CN110614938A - 钢轨电位限制装置三段触发模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种钢轨电位限制装置三段触发模块，包括一次主回路和二次测试回路。一次主回路采用快速击穿二极管作为载体，外加主回路RC滤波，确保触发回路在0.1毫秒内可靠动作，无需工作电源。一次主回路采用高隔离变压器，使一次主回路产生的触发脉冲快速反馈到二次测试回路，经RC滤波、555施密特触发器整形后输出满足使用要求的延时可调的继电器脉冲。继电器分两组触点，一组用于接触器的合闸，另一组用于触发信号的反馈。一次主回路与二次测试回路间采用环氧树脂隔离，保证产品对环境的适应性。一次主回路中的电气距离与爬电距离符合国际标准放大的距离；二次测试回路的工作电源采用DC/DC隔离电源，减少了对外部电源的影响，提高了设备的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通牵引供电设备触发装置领域，具体涉及一种钢轨电位限制装置三段触发模块。
背景技术
钢轨电位限制装置也可简称轨电位，主要由PLC、接触器、晶闸管和触发模块组成，通常设置于各个车站和停车场内的钢轨与地之间，当检测到钢轨对地的电压差超出整定值时，轨电位将钢轨与地瞬间短接，以保障现场人身及设备的安全。
现有的钢轨电位限制装置一般根据检测到的电压差分三段进行动作：一段动作，当检测到的电压差大于92V(一段动作电压U>)并持续时间大于0.8秒以上时，接触器主触头闭合，经一定时间后并在主触头电流小于10A时恢复断开，若在规定时间内连续动作3次，则接触器将恒定闭合，不再恢复断开；二段动作，当检测到的电压差大于150V(二段动作电压U>>)时，接触器立即闭合；三段动作，当检测到的电压差大于600V(三段动作电压U>>>)时，触发模块动作，晶闸管在0.2毫秒内导通，使钢轨与地快速短接，并立即启动接触器闭合，接触器闭合后，晶闸管恢复阻断状态。
当前市场上普遍使用的钢轨电位限制装置触发模块仅能给出导通晶闸管的触发信号，但无法提供触发时的反馈信号，这样使得现场人员在后期遇到故障时，无法快速又有效的针对故障进行分析与处理。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的钢轨电位限制装置触发模块无法提供触发时的反馈信号的问题，提供一种钢轨电位限制装置三段触发模块，使得现场人员在后期遇到故障时，能够快速又有效的针对故障进行分析与处理。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钢轨电位限制装置三段触发模块，包括一次主回路和二次测试回路；
所述一次主回路包括变压器T1和变压器T2；变压器T1的第一输入端连接钢轨电位接地端，变压器T1的第二输入端串联电阻R11、二极管V11、快速击穿二极管V21a、快速击穿二极管V21b后连接晶闸管的一端，稳压二极管VD11和稳压二极管VD13串联后连接在变压器T1的第一输入端与第二输入端之间，电阻R13连接在变压器T1的第一输入端与第二输入端之间，变压器T1的第一输出端连接第一触发端，变压器T1的第二输出端串联二极管V13后连接第二触发端，二极管V15与电阻R15分别连接在所述第一触发端与第二触发端之间；变压器T2的第一输入端连接钢轨电位负极，变压器T2的第二输入端串联电阻R12、二极管V12、快速击穿二极管V22a、快速击穿二极管V22b后连接晶闸管的另一端，稳压二极管VD12和稳压二极管VD14串联后连接在变压器T2的第一输入端与第二输入端之间，电阻R14连接在变压器T2的第一输入端与第二输入端之间，变压器T2的第一输出端连接第一触发端，变压器T2的第二输出端串联二极管V14后连接第二触发端，二极管V16与电阻R16分别连接在所述第一触发端与第二触发端之间；电容C11和电阻R17串联后连接在所述钢轨电位负极与钢轨电位接地端之间；
所述二次测试回路包括三极管VT1和555施密特触发器；三极管VT1的基极串联稳压管VD21和电阻R21后连接所述第一触发端，三极管VT1的基极同时连接并联的电阻R22与电容C21后连接所述第二触发端，所述第二触发端接入电源24V负极，三极管VT1的集电极依次串联电阻R23和电阻R27后接入电源24V正极，三极管VT1的发射极接入电源24V负极；555施密特触发器的第1脚接入电源24V负极，555施密特触发器的第2脚串联电容C22后连接所述三极管VT1的集电极，555施密特触发器的第2脚同时串联电阻R24后连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第3脚串联发光二极管VL2以及并联的二极管V20与继电器K1线圈后接入电源24V负极，555施密特触发器的第4脚和第8脚连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第5脚串联电容C24后接入电源24V负极，555施密特触发器的第6脚和第7脚串联电阻R25和可调电阻RP1后连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第6脚和第7脚同时串联电容C23后接入电源24V负极，稳压二极管VD22、电容C26、电容C25、串联的电阻R26和发光二极管VL1分别连接在电阻R23与电阻R27的公共端与电源24V负极之间。
