CN113241851A - 一种铁路芯线防护监测柜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁路芯线防护监测柜，包括：柜体，入户芯线经所述柜体一端口接入所述柜体，并经所述柜体另一端口接出所述柜体；分线单元，其设置在所述柜体内，配置以提取入户芯线内的多个子芯线；多个保护单元，其设置在所述柜体内，配置以响应于对应子芯线中产生尖峰电流或者电压时，导通分流并生成报警信息；以及监测柜地线，其耦合至所述多个保护单元；其中，所述柜体包括一数据接口，其耦合至所述多个保护单元，配置以获取并发送所述报警信息。

Description

一种铁路芯线防护监测柜
技术领域
本发明涉及一种雷电监测柜，特别地涉及一种铁路芯线防护监测柜。
背景技术
随着我国高速铁路建设里程的增加及列车运行的不断提速，自然灾害对高铁的安全运行影响越来越大，防灾安全监控系统能否及时准确监测提前发出预警，为铁路调度提供一手灾害信息，减少其对铁路高速行车的危害，保证铁路运输的安全。怎样保证高速铁路防灾监测系统在恶劣复杂的雷电电磁环境中安全运行就越发突显出来。
目前铁路防灾安全监测系统的数据采集、电源供电电缆芯线从室外直接引入机房设备前没有采取任何过电压、过电流防护及监测，每年大量的铁路防灾安全监测系统设备故障报告显示电缆芯线过电压、过电流防护及监测的不足。
每次因雷击过电压(流)、铁路牵引回流导致设备损坏修复后，不能准确判断导致设备损坏的原因。无人职守设备机房，无法及时发现故障及处理故障，通常都为第一次人员到达现场发现故障，第二次人员再次到达现场处理故障。雷电电磁脉冲防护装置，存在故障无法及时发现，及时处理的问题。增加了铁路车站信号设备遭受雷击的风险。
除此之外，现有系统存在运维管理难、缺乏远程监测手段等问题。防灾系统设备内过电压防护器件是否正常，靠定期检查、故障抢修。防灾安全监控系统都是无人值守，防雷设备出现故障如不能及时处理，无法避免设备再次遭受雷害事故。同时缺少监测和记录。因而对后续的改造完善缺少数据支撑。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种铁路芯线防护监测柜，包括：柜体，入户芯线经所述柜体一端口接入所述柜体，并经所述柜体另一端口接出所述柜体；分线单元，其设置在所述柜体内，配置以提取入户芯线内的多个子芯线；多个保护单元，其设置在所述柜体内，配置以响应于对应子芯线中产生尖峰电流或者电压时，导通分流并生成报警信息；以及监测柜地线，其耦合至所述多个保护单元；其中，所述柜体包括一数据接口，其耦合至所述多个保护单元，配置以获取并发送所述报警信息。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：主控单元，耦合至所述数据接口，经配置以接收所述报警信息，显示所述多个保护单元状态信息。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，其中，所述保护单元包括：SPD模块，串联设置在所述子芯线上，配置以导通分流。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，其中，所述保护单元包括：遥信采集模块，配置以监测所述SPD模块状态并生成报警信息；其中所述报警信息为SPD模块失效和位置信息。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：信息获取模块，配置以将所述多个保护单元的报警信息汇总并发送至主控单元。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，所述多个保护单元分成多个组，所述铁路芯线防护监测柜进一步包括：多个组信息模块，配置以将一组保护单元报警信息汇总，并将该保护单元所在组信息与所述该保护单元报警信息合并发送至信息获取模块。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：入户芯线地线，设置在所述入户芯线金属铠装处。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：雷电监测模块，耦合至所述主控单元，配置以监测所述监测柜地线和/或所述入户芯线地线雷电流信息；其中所述雷电流信息包括：泄放时雷电流的时间、幅值和/或次数。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，所述雷电监测模块包括：监测柜地线监测模块，配置以监测所述监测柜地线雷电流信息；入户芯线地线监测模块，配置以监测所述入户芯线地线雷电流信息。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，所述主控单元进一步配置为：响应于一保护单元发出的报警信息，比对该报警信息产生时刻雷电检测模块是否监测到雷电流信息，若是则生成状态信息为雷电故障，若否则生成状态信息为自然劣化。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：防雷底座，其中所述保护单元和/或所述信息获取模块设置在所述防雷底座上。
