CN204205199U - 一种铁路专用安全电源插座 - Google Patents

Abstract

为了解决现有铁路上用插座“常带电”所造成的安全性低的问题，本实用新型提供一种铁路专用安全电源插座，其结构是：上盖为上凹壳，中心位置设置窗口，同时在边沿设置透光口；中壳中心位置设置凸起平台，平台上设置插孔，其边沿设置圆孔；电路板上设置弹片、变压器、电感、继电器及CPU，并且电路板边沿设置导光柱及端子；壳体为下凹壳并于上盖相配合；中壳嵌套在上盖内部，中壳上的凸起平台与上盖的窗口相配合；电路板放置在壳体内部，电路板上的端子与壳体的端子槽相配合，电路板上设置负载介入识别电路。本实用新型不但结构简单，而且安全系数高，插座处于“常无电”状态，大大的提高了安全性。

Description

一种铁路专用安全电源插座

技术领域

本专利属于电力电子控制技术领域，尤其涉及一种铁路专用安全电源插座。 

背景技术

电源插座是一种是常用的为电器提供交流电源的实用性工具。目前，传统的电源插座从结构上属于机械弹片形式，直接供电。这种插座最大的特点是始终处于“常有电”状态。就是不管是否用与不用，插座一直有电。这种“常有电”状态在实际使用中是存在着一定的缺陷与不安全的隐患的。一是这种形式在电器插拔插头过程中往往产生电弧现象(电火花)。二是人门尤其是小孩儿童无意有意碰摸到插座中的安全弹片，极易造成触电事故。为解决这些问题，许多厂商在插座前加装了“阻挡”片来预防，但只是治标不治本。没有从根本上解决问题。三是传统插座是直接供电形式，没有任何智能化的体现。各种防护功能是无法做到的。 

以上这些问题，决定了传统插座在一些特殊场合的应用。 

铁路就是主要部分。因为铁路企业是一个极为特殊的又极为重要的行业。行车安全和乘客安全，设备安全是企业的根本。安全第一始终是该企业的宗旨。特殊的环境，特殊的场合，决定了产品的质量，产品的高安全性是第一位的。以往，铁路段车厅，列车车厢中是很少配备电源插座的，其中主要原因就是传统插座安全性得不到保证。现在，随着高铁的出现，要求必须配套电源插座，但都作了一些基本的防护，加装外盖。可是，插座仍是“常有电”并没有在根本上解决安全的问题。 

实用新型内容

为了解决现有铁路上用插座“常带电”所造成的安全性低的问题，本实用新型提供一种铁路专用安全电源插座。 

一种电源插座负载介入的识别方法是：电源插孔插入插头时，采用光电阻挡原理，达到检测元件输出电位变化并将输出数据传送至CPU分析，同时满足负载不为零的条件则插座 通电的方法，达到识别负载插入及短路识别的功能。 

所述的一种电源插座负载介入的识别方法，负载介入识别还可以采用数字电路、磁场变化、机械触点等途径达到检测元件输出电位变化。 

一种铁路专用安全电源插座，采用了上述电源插座负载介入的识别方法，其技术方案是：交流电通过电源电路连接继电器，同时串联负载介入识别电路、最大功率限制电路、温度防护电路再连接到弹片，实现“常无电”、温度保护、过载保护、漏电保护、短路保护的功能。 

一种铁路专用安全电源插座，其中：电源电路由变压器连接桥式整流并联滤波电容，通过连接稳压管，组成整机工作电源电路，提供+12v工作电压。 

所述的铁路专用安全电源插座，负载介入识别电路由光电传感器和CPU组成，利用插头的插入使光电传感器相应部分电位的变化并将数据传送至CPU，达到识别插头插入的目的，其结构是：电源端连接电源电路，检测输出端连接CPU。 