依照本发明的一个方面，所述继电器包括两组触点，第一组触点用于接触器合闸，第二组触点用于触发信号反馈。
依照本发明的一个方面，所述一次主回路与二次测试回路间采用环氧树脂封胶工艺进行隔离。
依照本发明的一个方面，所述二次测试回路的工作电源采用DC/DC隔离电源。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明的钢轨电位限制装置三段触发模块，一次主回路中采用快速击穿二极管作为载体，外加主回路RC滤波，确保触发回路能在0.1毫秒内可靠动作，无需工作电源。一次主回路中采用高隔离变压器，使得一次主回路产生的触发脉冲快速反馈到二次测试回路，经RC滤波、555施密特触发器整形后输出满足使用要求的延时可调的继电器脉冲。继电器分两组触点，一组用于接触器的快速合闸，另一组用于触发信号的可靠反馈。一次主回路与二次测试回路间采用环氧树脂封胶工艺进行隔离，保证产品对环境的适应性。一次主回路中的电气距离与爬电距离符合国际标准放大的距离；二次测试回路的工作电源采用DC/DC隔离电源，减少了对外部电源的影响，提高了设备的可靠性。
附图说明
图1是本发明的一次主回路图。
图2是本发明的二次测试回路图。
图3是本发明的指示面板图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明的钢轨电位限制装置三段触发模块，主要由一次主回路、二次测试回路和指示面板组成。
如图1所示，一次主回路包括变压器T1和变压器T2。变压器T1的1脚连接H17端，变压器T1的2脚串联电阻R11、二极管V11、快速击穿二极管V21a、快速击穿二极管V21b后连接H20端，稳压二极管VD11和稳压二极管VD13串联后连接在变压器T1的1脚与2脚之间，电阻R13连接在变压器T1的1脚与2脚之间，变压器T1的5脚连接L1端，变压器T1的3脚串联二极管V13后连接L2端，二极管V15与电阻R15分别连接在L1端与L2端之间。变压器T2的1脚连接H13端，变压器T2的2脚串联电阻R12、二极管V12、快速击穿二极管V22a、快速击穿二极管V22b后连接H23端，稳压二极管VD12和稳压二极管VD14串联后连接在变压器T2的1脚与2脚之间，电阻R14连接在变压器T2的1脚与2脚之间，变压器T2的5脚连接L1端，变压器T2的3脚串联二极管V14后连接L2端，二极管V16与电阻R16分别连接在L1端与L2端之间。电容C11和电阻R17串联后连接在H13端与H17端之间。
如图2所示，二次测试回路包括三极管VT1和555施密特触发器(NE555)。三极管VT1的基极串联稳压管VD21和电阻R21后连接L1端，三极管VT1的基极同时连接并联的电阻R22与电容C21后连接L2端，L1端和L2端将一次主回路与二次测试回路连接在一起。L2端连接H4端。三极管VT1的集电极依次串联电阻R23和电阻R27后连接H1端，三极管VT1的发射极连接H4端。555施密特触发器的第1脚连接H4端，555施密特触发器的第2脚一方面串联电容C22后连接三极管VT1的集电极，555施密特触发器的第2脚同时串联电阻R24后连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第3脚串联发光二极管VL2以及并联的二极管V20与继电器K1线圈后连接H4端，555施密特触发器的第4脚和第8脚连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第5脚串联电容C24后连接H4端，555施密特触发器的第6脚和第7脚一方面串联电阻R25和可调电阻RP1后连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第6脚和第7脚同时串联电容C23后连接H4端，稳压二极管VD22、电容C26、电容C25、串联的电阻R26和发光二极管VL1分别连接在电阻R23与电阻R27的公共端与H4端之间。
如图3所示，H1端和H4端分别接入电源24V正负极，H13端接入钢轨电位负极，H17端接入钢轨电位接地端，H20端和H23端分别连接柜子里的晶闸管的两端。H13端、H17端、H20端、H23端均有备用连接。H7～H9端连接继电器的第一组触点，其中H7端为常开静触点，H8端为可动触点，H9端为常闭静触点。H10～12端连接继电器的第二组触点，其中H10端为常开静触点，H11端为可动触点，H12端为常闭静触点。VL1为电源指示灯，VL2为晶闸管指示灯。
