CN2753615Y - 电力机车天窗安全保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电力机车天窗安全保护装置，由机车高压互感器提取网压信号、经工频检测器、红外线发射器、红外线接收器、同相放大器、显示电路、电压跟随器、同相比较器、反相比较器、声光报警器、联合执行电路、最后驱动电子锁可根据网压状况自动开启或锁闭天窗，同时在天窗通道由红外线时时监测人员动态，在人员未开启天窗之前就可根据网压状况提示通往车顶的人员，同时在有网压情况下天窗锁闭，人员无法开启，从而在根本上防止人员触电伤亡事故的发生。

Description

电力机车天窗安全保护装置

技术领域：

本实用新型机涉及一种铁路车辆的电力机车天窗安全保护装置。

背景技术：

目前已知的电力机车天窗安全保护装置由：天窗机械挂锁、网压感应天线、电源启动开关、报警盒组成。其工作过程是人为用钥匙开启挂锁，将天窗门打开，通过天窗门上的行程开关接通报警盒电源，经天线感应在接触网有电的情况下装置报警。但该装置使用天线易受邻线干扰，而且报警装置须开启天窗方能工作，一旦装置失控无法从根本上防止人员触电事故的发生。

发明内容：

本实用新型的目的是通过机车高压互感器经主控制盒控制天窗门电子锁，根据网压状况自动开启或锁闭，并提示通往车顶的人员，天窗锁闭时人员无法开启，从而防止人员触电伤亡事故的发生。

本实用新型的安全防范目的是这样实现的：由机车高压互感器提取网压信号、经工频检测器、红外线发射器、红外线接收器、同相放大器、显示电路、电压跟随器、同相比较器、反相比较器、声光报警器、联合执行电路、最后驱动电子锁根据网压状况确定是否开锁，同时在人员进入天窗通道后确定是否报警，以达安全防范之目的。

本实用新型所采取的技术方案是：采用一种非接触式检测高压电网并自动锁闭安全通道的安全保护装置，在双重检测双重控制的关键部分是：主机控制部份的逻辑控制电路，其网压信号线连接电阻R18，电阻R18另一端与晶体管T5的集电极、电子锁输出信号线、红外线闭锁信号输入线相互连接；电阻R19的一端并接于电阻R18的网压信号线端，电阻R19另一端连接晶体管T2基极，晶体管T2的集电极连接电阻R23，电阻R23的另一端连接晶体管T5基极，电阻R37一端与电阻R23和晶体管T2集电极端并接，电阻R37的另一端连接晶体管T4基极，晶体管T4集电极连接于晶体管T1基极，晶体管T1基极经电阻R8串接于双时基集成电路输出端的5脚，晶体管T1发射极连接晶体管UT3基极，晶体管T1和晶体管UT3的集电极并接电源线上，晶体管UT3的发射极连接声光报警输出线，报警信号输入线连接晶体管T3基极，晶体管T3的集电极连接于双时基集成电路的2、6脚，最终实现联合控制。电子锁部分，是包括锁壳、锁舌及弹簧传动装置，在锁舌尾部空腔安装有传动蜗杆，锁体后部装有传动电机与传动蜗杆连接，锁舌侧面装有位置可调的感应板，在感应板下方安装光电限位板，锁体内上方装有驱动主板，通过电缆相互连接。

由于采取上述方案，本安全保护装置可根据网压状况自动开启或锁闭天窗，同时在天窗通道由红外线时时监测人员动态，在人员未开启天窗之前就可根据网压状况提示通往车顶的人员，同时在有网压情况下天窗锁闭，人员无法开启，从而在根本上防止人员触电伤亡事故的发生。

附图说明：

图1为本实用新型的结构及安装剖视图。

图2为本实用新型的方框原理图。

图3为本实用新型主控制盒电器原理图。

图4为本实用新型逻辑部分电路结构图。

图5为主动型红外线发射器电器原理图。

图6为主动型红外线发射器结构剖视图。

图7为电子锁部分电器原理图。

图8为电子锁结构剖视图。

具体实施方式：

本电力机车天窗安全保护装置主要由机车高压互感器、工频检测器、电压跟随器、红外线发射器、红外线接收器、同相放大器、显示电路、同相比较器、反相比较器、声光报警器、联合执行电路、电子锁等组成。