所述的铁路专用安全电源插座，温控防护电路由温控开关串接在变压器初级线圈中，将继电器线圈串联至变压器次级线圈，达到温控保护的作用。 

所述的铁路专用安全电源插座，最大功率限制电路由电流互感器连接桥式整流并联滤波电容、稳压管，并联可调电阻组成最大功率限制电路，可调电阻的引出端连接CPU，用以收集功率数据，并对现有功率进行比较，达到功率限制的功能。 

所述的铁路专用安全电源插座，由上盖、中壳、电路板、壳体组成，其中，上盖为上凹壳，中心位置设置窗口，同时在边沿设置透光口；中壳中心位置设置凸起平台，平台上设置插孔，其边沿设置圆孔；电路板上设置弹片、变压器、电感、继电器及CPU，并且电路板边沿设置导光柱及端子；壳体为下凹壳并于上盖相配合；中壳嵌套在上盖内部，中壳上的凸起平台与上盖的窗口相配合；电路板放置在壳体内部，电路板上的端子与壳体的端子槽相配合，电路板上的导光柱穿过中壳的圆孔与上盖上的透光口相配合，电路板上的弹片与中壳上 的插孔相配合。 

本实用新型的有益效果是：不但结构简单，而且安全系数高，插座处于“常无电”状态，大大的提高了安全性。 

附图说明

图1为铁路专用安全电源插座的结构示意图；图2为中壳的放大图；图3为铁路专用安全电源插座的电路原理图。 

其中，1.上盖；2.中壳；3.弹片；4.导光柱；5.壳体；6.护盖；7.变压器；8.电感；9.CPU；10.端子槽；11.端子；12.窗口；13.凸起平台；14.圆孔；15.透光口；16.插孔；17.电路板。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。 

如图1～2所示，铁路专用安全电源插座，由上盖、中壳、电路板、壳体组成，其中，上盖1为上凹壳，中心位置设置矩形窗口12，同时在边沿设置透光口15；中壳2中心位置设置凸起平台13，其上设置插孔16，其边沿设置圆孔14；电路板17上设置弹片3、变压器7、电感8、继电器及CPU9，并且电路板17边沿板置导光柱4及端子11；壳体5为下凹壳并于上盖1相配合；中壳2嵌套在上盖1内部，中壳2上的凸起平台13与上盖1的窗口12相配合；电路板17放置在壳体5内部，电路板17上的端子11与壳体5的端子槽10相配合，电路板17上的导光柱4穿过中壳2的圆孔14与上盖1上的透光口15相配合，电路板17上的弹片3与中壳2上的插孔16相配合。 

所述的铁路专用安全电源插座，导光柱4下方为LED。 

所述的铁路专用安全电源插座，为保证安全，电路板17上的弹片3外围设置护盖6。 

如图3所示，铁路专用安全电源插座，电路板17上包括：电源电路、负载介入识别电路、最大功率限制电路、温度防护电路，其中：变压器B1连接整流桥堆Q1并联滤波电容 C1连接稳压管Wy1后，组成整机工作电源电路，其为继电器提供+12v工作电压，为控制电路，防护电路等提供+5v工作电压。 

负载介入识别电路由光电传感器和CPU组成，利用插头的插入使光电传感器阻挡式光电耦合H1、H2，分别安装在二孔和三孔插座电极指定的位置，利用插头的插入使H1、H2相应部分电位的变化，CPU9的第3、第4管脚收据数据后，辨识是否为插头插入，达到识别的目的。 

温控防护电路由温控传感器WK串接在变压器B1初级线圈中。平时，温度低于设定值时，WK是呈闭合道路状态，交流电通过WK给变压器B1供电正常工作。但当温度超过WK设定值后，WK内部从闭合道路变为断离开路状态，切断变压器B1供电回路，也就切断了整机供电电路，继电器立即就会释放，从而切断了供电输出达到温度防护的功能。 

最大功率限制电路由电流互感器B2连接桥式整流Q2并联滤波电容C2、稳压管DW，并联可调电阻RW组成最大功率限制电路，可调电阻RW的引出端连接CPU9第5管脚。根据设定最大功率的要求，适当选择RW的阻值。使负载功率小于设定值时，正常供电。而当负载功率大于设定值后，发出相应指令至功能控制电路中，经识别切断插座电源的输出。 

