CN213734958U - 一种轨道交通站台的等电位控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轨道交通设备领域，公开了一种轨道交通站台的等电位控制系统，包括操动部分和控制部分，控制部分对操动部分进行控制，并实时将操动部分状态向终端设备进行反馈供实时查看，操动部分包括连接轨道的第一接触器和与接地点连接的第二接触器；第一接触器上设有第一输出链路和第二输出链路，第一输出链路与站台门连接，第二输出链路与第二接触器连接；控制部分接收并根据站台门开闭状态信息来控制第一接触器和第二接触器的开闭；第一输出链路上设有带有电流检测功能的断路器。本实用新型将站台门分为电气相互独立的区段进行等电位线布设，并对每一段站台门的等电位线电流、轨道电压进行监测。

Description

一种轨道交通站台的等电位控制系统

技术领域

本实用新型属于轨道交通技术领域，具体涉及一种等电位控制系统。

背景技术

等电位联结是将各电气装置和其它装置外露的金属及可导电部分与人工或自然接地体用导体连接起来，以减少电位差。等电位联结有总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结。其原本是指把建筑物内、附近的所有金属物，如混凝土内的钢筋、自来水管、煤气管及其它金属管道、机器基础金属物及其它大型的埋地金属物、电缆金属屏蔽层、电力系统的零线、建筑物的接地线统一用电气连接的方法连接起来（焊接或者可靠的导电连接）使整座建筑物成为一个良好的等电位体。

而等电位联结同样也应用在其他领域，用于防止原本具有电势差的结构形成放电现象从而对人或设备造成影响，例如轨道交通领域。由于列车都是电力驱动，轨道通常作为列车供电的回流轨，带有90V到120V的对地电压，轨道与列车车体是电气短路的，所以列车车体也带有90V到120V的电压。而车站站台通常与轨道电气绝缘，则车体与站台之间可能产生电压差，该电压差可能击伤上下地铁列车的乘客，给运营公司造成不可挽回的损失。由于施工工艺所限，城市轨道运营中的站台门都存在绝缘性能下降、缺少有效监测工具、站台门绝缘薄弱处打火严重等问题，给站台门的运营维护造成很大困难。

为了防止乘客触电的事情发生，主流做法是将轨道与安装在车站的站台门通过导线连接，消除车体和车站之间的电位差。运营过程中，由于施工工艺所限，站台门绝缘性能达不到《地铁设计规范》要求。站台门对地绝缘性能随着运营时间延长逐渐降低，绝缘性能降低的点容易出现电气击穿，即站台门打火，严重情况下会烧坏设备、造成火灾，给企业造成严重损失。为了解决打火问题，运维人员发现站台门绝缘损坏后，将连接轨道和站台门的等电位线拆除，这样可以避免打火，但是无法消除车体与站台之间的电压差，存在严重的乘客触电风险。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种等电位控制系统，旨在灵活控制轨道与站台门之间的连接关系，从而在适当的时候进行连接/断开的操作保证轨道交通的正常运行，同时避免乘客的生命财产安全受到侵害。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种轨道交通站台的等电位控制系统，用于对站台门与轨道进行联结控制形成间歇性等电位状态，包括操动部分和控制部分，控制部分对操动部分进行控制，并实时将操动部分状态向终端设备进行反馈供实时查看，

所述操动部分包括连接轨道的第一接触器和与地面连接的第二接触器；

所述操动部分包含两个链路，第一输出链路通过第一接触器（1a）将站台门和轨道连接，第二输出链路通过第二接触器（1b）将站台门与地连接；

所述控制部分接收并根据站台门开闭状态信息来控制第一接触器和第二接触器的开闭；

所述第一输出链路上设有带有电流检测功能的断路器，控制部分接收电流值进行反馈，并在电流值超过断路阈值后由断路器动作断开。

值得说明的是，操动部分包括多个动作开关和检测装置，其中接触器是一种智能开关结构，通过与控制部分通信连接，由控制部分适时地控制其进行开闭，从而引导轨道与站台门之间形成动态联结，在列车进站并打开站台门时，站台门与轨道之间形成等电位状态，避免乘客触电；而在站台门关闭时，断开连接，避免长期保持等电位状态降低其绝缘材料的使用寿命。

