CN2070003U

CN2070003U - 电气化区段不平衡电流智能测试仪

Info

Publication number: CN2070003U
Application number: CN 90204090
Authority: CN
Inventors: 李传华
Original assignee: BEIJING SCIENCE RESEARCH INST BEIJING RAILWAY BUREAU
Current assignee: BEIJING SCIENCE RESEARCH INST BEIJING RAILWAY BUREAU
Priority date: 1990-04-07
Filing date: 1990-04-07
Publication date: 1991-01-23

Abstract

一种电气化区段不平衡电流智能测试仪，用于在线测量铁路电气化区段轨道电路牵引电流。向电池盒、采样机构、计算机与显示系统组成。其工作过程是，两路钳形电流互感器同步将通过两根钢轨的牵引电流I₁、I₂感应产生交流电压，经过AC/DC和 A/D转换输入到计算机系统，由显示系统显示，既能随时显示I₁和I₂值，又能保持显示I₁、I₂、(I₁-I₂)、 (I₁+I₂)、|I₁-I₂|/|I₁+I₂|等值。本实用新型功能强、测量准确、功耗小、使用方便、安全。

Description

本实用新型属于电化区段轨道电路牵引电流测试领域。

由于电气化铁路运营量不断增长，轨道电路5A保险丝熔断的故障时有发生，是当前信号设备故障最为突出的问题。这一问题的根本原因是双轨条纵向和横向不平衡对牵引回流的影响，导致轨道电路双轨条牵引电流不平衡电流值（即差值）超限。为了便于轨道电路设备故障的预测、分析和检查，电务部门已加强对轨道电路不平衡电流值的测量，以便及时查找和排除障碍，确保信号设备不间断工作。

目前国内测量电气化区段不平衡电流值和牵引电流参数没有专用测试手段，一般用钳流表代用。在测量时，不平衡电流值用两块钳流表，由两个人在某一时间内同时读数，然后再将两数相减求得不平衡电流值。但这种测量方法存在很大缺点：1、测量不准。在测量时，由两人用两块表读数，存在两路数据采样不同步，两块表的基本误差不一致和读数视差等问题。2、测试麻烦、劳动强度大。列车在运行时，表头的指针在不等幅地摆动，在测量时，两人要配合好，除不间断监视表头外，还要同时读出最大数，较长时间蹲在枕木上既累又很不方便。3、测试不安全。仪表放在钢轨与XB箱之间的钢轨引接线处，离钢轨只有1m距离，在列车接近和通过时，检修人员只能下道监视仪表，因仪表小，为了看清读数，人与车挨得很近，危及检测人员安全。

本实用新型的目的在于提供一种常规维修用的在线测量准确高、测试手段简单、测试过程安全的检测工具，以便预测电化区段轨道电路不平衡电流值的超限程度，便于定量分析和确定障碍部位及时排除故障，确保设备连续工作。

本实用新型的技术解决方案是，该测试仪由采样机构、主机和电池合组成，特殊之处是采样机构共有两路，每路由开口钳形电流互感器、电阻和精密多圈电位器和测试线等元器件组成，两个钳形电流互感器分别接在轨道电路钢轨与XB箱之间引接线上，它将通过轨道电路两根钢轨的牵引电流值I₁、I₂值转换成交流电压值并通过测试线输入到主机输入口；主机由接口、量程转换控制、两路转换控制、放大、整流滤波、A／D转换、按键输入电路、复位电路及显示和计算机系统组成。

下面结合附图对本实用新型作详细说明：

图1为测试仪原理图。

1为钢轨I₁传感器、2为钢轨I₂传感器、3为电池盒、4、5为接口电路、6为量程换档控制电路、7、8为放大、整流滤波电路、9为两路转换控制电路、10为A／D转换电路、11为单片机、12为复位电路、13为按输入电路、14为程序存贮器、15为锁存、译码、驱动显示控制电路、16为欠压控制电路、17为三位半液晶显示器。

