控制模块的功能，实现对接地开关、隔离开关等部件的操作，而隔离开关遥控闭锁器9a用于隔离开关电动操作防误操作闭锁，通过该隔离开关遥控闭锁控制器9a可以在隔离开关进行分离操作之前，实现对隔离开关防误操作闭锁，以保证操作的安全性；另外接地开关遥控闭锁器9b用于接地开关电动操作防误操作闭锁，该接地开关遥控闭锁器9b对接地开关实现遥控闭锁，以保证接地开关进行接地操作的安全性，防止接地开关在正常运行状态下的误动作。

另外，二次室2内设有网络交换机17及其它附件，网络交换机17用于装置内各组件之间以及和后台管理系统5之间通讯连接。

可选的，一次室3内也设置有柜门，柜门上设有隔离开关手动操作孔和闭锁锁具11，接地开关验电锁12，观察窗16，其中，隔离开关手动操作孔和闭锁锁具11用于隔离开关手动操作以及操作防误闭锁，接地开关验电锁12用于手动接地操作以及操作时手动验电，并具有防误操作功能，观察窗16用于观察一次室3内情况。

而一次室3内还安装有隔离开关13，接地开关14，隔离开关操作机构18，接地开关操作机构19，温湿度传感器20，放电器21c、电压传感器21b、熔断器21a，隔离和接地开关摄像头22，其中，隔离开关13电气连接于电源侧和接触网之间，接地开关14电气连接于隔离开关和回流轨之间，隔离开关操作机构18为隔离开关电动和手动操作机构，接地开关操作机构19为接地开关电动和手动操作机构，温湿度传感器20用于检测一次室内温湿度数据，电压传感器用于测量接触网或者接触轨的电压，放电器用于在停电过程中，检测到残压过高时放电，并通过熔断器在放电电流过大时提供熔断保护，隔离和接地开关摄像头22用于分别监视隔离开关和接地开关动触头，通过摄像头拍摄隔离开关和接地开关的视频画面，并将视频画面实时传输至后台管理系统的显示界面上。其中，用户可以通过隔离和接地开关摄像头22查看到当前的隔离接地装置的动作，例如，用户查看到隔离开关的分离位置或接地开关的接地位置。

可选的，通讯管理单元15、手持终端10，后台管理系统5可以安装在控制室，其中，通讯管理单元15用于可视化隔离接地装置22与后台管理系统5之间通讯，后台管理系统5对可视化隔离接地装置进行监视、控制以及信息和操作管理，监视开关量、模拟量、告警信息和视频信息，对可视化隔离接地装置进行远程一键控制，提供视频联动监视和智能分析功能，提供防误操作逻辑校验及系统性防误操作功能，手持终端10用于接收后台管理系统5传输的操作序列，并依照操作序列进行现场手动停送电和接地操作。

可选的，下面说明一种可选的带验放电功能的可视化隔离接地装置的操作方法，该操作方式可以是对可视化隔离接地装置在停电过程中的动作过程，其应用的装置可以包括但不限于图3和图4所示的装置，其中，该方法可以包括以下步骤：

S11、后台管理系统选择可视化隔离接地装置，并选择“停电”，系统自动向直流验电遥控闭锁控制器发出“遥控分隔离开关选择”命令，同时向隔离开关遥控闭锁器发出“解锁”命令，系统界面弹出相应隔离开关视频画面。

S12、直流验电遥控闭锁控制器收到“遥控分隔离开关选择”命令后判断分离该隔离开关条件是否满足，条件满足后返回“确认”信息给后台管理系统。

S13、隔离开关遥控闭锁控制器收到“解锁”命令后，将隔离开关遥控闭锁继电器解锁，隔离开关控制回路带电。

S14、后台管理系统自动向直流验电遥控闭锁控制器发出“遥控分隔离开关执行”命令。

S15、直流验电遥控闭锁控制器收到“遥控分隔离开关执行”命令后，开出接点动作，驱动隔离开关操作机构动作，分开隔离开关，系统界面视频显示隔离开关动触头变化过程，装置顶部LED显示屏显示内容由“有电”切换为“无电”，并循环显示带电状态和电压值。

S16、系统通过第一辅助接点和第一视频分析模块智能分析识别隔离开关位置，两种方式采集到隔离开关位置均为分位时判断操作完成，系统向隔离开关遥控闭锁控制器发出“闭锁”命令，断开其操作回路。