所述的铁路专用安全电源插座，弹片3为铜制。 

所述的铁路专用安全电源插座，上盖1、中壳2、壳体5材质为阻燃塑料。 

铁路专用安全电源插座的工作过程：整机电源电路为整个电路提供+12v和+5v工作电源。为了识别方便，光电传感器H1、H2分别安装在二孔电极中的N(零线)中。三孔中的E(地线)上，利用插头的插入，阻挡其光电发射接收路径，达到识别目的。插头未插入插孔时，H1(H2)的输出是低电平，CPU9经识别不给指令，继电器不动作，当插头插入后，H1(H2)输出从低电平跳变至高电平，CPU9第3脚或4脚识别，发出相应指令，可以执行供电工作。如果，另一个识别也达到要求，CPU9就下达动作指令，继电器吸合，插座开始供电。而另一个识别传感指令就是插座电极是否有“短路”现象。就是是否有小孩用铁丝等物 摸触，电极或短接电极。CPU9经识别是不下达指令的。只有外线电极负载正常，且插头插在插座中，光电传感正常，才会下达动作供电指令的。这样，安全性才有根本保证。 

在供电过程中，如果，负载功率(负载电流)经过设定值时，功率限制电路中RW的电位使CPU的第5脚接到指令，迅速下达停止供电的动作，继电器立即释放，切断供电输出，完成功率限制的目的。 

在供电过程中，如果插座内部温度上升，达到WK的额定值时，WK内部断开变压器B1供电回路，整个插座失去工作电压继电器失去+12V释放。同时，CPU的1脚失去+5V控制电路失去工作电压而停止控制，达到温度防护的功能。 

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 

Claims (8)

1.一种铁路专用安全电源插座，由上盖、中壳、电路板、壳体组成，其特征是：上盖为上凹壳，中心位置设置窗口，同时在边沿设置透光口；中壳中心位置设置凸起平台，平台上设置插孔，其边沿设置圆孔；电路板上设置弹片、变压器、电感、继电器及CPU，并且电路板边沿设置导光柱及端子；壳体为下凹壳并于上盖相配合；中壳嵌套在上盖内部，中壳上的凸起平台与上盖的窗口相配合；电路板放置在壳体内部，电路板上的端子与壳体的端子槽相配合，电路板上的导光柱穿过中壳的圆孔与上盖上的透光口相配合，电路板上的弹片与中壳上的插孔相配合；

其中，在电路板上，交流电通过电源电路连接继电器，同时串联负载介入识别电路、最大功率限制电路、温度防护电路再连接到弹片，实现“常无电”、温度保护、过载保护、漏电保护、短路保护的功能；

其中，负载介入识别电路由光电检测元件组成，其电源端连接电源电路，检测输出端连接CPU。

2.根据权利要求1所述的一种铁路专用安全电源插座，其特征是：导光柱(4)下方为LED。

3.根据权利要求1所述的一种铁路专用安全电源插座，其特征是：电源电路由变压器连接桥式整流并联滤波电容，通过连接稳压管，组成整机工作电源电路。

4.根据权利要求1所述的一种铁路专用安全电源插座，其特征是：温控防护电路由温控开关串接在变压器初级线圈中，将继电器线圈串联至变压器次级线圈。

5.根据权利要求1所述的一种铁路专用安全电源插座，其特征是：最大功率限制电路由电流互感器连接桥式整流并联滤波电容、稳压管，并联可调电阻组成最大功率限制电路，可调电阻的引出端连接CPU，用以收集功率数据。

6.根据权利要求1所述的一种铁路专用安全电源插座，其特征是：弹片(3)为铜制。

7.根据权利要求1所述的一种铁路专用安全电源插座，其特征是：上盖(1)、中壳(2)、壳体(5)材质为阻燃塑料。

8.根据权利要求1所述的一种铁路专用安全电源插座，其特征是：弹片(3)外围设置护盖(6)。