CN211280996U - 一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，当列车到站在站台门与钢轨之间电压异常时将站台门与钢轨等电位连接，站台门关闭时，及时断开等电位连接。同时，站台门的开启信号与异常钢轨电位的保护相结合，仅在站台门开启状态下一旦发生轨电位异常短时将钢轨与大地短接。解决了乘客上下车车体和站台门电位差的安全隐患，有效遏制了站台门打火现象的发生。同时，其可以有效减少钢轨与大地的直接连接次数，减少了杂散电流的直接产生。可应用于既有已运营的城市轨道交通供电系统的设备改造，亦可推广至新建轨道交通线路，安全性较高，市场价值广泛。

Description

一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统。

背景技术

城市轨道交通直流牵引系统选择走行轨兼做回流轨以此构成机车牵引回流的通路，列车的车体与钢轨为等电位状态。为了防止走行轨对地电压异常而使车站内乘客上下车时产生电击伤害，通常在车站变电所内设置一套钢轨电位保护装置。该保护装置实时监测钢轨与大地之间的电位差，通过内部逻辑判断该电位异常时将钢轨与大地瞬时短接，以此达到防护目的。

钢轨作为机车牵引回流的通路，要求钢轨对地绝缘安装。钢轨电位保护装置一方面虽然解决了异常的轨地电位差问题，一方面却直接破坏了钢轨的绝缘性导致了大量的牵引回流直接泄露至大地形成了杂散电流。此外，由于列车的车体与钢轨为等电位，乘客在上下车时存在横跨站台与车体的情况，为了保护乘客，要求站台门与列车车厢保持等电位连接。但是等电位连接后异常的钢轨电位传递至站台门，由于站台门的绝缘较为薄弱，会产生站台门打火等系列安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，在列车到站时将站台门与钢轨等电位连接，站台门关闭时，及时断开等电位连接，有效减少钢轨与大地的直接连接，减少了杂散电流的直接产生。

本实用新型实施例提供一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，包括综合控制模块和逻辑控制模块；

所述综合控制模块包括设于钢轨连接回路与大地连接回路间的第一开关单元，设于钢轨连接回路和站台门框架连接回路间的第二开关单元，与钢轨连接回路与大地连接回路并联的第一电压检测判断单元，与钢轨连接回路和站台门框架连接回路并联的第二电压检测判断单元，以及站台门开闭状态检测单元；

所述逻辑控制模块，用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门开启时，获取第一电压检测判断单元检测的第一电压，以及第二电压检测判断单元检测的第二电压；若通过第一比较电路判断获知所述第一电压大于第一预设阈值时，则触发第一电平信号使所述第一开关单元连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路；若通过第二比较电路判断获知所述第二电压大于第二预设阈值时，则触发第二电平信号使所述第二开关单元连接导通所述钢轨连接回路和站台门框架连接回路。

进一步地，所述逻辑控制模块还用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门开启时，若通过第三比较电路判断获知第一电压检测判断单元检测的所述钢轨连接回路和大地连接回路间的第一电压大于第三预设阈值，则触发第三电平信号使所述第一开关单元连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路。

进一步地，所述逻辑控制模块还用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门关闭时，触发第四电平信号断开所述钢轨连接回路和所述站台门框架连接回路间的第二开关单元、断开所述钢轨连接回路和所述大地连接回路之间的第一开关单元。

进一步地，所述第一开关单元和所述第二开关单元均为带负荷操作功能的开关，且所述第一开关单元和所述第二开关单元上均设有驱动电路。

进一步地，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括大功率反并联结构的全控型电力电子器件、开关驱动电路和保护电路，大功率反并联结构的全控型电力电子器件包括门极可断晶闸管GTO和绝缘栅双极型晶体管 IGBT。