控制部分的控制信号则是通过外接站台门中央控制盘来获取站台门的开闭信号来得到，一般站台门中央控制盘是指PSC机柜，通过有线或无线方式与其通信连接。在控制线路开闭时，也通过操动部分的检测装置对电流、电压、温度或其他状态信息进行检测，一旦出现异常可实时切断线路连接并将报警信息发送至对应的终端设备中。

本实用新型中的终端设备包括通过网络可调取控制部分状态数据的手机、平板电脑、台式电脑、服务器等，尤其是移动设备终端，能够在任意位置实时查看站台门的等电位联结状态和屏蔽状态。而检测的电流值用于反映其可能产生的漏电现象，一旦出现漏电等绝缘异常状态，在其超过不同阈值时可进行对应的操作。特别是超过断路阈值时，通过设置的断路器能够及时作出反应。

相较于控制接触器实现断路的方式，断路器内部具有异常状态检测模块，其与电流检测功能不同，其无法反馈实时的电路信息，只在出现一定异常信号后才会发生动作，能够快速分断，无需进行反馈并等待指令的过程。

进一步的，所述操动部分还包括检测第一输出链路电压的电压传感器；

所述控制部分根据电流检测数据与电压检测数据得到绝缘电阻阻值；

在电流值或绝缘电阻阻值达到报警阈值后则由控制部分将数据发送至终端设备中进行反馈报警。

值得说明的是，电压传感器设置位置灵活多变，其旨在测试轨道对地电压，并根据该电压值与测试的到站台门的电流值来计算站台门的绝缘性。理论上合格的站台门结构具有较好的绝缘性能，则在消除电势差后无法形成持续电流，理论阻值应趋于无限大。但现有的站台门绝缘性能在长期使用后无法保持，则可能会出现一定的漏电流情况。若出现电流即可计算其绝缘材料的阻值，在其阻值降低至一定阈值后，则通过控制部分向终端设备进行预警。

进一步的，所述控制部分包括监控模块和通信模块，由通信模块将监控模块中的信息发送至地面数据中心，由地面数据中心与终端设备进行数据交互。

进一步的，所述监控模块与站台门中央控制盘PSC进行数据交互并获取站台门开闭状态信息。

进一步的，所述断路器为带有电流检测模块的一体式结构，通过与监控模块通信连接进行数据交互。

进一步的，所述第一输出链路上设有独立的用于检测电流值的互感器，所述互感器与监控模块通信连接。

进一步的，所述断路器为机械脱扣式结构，内部具有自动重合模块和报警模块，断路器动作后，自动向监控模块发出报警信息；

在电流值恢复正常后由所述监控模块控制断路器自动重合形成通路。

进一步的，所述断路器为熔断脱扣结构，在所述监控模块检测其出现断路情况时向终端设备发送信号对其进行及时维护。

进一步的，所述操动部分和控制部分均设置在同一控制主机内，对应每个站台门单独设有一个控制主机。

进一步的，所述操动部分设置在轨道站台板下部的控制主机内，所述控制部分设置在站台门顶箱的操作盒内；

所述控制主机通过接轨线与轨道连接，并通过线缆与操作盒连接；

所述操作盒由PSC进行供电，并与PSC进行数据交互。

本实用新型的有益效果为：

（1）本实用新型通过设有控制部分和操动部分对每个站台门实施分时段控制，从而在列车未进站时不将其与轨道连接，从而延长站台门绝缘结构的使用寿命，同时在列车进站后站台门打开之前连接轨道形成等电位体，从而消除可能对乘客造成的触电风险；

（2）本实用新型中通过设有的电流互感器与电压传感器不仅能够对漏电流进行检测并分断，同时能够实时检测站台门的绝缘性能，一旦其阻值降低至一定下限时，可通过本系统向控制终端发送预警，从而及时获取站台门的绝缘状态并及时进行维护。

