CN110646661B - 一种直流牵引供电轨道带电监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流牵引供电轨道带电监测装置，包括电压监测单元、监控单元、带电状态指示单元、显示单元、残压吸收单元、冗余供电单元和故障信号显示单元，电压监测单元将接触轨带电情况冗余输出两路信号至监控单元和带电状态指示单元。本发明采用带电状态冗余输出方式，电压监测单元可靠性大大提升，集成残压吸收装置，主动降低接触轨残压，工作人员通过触摸屏直接设定电压定值，方便运营管理。

Description

一种直流牵引供电轨道带电监测装置
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种新型直流牵引供电轨道带电监测装置。
背景技术
在直流牵引系统中，接触轨带电监测装置主要应用于检测供电状态，为牵引供电系统供电方式切换提供电气联锁，同时也为运营人员提供安全操作警示信号。然而目前国内供电系统带电监测方式较为单一，可靠性不高，检测元件本体故障将无法准确提供接触轨带电状态。如果能设计出一种能够实现冗余监测接触轨带电的方案，其中一路故障不会影响另一路正常工作，这样两路信号结合就能够准确提供接触轨带电状态。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够实现冗余监测接触轨带电的新型安全监测装置。
本发明的新型直流牵引供电轨道带电监测装置由电压监测单元、监控单元和带电状态指示单元组成，电压监测单元冗余输出两路信号至监控单元和带电状态指示单元，监控单元将电压监测单元传输的接触轨的带电情况输出至带电状态指示单元。
进一步的，电压监测单元采用全电压测量方式监测接触轨电压。
进一步的，电压监测单元包括第一电容、信号隔离放大器、第二电容和双向tvs稳压管，第一电容与隔离信号放大器并联后两者又与第二电容并联，最后再与双向tvs稳压管并联。
进一步的，新型直流牵引供电轨道带电监测装置还包括残压吸收单元，残压吸收单元包括抑制电阻和残压吸收控制接触器，残压吸收单元与接触轨相连，所述监控单元控制残压吸收控制接触器。
进一步的，监控单元所述监控单元包括模拟量输入模块和通用型的可编程逻辑控制器。
进一步的，新型直流牵引供电轨道带电监测装置还包括显示单元，显示单元与监控单元相连，监控单元与显示单元信息交互，通过显示单元可以直接设置电压整定值。
进一步的，显示单元包括触摸屏。
进一步的，新型直流牵引供电轨道带电监测装置包括冗余供电单元，冗余供电单元分别与电压监测单元、监控单元和带电指示单元相连。
进一步的，冗余供电单元在其电源失电后会发出警报。
进一步的，新型直流牵引供电轨道带电监测装置还包括故障信号显示单元，故障信号显示单元包括外围的监控系统或后台，所述电压监测单元一旦出现故障，故障信号通过硬线会直接传输到后台或外围监控系统。
本发明的有益效果如下：本发明能实时监测接触轨带电状态，并能冗余输出2个电压信号，1个输出信号通过监控单元上传并连接至带电状态指示单元，另一个输出信号直接连接至带电状态指示单元，两个输出相互冗余，且其中一个故障不会影响另一个信号显示，提供可靠的安全联锁信号；监测装置采用冗余电源供电，电源失电后能够发出报警信号；改变以往降压采集方式为全电压测量方式，直接测量一次电压，减少过程元件，降低故障率；集成接触轨残压吸收功能，有效提高馈线线路测试准确度；可就地设定接触轨带电电压设定值，无需通过计算机更新监控单元程序。
附图说明
图1为本发明的新型直流牵引供电轨道带电监测装置的电路原理图。
图2为本发明的新型直流牵引供电轨道带电监测装置的单元框图。
图3为本发明的新型直流牵引供电轨道带电监测装置的电压监测单元内部电路原理图。
图中的标号：U1--电压监测单元；A1，A0--监控单元；P1--显示单元；KU1--电压监视继电器；KA1--带电指示继电器；KA2--残压吸收继电器；H1--带电信号指示灯；R0--抑制电阻。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
结合图1与图2，该新型直流牵引供电轨道带电监测装置包括电压监测单元、监控单元、冗余供电单元、残压吸收单元、带电状态指示单元、显示单元和故障信号显示单元。其中：电压监测单元与接触轨和监控单元相连，内部结构如图3，包括第一电容、信号隔离放大器和第二电容，电压监测单元的输入信号两端与第一电容相连，第一电容与隔离信号放大器并联，两者与第二电容并联，再与双向tvs稳压管并联，双向tvs稳压管与输出信号两端相连，输出信号端可以输出标准低电压信号，原边电压输入与副边电压输出高度隔离，隔离电压在10kV以上。同时电压监测单元采用全电压测量方式，没有以往的分压电阻，直接测量接触轨电压，直接测量一次电压，减少过程元件，降低故障率。