S17、系统自动执行合接地开关的命令，向直流验电遥控闭锁控制器发出“验电”指令，同时向接地开关遥控闭锁器发出“解锁”命令，系统界面弹出相应接地开关视频画面。

S18、直流验电遥控闭锁控制器接收到“验电”指令后，执行验电判断。

S19、接地开关遥控闭锁控制器收到“解锁”命令后，将接地开关遥控闭锁继电器解锁，接地开关控制回路带电。

S20、如果直流验电遥控闭锁控制器检测接触网电压低于有电门槛值，则向后台管理系统发送“接触网无电”信息。

S21、如果直流验电遥控闭锁控制器检测接触网电压高于有电门槛值，同时自动检查到隔离开关在分位，则直流验电遥控闭锁控制器自动向放电器发出放电控制指令，放电器执行放电动作。在预设的放电时间内若接触网残压降到验电门槛值以下，则放电成功，直流验电遥控闭锁控制器向后台管理系统发送“接触网无电”信息；在预设的放电时间内若接触网残压没有降到验电门槛值以下，则判接触网有电，直流验电遥控闭锁控制器向后台管理系统发送“接触网有电”信息。

S22、后台管理系统向直流验电遥控闭锁控制器发出“验电”指令后，若收到“接触网有电”的信息，则停止执行接地开关合闸操作。

S23、后台管理系统向直流验电遥控闭锁控制器发出“验电”指令后，若收到“接触网无电”的信息，则向直流验电遥控闭锁控制器发出遥控接地开关合闸的操作指令。

S24、直流验电遥控闭锁控制器收到遥控接地开关合闸的操作指令后，向接地开关操作机构发出合闸操作指令，接地开关执行合闸操作。系统界面视频显示接地开关动触头变化过程，装置顶部LED显示屏显示内容由“无电”切换为“接地”，并循环显示带电状态和电压值。

S25、系统通过第二辅助接点和第二视频分析模块智能分析识别接地开关位置，两种方式采集到接地开关位置均为合位时时判断操作完成，系统向接地开关遥控遥控闭锁控制器发出“闭锁”命令，断开其操作回路。

S26、后台管理系统显示操作完成。

通过上述的实施方式，可实现远方一键对隔离开关和接地开关进行程序化操作，操作过程由严格的安全逻辑校验。

本发明的控制系统可以自动执行实现远方操作视频联动监视和不同源双状态确认(即辅助触点和视频分析模块联动监视确认)，可以实现基于供电系统的整体性防误操作闭锁，提高轨道交通接触网电气设备的智能化水平。在进行检修时，可以利用隔离接地装置自动实现停电、接地过程，并分别对隔离开关实现解锁、停电、分离和闭锁动作，和对接地开关实现解锁、验电、放电、合闸接地、闭锁动作，解决了轨道交通接触网停送电和接地操作中存在的人员和设备安全隐患问题，提高了停送电操作安全性。其中，在系统启动停电及接地的控制命令后，可视化隔离接地装置自动拉开隔离开关，确认拉开隔离开关后自动合接地开关；合接地开关时自动验电，验明无电后自动接地，验明电压高时自动放电，放电成功后自动接地，验电电压高或放电失败后禁止接地操作。

本发明上述实施例中，可以在接收到停电和接地操作指令后，无需等待接触网残压泄放过程，实现自主隔离、验电、放电和接地过程，极大地缩短了停送电和接地操作时间，能够为现场检修作业留出更多时间。另外，本发明实施例中可以使用警示灯代替LED显示屏，警示灯的颜色变化和闪烁状态来标识接触网“有电”、“无电”等状态。

可选的，本发明可以实现接触网在线验电功能，在电压传感器来检测电压后，可以通过智能验电模块来实现验电处理，并通过LED显示屏或系统后台终端显示接触网带电状态和电压值，只有在验明无电的情况下才允许接地操作。如果在验电处理后，确定出电压较高，需要进行放电处理，本发明中通过在接地开关的验电回路中设置放电器，验电电压高于阀值时，启动放电回路，放电成功后才允许合接地开关，否则禁止接地操作。

需要说明的是，本发明实施例还可以实现遥控和就地电动操作时防误操作闭锁，通过设置隔离开关遥控闭锁控制器和接地开关遥控闭锁控制器，分别实现对隔离开关和接地开关的闭锁处理，正常运行时控制回路电源被断开，开关无法操作；只有等到遥控闭锁控制器输出接点闭合后，控制回路才带电，开关允许操作，然后才可以进行分离操作和接地操作。

