CN203332152U

CN203332152U - 用于铁路相敏轨道电路的防护盒

Info

Publication number: CN203332152U
Application number: CN2013203378412U
Authority: CN
Inventors: 李辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2023-06-13

Abstract

本实用新型涉及一种用于铁路相敏轨道电路的防护盒；该防护盒含有防护盒体，防护盒体内设有补偿电容组和补偿电感组，防护盒体的面板上设有第一外接端子、第二外接端子、第三外接端子、补偿电容组换挡端子、补偿电感组换挡端子、局部电压输入端口、通讯接口和显示器，防护盒体内的电压检测电路含有主控模块、模拟信号检测模块、显示模块、通讯模块和电源模块，模拟信号检测模块含有第一路和第二路模拟信号检测电路，第一路模拟信号检测电路的输入端与第一和第三外接端子连接，第二路模拟信号检测电路的输入端与局部电压输入端口连接，它们的输出端均连接到主控模块；本实用新型功能强、自动化程度高、监测实时性好、使用方便。

Description

用于铁路相敏轨道电路的防护盒

（一）、技术领域：本实用新型涉及一种防护装置，特别涉及一种用于铁路相敏轨道电路的防护盒。

（二）、背景技术：防护盒主要用于铁路系统的25Hz相敏轨道电路，它主要有下列作用：

1、可以减少JCRC型轨道继电器上50Hz牵引电流的干扰；

2、可以对25Hz的无功分量进行补偿；

3、可以减少25Hz信号在传输中的衰耗和相移，使轨道线圈电压和局部线圈电压产生较好的相位差，最好是90度相位差，保证JCRC型轨道继电器的正常工作。

现有防护盒内主要设置有多个电感和电容，防护盒外部设有多个接线端子，通过连接不同的接线端子，可以改变防护盒中接入的电感量和电容量，使JCRC型继电器接收到电压和相位符合要求。

铁路系统中，现场为了保证JCRC型轨道继电器正常工作，因环境条件的变化和设备状况的改变，需要工作人员经常监测25Hz轨道电路中的接收电压和接收电压与局部电压的相位差，如有问题就要调整，特别是在初装时必须调整；一要调整室外设备，二要在室内调整防护盒的接线端子的连接，也就是改变防护盒里的电感量和电容量。传统测试是依靠轨道测试盘人工测试，测试方法单一，精度不高，不能全天候实时监测，无输出接口，费工费时，配线繁杂等缺点。

（三）、实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种功能强、自动化程度高、监测实时性好、使用方便的用于铁路相敏轨道电路的防护盒。

本实用新型的技术方案：

一种用于铁路相敏轨道电路的防护盒，含有防护盒体，防护盒体内设有补偿电容组和补偿电感组，防护盒体的面板上设有第一外接端子、第二外接端子、第三外接端子、补偿电容组换挡端子和补偿电感组换挡端子，补偿电容组和补偿电容组换挡端子连接在一起形成一个电容值可变的补偿电容组，补偿电感组与补偿电感组换挡端子连接在一起形成一个电感值可变的补偿电感组，电容值可变的补偿电容组和电感值可变的补偿电感组串联在一起后并接在第一外接端子和第三外接端子两端，电容值可变的补偿电容组和电感值可变的补偿电感组的连接点接在第二外接端子上，防护盒体的面板上还设有局部电压输入端口、通讯接口和显示器，防护盒体内还设有电压检测电路，电压检测电路含有主控模块、模拟信号检测模块、显示模块、通讯模块和电源模块，主控模块中含有微处理器，模拟信号检测模块含有第一路模拟信号检测电路和第二路模拟信号检测电路，第一路模拟信号检测电路的输入端与第一外接端子和第三外接端子连接，第二路模拟信号检测电路的输入端与局部电压输入端口连接，第一路模拟信号检测电路和第二路模拟信号检测电路的输出端均连接到微处理器的模拟信号输入端，微处理器的通讯口通过通讯模块与通讯接口连接，微处理器的显示控制口通过显示模块与显示器连接，电源模块为主控模块、模拟信号检测模块、显示模块和通讯模块供电。微处理器的型号为TMS320F28016。