监控单元包括A1，A0两部分，A1为接收电压监测单元U1输出的电压信号的模拟量输入模块，A0为通用型可编程逻辑控制器，作为监控单元的核心，比较监测值与整定值，判断是否给带电指示继电器KA1和残压吸收继电器KA2输出控制信号。
冗余供电单元主要为一冗余电源，在图1中表示为辅助电源，分别与电压监测单元、监控单元和带电状态指示单元相连，为其供电。在冗余电源失电后会发出报警信号。
残压吸收单元包括一残压吸收继电器KA2与一抑制电阻串联R0，与接触轨相连，由监控单元控制其残压吸收继电器的吸合，当监控单元控制KA2吸合时，抑制电阻R0会与接触轨形成回路接入其中，吸收掉接触轨的残压。
带电状态指示单元为一带电信号指示灯H1，冗余供电单元正极输出电流经过并联的电压监视继电器KU1和带电指示继电器KA1，再流经带电信号指示灯后，流入冗余供电单元负极。
显示单元为一触摸屏，可以是智能手机或者pad，与监控单元相连做信息交互，通过触摸屏可以直接设定电压整定值。
故障信号显示单元为后台或外围的监控系统，通过硬线与监控单元相连。一旦电压监测单元U1出现故障，监控单元A0会立即将故障信号传至后台或外围的监控系统，通知维修人员检修电压监测单元U1。
具体工作原理由图1所示，首先可直接通过显示单元触摸屏P1设定监控单元电压整定值，电压监测单元U1将采集到接触轨的电压冗余输出两路信号，一路信号传递给监控单元A1，监控单元A0通过测定值与整定值比较，判断是否输出控制命令使带电指示继电器KA1吸合，进而控制带电信号指示灯H1；另外一路信号在电压监测单元U1内经过与内部设定值比较判断是否使电压监视继电器KU1吸合来控制带电信号指示灯，因为两个继电器并联，所以电压信号流经的两路当其中一路出现故障时不影响另外一路正常工作。
当判断接触轨为无电状态但是残压过高时，监控单元A1将会输出信号使KA2吸合，并与抑制电阻串联形成回路吸收接触轨残压，保证系统残压在设定值范围内，有利于提高馈线线路测试准确度，同时也能在一定程度上保障运营人员的安全。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种直流牵引供电轨道带电监测装置，其特征在于：包括电压监测单元、监控单元和带电状态指示单元，电压监测单元冗余输出两路信号至监控单元和带电状态指示单元，监控单元将电压监测单元传输的接触轨的带电情况输出至带电状态指示单元；
所述电压监测单元包括第一电容、信号隔离放大器、第二电容和双向tvs稳压管，第一电容与信号隔离放大器 并联后两者又与第二电容并联，再与双向tvs稳压管并联；
还包括残压吸收单元，残压吸收单元包括抑制电阻R0和残压吸收继电器KA2，残压吸收单元与接触轨相连，所述监控单元控制残压吸收继电器KA2；还包括冗余供电单元，冗余供电单元分别与电压监测单元U1、监控单元和带电状态指示单元相连；
带电状态指示单元为一带电信号指示灯H1，冗余供电单元正极输出电流经过并联的电压监视继电器KU1和带电指示继电器KA1，再流经带电信号指示灯H1后，流入冗余供电单元负极；
设定监控单元电压整定值，电压监测单元U1将采集到接触轨的电压冗余输出两路信号，一路信号传递给监控单元，监控单元通过测定值与整定值比较，判断是否输出控制命令使带电指示继电器KA1吸合，进而控制带电信号指示灯H1；另外一路信号在电压监测单元U1内经过与内部设定值比较判断是否使电压监视继电器KU1吸合来控制带电信号指示灯H1；当判断接触轨为无电状态但是残压过高时，监控单元A1将会输出信号使残压吸收继电器KA2吸合，并与抑制电阻R0串联形成回路吸收接触轨残压，保证系统残压在设定值范围内。
2.根据权利要求1所述的一种直流牵引供电轨道带电监测装置，其特征在于：所述电压监测单元采用全电压测量方式监测接触轨电压。
3.根据权利要求1所述的一种直流牵引供电轨道带电监测装置，其特征在于：所述监控单元包括模拟量输入模块和通用型的可编程逻辑控制器。
4.根据权利要求1所述的一种直流牵引供电轨道带电监测装置，其特征在于：还包括显示单元，显示单元与监控单元相连，监控单元与显示单元做信息交互，通过显示单元可以直接设置电压整定值。
5.根据权利要求4所述的一种直流牵引供电轨道带电监测装置，其特征在于：所述显示单元包括触摸屏。
6.根据权利要求1所述的一种直流牵引供电轨道带电监测装置，其特征在于：冗余供电单元在其电源失电后会发出警报。
7.根据权利要求1所述的一种直流牵引供电轨道带电监测装置，其特征在于：还包括故障信号显示单元，故障信号显示单元包括外围的监控系统或后台，所述电压监测单元一旦出现故障，故障信号通过硬线会直接传输到后台或外围监控系统。
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