附图说明

图1是本实用新型的系统架构图，其中可以看到，图中实线表示实际的电路连接，而虚线表示控制线路；

图2是本实用新型整个系统的控制原理；

图3是本实用新型每个站台门处的控制供电线路示意图。

图中：1a-第一接触器，1b-第二接触器，2-监控模块，3-通信模块，4-地面数据中心，5-电流互感器，6-断路器，7-电压传感器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例提供一种应用于轨道交通中的站台门等电位控制系统，旨在将具有供电电压的轨道与站台门适时联结形成等电位体，避免出现触电情况。

现有轨道交通系统中具有等电位装置，现有技术中主要是通过线缆直接将轨道与站台门联结，并在站台门上设置绝缘材料防止其产生漏电流。

但实际使用中发现，由于轨道交通属于重要的公共交通出行方式，则人流量较大，长期使用后发现站台门的绝缘性能均有下降，无法杜绝，只能定时进行维护。由于现有技术将轨道与站台门保持固定联结状态，则一旦绝缘性能下降至一定程度会出现放电打火现象，对轨道交通企业财产造成威胁。

本实施例为了改善上述情况，本实施例提供一种系统，包括操动部分和控制部分，控制部分与现有站台上的PSC控制机柜连接，用于接收对应站台门的实时开闭状态信息。根据站台门的开闭状态信息来对操动部分进行控制，从而完成对联结状态的实时控制。

而操动部分则是形成独立的连接链路，不仅用于连接站台门与轨道，同时也设有链路用于接地，并对两条链路进行通断控制，用以对连接状态进行控制。

具体来说，整个系统的线路部分包括用于连接轨道和站台门的线路a，和站台门接地的线路b。而操动部分包括设置在线路a上的第一接触器1a和设置在线路b上的第二接触器1b，且在线路a上还设有带有电流检测功能的断路器6，用于保证在第一接触器1a失效时也能够保障乘客生命安全。

第一接触器1a与第二接触器1b均与控制部分通信连接，由控制部分发送指令控制其通断。

同时，断路器6或具有电流检测功能的模块同样与控制部分通信连接，并在控制部分内设有多个阈值，包括预警阈值和断路阈值。

一般情况下，站台门的绝缘性能保持在标准值以上时，电流值可忽略不计。而一旦绝缘性能下降，则会出现漏电或间隙放电等情况。

预警阈值设置的电流大小小于出现放电情形的电流大小，一旦达到预警阈值，由控制部分向终端设备报警。持有终端设备的工作人员会保持24小时的持续线上在岗状态，一旦报警则会立即开展应对措施，及时控制第一接触器1a断开，同时对故障站台门进行维护。

但有可能出现冲击电流，例如站台门出现外部破坏或其他突发情况导致其局部或整体绝缘性能快速下降，这时不仅触发了预警程序，同时由于电流过大可能会产生火灾，则应当在报警过程中同时快速切断其线路。

值得说明的是，本实施例中，由于断路器6是最后的保障设备，则通断的优先级最低，仅在第一接触器1a失效或无法控制时才会介入。控制部分内置的程序中，在电流值达到断路阈值时，会直接控制第一接触器1a断开，同时将报警信息发送至终端设备中。

实施例2：

本实施例同样公开一种轨道交通站台的等电位控制系统，如图1和图3的结构示意图所示，本实施例应用在地铁站台中，并在每段站台门处（站台门结构上分为电气独立的几段）均设有独立的控制模块。

具体来说，每段站台门站台板下部设有与轨道连接的控制主机，在站台门顶箱内设有执行盒。

控制主机内设有PLC控制器、电流互感器5、电压传感器7、接触器、断路器6和通信模块3，而在执行盒内设有监控模块2。

其中，监控模块2通过线缆与设备房中的PSC连接，包括供电线路和通信线路。执行盒再通线缆与控制主机连接进行供电和数据交互。

而整个系统的架构图如图1所示，控制部分即为监控模块2，而从轨道接出两条线路，其中线路a与轨道连接，而通过线路b接地。

线路a上设第一接触器1a，同时还设有电流互感器5和断路器6。本实施例中的断路器6采用具有无线通信功能的机械脱扣式结构，并在其内部还设有自动重合部件，通过与监控模块2连接实现实时控制。一旦出现极端情况断路器6断开，则通过监测其他数据，一旦认定其恢复正常后，可由终端设备发送指令使其尝试重合，由内部小型电机带动齿轮组状态，从而放大力矩致使拨杆恢复初始位置。若故障消除，则合闸成功并在第一接触器1a连通时未断开，若故障未消除，则第一接触器1a连通后会及时断开，则需要人员现场进行恢复。

