CN112086950B - 一种轨道电路防雷系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电路电缆技术领域，涉及一种轨道电路防雷系统，防雷系统设置在电缆和电缆模拟网络盘之间，防雷系统包括：第一防雷器、非线性元件和第二防雷器，第一防雷器、非线性元件和第二防雷器相互并联，其中，第二防雷器为安全型防雷器，能够在雷电流超过阈值时切断电路。其可以有效保护电缆模拟网络盘，且无需再后端设置纵向保护，从而避免了模拟网络内部对地放电的损坏。

Description

一种轨道电路防雷系统

技术领域

本发明涉及一种轨道电路防雷系统，属于电路电缆技术领域。

背景技术

ZPW-2000A轨道电路电缆模拟网络盘目前采用的雷电防护措施如下：

如图1所示，由室外引入的电缆直接与电缆模拟网络盘相连，线路经过横向雷电防护后进入电缆模拟网络，再由电缆模拟网络经过纵向雷电防护后进入至发送及接收蓑耗盘。横向雷电防护采用限压型防雷器，安装在电缆模拟网络前端与室外电缆的连接处。纵向雷电防护采用的是低转移系数的防雷变压器，安装在电缆模拟网络后端与发送及接收蓑耗盘连接处，利用防雷变压器将室内外线路进行屏蔽隔离。

现有技术中的电缆模拟网络盘未采取多级防护措施。由室外区间引入的信号电缆，在铁轨旁边沿轨道平行敷设距离较长，其受雷电等引起的感应过电压和过电流较大，穿越了多个防雷区，由室外引入后直接连接到电缆模拟网络盘，这样电缆模拟网络盘极易受到雷电等引起的感应过电压和过电流的直接冲击，从而损坏设备。此外，现有技术中的防雷变压器安装位置也不合理，电缆模拟网络的前端采用防雷器进行横向防护，而在模拟网络的后端设置防雷变压器进行纵向防护，根据电磁感应理论，电缆线之间特别是双绞线之间的横向感应过电压是很小的，电缆内感应的过电压和过电流是对地的，即纵向过电压和过电流较高；因此，将防雷变压器安装在模拟网络的后端是不够合理的，容易引起模拟网络盘内部对地放电而损坏。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种轨道电路防雷系统，其可以有效保护电缆模拟网络盘，且无需再后端设置纵向保护，从而避免了模拟网络内部对地放电的损坏。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种轨道电路防雷系统，防雷系统设置在电缆和电缆模拟网络盘之间，防雷系统包括：非线性元件和若干防雷器，非线性元件和各防雷器之间相互并联，其中，若干防雷器至少有一个防雷器为安全型防雷器，安全型防雷器包括串联的防雷组件和电动脱离单元，防雷组件上设有脱扣，电动脱离单元用于检测地漏电流，并在地漏电流超过阈值时切断安全型防雷器的地线。

进一步，电动脱离单元包括漏电流传感器、自动切断子单元和控制子单元，漏电流传感器的输出端与自动切断子单元的上端连接，自动切断子单元的下端接地，控制子单元分别与漏电流传感器、自动切断子单元连接，用于在漏电流传感器的检测电流超过阈值时，控制自动切断子单元切断安全型防雷器的地线。

进一步，自动切断子单元包括一个电动闸刀。

进一步，安全型防雷器还包括防雷组件，防雷组件包括压敏电阻和气体放电管，压敏电阻和气体放电管串联，压敏电阻上设置有脱扣，脱扣在压敏电阻状态异常时，使压敏电阻脱离电路。

进一步，脱扣包括热脱扣和/或冲击脱扣，热脱扣在压敏电阻的温度大于阈值时使压敏电阻脱离电路；冲击脱扣在压敏电阻的冲击电流大于阈值时使压敏电阻脱离电路。

进一步，防雷组件为至少两个，电动脱离单元设置在两个防雷组件之间。

进一步，若干防雷器包括第一防雷器和第二防雷器，第二防雷器为安全型防雷器。

进一步，第一防雷器包括一隔离变压器，隔离变压器的初级线圈的两个引线作为防雷器的两输入端，隔离变压器次级线圈的两个引线作为防雷器的两输出端，隔离变压器铁芯及次级线圈的屏蔽作为地线端接地。

进一步，非线性元件并联在隔离变压器的初级线圈侧或者非线性元件分别并联于隔离变压器的初级和次级线圈侧。

进一步，非线性元件包括压敏电阻和气体放电管，压敏电阻和气体放电管串联。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明可以有效保护电缆模拟网络盘，且无需再后端设置纵向保护，从而避免了模拟网络内部对地放电的损坏，在电缆模拟网络盘与室外区间引入的信号电缆之间增设雷电防护措施，将雷电等引起的感应过电压和过电流限制在电缆模拟网络盘的耐压水平以下，则可避免电缆模拟网络盘受雷击损坏。绞