进一步地，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括直流接触器、开关驱动电路和保护电路。

进一步地，所述站台门开闭状态检测单元用于基于站台门的开闭传动、声波和/或光电信号检测站台门的开闭状态，并发送相应的信号至所述逻辑控制模块。

本实用新型实施例提供的一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，当列车到站时将站台门与钢轨等电位连接，站台门关闭时，及时断开等电位连接。同时，站台门的开启信号与异常钢轨电位的保护相结合，仅在站台门开启状态下一旦发生轨电位异常将钢轨与大地短接。解决了乘客上下车车体和站台门电位差的安全隐患，同时有效遏制了站台门打火现象的发生。同时，其可以有效减少钢轨与大地的直接连接，减少了杂散电流的直接产生。可应用于既有已运营的城市轨道交通供电系统的设备改造，亦可推广至新建轨道交通线路，安全性较高，市场价值广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本实用新型实施例的站台门安全防护控制方法示意图；

图2为根据本实用新型实施例的站台门安全防护控制系统原理示意图；

图3为根据本实用新型实施例的K1和K2闭合的逻辑图；

图4为根据本实用新型实施例的K1和K2断开的逻辑图；

图5为根据本实用新型实施例的开关K1和K2的构成原理图；

图6为根据本实用新型实施例的又一开关K1和K2的构成原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

钢轨作为机车牵引回流的通路，要求钢轨对地绝缘安装。钢轨电位保护装置一方面虽然解决了异常的轨地电位差问题，一方面却直接破坏了钢轨的绝缘性导致了大量的牵引回流直接泄露至大地形成了杂散电流。此外，由于列车的车体与钢轨为等电位，乘客在上下车时存在横跨站台与车体的情况，为了保护乘客，要求站台门与列车车厢保持等电位连接。但是等电位连接后异常的钢轨电位传递至站台门，由于站台门的绝缘较为薄弱，会产生站台门打火的安全隐患。因此，本实用新型实施例在列车到站时将站台门与钢轨等电位连接，站台门关闭时，及时断开等电位连接，有效减少钢轨与大地的直接连接，减少了杂散电流的直接产生。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。

图1为根据本实用新型实施例的一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制方法，包括：

站台门开启时，获取钢轨连接回路和大地连接回路间的第一电压，以及钢轨连接回路和站台门框架连接回路间的第二电压；若判断获知所述第一电压大于第一预设阈值时，则连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路；若判断获知所述第二电压大于第二预设阈值时，则连接导通所述钢轨连接回路和站台门框架连接回路。

在上述实施例的基础上，还包括：

若判断获知所述钢轨连接回路和大地连接回路间的轨电位大于第三预设阈值，则将钢轨直接接地，即连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路。

在本实施例中，第一电压大于第三预设阈值时，不需要站台门开启关闭信号作为输入条件即可连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路。

在上述各实施例的基础上，还包括：

站台门关闭时，断开所述钢轨连接回路和所述站台门框架连接回路间的连接，断开所述钢轨连接回路和所述大地连接回路之间的连接。

在本实施例中，第一电压大于第一预设阈值时，延时t判断是否可以复归，即是否断开钢轨连接回路和大地连接回路之间的连接。若未断开，由站台门关闭信号控制其断开。

在本实施例中，当列车到站时将站台门与钢轨等电位连接，站台门关闭时，及时断开等电位连接。同时，站台门的开启信号与异常钢轨电位的保护相结合，仅在站台门开启状态下一旦发生轨电位异常将钢轨与大地短接。解决了乘客上下车车体和站台门电位差的安全隐患，同时有效遏制了站台门打火现象的发生。同时，极大程度的减少了当前轨电位保护装置的动作次数，，减少了杂散电流的直接产生保障了站台门的安全防护，减少了杂散电流的直接产生且设备经济性和安全性较好，工程可实施性较高。可应用于既有已运营的城市轨道交通供电系统的设备改造，亦可推广至新建轨道交通线路，安全性较高，市场价值广泛。

其中，第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值可根据实际情况预先设定，也可调整。

传统的钢轨电位保护装置仅通过检测钢轨与大地之间的电位差进行内部逻辑判断从而将钢轨与大地短接。本实施例中，通过增加站台门开启和关闭信号与轨地电压检测信号配合，仅在站台门开启状态下一旦发生轨电位异常将钢轨与大地短接。站台门关闭后，不允许钢轨与大地短接，仅在轨电位超过某一定值时可以越过站台门的开关信号将钢轨直接接地。本实施例中极大程度的减少了轨电位保护装置的动作(钢轨与大地直接导通)次数，减少了杂散电流的直接产生同时兼顾了保护乘客安全的功能。