实施例三

图5是根据本发明实施例的一种可选的隔离接地装置的操作方法的流程图，如图5所示，该方法中使用在安全生产管理系统和可视化直流验电接地装置中，该方法包括：

安全生产管理系统执行如下操作流程：

S101，防误操作逻辑判断。

S102，将操作序列传输手持终端。

在手持终端接收到操作序列后，可以通过手持终端对可视化直流验电接地装置进行相关操作，其中，可视化直流验电接地装置在执行操作，包括：

S103，验证装置编号是否正确。

若正确，执行步骤S104，若错误，返回错误编号信息。

S104，控制隔离开关进行分闸处理。

S105，在隔离刀闸完成分闸处理后，对接触网的电压进行验电处理。

S106，判断接触网的电压是否低于预设电压阈值。

若否，执行步骤S107，此时，可以输出“验明无电”，若是，执行步骤S108。

S107，放电器自动放电。

S108，接地刀闸开始合闸。

S109，判断放电是否成功。其中，判断放电是否成功时，可以是在放电操作达到预设的放电时间后，判断接触网的电压是否低于预设电压阈值，若接触网的电压低于预设电压阈值，则确定放电成功，若接触网的电压不低于预设电压阈值，则确定放电失败。

若是，则执行步骤S108，此时可以输出“残压高压”的信息，若否，则执行步骤S110，可以输出“验电有电”的信息。

S110，发出“有电”告警信息，终止接地操作。

S111，完成接地操作。

通过上述的操作方法，可以通过安全生产管理系统确定操作方式，然后通过可视化直流验电接地装置，完成对验电和接地操作，在确定出装置的编号正确后，对隔离刀闸进行分离动作，然后可以对接触网的电压进行验电处理，在验明接触网的电压较高时，可以进行放电处理，若放电成功，可以进行接地操作，若放电时报，则禁止执行接地操作。

其中，上述操作方法中在验电闭锁控制器启动接触网验电，如果接触网电压低于验电闭锁控制器验电阈值，则输出验电结果为“验电无电”，如果接触网电压高于验电闭锁控制器验电阈值，则放电器自动放电，在预定放电时间内，若接触网电压降到验电阈值以下，则可以输出验电结果为“验电残压高”。而若达到预定放电时间，接触网电压仍高于验电阈值，则可以输出验电结果为“验电有电”，可视化直流验电接地装置发出有电禁止接地操作信息，提醒操作人员不允许进行接地操作。

本发明实施例中在确定验电结果为“验电无电”或“验电残压高”时，允许进行接地操作，验电闭锁控制器接通接地刀闸的合闸回路，接地刀闸执行电动合闸操作。

实施例四

根据本发明实施例，提供了一种隔离接地的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图6是根据本发明实施例的另一种隔离接地装置的操作方法的流程图，如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤S202，在接收停电和接地指令后，控制隔离开关进行分操作。

步骤S204，在确认隔离开关完成分操作后，控制接地开关进行接地操作，其中，在控制接地开关进行接地操作时，通过验电回路进行验电操作，在验电回路验明无电时，接地开关进行接地操作，在验电回路验明有电时，进行放电操作，若放电成功，接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止接地开关进行接地操作。

通过上述步骤，可以在接收停电和接地指令后，控制隔离开关进行分操作，在确认隔离开关完成分操作后，控制接地开关进行接地操作，其中，在控制接地开关进行接地操作时，通过验电回路进行验电操作，在验电回路验明无电时，接地开关进行接地操作，在验电回路验明有电时，控制放电回路进行放电操作，若放电成功，接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止接地开关进行接地操作。在该实施例中，可以通过验电回路来检测是否有电，在遇到接触网残压高时，及时进行放电操作，实现停电和接地操作的一体化，无需人工执行放电操作，减少了等待时间，极大的缩短了操作时间，能够为现场检修作业增加更多的作业时间，解决相关技术中隔离接触设备在接触网残压高时，作业时间增长，工作效率降低的技术问题。

可选的，通过验电回路进行验电操作包括：检测接触网的电压值；判断电压值是否超出预设电压阈值；在判断出电压值超出预设电压阈值的情况下，执行放电操作；在判断出电压值未超出预设电压阈值的情况下，接地开关进行接地操作，其中，在执行放电操作后，检测放电时长，若在放电时长超出预设放电时长的情况下，电压值超出预设电压阈值，确定放电失败；在放电时长超出预设放电时长的情况下，电压值未超出预设电压阈值，确定放电成功。