图2为测试仪电路图。

18为CD4053集成模拟开关，19、20为CA3140放大、整流、滤波器、21、22为IC7660电源变转器、23为MC1403基准电源、24为MC14433A／D转换器、11为80C31单片机、25为74HC373锁存器、26为27C16程序存贮器、27为MC4502带选通六反相缓冲器、28、29、30为MC14543锁存、译码、驱动器、31为CD4042锁存器、32、33为CD4001与或非门、34、35、36、37为CD4070异或门、38为EXCEIX3551液晶显示器。

钢轨的牵引电流值I₁、I₂（0～500A）经两路钳形电流互感器感应产生交流电压（0～2V），通过测试线并经由限幅和分压电阻、对输入交流电压进行过压保护，同时通过分压电阻在程序控制下，经CD4053BCMOS集成模拟开关18中的两个模拟开关3I₀、3I₁和2I₀、2I₁将0～2V交流电压分成高低两档电压（0～200mV和200mV～2V）。同时在单片机的程序控制下，由CD4053BCMOS集成模拟开关18中的另一个模拟开关3I将两路直流电压交替输入到A／D转换器24，并转换成BCD码的电压值，直接输入到80C31单片机11的I／O接口。单片机11与程序存贮器26和锁存器25将采集数据经修正和处理后，换成0～500A的电流值并输入到显示控制电路。经个、十、百位锁存、译码、驱动的MC14543集成片28、29、30，一方面译成7段显示码，另一方面提供驱动信号接至液晶显示器38的相应笔划电极，对I₁和I₂值进行随时显示；另外，“小数点”和超限的控制信号经4042锁存器31和4070异或门34、35、36提供驱动信号并接至液晶显示相应电极。当电流电压降到4.4～4.6V时，由晶体管T9013等组成的欠压控制电路输出高电位经异或门37接入液晶显示器“LOBAT”电极。同时单片机11锁存器25和程序存贮器26还将采集大小变化的电流数据，经比较处理后，保留差值，即｜I₁－I₂｜的最大值及其最大差值时的I₁和I₂，按键输入电路为：五个操作键39、40、41、42、43分别是：I₁、I₂、I₁＋I₂、I₁－I₂、｜I₁－I₂｜／｜I₁＋I₂｜。当使用者按下某一操作键时，将有一个负脉冲接到六反相缓冲器4502集成片27的输入端。在单片机80C31查询时，该信号被80C31接收和译码，使单片机的程序转入到该键的控制程序，一方面停止接收新的I₁和I₂值，另一方面将存贮器中贮存的最大数据进行相应计算，然后将结果输入显示系统，达到保持显示。当仪表接通复位按扭时，由电容C₁₁和电阻R₄、R₅组成的复位电路发出正脉冲并送到80C31单片机RST输入口，此刻80C31各寄存器复位，RAM清除所有数据、程序从初始化开始进行。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：1、显示直观；数字显示能消除视差，读数准确。2、功耗小；微型计算机采用低功耗的CMOS集成片。3、性能稳定，工作安全可靠；接口电路设有防止电流互感器开路和过压等保护措施。

Claims

1、一种电化区段不平衡电流智能测试仪，由采样机构、主机和电池盒组成，其特征在于，采样机构共有两路，每路由开口钳形电流互感器电阻和精密多圈电位器和测试线等元器件组成，两个钳形电流互感器分别接在轨道电路钢轨与XB箱之间的引接线上，它将通过两根钢轨的牵引电流值I₁、I₂转换成为交流电压值并通过测试线输入到主机输入口；主机由接口、量程转换控制、两路转换控制放大整流滤波、A/D转换电路、按键输入电路、复位电路、显示和计算机系统组成。

2、根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于，接口电路由限幅和分压电阻组成；量程换档和两路转换控制电路由一片模拟开关组成，它是三个2选一的模拟开关，其中两个2选1模拟开关接量程换挡控制电路，另一个2选1模拟开关接两路转换控制电路。

3、根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于，显示系统包括显示控制和欠电控制电路及液晶显示器，由三片锁存、译码、驱动器，锁存器，异或门，与或非门等集成片以及液晶显示器等组成。

4、根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于，计算机系统由单片机、程序存贮器、锁存器等集成片组成。

5、根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于，按键输入电路由五个操作键和带选通六反相缓冲器集成片组成；复位电路由复位按钮和阻容元件组成。

6、根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于，A／D转换电路由转换器24、基准电源和电源变换器组成。