特别的，所述的铁路芯线防护监测柜，所述主控单元进一步包括：数据库，配置以记录所述报警信息和雷电流信息。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜结构示意图；
图2是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜部分结构示意图；
图3是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜部分结构示意图；
图4是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜数据通信示意图；以及
图5是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜结构布局示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
本申请涉及一种铁路芯线防护监测柜。在一些实施例中，本申请应用于铁路防灾安全监测系统，用以监测铁路防灾安全监测系统数据芯线的尖峰电流或电压，进而确认对应数据芯线对应设备状况。下面以应用于铁路防灾安全监测系统的铁路芯线防护监测柜为例，对本申请进行具体阐述。
图1是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜结构示意图，如图1所示。本申请涉及一种铁路芯线防护监测柜，包括：
柜体110，入户芯线111经柜体一端口接入柜体110，并经柜体110另一端口接出柜体110。在本实施例中，入户芯线是一种铁路防灾安全监测系统数据线。在一些实施例中，入户芯线可以是其他类型线缆或芯线，例如供电线缆。在一些实施例中，对于入户芯线111的检测并不影响入户芯线111自身结构和电信号的传输。
分线单元130，其设置在柜体110内，配置以提取入户芯线110内的多个子芯线。在一些实施例中，入户芯线111通常包括多个子芯线。本实施例中，所述铁路防灾安全监测系统可以对气象灾害信息进行防护，铁路防灾安全监测系统可以包括风速、降雨量等探测设备终端设置在多个相同或不同的位置，用以探测当地天气状况，并将探测到的数据信息经自身数据芯线(子芯线)发送。这些数据芯线在某处汇总为一个或多个总芯线(入户芯线)后，传输至铁路防灾安全监测系统。在一些实施例中，入户芯线111每个子芯线对应一个探测设备终端。获取到子芯线的雷电流信息后，即可知晓发生雷电的对应探测设备终端信息。分线单元130可以将入户芯线111中的子芯线从入户芯线中分离出来，便于针对每根子芯线进行监测。
多个保护单元150，其设置在柜体110内，配置以响应于子芯线中产生尖峰电流或者电压时，导通分流并生成报警信息。在一些实施例中，每个保护单元150与子芯线一一对应。当某一子芯线中产生尖峰电流或者电压时，保护单元150可以导通分流，并产生相应报警信息。在一些实施例中，报警信息包括保护单元开始工作的时间和该保护单元150的位置信息(即对应子芯线位置信息)。在一些实施例中，子芯线与保护单元不是一一对应的，例如多个子芯线可以共用一个保护单元，当某一子芯线产生尖峰电流或者电压时，保护单元同样可以发送开始工作的时间和相应子芯线的位置信息。在一些实施例中，保护单元150进一步包括泄放线路152和数据输出端口151。报警信息和经数据输出端口151输出至其他设备装置。
监测柜地线170，其耦合至多个保护单元150。在一些实施例中，监测柜地线170耦合至泄放线路152，监测柜地线170经配置以泄放子芯线产生尖峰电流或者电压。
柜体110进一步包括一数据接口(图中未示出)，其耦合至保护单元150，配置以获取报警信息并转发。在一些实施例中，保护单元150的数据输出端口151输出的报警信息先进行汇总操作，再进一步发送出去。
在一些实施例中，当铁路防灾安全监测系统中，某一探测设备发生雷击，雷击产生的尖峰电流或者电压经该设备数据芯线传输至铁路芯线防护监测柜。该子芯线在分线单元130处，从入户芯线111内剥离出来。产生的尖峰电流或者电压经过保护单元150时，保护单元150相应于该尖峰电流或者电压开启，产生的尖峰电流或者电压经泄放线路152，至监测柜地线170被泄放。保护单元150开启后，同时生成报警信息，经数据输出端口151输出至相应设备，或经数据输出端口151输出汇总后，经数据接口输出至相应设备。
在一些实施例中，本申请所述铁路芯线防护监测柜还可以进一步包含其他模块或单元。
图2是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜部分结构示意图，图3是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜部分结构示意图。其中，图2和图3所示结构可以设置于同一铁路芯线防护监测柜内，或者设置在两个铁路芯线防护监测柜内。