2、将防雷变压器安装在电缆模拟网络盘前端，利用防雷变压器将室内外线路进行屏蔽隔离，则可解决电缆模拟网络盘绝缘耐压不足的问题，起到更好的防护效果。

3、安全型防雷器因采用了安全型电动脱离装置使安全性、可靠性大幅提高，彻底消除了因防雷器故障时引起短路的可能性，符合故障安全要求，适用于ZPW-2000等安全要求较高的铁路信号设备的纵向雷电防护。

附图说明

图1是现有技术中轨道电路防雷系统的示意图；

图2是本发明中轨道电路防雷系统的示意图；

图3是本发明中安全型防雷器的示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方向，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

本实施例公开了一种轨道电路防雷系统，如图2所示，防雷系统设置在电缆和电缆模拟网络盘之间，防雷系统包括：非线性元件和若干防雷器，非线性元件和各防雷器之间相互并联，其中，若干防雷器至少有一个防雷器为安全型防雷器，安全型防雷器包括串联的防雷组件和电动脱离单元，防雷组件上设有脱扣，电动脱离单元用于检测地漏电流，并在地漏电流超过阈值时切断安全型防雷器的地线。

防雷系统设置在电缆和电缆模拟网络盘之间，防雷系统包括：第一防雷器、非线性元件和第二防雷器，第一防雷器、非线性元件和第二防雷器相互并联，其中，第二防雷器为安全型防雷器。

第二防雷器，如图3所示，包括：防雷组件和电动脱离单元，防雷组件包括压敏电阻和气体放电管，压敏电阻和气体放电管串联，压敏电阻上设置有脱扣，脱扣在压敏电阻状态异常时，使压敏电阻脱离电路。防雷组件为至少两个，电动脱离单元设置在两个防雷组件之间。

脱扣包括热脱扣和/或冲击脱扣，热脱扣在压敏电阻的温度大于阈值时使压敏电阻脱离电路；冲击脱扣在压敏电阻的冲击电流大于阈值时使压敏电阻脱离电路。压敏电阻、气体放电管和脱扣串联，压敏电阻的一个电极连接脱扣的一端，气体放电管连接脱扣的另一端固定在一固定壁上。气体放电管与固定壁之间通过弹性件连接。

电动脱离单元，其包括电流检测子单元、自动切断子单元和控制子单元，电流检测子单元包括漏电流传感器、放大电路和比较判决电路；漏电流传感器连接放大电路，放大电路连接比较判决电路，比较判决电路用于判断电流是否超过阈值。电动脱离单元还包括控制子单元，电流检测子单元通过控制子单元连接自动切断子单元。自动切断子单元包括一驱动电路和常闭开关，驱动电路连接控制子单元和常闭开关，并根据控制子单元的指令控制常闭开关的开闭。常闭开关为电动闸刀。

防雷器的接地线连接将漏电流传感器与自动切断子单元的一端相连，自动切断子单元的另一端接地，控制子单元分别与漏电流传感器、自动切断子单元连接，控制防雷器电路的开闭。当防雷单元的对地漏电流达到预定值且持续达到预设时间时，控制子单元判断防雷单元出现异常，立即启动自动切断子单元，切断防雷器的地线，确保安全，当雷电流或干扰电路通过防雷单元时，因持续时间较短，没有达到预设时间，达不到自动切断子单元启动条件，是雷电流或干扰电流能通过自动切断子单元泄放至地网，此时控制子单元能记录雷击次数。控制子单元采用安全电路，当出现停电、故障时，自动切断子单元自动切断防雷器的电线，实现故障安全。自动切断子单元包括至少一个电动闸刀。

防雷器的接地线连接将漏电流传感器与自动切断子单元的上端相连，自动切断子单元的下端接地，控制子单元分别与漏电流传感器、自动切断子单元连接，控制防雷器电路的开闭。当防雷单元的对地漏电流达到预定值且持续达到预设时间时，控制子单元判断防雷单元出现异常，立即启动自动切断子单元，切断防雷器的地线，确保安全，当雷电流或干扰电路通过防雷单元时，因持续时间较短，没有达到预设时间，达不到自动切断子单元启动条件，是雷电流或干扰电流能通过自动切断子单元泄放至地网，此时控制子单元能记录雷击次数。控制子单元采用安全电路，当出现停电、故障时，自动切断子单元自动切断防雷器的电线，实现故障安全。自动切断子单元包括至少一个电动闸刀。