而在线路a和线路b上设有电压传感器7，用于检测轨道电压大小，并由监控模块2根据电流值计算对应的站台门绝缘电阻值。控制主机发现监测到的接轨线电流太大或者站台门绝缘电阻太小，立即发出报警信息将发生疑似故障的站台门对应的分段号发送给PSC，同时通过通信模块3发送到运营人员手机。运营人员接收到报警信息后按照设定的预案进行处理。

通信模块3将等电位现状态、等电位装置控制方式、等电位线电流、站台门对地电压等参数上传到地面数据中心4（数据中心可以是本地服务器或者云服务器），用户通过手机、PC等多种方式访问地面数据中心4，查看站台门及等电位装置状态。

本实施例的控制步骤如图2所示，整个流程通过图2可清楚展示。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种轨道交通站台的等电位控制系统，用于将站台门与轨道进行联结控制形成间歇性等电位状态，包括操动部分和控制部分，控制部分对操动部分进行控制，并实时将操动部分状态向终端设备进行反馈供实时查看，其特征在于：

所述操动部分包括连接轨道的第一接触器（1a）和与地面连接的第二接触器（1b）；

所述操动部分包含两个链路，第一输出链路通过第一接触器（1a）将站台门和轨道连接，第二输出链路通过第二接触器（1b）将站台门与地连接；

所述控制部分接收并根据站台门开闭状态信息来控制第一接触器（1a）和第二接触器（1b）的开闭；

所述第一输出链路上设有带有电流检测功能的断路器（6），控制部分接收电流值进行反馈，并在电流值超过断路阈值后由断路器（6）动作断开。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述操动部分还包括检测第一输出链路电压的电压传感器（7）；

所述控制部分根据电流检测数据与电压检测数据得到绝缘电阻阻值；

在电流值或绝缘电阻阻值达到报警阈值后则由控制部分将数据发送至终端设备中进行反馈报警。

3.根据权利要求1或2所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述控制部分包括监控模块（2）和通信模块（3），由通信模块（3）将监控模块（2）中的信息发送至地面数据中心（4），由地面数据中心（4）与终端设备进行数据交互。

4.根据权利要求3所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述监控模块（2）与站台门中央控制盘PSC进行数据交互并获取站台门开闭状态信息。

5.根据权利要求3所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述断路器（6）为带有电流检测模块的一体式结构，通过与监控模块（2）通信连接进行数据交互。

6.根据权利要求3所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述第一输出链路上设有独立的用于检测电流值的电流互感器（5），所述电流互感器（5）与监控模块（2）通信连接。

7.根据权利要求6所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述断路器（6）为机械脱扣式结构，内部具有自动重合模块和报警模块，断路器（6）动作后，自动向监控模块（2）发出报警信息；

在电流值恢复正常后由所述监控模块（2）控制断路器（6）自动重合形成通路。

8.根据权利要求3所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述断路器（6）为熔断脱扣结构，在所述监控模块（2）检测其出现断路情况时向终端设备发送信号对其进行及时维护。

9.根据权利要求3所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述操动部分和控制部分均设置在同一控制主机内，对应每个站台门单独设有一个控制主机。

10.根据权利要求3所述的一种轨道交通站台的等电位控制系统，其特征在于：所述操动部分设置在轨道站台板下部的控制主机内，所述控制部分设置在站台门顶箱的操作盒内；

所述控制主机通过接轨线与轨道连接，并通过线缆与操作盒连接；

所述操作盒由PSC进行供电，并与PSC进行数据交互。

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