在一些实施例中，保护单元包括：
SPD模块251，串联设置在子芯线上。在一些实施例中，当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。其中，尖峰电流或者电压经泄放线路254传输至监测柜地线370(具体连接关系未示出)。在一些实施例中，SPD模块在结构上采用插拔式分体结构，可根据防灾设备的耐过压能力选择不同的SPD，对不同的设备进行横向、纵向、纵横向保护。在一些实施例中，SPD模块是即插即用，可实现热插拔。
遥信采集模块252，配置以监测SPD模块状态并生成报警信息。在一些实施例中，SPD模块251开启后即失效(线路无法正常传输数据，需要更换新SPD模块)。遥信采集模块252可以监测SPD模块状态并生成报警信息，其中报警信息为SPD模块失效和位置信息。在一些实施例中，遥信采集模块252将SPD模块251状态指示信号转换为电平信号。
在一些实施例中，多个保护单元分成多个组，可以依据组别快速区分保护单元或SPD模块的位置。在一些实施例中，铁路芯线防护监测柜进一步包括：多个组信息模块260，配置以将一组保护单元或遥信采集模块252报警信息汇总，并将该保护单元所在组信息与该保护单元报警信息合并发送至数据接口。在一些实施例中，组信息模块260配置以保护单元或遥信采集模块252的报警信息转变为电信号，再将电信号的变化，转变为二进制的数据，发送至数据接口。
在一些实施例中，铁路芯线防护监测柜进一步包括：信息获取模块，配置以将多个保护单元或遥信采集模块252的报警信息汇总并发送至数据接口。在一些实施例中，多个保护单元或遥信采集模块252的报警信息先发送至对应组信息模块260，再经组信息模块260发送至信息获取模块，最后发送至数据接口。
如本领域技术人员所知，组信息模块260和信息获取模块不是必须的，铁路芯线防护监测柜可以包括两者中的一个或全部，也可以不包括其中任一。
在一些实施例中，铁路芯线防护监测柜，进一步包括：入户芯线地线317，设置在入户芯线金属铠装处。一个铁路芯线防护监测柜通常有多个入户芯线311接入，每个入户芯线311包括一个或多个探测设备终端319的子芯线。入户芯线地线317可以将对应入户芯线的尖峰电流或者电压泄放。
在一些实施例中，铁路芯线防护监测柜，进一步包括：雷电监测模块308，耦合至输出端口，配置以监测监测柜地线和/或入户芯线地线雷电流信息，其中雷电流信息包括：泄放时雷电流的时间、幅值和/或次数。
在一些实施例子中，雷电监测模块380包括：监测柜地线监测模块372，配置以监测监测柜地线370雷电流信息。入户芯线地线监测模块315，配置以监测入户芯线地线317雷电流信息。由于SPD模块存在自然劣化，导致SPD模块在没有浪涌的情况下启动。增加雷电监测模块380可以将是否有电流泄放的信息与SPD模块状态信息比对，确认是否是自然劣化导致的开启。
在一些实施例中，铁路芯线防护监测柜，进一步包括：防雷底座(未示出)设置在铁路芯线防护监测柜内，其中保护单元和/或信息获取模块设置在防雷底座上。
在一些实施例中，本申请的铁路芯线防护监测柜进一步包括：主控单元290(主控单元390)，配置以接收报警信息，显示多个保护单元状态信息。在一些实施例中，主控单元耦合至数据端口。主控单元290(主控单元390)可以实时显示当前保护单元或SPD模块状态(是否开启)。在一些实施例中，主控单元进一步包括：数据库，配置以记录报警信息和雷电流信息。在一些实施例中，主控单元进一步配置为：响应于一保护单元发出的报警信息，比对该报警信息产生时刻雷电检测模块是否监测到雷电流信息，若是则生成状态信息为雷电故障，若否则生成状态信息为自然劣化。
在一些实施例中，主控单元290(主控单元390)配置以建立与组信息模块260、信息获取模块、雷电监测模块308的信息通信，并将收集到的报警信息和雷电流信息，存入数据库中。在一些实施例中，主控单元290(主控单元390)进一步包括操作界面，会进行报警信息和雷电流信息的显示、配置、查询。其配置信息会存入数据库中。当进行故障分析诊断时，软件将收集到的报警信息及雷电流信息，以时间为坐标，进行联系。
在一些实施例中，当保护单元或SPD模块开启时，有雷击电流经过地线进行泄放，且其最大幅值，超出设定的阀值时，判定保护单元或SPD模块开启原因为雷击。当保护单元或SPD模块开启时，无雷击电流经过地线，则认为保护单元或SPD模块开启原因为自然劣化。
图4是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜数据通信示意图，如图所示。多个铁路芯线防护监测柜可以通过数据端口或主控模块与外界通讯，经一个或多个网络交换机411或412，将报警信息和雷电流信息发送至数据平台420。在一些实施例中，数据平台420可以是通信段监控终端，或者铁路防灾安全监测系统。
图5是根据本发明的一个实施例一种铁路芯线防护监测柜结构布局示意图。如图所示，是一种铁路芯线防护监测柜的具体布局方式。入户芯线经端口511进入柜体510，在分线单元530处将多个子芯线进行提取，子芯线串联接入保护模块550。入户芯线经端口517接出柜体510。铁路芯线防护监测柜还包括雷电监测模块580。图中，多个分线单元和多个保护单元整体为一组，共包括四组。