第一路模拟信号检测电路中含有第一变压器和第一运算放大器，从第一外接端子和第三外接端子中进来的敏轨电压信号经第一变压器隔离后，再经第一运算放大器放大，然后进入微处理器的轨道电压模拟信号输入端；第二路模拟信号检测电路中含有第二变压器和第二运算放大器，从局部电压输入端口中进来的局部电压信号经第二变压器隔离后，再经第二运算放大器放大，然后进入微处理器的局部电压模拟信号输入端。第一运算放大器和第二运算放大器的型号为LF353。

通讯模块中含有CAN收发器，微处理器的CAN通讯口通过CAN收发器与通讯接口连接。CAN收发器的型号为ADM3053。

显示模块中含有N个移位寄存器，N个移位寄存器依次级连，微处理器的显示控制口中的串行信号输出端与第一个移位寄存器的串行信号输入端连接，微处理器的显示控制口中的同步信号输出端与N个移位寄存器的同步信号输入端连接，N个移位寄存器的输出端分别与N个显示器连接，N为大于等于1的自然数。移位寄存器的型号为4094，显示器为LED显示器。

主控模块中还含有串行存储器、模式设置跳线器、通讯编码设置器；串行存储器通过串行口与微处理器连接；模式设置跳线器与分压电阻串联后并接在电源和地之间，模式设置跳线器与分压电阻之间的连接点通过限流电阻与微处理器的模式设置数字信号输入端连接；通讯编码设置器与微处理器的通讯编码数字信号输入端连接。串行存储器的型号为24C02。

模式设置跳线器含有仿真模式跳线器、加载模式跳线器和工作模式跳线器，通讯编码设置器为拨码开关。

电源模块中含有电源降压转换器、调压运算放大器和反向电荷泵，防护盒体的面板上还设有外部电源输入端口，外部电源输入端口进来的直流电经过电源降压转换器、调压运算放大器和反向电荷泵变换后给主控模块、模拟信号检测模块、显示模块和通讯模块供电。电源降压转换器的型号为WRB2405CS、TPS767D318和MC1403，调压运算放大器的型号为OP-07，反向电荷泵的型号为TPS60403。

实际使用该防护盒时，将防护盒体面板上的第一外接端子、第三外接端子与轨道电路连接，将局部电压输入端口与电源屏连接，电源屏是为铁路设备供电的装置；通讯接口与控制总站连接，以便防护盒与控制总站进行信息交换。该防护盒工作时，微处理器接收第一路模拟信号检测电路和第二路模拟信号检测电路输出的轨道电压和局部电压，然后对轨道电压和局部电压进行比较运算，计算出它们的相位差，然后将该相位差、轨道电压和局部电压在显示器上显示出来，操作人员在进行轨道电压的调整时可以直接根据显示器上的数据进行调整，使用非常方便。

本实用新型的有益效果：

1．本实用新型不仅能监测轨道电路的电压信息，还能监测相位信息，

而且能将监测到的各种信息进行显示，还可将监测到的各种信息通过CAN总线传送出去，便于控制总站对多个防护盒进行实时管理、故障诊断，因此，本实用新型不仅功能强、自动化程度高，而且监测实时性好、使用方便。