需要说明的是，在接收停电和接地指令后，控制隔离开关进行分操作包括：在接收停电和接地指令后，发送解锁指令，其中，解锁指令用于指示解锁隔离开关的控制回路带电；在隔离开关的控制回路带电后，发送分操作指令，其中，分操作指令用于指示隔离开关进行分操作。

另一种可选的实施方式，在确认隔离开关完成分操作后，控制接地开关进行接地操作包括：在确认隔离开关完成分操作后，控制隔离开关进行闭锁操作；在控制隔离开关完成闭锁操作后，控制接地开关进行接地操作。

本发明实施例，在接地开关进行接地操作之前，还可以控制接地开关的控制回路带电；在接地开关的控制回路带电后，接地开关执行接地操作。

另外，在接地开关完成接地操作之后，可以控制接地开关的控制回路断电；对接地开关进行闭锁操作。

对于本发明上述实施例，控制隔离开关进行分操作包括：通过第一辅助接点和第一视频分析模块检测在隔离开关进行分操作时，隔离开关的分离位置；控制接地开关进行接地操作包括：通过第二辅助接点和第二视频分析模块检测在接地开关进行接地操作时，接地开关的合位位置。

本发明的上述隔离接地操作方法，可以自动执行接触网停电、验电、放电、接地的一体化操作，解决了轨道交通接触网停送电和接地操作中存在的人员和设备安全隐患问题，提高了停送电操作安全性，能够实现停送电和接地操作的全过程快速遥控操作，无人工就地操作环节，无需等待接触网残压泄放过程，极大地缩短了停送电和接地操作时间，能够为现场检修作业留出更多时间。

可选的，本发明实施例中，还可以包括一种电控柜，该电控柜可以包括上述任意一项的隔离接地装置。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种隔离接地装置，其特征在于，包括控制模块、接地开关、隔离开关、验电回路和放电回路，所述接地开关、所述隔离开关、所述验电回路和所述放电回路，分别与所述控制模块进行电气连接：

接收停电和接地命令后，所述控制模块控制所述隔离开关进行分操作，确认所述隔离开关的分操作完成后，控制所述接地开关进行接地操作时，通过所述验电回路进行验电操作；

在所述验电回路验明无电时，所述接地开关进行接地操作；

在所述验电回路验明有电时，所述放电回路进行放电操作，若放电成功，所述接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止所述接地开关进行接地操作。

2.根据权利要求1所述的隔离接地装置，其特征在于，还包括：验电控制回路，与所述放电回路连接，在所述验电回路检测到接触网的电压值高于预设电压阈值时，启动所述放电回路，若放电成功后，控制所述接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止所述接地开关进行接地操作。

3.根据权利要求2所述的隔离接地装置，其特征在于，所述验电回路包括电压传感器和智能验电模块，其中，

所述电压传感器，与接触网连接，用于检测所述接触网的电压值；

所述智能验电模块，与所述电压传感器连接，确定所述电压值是否超出预设电压阈值，在确定所述电压值未超出预设电压阈值的情况下，发出接地指令，其中，所述接地指令用于指示所述接地开关执行接地操作。

4.根据权利要求3所述的隔离接地装置，其特征在于，所述智能验电模块为智能验电锁。

5.根据权利要求3所述的隔离接地装置，其特征在于，所述放电回路包括：

放电器，与所述智能验电模块连接，在确定所述电压值超出预设电压阈值的情况下，执行放电操作；

放电计时器，与所述放电器连接，检测放电操作的时长，得到放电时长；

放电控制回路，与所述放电计时器连接，在所述放电时长超出预设放电时长后，若检测到所述接触网的电压高于所述预设电压阈值，确定放电失败，发出禁止接地指令，在检测到所述接触网的电压低于所述预设电压阈值时，确定放电成功，发出接地指令。

6.根据权利要求1所述隔离接地装置，其特征在于，还包括：

第一遥控闭锁控制器，与所述隔离开关连接，用于在非操作状态下，控制所述隔离开关闭锁，并在接收到隔离接地操作指令时，发出第一解锁指令，其中，所述第一解锁指令用于控制所述隔离开关解锁；

第二遥控闭锁控制器，与所述接地开关连接，用于在非操作状态下，控制所述接地开关闭锁，并在接收到隔离接地操作指令时，发出第二解锁指令，其中，所述第二解锁指令用于控制所述接地开关解锁。