且传统的站台门与钢轨用电缆的直接连接，但是等电位连接后异常的钢轨电位传递至站台门，由于站台门的绝缘较为薄弱，会产生站台门打火的安全隐患。站台门的绝缘薄弱同时也会拉低了钢轨的绝缘性，片面增加了杂散电流的产生。站台门与钢轨不做等电位连接时，在乘车上下车时由于站台和车体两端电位差会导致安全隐患。本实施例中通过增加站台门开启和关闭信号控制站台门与钢轨的短时等电位连接，具有保护乘客人身安全，治理站台门打火，减少杂散电流具有意义。

因此，本实施例将站台门开关信号、钢轨、站台门与大地之间通过逻辑判断达到保护乘客的目的，设备构成简单，技术上和经济上都具有较高的推广和应用价值。

本实施例中还提供了一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，基于上述各实施例中的站台门安全防护控制方法，如图2中所示，包括综合控制模块1和逻辑控制模块2；

所述综合控制模块1包括设于钢轨连接回路与大地连接回路间的第一开关单元，设于钢轨连接回路和站台门框架连接回路间的第二开关单元，与钢轨连接回路与大地连接回路并联的第一电压检测判断单元，与钢轨连接回路和站台门框架连接回路并联的第二电压检测判断单元，以及站台门开闭状态检测单元；

所述逻辑控制模块2，用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门开启时，获取第一电压检测判断单元检测的第一电压，以及第二电压检测判断单元检测的第二电压；若通过第一比较电路判断获知所述第一电压大于第一预设阈值时，则触发第一电平信号使所述第一开关单元连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路；若通过第二比较电路判断获知所述第二电压大于第二预设阈值时，则触发第二电平信号使所述第二开关单元连接导通所述钢轨连接回路和站台门框架连接回路。

在本实施例中，作为一种优选的实施方式，如图2中所示，综合控制模块1包括钢轨连接回路与大地连接回路间的具有带负荷操作能力的开关K1 (即第一开关单元)，钢轨连接回路与站台门框架连接回路的具有带负荷操作能力的开关K2(即第二开关单元)；开关K1和K2除包括开关本体还应包括与其开关相配套的驱动电路；钢轨连接回路与大地连接回路并联的电压检测判断模块ZP1(即第一电压检测判断单元)，钢轨连接回路与站台门框架连接回路并联的电压检测判断模块ZP2(即第二电压检测判断单元)；站台门开闭状态检测单元S1和站台门开闭状态检测单元S2。

具体的，在本实施例中，逻辑控制模块2可以执行K1和K2闭合和关断的逻辑关系，同时具备对K1和K2导通和关系的控制功能以及与上位机通讯的功能。所述逻辑控制模块2输出的控制信号对开关K1和K2关断的延时具有时长可调的功能。

图3所示为K1和K2闭合的逻辑图。当列车到站，站台门1或站台门2 开启时表征有乘客上下车。S1或S2发出站台门开启的信号传送至逻辑控制模块2，逻辑控制模块2同时又接收ZP1的信号。ZP1为钢轨连接回路与大地连接回路并联的第一电压检测判断单元，当ZP1检测到轨地电压(第一电压)大于第一预设阈值时会输出一个信号给逻辑控制模块2，逻辑控制模块2 通过图3中对应的信号逻辑关系发出控制信号C1触发K1闭合。同理，逻辑控制模块2同时又接收ZP2的信号。ZP2为钢轨连接回路与站台门框架回路并联的第二电压检测判断单元，当检测到轨地电压(第二电压)大于第二预设阈值时会输出一个信号给逻辑控制模块2，逻辑控制模块2通过图3中对应的信号逻辑关系发出控制信号C2触发K2闭合。