2．本实用新型的模拟信号检测模块采用变压器对输入信号进行隔离，

采用运算放大器对输入信号进行放大，使用数字滤波技术将干扰信号衰减到很小，有效滤除了各种干扰，因此，本实用新型的监测精度高、可靠性好。

（四）、附图说明：

图1为补偿电容组和补偿电感组的连接原理示意图；

图2为电压检测电路的原理框图；

图3为主控模块的原理示意图；

图4为模拟信号检测模块的原理示意图；

图５为通讯模块的原理示意图；

图６为显示模块的原理示意图；

图７为电源模块的原理示意图。

（五）、具体实施方式：

参见图1～图７，图中，用于铁路相敏轨道电路的防护盒含有防护盒体，防护盒体内设有补偿电容组5和补偿电感组4，防护盒体的面板上设有第一外接端子1、第二外接端子2、第三外接端子3、补偿电容组换挡端子7和补偿电感组换挡端子6，补偿电容组5和补偿电容组换挡端子7连接在一起形成一个电容值可变的补偿电容组，补偿电感组4与补偿电感组换挡端子6连接在一起形成一个电感值可变的补偿电感组，电容值可变的补偿电容组和电感值可变的补偿电感组串联在一起后并接在第一外接端子1和第三外接端子3两端，电容值可变的补偿电容组和电感值可变的补偿电感组的连接点接在第二外接端子2上，防护盒体的面板上还设有局部电压输入端口、通讯接口和显示器LED1~LED6，防护盒体内还设有电压检测电路，电压检测电路含有主控模块、模拟信号检测模块、显示模块、通讯模块和电源模块，主控模块中含有微处理器U1，模拟信号检测模块含有第一路模拟信号检测电路和第二路模拟信号检测电路，第一路模拟信号检测电路的输入端与第一外接端子1和第三外接端子3连接，第二路模拟信号检测电路的输入端与局部电压输入端口连接，第一路模拟信号检测电路和第二路模拟信号检测电路的输出端均连接到微处理器U1的模拟信号输入端，微处理器U1的通讯口通过通讯模块与通讯接口连接，微处理器U1的显示控制口通过显示模块与显示器连接，电源模块为主控模块、模拟信号检测模块、显示模块和通讯模块供电。微处理器U1的型号为TMS320F28016。

第一路模拟信号检测电路中含有第一变压器TR1和第一运算放大器U9A、U9B，从第一外接端子1和第三外接端子3中进来的敏轨电压信号经第一变压器TR1隔离后，再经第一运算放大器U9A、U9B放大，然后进入微处理器U1的轨道电压模拟信号输入端ADCINA5；第二路模拟信号检测电路中含有第二变压器TR2和第二运算放大器U10A、U10B，从局部电压输入端口中进来的局部电压信号经第二变压器TR2隔离后，再经第二运算放大器U10A、U10B放大，然后进入微处理器U1的局部电压模拟信号输入端ADCINA6。第一运算放大器U9A、U9B和第二运算放大器U10A、U10B的型号为LF353。

通讯模块中含有CAN收发器U6，微处理器U1的CAN通讯口CANTXA、CANRXA通过CAN收发器U6与通讯接口连接。CAN收发器U6的型号为ADM3053。

显示模块中含有6个移位寄存器U11~U16，6个移位寄存器U11~U16依次级连，微处理器U1的显示控制口中的串行信号输出端SPISIMOA与第一个移位寄存器U11的串行信号输入端D连接，微处理器U1的显示控制口中的同步信号输出端SPICLKA与6个移位寄存器U11~U16的同步信号输入端CLK连接，6个移位寄存器U11~U16的输出端分别与6个显示器LED1~LED6连接。移位寄存器U11~U16的型号为4094，显示器LED1~LED6为LED显示器。

主控模块中还含有串行存储器U2、模式设置跳线器、通讯编码设置器JP4、JP5；串行存储器U2通过串行口WP、SCL、SDA与微处理器U1连接；模式设置跳线器含有仿真模式跳线器、加载模式跳线器和工作模式跳线器；

仿真模式跳线器与分压电阻R8串联后并接在电源3.3VD和地之间，仿真模式跳线器与分压电阻R8之间的连接点通过限流电阻R5与微处理器U1的模式设置数字信号输入端GPIO34连接；

加载模式跳线器与分压电阻R7串联后并接在电源3.3VD和地之间，加载模式跳线器与分压电阻R7之间的连接点通过限流电阻R4与微处理器U1的模式设置数字信号输入端GPIO29连接；

工作模式跳线器与分压电阻R6串联后并接在电源3.3VD和地之间，工作模式跳线器与分压电阻R6之间的连接点通过限流电阻R3与微处理器U1的模式设置数字信号输入端GPIO18连接；

通讯编码设置器JP4、JP5与微处理器U1的通讯编码数字信号输入端GPIO4~GPIO11连接。串行存储器U2的型号为24C02。

通讯编码设置器JP4、JP5为拨码开关。

电源模块中含有电源降压转换器U3、U5、U4、调压运算放大器U7和反向电荷泵U8，防护盒体的面板上还设有外部电源输入端口，外部电源输入端口进来的直流电24V经过电源降压转换器U3、U5、U4、调压运算放大器U7和反向电荷泵U8变换后给主控模块、模拟信号检测模块、显示模块和通讯模块供电。电源降压转换器U3、U5、U4的型号分别为WRB2405CS、TPS767D318和MC1403，调压运算放大器U7的型号为OP-07，反向电荷泵U8的型号为TPS60403。