防雷器中还设有一通讯单元。通讯单元包括若干通信接口，能够技术将防雷器的工作状况传送到上位机，实现实时监控，如有故障能及时报警，方便快速维修。

安全型防雷器因采用了安全型电动脱离装置使安全性、可靠性大幅提高，彻底消除了因防雷器故障时引起短路的可能性，符合故障安全要求，适用于ZPW-2000等安全要求较高的铁路信号设备的纵向雷电防护。

第一防雷器包括一隔离变压器，隔离变压器的初级线圈的两个引线作为防雷器的两输入端，隔离变压器次级线圈的两个引线作为防雷器的两输出端，隔离变压器铁芯及次级线圈的屏蔽作为地线端接地。第二防雷器并联在隔离变压器的初级或者非线性元件分别并联于隔离变压器的初级和次级。非线性元件并联在隔离变压器的初级或者非线性元件分别并联于隔离变压器的初级和次级。非线性元件包括压敏电阻和气体放电管，压敏电阻和气体放电管串联。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种轨道电路防雷系统，其特征在于，所述防雷系统设置在电缆和电缆模拟网络盘之间，所述防雷系统包括：非线性元件和若干防雷器，所述非线性元件和各所述防雷器之间相互并联，其中，若干所述防雷器至少有一个所述防雷器为安全型防雷器，所述安全型防雷器包括串联的防雷组件和电动脱离单元，所述防雷组件上设有脱扣，所述电动脱离单元用于检测地漏电流，并在所述地漏电流超过阈值时切断所述安全型防雷器的地线；

所述电动脱离单元包括电流检测子单元、自动切断子单元和控制子单元，电流检测子单元包括漏电流传感器、放大电路和比较判决电路，所述漏电流传感器连接放大电路，放大电路连接比较判决电路，比较判决电路用于判断电流是否超过阈值；漏电流传感器的输出端与所述自动切断子单元的上端连接，所述自动切断子单元的下端接地，所述控制子单元分别与所述漏电流传感器、自动切断子单元连接，用于在漏电流传感器的检测电流超过阈值时，控制所述自动切断子单元切断所述安全型防雷器的地线；

所述防雷组件包括压敏电阻和气体放电管，所述压敏电阻和气体放电管串联，压敏电阻上设置有脱扣，所述脱扣在所述压敏电阻状态异常时，使所述压敏电阻脱离，所述防雷组件为至少两个，所述电动脱离单元设置在两个所述防雷组件之间；

电流检测子单元通过控制子单元连接自动切断子单元；自动切断子单元包括一驱动电路和常闭开关，驱动电路连接控制子单元和常闭开关，并根据控制子单元的指令控制常闭开关的开闭，常闭开关为电动闸刀；

防雷器的接地线连接漏电流传感器与自动切断子单元的上端，自动切断子单元的下端接地，控制子单元用于控制防雷器电路的开闭，当防雷器的对地漏电流达到预定值且持续达到预设时间时，控制子单元判断防雷器出现异常，立即启动自动切断子单元，切断防雷器的地线，确保安全，当雷电流或干扰电流通过防雷器时，因持续时间较短，没有达到预设时间，达不到自动切断子单元启动条件，是雷电流或干扰电流能通过自动切断子单元泄放至地网，此时控制子单元能记录雷击次数，控制子单元采用安全电路，当出现停电、故障时，自动切断子单元自动切断防雷器的电线，实现故障安全；自动切断子单元包括至少一个电动闸刀。

2.如权利要求1所述的轨道电路防雷系统，其特征在于，所述脱扣包括热脱扣和/或冲击脱扣，所述热脱扣在所述压敏电阻的温度大于阈值时使所述压敏电阻脱离电路；所述冲击脱扣在所述压敏电阻的冲击电流大于阈值时使所述压敏电阻脱离电路。

3.如权利要求1或2所述的轨道电路防雷系统，其特征在于，若干所述防雷器包括第一防雷器和第二防雷器，所述第二防雷器为安全型防雷器。

4.如权利要求3所述的轨道电路防雷系统，其特征在于，所述第一防雷器包括一隔离变压器，所述隔离变压器的初级线圈的两个引线作为防雷器的两输入端，隔离变压器次级线圈的两个引线作为防雷器的两输出端，所述隔离变压器铁芯及次级线圈的屏蔽作为地线端接地。

5.如权利要求4所述的轨道电路防雷系统，其特征在于，所述非线性元件并联在隔离变压器的初级线圈侧或者所述非线性元件分别并联于所述隔离变压器的初级和次级线圈侧。

6.如权利要求5所述的轨道电路防雷系统，其特征在于，所述非线性元件包括压敏电阻和气体放电管，所述压敏电阻和气体放电管串联。