CN112793620A - 一种铁路轨道电路电压自动调整系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铁路轨道电路电压自动调整系统，包括取样检测电路、双限电压比较控制电路、轨道电路状态自动识别电路、时钟信号发生器及数模转换电路、译码及数字模拟双向开关电路、状态自锁互锁电路、继电器组合控制电路和电源电路。本发明公开一种用于铁路信号联锁系统JZXC‑480型轨道电路变压器输出电压自动调整系统，能够完全代替现有人工调整电压作业方式，同时能够保证轨道电路室内继电器始终在额定工作电压范围内运行，并确保铁路信号联锁轨道电路安全可靠运行。
Description
技术领域
本发明属于铁路轨道技术领域，涉及一种铁路轨道电路电压自动调整系统。
背景技术
在铁路运输行业中，轨道电路电压调整是一项十分耗费人力资源且作业风险极大的设备维检修项目，即铁路运输行业轨道电路电压调整全部采取人工作业模式，在雨雪天等异常天气情况下，需要投入大量的人力资源进行现场轨道电路调整，同时在轨道电路调整作业过程中检修人员必须带电接触变压器输出端子，极易碰触220v交流电造成触电事故。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种铁路轨道电路电压自动调整系统，解决了现有轨道电路电压调整需要耗费人力调整至正常运行范围的问题。
为此，本发明采取以下技术方案：
一种铁路轨道电路电压自动调整系统，包括取样检测电路、双限电压比较控制电路、轨道电路状态自动识别电路、时钟信号发生器及数模转换电路、译码及数字模拟双向开关电路、状态自锁互锁电路、继电器组合控制电路和电源电路，其中，所述继电器组合控制电路设有六个输入端子和两个输出端子，所述六个输入端子分别与轨道变压器二次侧的接线端子连接，所述两个输出端子分别与铁路钢轨电压两端连接，所述电源电路设有两个电源端子，所述两个电源端子分别与轨道变压器一次侧的接线端子连接。
进一步地，所述取样检测电路主要由3路运算放大器组成，用于将钢轨两端交流电压转换为对应数值高精度直流电压。
进一步地，所述双限电压比较控制电路主要由2路运算放大器和逻辑门电路组成，用于检测输入电压变化是否达到门限电压，并选择是否触发下级电路。
进一步地，所述轨道电路状态自动识别电路主要由运算放大器和逻辑门电路组成，用于识别轨道电路有车占用或空闲状态。
进一步地，所述时钟信号发生器及数模转换电路由NE555时基电路芯片、逻辑门电路和四位二进制同步加/减计数器串联组成，用于产生脉冲触发信号和将脉冲信号计数后输出十六进制的四位编码数字信号。
进一步地，所述译码及数字模拟双向开关电路主要由16选1译码器和16路双向模拟开关电路组成，用于将输入的十六进制4位编码数字信号转化为16选1高电平输出信号。
进一步地，所述状态自锁互锁电路主要由16路运算放大器组成，用于将十六进制译码及模拟开关电路输出端高电平进行锁定，防止电路发生误动作。
进一步地，所述继电器组合控制电路主要由12组单开单闭继电器组成，且所述继电器根据轨道变压器端子输出电压排列组合，用于通过控制不同继电器组合开闭完成轨道变压器输出电压调整。
本发明的有益效果在于：
本发明能够完全替代目前已经沿用了几十年的铁路轨道电路人工检修作业方式，实现轨道电路应用自动化、免维护，能够节省大量人力成本投入，可以彻底杜绝设备检修人员触电事故发生，同时本发明通过检测轨道电路送电端轨面电压自动调整轨道变压器输出电压，能够保证室内轨道继电器始终工作在安全电压范围内，确保铁路行车安全，另外，本发明还能够自动识别轨道区段有车占用或空闲状态，并自动开启状态自锁互锁功能，能够保证系统工作状态稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的连接结构示意图；
图2为本发明的电路结构示意图；
图3为本发明取样检测电路的结构示意图；
图4为本发明双限电压比较控制电路的结构示意图；
图5为本发明轨道电路状态自动识别电路的结构示意图；
图6为本发明时钟信号发生器及数模转换电路的结构示意图；
图7为本发明译码及数字模拟双向开关电路的结构示意图；
图8为本发明状态自锁互锁电路的结构示意图；
图9为本发明继电器组合控制电路的结构示意图。
图中，1-取样检测电路，2-双限电压比较控制电路，3-轨道电路状态自动识别电路，4-时钟信号发生器及数模转换电路，5-译码及数字模拟双向开关电路，6-状态自锁互锁电路，7-继电器组合控制电路，8-电源电路，9-轨道变压器，10-铁路钢轨。
具体实施方式
下面结合附图与实施方法对本发明的技术方案进行相关说明。
如图1和2所示，一种铁路轨道电路电压自动调整系统，包括取样检测电路1、双限电压比较控制电路2、轨道电路状态自动识别电路3、时钟信号发生器及数模转换电路4、译码及数字模拟双向开关电路5、状态自锁互锁电路6、继电器组合控制电路7和电源电路8。