实际使用该防护盒时，将防护盒体面板上的第一外接端子1、第三外接端子3与轨道电路连接，将局部电压输入端口与电源屏连接，电源屏是为铁路设备供电的装置；通讯接口与控制总站连接，以便防护盒与控制总站进行信息交换。该防护盒工作时，微处理器U1接收第一路模拟信号检测电路和第二路模拟信号检测电路输出的轨道电压和局部电压，然后对轨道电压和局部电压进行比较运算，计算出它们的相位差，然后将该相位差、轨道电压和局部电压在显示器LED1~LED6上显示出来，操作人员在进行轨道电压的调整时可以直接根据显示器LED1~LED6上的数据进行调整，使用非常方便。

Claims

1.一种用于铁路相敏轨道电路的防护盒，含有防护盒体，防护盒体内设有补偿电容组和补偿电感组，防护盒体的面板上设有第一外接端子、第二外接端子、第三外接端子、补偿电容组换挡端子和补偿电感组换挡端子，补偿电容组和补偿电容组换挡端子连接在一起形成一个电容值可变的补偿电容组，补偿电感组与补偿电感组换挡端子连接在一起形成一个电感值可变的补偿电感组，电容值可变的补偿电容组和电感值可变的补偿电感组串联在一起后并接在第一外接端子和第三外接端子两端，电容值可变的补偿电容组和电感值可变的补偿电感组的连接点接在第二外接端子上，其特征是：防护盒体的面板上还设有局部电压输入端口、通讯接口和显示器，防护盒体内还设有电压检测电路，电压检测电路含有主控模块、模拟信号检测模块、显示模块、通讯模块和电源模块，主控模块中含有微处理器，模拟信号检测模块含有第一路模拟信号检测电路和第二路模拟信号检测电路，第一路模拟信号检测电路的输入端与第一外接端子和第三外接端子连接，第二路模拟信号检测电路的输入端与局部电压输入端口连接，第一路模拟信号检测电路和第二路模拟信号检测电路的输出端均连接到微处理器的模拟信号输入端，微处理器的通讯口通过通讯模块与通讯接口连接，微处理器的显示控制口通过显示模块与显示器连接，电源模块为主控模块、模拟信号检测模块、显示模块和通讯模块供电。

2.根据权利要求1所述的用于铁路相敏轨道电路的防护盒，其特征是：所述第一路模拟信号检测电路中含有第一变压器和第一运算放大器，从第一外接端子和第三外接端子中进来的敏轨电压信号经第一变压器隔离后，再经第一运算放大器放大，然后进入微处理器的轨道电压模拟信号输入端；第二路模拟信号检测电路中含有第二变压器和第二运算放大器，从局部电压输入端口中进来的局部电压信号经第二变压器隔离后，再经第二运算放大器放大，然后进入微处理器的局部电压模拟信号输入端。

3.根据权利要求1所述的用于铁路相敏轨道电路的防护盒，其特征是：所述通讯模块中含有CAN收发器，微处理器的CAN通讯口通过CAN收发器与通讯接口连接。

4.根据权利要求1所述的用于铁路相敏轨道电路的防护盒，其特征是：所述显示模块中含有N个移位寄存器，N个移位寄存器依次级连，微处理器的显示控制口中的串行信号输出端与第一个移位寄存器的串行信号输入端连接，微处理器的显示控制口中的同步信号输出端与N个移位寄存器的同步信号输入端连接，N个移位寄存器的输出端分别与N个显示器连接，N为大于等于1的自然数。

5.根据权利要求1所述的用于铁路相敏轨道电路的防护盒，其特征是：所述主控模块中还含有串行存储器、模式设置跳线器、通讯编码设置器；串行存储器通过串行口与微处理器连接；模式设置跳线器与分压电阻串联后并接在电源和地之间，模式设置跳线器与分压电阻之间的连接点通过限流电阻与微处理器的模式设置数字信号输入端连接；通讯编码设置器与微处理器的通讯编码数字信号输入端连接。

6. 根据权利要求5所述的用于铁路相敏轨道电路的防护盒，其特征是：所述模式设置跳线器含有仿真模式跳线器、加载模式跳线器和工作模式跳线器，通讯编码设置器为拨码开关。

7. 根据权利要求1所述的用于铁路相敏轨道电路的防护盒，其特征是：所述电源模块中含有电源降压转换器、调压运算放大器和反向电荷泵，防护盒体的面板上还设有外部电源输入端口，外部电源输入端口进来的直流电经过电源降压转换器、调压运算放大器和反向电荷泵变换后给主控模块、模拟信号检测模块、显示模块和通讯模块供电。