在本实施例中，当列车到站时将站台门与钢轨等电位连接，站台门关闭时，及时断开等电位连接。同时，站台门的开启信号与异常钢轨电位的保护相结合，仅在站台门开启状态下一旦发生轨电位异常将钢轨与大地短接。解决了乘客上下车车体和站台门电位差的安全隐患，同时有效遏制了站台门打火现象的发生。同时，极大程度的减少了当前轨电位保护装置的动作次数，，减少了杂散电流的直接产生保障了站台门的安全防护，减少了杂散电流的直接产生且设备经济性和安全性较好，工程可实施性较高。可应用于既有已运营的城市轨道交通供电系统的设备改造，亦可推广至新建轨道交通线路，安全性较高，市场价值广泛。

在上述各实施例的基础上，所述逻辑控制模块2还用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门开启时，若通过第三比较电路判断获知第一电压检测判断单元检测的所述钢轨连接回路和大地连接回路间的第一电压大于第三预设阈值，则触发第三电平信号使所述第一开关单元连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路。

在本实施例中，第一电压大于第三预设阈值时，不需要站台门开启关闭信号作为输入条件即可连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路。

其中，第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值可根据实际情况预先设定，也可调整。

传统的钢轨电位保护装置仅通过检测钢轨与大地之间的电位差进行内部逻辑判断从而将钢轨与大地短接。本实施例中，通过增加站台门开启和关闭信号与轨地电压检测信号配合，仅在站台门开启状态下一旦发生轨电位异常将钢轨与大地短接。

且传统的站台门与钢轨用电缆的直接连接，但是等电位连接后异常的钢轨电位传递至站台门，由于站台门的绝缘较为薄弱，会产生站台门打火的安全隐患。站台门的绝缘薄弱同时也会拉低了钢轨的绝缘性，片面增加了杂散电流的产生。站台门与钢轨不做等电位连接时，在乘车上下车时由于站台和车体两端电位差会导致安全隐患。本实施例中通过增加站台门开启和关闭信号控制站台门与钢轨的短时等电位连接，具有保护乘客人身安全，治理站台门打火，减少杂散电流具有意义。

因此，本实施例将站台门开关信号、钢轨、站台门与大地之间通过逻辑判断达到保护乘客的目的，设备构成简单，技术上和经济上都具有较高的推广和应用价值。

所述逻辑控制模块其包括通信接口，所述通信接口支持数据上传后台和远程操作权限。

在本实施例中，当在ZP1检测轨电位超过某一定值(第三预设阈值)时逻辑控制模块2可以越过站台门的开关信号直接发出控制信号C3将钢轨直接接地。

在上述各实施例的基础上，所述逻辑控制模块2还用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门关闭时，触发第四电平信号断开所述钢轨连接回路和所述站台门框架连接回路间的第二开关单元，断开所述钢轨连接回路和所述大地连接回路之间的第一开关单元。

图4所示为K1和K2关断的逻辑图。当乘客上下车结束列车准备离站，站台门1或站台门2关闭。S1或S2发出站台门关闭的信号传送至逻辑控制模块2，逻辑控制模块2通过图4中对应的信号逻辑关系发出控制信号C1触发K1直接关断。同理，逻辑控制模块2同时发出控制信号C2触发K2关断。

站台门关闭后，不允许钢轨与大地短接，仅在轨电位超过某一定值时可以越过站台门的开关信号将钢轨直接接地。本实施例中极大程度的减少了轨电位保护装置的动作次数，减少了杂散电流的直接产生同时兼顾了保护乘客安全的功能。

在上述各实施例的基础上，所述第一开关单元和所述第二开关单元均为带负荷操作功能的开关，且所述第一开关单元和所述第二开关单元上均设有驱动电路。

在上述各实施例的基础上，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括大功率反并联结构的全控型电力电子器件、开关驱动电路和保护电路，大功率反并联结构的全控型电力电子器件包括门极可断晶闸管GTO和绝缘栅双极型晶体管IGBT。

在上述各实施例的基础上，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括直流接触器、开关驱动电路和保护电路。