在一些实施例中，分线单元130、保护单元150、入户芯线、子芯线、监测柜地线170、数据接口、SPD模块251、遥信采集模块252、组信息模块260、信息获取模块、入户芯线地线317、雷电监测模块308、监测柜地线监测模块372、入户芯线地线监测模块315、防雷底座(未示出)的具体数量不做限制，可以依据实际需求设定。
本申请的铁路芯线防护监测柜，将铁路防灾安全监测系统设备电缆芯线防护和分线巧妙地结合，实现了分线、芯线防护一体化，减少配线器材和施工费用，便于维修和调试。铁路芯线防护监测柜将防护柜各个位置的SPD信息进行配置，在主控单元界面中，直观反馈铁路芯线防护监测柜相应位置的SPD配置型号及对应的状态信息。防灾芯线防护柜，解决了分区分级雷电拦截泄流的问题，可以实现对SPD模块状态的实时监测，建立故障信息与SPD模块信号的有益联系，实现对故障信息的直观准确的统计。降低现场维护人员的素质要求，提高铁路芯线防护监测柜SPD故障的处理效率，从而有效的降低安装隐患，及劳动强度。铁路芯线防护监测柜不但可以及时发现雷电灾害发生地，及时报告相关信息，也能统计雷电灾害发生频率，更有针对性的进行灾害防护。
除此之外，本申请针对铁路防灾安全监控系统，提供及时准确监测并提前发出预警，为铁路调度提供一手灾害信息，减少其对铁路高速行车的危害，保证铁路运输的安全。本申请不但针对现有铁路防灾安全监测系统的数据采集、电源供电电缆芯线从室外直接引入机房设备增加了过电压、过电流防护及监测，填补了相应技术空白，还可以准确判断导致设备损坏的原因。另外，可以在铁路防灾安全监控系统内无人职守设备机房等区域，及时对故障发出相关信息，减少了铁路防灾安全监控系统相关设备遭受雷击的风险。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (12)

1.一种铁路芯线防护监测柜，包括：
柜体，入户芯线经所述柜体一端口接入所述柜体，并经所述柜体另一端口接出所述柜体；
分线单元，其设置在所述柜体内，配置以提取入户芯线内的多个子芯线；
多个保护单元，其设置在所述柜体内，配置以响应于对应子芯线中产生尖峰电流或者电压时，导通分流并生成报警信息；以及
监测柜地线，其耦合至所述多个保护单元；
其中，所述柜体包括一数据接口，其耦合至所述多个保护单元，配置以获取并发送所述报警信息。
2.根据权利要求1所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：
主控单元，耦合至所述数据接口，经配置以接收所述报警信息，显示所述多个保护单元状态信息。
3.根据权利要求1所述的铁路芯线防护监测柜，其中，所述保护单元包括：SPD模块，串联设置在所述子芯线上，配置以导通分流。
4.根据权利要求3所述的铁路芯线防护监测柜，其中，所述保护单元包括：遥信采集模块，配置以监测所述SPD模块状态并生成报警信息；其中所述报警信息为SPD模块失效和位置信息。
5.根据权利要求1所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：信息获取模块，配置以将所述多个保护单元的报警信息汇总并发送至主控单元。
6.根据权利要求3所述的铁路芯线防护监测柜，所述多个保护单元分成多个组，所述铁路芯线防护监测柜进一步包括：多个组信息模块，配置以将一组保护单元报警信息汇总，并将该保护单元所在组信息与所述该保护单元报警信息合并发送至信息获取模块。
7.根据权利要求1所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：入户芯线地线，设置在所述入户芯线金属铠装处。
8.根据权利要求5所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：雷电监测模块，耦合至所述主控单元，配置以监测所述监测柜地线和/或所述入户芯线地线雷电流信息；其中所述雷电流信息包括：泄放时雷电流的时间、幅值和/或次数。
9.根据权利要求6所述的铁路芯线防护监测柜，所述雷电监测模块包括：监测柜地线监测模块，配置以监测所述监测柜地线雷电流信息；以及入户芯线地线监测模块，配置以监测所述入户芯线地线雷电流信息。
10.根据权利要求7所述的铁路芯线防护监测柜，所述主控单元进一步配置为：响应于一保护单元发出的报警信息，比对该报警信息产生时刻雷电检测模块是否监测到雷电流信息，若是则生成状态信息为雷电故障，若否则生成状态信息为自然劣化。
11.根据权利要求3所述的铁路芯线防护监测柜，进一步包括：防雷底座，其中所述保护单元和/或所述信息获取模块设置在所述防雷底座上。
12.根据权利要求6所述的铁路芯线防护监测柜，所述主控单元进一步包括：数据库，配置以记录所述报警信息和雷电流信息。
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