CN113263962B - 一种轨道交通紧急断电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了针对诸如地铁、轻轨等轨道交通供电领域的紧急断电系统(EPO)，包括指令输入部分，逻辑组合部分、安全输出部分和控制电源；所述指令输入部分包括复位按钮S1、紧急停止按钮S2至Sn，所述紧急停止按钮S2至Sn采取触点串联冗余连接，所述逻辑组合部分由中间继电器K1，中间继电器K2和中间继电器K3经过逻辑组合后，与所述指令输入部分连接，所述安全输出部分由中间继电器K1、中间继电器K2和中间继电器K3的触点串联后与所述控制电源连接，本发明通过继电器的逻辑组合，实现继电器的状态的相互闭锁，确保系统功能安全。

Description

一种轨道交通紧急断电系统
技术领域
本发明涉及诸如地铁、轻轨等轨道交通供电领域，尤其涉及一种适用于接触轨供电的轨道交通供电系统。
背景技术
对于接触轨供电的轨道交通供电方式是将接触轨沿走行轨敷设，列车通过集电靴与其接触取电。对于基于接触轨供电的轨道交通系统，在投入运营后，在进行轨旁设备维修施工和在紧急情况下需要乘客疏散时，必须确保维护人员和疏散乘客的人身安全。目前，工程应用中的解决措施之一是设置紧急停电按钮(EPB)，即在各车站车控室IBP盘上、轨道沿线易于操作及观察的位置设置紧急停电按钮。在紧急情况下，车控室值班人员或轨道区域的维护人员可以按下相关的紧急停电按钮，使该区段接触轨供电区域两端相关的两个牵引变电所内对应的直流馈线断路器分闸，并闭锁其合闸，故障区段接触轨处于不带电的安全状态。目前常规的设计是通过紧急按钮的常闭触点与继电器线圈串联，正常工作时，继电器一直带电，用继电器的常开触点去跳闸相应的设备。为了保证紧急跳闸回路的可靠，通常选用高可靠性的元器件。即使如此，也不能完全避免按钮和继电器的触点出现故障，如触点粘连故障。紧急断电系统正常是处于后备状态，并不操作和使用，是典型的低使用频率，高风险设备。如何保证紧急断电系统保持良好的工作状态并在紧急状态下可以正常工作是设计中需要解决的问题。
发明内容
针对轨道交通紧急断电系统应用环境及可靠性的要求，为了能保证相关的设备、部件处于良好的运行状态，需要提高紧急断电系统设计的可靠性和安全性，轨道交通急断电系统工作过程中，能及时检测出相关部件的故障及其与外部关联系统的连接电缆的故障。本发明的目的是：提供一种轨道交通紧急断电系统，在实现部件故障检测的同时，通过冗余及安全触点输出等技术，提高系统的安全性和可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种轨道交通紧急断电系统，包括指令输入部分，逻辑组合部分、安全输出部分和控制电源；所述指令输入部分包括复位按钮S1、紧急停止按钮S2至Sn，n≥3，所述紧急停止按钮S2至Sn采取触点串联冗余连接，所述逻辑组合部分由中间继电器K1，中间继电器K2和中间继电器K3经过逻辑组合后，与所述指令输入部分连接，所述安全输出部分由中间继电器K1、中间继电器K2和中间继电器K3的触点串联后与所述控制电源连接。
复位按钮S1用于对紧急断电系统进行复位，使系统进入正常工作状态。分布在各车站车控室IBP盘上、轨道沿线的紧急停电按钮S2至Sn采取触点串联冗余连接。用于紧急情况下由操作人员触发系统断电。中间继电器K1、K2和K3构成紧急断电系统的核心，通过中间继电器的逻辑组合，实现继电器状态的相互闭锁。系统工作电源取自交直流电源系统。
通过中间继电器构成逻辑电路，保证系统在任意一个部件出现故障时，可确保系统的功能安全。当系统通电后，中间继电器K2线圈得电并自保持，K1线圈失电；K2得电后，通过K2(b)，触发K3得电，且K3实现电路自保持；当按下复位按钮S1时，K2线圈失电，K1线圈得电并自保持；当复位按钮S1回位后，K2线圈处于失电状态，K1和K3的线圈得电。此时系统的安全输出触点(OUT+，OUT-)保持闭合状态，供电系统处于正常工作状态；当按下任意一个EPB时，K1，K3都失电，安全输出触点断开，供电系统实现紧急断电。