在本实施例中，如图5和图6中所示，对于图2中的综合控制模块1中钢轨连接回路与大地连接回路间的开关K1，钢轨连接回路与站台门框架连接回路的开关K2，可以选用图5中大功率反并联结构的全控型电力电子器件(如 GTO或IGBT)3和与之相配套开关驱动电路和保护电路5或是图6中直流接触器4和与之相配套的开关驱动电路和保护电路5；所示大功率反并联结构的全控型电力电子器件(如GTO或IGBT)3和直流接触器4都是具有带负荷操作能力，可以快速导通和关断。

在上述各实施例的基础上，所述站台门开闭状态检测单元用于基于站台门的开闭传动、声波和/或光电信号检测站台门的开闭状态，并发送相应的信号至所述逻辑控制模块2。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制方法和系统，当列车到站时将站台门与钢轨等电位连接，站台门关闭时，及时断开等电位连接。同时，站台门的开启信号与异常钢轨电位的保护相结合，仅在站台门开启状态下一旦发生轨电位异常将钢轨与大地短接。解决了乘客上下车车体和站台门电位差的安全隐患，同时有效遏制了站台门打火现象的发生。同时，其可以有效减少钢轨与大地的直接连接，减少了杂散电流的直接产生。可应用于既有已运营的城市轨道交通供电系统的设备改造，亦可推广至新建轨道交通线路，安全性较高，市场价值广泛。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，其特征在于，包括综合控制模块和逻辑控制模块；

所述综合控制模块包括设于钢轨连接回路与大地连接回路间的第一开关单元，设于钢轨连接回路和站台门框架连接回路间的第二开关单元，与钢轨连接回路与大地连接回路并联的第一电压检测判断单元，与钢轨连接回路和站台门框架连接回路并联的第二电压检测判断单元，以及站台门开闭状态检测单元；

所述逻辑控制模块，用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门开启时，获取第一电压检测判断单元检测的第一电压，以及第二电压检测判断单元检测的第二电压；若通过第一比较电路判断获知所述第一电压大于第一预设阈值时，则触发第一电平信号使所述第一开关单元连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路；若通过第二比较电路判断获知所述第二电压大于第二预设阈值时，则触发第二电平信号使所述第二开关单元连接导通所述钢轨连接回路和站台门框架连接回路；

其中，所述第一开关单元、第二开关单元、第一电压检测判断单元、第二电压检测判断单元和站台门开闭状态检测单元均与所述逻辑控制模块连接；所述逻辑控制模块的输入端与第一电压检测判断单元的输出端连接，逻辑控制模块的输出端与第一开关单元的输入端连接；相应地，所述逻辑控制模块的输入端还与第二电压检测判断单元的输出端连接，逻辑控制模块的输出端还与第二开关单元的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，其特征在于，所述逻辑控制模块还用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门开启时，若通过第三比较电路判断获知第一电压检测判断单元检测的所述钢轨连接回路和大地连接回路间的第一电压大于第三预设阈值，则触发第三电平信号使所述第一开关单元连接导通所述钢轨连接回路和大地连接回路。

3.根据权利要求1所述的钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，其特征在于，所述逻辑控制模块还用于在所述站台门开闭状态检测单元检测到站台门关闭时，触发第四电平信号断开所述钢轨连接回路和所述站台门框架连接回路间的第二开关单元、断开所述钢轨连接回路和所述大地连接回路之间的第一开关单元；所述逻辑控制模块其包括通信接口，所述通信接口支持数据上传后台和远程操作权限。

4.根据权利要求1所述的钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，其特征在于，所述第一开关单元和所述第二开关单元均为带负荷操作功能的开关，且所述第一开关单元和所述第二开关单元上均设有驱动电路。

5.根据权利要求4所述的钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，其特征在于，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括大功率反并联结构的全控型电力电子器件、开关驱动电路和保护电路，大功率反并联结构的全控型电力电子器件包括门极可断晶闸管GTO和绝缘栅双极型晶体管IGBT。

6.根据权利要求4所述的钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，其特征在于，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括直流接触器、开关驱动电路和保护电路。

7.根据权利要求1所述的钢轨大地站台门安全防护的联动控制系统，其特征在于，所述站台门开闭状态检测单元用于基于站台门的开闭传动、声波和/或光电信号检测站台门的开闭状态，并发送相应的信号至所述逻辑控制模块。

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