7.根据权利要求6所述的隔离接地装置，其特征在于，所述隔离接地装置还包括：

第一辅助接点，设置在所述隔离开关周围，在接收到隔离接地指令的情况下，检测所述隔离开关进行分操作时，所述隔离开关的分开位置是否到达目标分离位置；

第一视频分析模块，用于在所述隔离开关执行分操作时，根据设置在所述隔离开关周围的摄像头传输的图像信息，分析所述隔离开关的分开位置是否到达目标分离位置；

其中，在检测到所述隔离开关的分开位置到达目标分离位置的情况下，向所述第一遥控闭锁控制器发出第一闭锁指令，其中，所述第一闭锁指令用于控制所述隔离开关闭锁。

8.根据权利要求6所述的隔离接地装置，其特征在于，所述隔离接地装置还包括：

第二辅助接点，设置在所述接地开关周围，在确定所述隔离开关的分开位置到达目标位置后，所述第二辅助接地检测所述接地开关执行接地操作时，所述接地开关的合位位置是否到达目标合位位置；

第二视频分析模块，用于在所述接地开关执行接地操作时，根据设置在所述接地开关周围的摄像头传输的图像信息，分析所述接地开关的合位位置是否到达目标合位位置；

其中，在检测到所述接地开关的合位位置到达目标合位位置的情况下，向所述第二遥控闭锁控制器发出第二闭锁指令，其中，所述第二闭锁指令用于控制所述接地开关闭锁。

9.根据权利要求6所述的隔离接地装置，其特征在于，所述隔离接地装置还包括：

显示设备，与所述控制模块连接，用于显示所述隔离接地装置的当前电力状态和当前执行的动作信息。

10.一种隔离接地装置的操作方法，其特征在于，包括：

在接收停电和接地指令后，控制隔离开关进行分操作；

在确认所述隔离开关完成分操作后，控制接地开关进行接地操作；

其中，在控制所述接地开关进行接地操作时，通过验电回路进行验电操作，在所述验电回路验明无电时，所述接地开关进行接地操作，在所述验电回路验明有电时，进行放电操作，若放电成功，所述接地开关进行接地操作，若放电失败，禁止所述接地开关进行接地操作。

11.根据权利要求10所述的隔离接地装置的操作方法，其特征在于，通过验电回路进行验电操作包括：

检测接触网的电压值；

判断所述电压值是否超出预设电压阈值；

在判断出所述电压值超出预设电压阈值的情况下，执行放电操作；

在判断出所述电压值未超出预设电压阈值的情况下，所述接地开关进行接地操作，

其中，在执行放电操作后，检测放电时长，若在放电时长超出预设放电时长的情况下，所述电压值超出预设电压阈值，确定放电失败；在放电时长超出预设放电时长的情况下，所述电压值未超出预设电压阈值，确定放电成功。

12.根据权利要求10所述的隔离接地装置的操作方法，其特征在于，在接收停电和接地指令后，控制隔离开关进行分操作包括：

在接收停电和接地指令后，发送解锁指令，其中，所述解锁指令用于指示解锁所述隔离开关的控制回路带电；

在所述隔离开关的控制回路带电后，发送分操作指令，其中，所述分操作指令用于指示所述隔离开关进行分操作。

13.根据权利要求12所述的隔离接地装置的操作方法，其特征在于，在确认所述隔离开关完成分操作后，控制接地开关进行接地操作包括：

在确认所述隔离开关完成分操作后，控制所述隔离开关进行闭锁操作；

在控制所述隔离开关完成闭锁操作后，控制所述接地开关进行接地操作。

14.根据权利要求10所述的隔离接地装置的操作方法，其特征在于，在所述接地开关进行接地操作之前，所述方法还包括：

控制所述接地开关的控制回路带电；

在所述接地开关的控制回路带电后，所述接地开关执行接地操作。

15.根据权利要求14所述的隔离接地装置的操作方法，其特征在于，在所述接地开关完成接地操作之后，所述方法还包括：

控制所述接地开关的控制回路断电；

对所述接地开关进行闭锁操作。

16.根据权利要求10所述的隔离接地装置的操作方法，其特征在于，

控制隔离开关进行分操作包括：通过第一辅助接点和第一视频分析模块检测在所述隔离开关进行分操作时，所述隔离开关的分离位置；

控制接地开关进行接地操作包括：通过第二辅助接点和第二视频分析模块检测所述接地开关进行接地操作时，所述接地开关的合位位置。