本发明适用于轨道交通供电系统紧急断电操作,尤其是应用于接触轨供电的轨道交通供电系统中。在紧急情况下由车站操作人员根据具体情况及相应的操作规程进行应急处置，实现轨道交通供电系统的紧急断电操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过继电器的逻辑组合，实现继电器的状态的相互闭锁，确保系统功能安全；
本发明通过EPB按钮的常闭触点串联后构成冗余电路，在提高系统可靠性的同时，实现对EPB之间连接电缆的断线故障检测；
本发明实现安全输出触点输出，通过常开触点和常闭触点的串联，提高系统的可靠性和可用性；
本发明实现控制输出电缆的断线检测。
附图说明
图1为本发明实施例中基于功能安全的轨道交通紧急断电系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本实施例的基于功能安全的轨道交通紧急断电系统示意图，包括指令输入部分，逻辑组合部分、安全输出部分和控制电源；所述指令输入部分包括复位按钮S1、紧急停止按钮S2至Sn，n≥3，所述紧急停止按钮S2至Sn采取触点串联冗余连接，所述逻辑组合部分由中间继电器K1，中间继电器K2和中间继电器K3经过逻辑组合后，与所述指令输入部分连接，所述安全输出部分由中间继电器K1、中间继电器K2和中间继电器K3的触点串联后与所述控制电源连接。
复位按钮S1用于对紧急断电系统进行复位，使系统进入正常工作状态。分布在各车站车控室IBP盘上、轨道沿线的紧急停电按钮S2至Sn采取触点串联冗余连接。用于紧急情况下由操作人员触发系统断电。中间继电器K1、K2和K3构成紧急断电系统的核心，通过中间继电器的逻辑组合，实现继电器状态的相互闭锁。
进一步的，所述逻辑组合部分通过中间继电器K1，中间继电器K2和中间继电器K3构成逻辑电路，保证系统在任意一个部件出现故障时，可确保系统的功能安全，具体为：
所述复位按钮S1的常开触点S1(a)与中间继电器K2的常开触点K2(a)串联连接后再与中间继电器K1的常开触点K1(a)并联后，与中间继电器K1的线圈、S2到Sn的常闭触点S2(a)到Sn(a)串联后，与控制电源母线KM+和KM-连接；
复位按钮S1的常闭触点S1(b)与中间继电器K3的常闭触点K3(a)串联连接后再与中间继电器K2的常开触点K2(b)并联后，与中间继电器K1的常闭触点K1(b)、中间继电器K2的线圈串联后，与控制电源母线KM+和KM-连接；
中间继电器K2的常开触点K2(c)与中间继电器K1的常闭触点K1(c)串联连接后再与中间继电器K3的常开触点K3(b)并联后，与中间继电器K3的线圈、S2到Sn的常闭触点S2(b)到Sn(b)串联后，与控制电源母线KM+和KM-连接。
进一步的，所述安全输出部分由中间继电器K1的常开触点K1(d)、中间继电器K2的常闭触点K2(d)和中间继电器K3的常开触点K3(c)串联连接构成。
进一步的，所述安全输出部分的三个触点与供电系统的控制电源及中间继电器K4串联构成紧急断电回路。
进一步的，所述逻辑电路通过中间继电器K1，中间继电器K2和中间继电器K3的逻辑组合，实现继电器状态的相互闭锁，当系统通电后，中间继电器K2线圈得电并自保持，中间继电器K1线圈失电；中间继电器K2得电后，通过常开触点K2(c)，触发中间继电器K3得电，且中间继电器K3实现电路自保持；当按下复位按钮S1时，中间继电器K2线圈失电，中间继电器K1线圈得电并自保持；当复位按钮S1回位后，中间继电器K2线圈处于失电状态，中间继电器K1和中间继电器K3的线圈得电，此时安全输出部分的触点保持闭合状态，供电系统处于正常工作状态；当按下任意一个电子驻车制动系统EPB时，中间继电器K1和中间继电器K3都失电，安全输出触点断开，供电系统实现紧急断电。