本发明的原理说明：首先，一次主回路中采用快速击穿二极管V21a、V21b、V22a、V22b作为载体，外加主回路RC滤波，确保触发回路能在0.1毫秒内可靠动作，无需工作电源。其次，一次主回路中采用高隔离变压器T1和T2，使得一次主回路产生的触发脉冲快速反馈到二次测试回路，经RC滤波、555施密特触发器整形后输出满足使用要求的延时可调的继电器脉冲。继电器K1分两组触点，一组用于接触器的快速合闸，另一组用于触发信号的可靠反馈。最后，一次主回路与二次测试回路间采用环氧树脂封胶工艺进行隔离，保证产品对环境的适应性。一次主回路中的电气距离与爬电距离符合国际标准放大的距离；二次测试回路的工作电源采用DC/DC隔离电源，减少了对外部电源的影响，提高了设备的可靠性。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本专利。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种钢轨电位限制装置三段触发模块，其特征在于：包括一次主回路和二次测试回路；
所述一次主回路包括变压器T1和变压器T2；变压器T1的第一输入端连接钢轨电位接地端，变压器T1的第二输入端串联电阻R11、二极管V11、快速击穿二极管V21a、快速击穿二极管V21b后连接晶闸管的一端，稳压二极管VD11和稳压二极管VD13串联后连接在变压器T1的第一输入端与第二输入端之间，电阻R13连接在变压器T1的第一输入端与第二输入端之间，变压器T1的第一输出端连接第一触发端，变压器T1的第二输出端串联二极管V13后连接第二触发端，二极管V15与电阻R15分别连接在所述第一触发端与第二触发端之间；变压器T2的第一输入端连接钢轨电位负极，变压器T2的第二输入端串联电阻R12、二极管V12、快速击穿二极管V22a、快速击穿二极管V22b后连接晶闸管的另一端，稳压二极管VD12和稳压二极管VD14串联后连接在变压器T2的第一输入端与第二输入端之间，电阻R14连接在变压器T2的第一输入端与第二输入端之间，变压器T2的第一输出端连接第一触发端，变压器T2的第二输出端串联二极管V14后连接第二触发端，二极管V16与电阻R16分别连接在所述第一触发端与第二触发端之间；电容C11和电阻R17串联后连接在所述钢轨电位负极与钢轨电位接地端之间；
所述二次测试回路包括三极管VT1和555施密特触发器；三极管VT1的基极串联稳压管VD21和电阻R21后连接所述第一触发端，三极管VT1的基极同时连接并联的电阻R22与电容C21后连接所述第二触发端，所述第二触发端接入电源24V负极，三极管VT1的集电极依次串联电阻R23和电阻R27后接入电源24V正极，三极管VT1的发射极接入电源24V负极；555施密特触发器的第1脚接入电源24V负极，555施密特触发器的第2脚串联电容C22后连接所述三极管VT1的集电极，555施密特触发器的第2脚同时串联电阻R24后连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第3脚串联发光二极管VL2以及并联的二极管V20与继电器K1线圈后接入电源24V负极，555施密特触发器的第4脚和第8脚连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第5脚串联电容C24后接入电源24V负极，555施密特触发器的第6脚和第7脚串联电阻R25和可调电阻RP1后连接电阻R23与电阻R27的公共端，555施密特触发器的第6脚和第7脚同时串联电容C23后接入电源24V负极，稳压二极管VD22、电容C26、电容C25、串联的电阻R26和发光二极管VL1分别连接在电阻R23与电阻R27的公共端与电源24V负极之间。
2.根据权利要求1所述的钢轨电位限制装置三段触发模块，其特征在于：所述继电器包括两组触点，第一组触点用于接触器合闸，第二组触点用于触发信号反馈。
3.根据权利要求1所述的钢轨电位限制装置三段触发模块，其特征在于：所述一次主回路与二次测试回路间采用环氧树脂封胶工艺进行隔离。
4.根据权利要求1所述的钢轨电位限制装置三段触发模块，其特征在于：所述二次测试回路的工作电源采用DC/DC隔离电源。
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Address after: No. 1310, 13th Floor, Building 6, No. 666, Jinfenghuang Avenue, Jinniu High tech Industrial Park, Chengdu, Sichuan Province, 610036 Applicant after: Sichuan Tuoji Rail Transit Equipment Co.,Ltd. Address before: 201802 Shanghai Jiading District Liuxiang highway 918, 2, 1 story A area. Applicant before: SHANGHAI TOGEE METRO EQUIPMENT CO.,LTD. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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