如图3-9所示，取样检测电路1主要由3路高精度低功耗运算放大器组成，用于将钢轨两端交流电压转换为对应数值高精度直流电压；双限电压比较控制电路2主要由2路高精度低功耗运算放大器和逻辑门电路组成，用于预置电路中高低电压阀值，并检测输入电压变化达到门限电压时电路输出状态发生跳变触发下级电路；轨道电路状态自动识别电路3主要由高精度低功耗运算放大器和逻辑门组成，用于识别轨道电路有车占用与空闲状态；时钟信号发生器及数模转换电路4由NE555时基电路芯片、逻辑门电路和4位二进制同步加/减计数器串联组成，用于产生脉冲触发信号和输出脉冲信号计数后十六进制的4位编码数字信号；译码及数字模拟双向开关电路5主要由16选1译码器和16路双向模拟开关电路组成，用于将输入的十六进制4位编码数字信号转化为16选1高电平输出信号；状态自锁互锁电路6主要由16路运算放大器组成，用于将十六进制译码及模拟开关电路输出端高电平进行锁定，防止电路发生误动作；继电器组合控制电路7主要由12组单开单闭继电器组成，且继电器根据轨道变压器端子输出电压排列组合，其用于通过控制不同继电器组合开闭完成轨道变压器输出电压调整；进一步地，继电器组合控制电路7设有六个输入端子和两个输出端子，六个输入端子分别与轨道变压器9二次侧的接线端子连接，两个输出端子分别与铁路钢轨10电压两端连接；电源电路8用于给以上电路供电，采用现有普通供电电路结构，故在此不再赘述，电源电路8设有两个电源端子，两个电源端子分别与轨道变压器9一次侧的接线端子连接。
本发明应安装于JZXC-480型轨道电路送电端箱盒内，并接入JZXC-480型轨道电路，钢轨轨面交流电压通过取样检测电路转1换为相应数值的直流电压，当轨面电压低于室内继电器工作电压阀值时自动切换输出端子，提升输出电压，当轨面电压高于室内继电器工作电压阀值时自动切换输出端子，降低输出电压，确保室内继电器及轨道电路安全运行，具体地：
（1）若钢轨轨面电压低于预置低压电压阀值时，双限电压比较控制电路2开通数据通道进行加法计数，同时经过译码及数字模拟双向开关电路5和自锁互锁电路6导通继电器组合控制电路7以逐步提升输出端电压；
（2）当钢轨轨面电压高于预置低压电压阀值时，双限电压比较控制电路2将关闭数据通道，通过自锁互锁电路6保持输出电压端子稳定不动作；
（3）若钢轨轨面电压高于预置高压电压阀值时，双限电压比较控制电路2开通数据通道进行减法计数，经译码及数字模拟双向开关电路5和自锁互锁电路6导通继电器组合控制电路7以逐步降低输出端电压；
（4）当钢轨轨面电压低于预置高压电压阀值时，双限电压比较控制电路2将关闭数据通道，通过自锁互锁电路6保持输出电压端子稳定不动作；
（5）若钢轨轨面电压高于预置低压电压阀值且低于预置高压电压阀值时，双限电压比较控制电路2不动作，轨道变压器9电压输出端子保持不动；
（6）当铁路线路有车通过或有车占用时，轨道电路状态自动识别电路3将自动关闭数据通道，维持轨道电路电压输出不变，保证轨道电路正常运行。
Claims (8)
1.一种铁路轨道电路电压自动调整系统，其特征在于，包括取样检测电路、双限电压比较控制电路、轨道电路状态自动识别电路、时钟信号发生器及数模转换电路、译码及数字模拟双向开关电路、状态自锁互锁电路、继电器组合控制电路和电源电路，其中，所述继电器组合控制电路设有六个输入端子和两个输出端子，所述六个输入端子分别与轨道变压器二次侧的接线端子连接，所述两个输出端子分别与铁路钢轨电压两端连接，所述电源电路设有两个电源端子，所述两个电源端子分别与轨道变压器一次侧的接线端子连接。
2.根据权利要求1所述的一种铁路轨道电路电压自动调整系统，其特征在于，所述取样检测电路主要由3路运算放大器组成，用于将钢轨两端交流电压转换为对应数值高精度直流电压。
3.根据权利要求1所述的一种铁路轨道电路电压自动调整系统，其特征在于，所述双限电压比较控制电路主要由2路运算放大器和逻辑门电路组成，用于检测输入电压变化是否达到门限电压，并选择是否触发下级电路。
4.根据权利要求1所述的一种铁路轨道电路电压自动调整系统，其特征在于，所述轨道电路状态自动识别电路主要由运算放大器和逻辑门电路组成，用于识别轨道电路有车占用或空闲状态。
5.根据权利要求1所述的一种铁路轨道电路电压自动调整系统，其特征在于，所述时钟信号发生器及数模转换电路由NE555时基电路芯片、逻辑门电路和四位二进制同步加/减计数器串联组成，用于产生脉冲触发信号和将脉冲信号计数后输出十六进制的四位编码数字信号。
6.根据权利要求1所述的一种铁路轨道电路电压自动调整系统，其特征在于，所述译码及数字模拟双向开关电路主要由16选1译码器和16路双向模拟开关电路组成，用于将输入的十六进制4位编码数字信号转化为16选1高电平输出信号。
7.根据权利要求1所述的一种铁路轨道电路电压自动调整系统，其特征在于，所述状态自锁互锁电路主要由16路运算放大器组成，用于将十六进制译码及模拟开关电路输出端高电平进行锁定，防止电路发生误动作。
8.根据权利要求1所述的一种铁路轨道电路电压自动调整系统，其特征在于，所述继电器组合控制电路主要由12组单开单闭继电器组成，且所述继电器根据轨道变压器端子输出电压排列组合，用于通过控制不同继电器组合开闭完成轨道变压器输出电压调整。
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