进一步的，紧急停止按钮S2至Sn的常闭触点S2(a)至Sn(a)串联后接入逻辑组合部分，紧急停止按钮S2至Sn的常闭触点S2(b)至Sn(b)串联后接入逻辑组合部分，两个输入回路构成硬件冗余。
以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。本发明未涉及的技术均可通过现有的技术加以实现。

Claims (4)

1.一种轨道交通紧急断电系统，其特征在于：包括指令输入部分，逻辑组合部分、安全输出部分和控制电源；所述指令输入部分包括复位按钮S1、紧急停止按钮S2至Sn，n≥3，所述紧急停止按钮S2至Sn采取触点串联冗余连接，所述逻辑组合部分通过中间继电器K1，中间继电器K2和中间继电器K3构成逻辑电路，保证系统在任意一个部件出现故障时，可确保系统的功能安全，具体为：
所述复位按钮S1的常开触点S1(a)与中间继电器K2的常开触点K2(a)串联连接后再与中间继电器K1的常开触点K1(a)并联后，与中间继电器K1的线圈、S2到Sn的常闭触点S2(a)到Sn(a)串联后，与控制电源母线KM+和KM-连接；
复位按钮S1的常闭触点S1(b)与中间继电器K3的常闭触点K3(a)串联连接后再与中间继电器K2的常开触点K2(b)并联后，与中间继电器K1的常闭触点K1(b)、中间继电器K2的线圈串联后，与控制电源母线KM+和KM-连接；
中间继电器K2的常开触点K2(c)与中间继电器K1的常闭触点K1(c)串联连接后再与中间继电器K3的常开触点K3(b)并联后，与中间继电器K3的线圈、S2到Sn的常闭触点S2(b)到Sn(b)串联后，与控制电源母线KM+和KM-连接；
所述安全输出部分由中间继电器K1的常开触点K1(d)、中间继电器K2的常闭触点K2(d)和中间继电器K3的常开触点K3(c)串联连接构成。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通紧急断电系统，其特征在于：所述安全输出部分的中间继电器K1的常开触点K1(d)、中间继电器K2的常闭触点K2(d)和中间继电器K3的常开触点K3(c)的与供电系统的控制电源及中间继电器K4串联构成紧急断电回路。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通紧急断电系统，其特征在于：所述逻辑电路通过中间继电器K1，中间继电器K2和中间继电器K3的逻辑组合，实现继电器状态的相互闭锁，当系统通电后，中间继电器K2线圈得电并自保持，中间继电器K1线圈失电；中间继电器K2得电后，通过常开触点K2(c)，触发中间继电器K3得电，且中间继电器K3实现电路自保持；当按下复位按钮S1时，中间继电器K2线圈失电，中间继电器K1线圈得电并自保持；当复位按钮S1回位后，中间继电器K2线圈处于失电状态，中间继电器K1和中间继电器K3的线圈得电，此时安全输出部分的触点保持闭合状态，供电系统处于正常工作状态；当按下任意一个紧急停止按钮时，中间继电器K1和中间继电器K3都失电，安全输出触点断开，供电系统实现紧急断电。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通紧急断电系统，其特征在于：所述安全输出部分的中间继电器K1的常开触点K1(d)、中间继电器K2的常闭触点K2(d)和中间继电器K3的常开触点K3(c)正常工作时处于闭合状态，实现电缆断线故障检测。
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