在图1中，网压检测部份：机车高压互感器8安装在车顶2中部，其次边绕组经导线连接主控制盒5，主控制盒安装于天梯7左侧上方低压柜上，经导线连接电子锁4，电子锁安装在天窗3顶盖左前上，最上方有接触网1。

红外线检测部份：红外线发射器6安装在天梯7右侧上方，以光的形式→主控制盒5。

供电部份：蓄电池组9安装于机车下右侧中部车体的构架上，经导线10连接主控制盒5，主控制盒经导线连接红外线发射器6。

在图3中，高压互感器T1，感应接触网电流流进光电耦合器TR，工频信号经ICla放大，在电压比较器IC1b比较端获得一参考电压，输出端为高电平，经R12给电子锁DTS一闭锁电平。

在图4中，网压信号的有、无经电阻R18向电子锁提供开、闭锁信号，同时经电阻R19给钳位管T2是否基极偏压，使A点进行高、低电平转换，经电阻R23、决定二次锁位管T5是否导通，即信号经D7是否开通红外线二次加锁信号，另一路经R37使关断开通管T4确定是否导通，即报警信号经D8输入开通管T3基极时，控制自复集成电路IC2的2、6脚进行高低电平转换，经电阻R8将是否允许报警开通管T1、UT3导通确定声光报警器是否电声光报警。电路中C21、R22的RC充电时间常数元件串接于IC2的2、6脚，为使延时时间适中和初始开机时IC2复位，电容容量不得大于10微法，D5、R5、C25为复位外接元件。

在图5中，红外线发射器发射管D20、D21向主控制盒红外线接收头WL发射38KHz光束信号见图3，经IC4a同相放大、IC4b电压跟随，在IC4c反相比较器比较端和IC4d同相比较器比较端建立比较电压，IC4d输出端为高电平经D1、LED显示表示天窗通道有红外线光束监测人员动态，IC4c输出端为低电平联合执行电路处于待控状态。

当人员欲登天窗而阻断红外线光束时，IC4d输出端为低电平D1：LED灭，IC4c输出端为高电平(1)经D7向电子锁另加一闭锁电平2，经D8向T3提供偏压T3导通IC2输出端为高电平T1、UT3导通IC3、IC5得电声光报警。见图3。

当人员离开天窗通道，通道两侧光束恢复，在R22、C21充电时间常数的作用下声光报警器连续报警5秒钟后停止报警，整套装置恢复原状态。见图3。

不论接触网是否有网压，如机车主断路器处于合闸状态，机车主断路器辅助联锁Kz处于断开状态，控制盒输出端为高电平电子锁锁闭天窗，同时在人员到达天窗通道时声光报警，以防人员误操作造成触电事故的发生。见图3。

反之接触网无网压IC1b输出端为低电平电子开锁，同时红外线光束不论是否阻断，由于T2截止T4、T5导通电子锁依然处于低电平而在开锁状态，T1、UT3截止IC3、IC5失电声光不报警。见图3。

在图6中，红外线发射板13安装于壳体11中部，通过连接电缆17与安装于壳体尾部的航空插座16连接，壳体11尾端与支架18相互90。连接、支架通调节螺杆15垂直安装于底座14上，在壳体前端镶入滤光板12。

在图7中，当接触网有网压时主控制盒高电平信号由J4输入经光电耦合器U5、使微处理器U1(TEST)端为低电位，(INT)端输出调制脉宽信号，信号经步进电机驱动器U3驱动步进电机以528转/分速度顺时针旋转，带动电子锁锁舌左行，当行程达左限位光电管LED1、D12间时微处理器U1、StopEnd端为低电位步进电机停转天窗锁闭。

反之微处理器U1(TEST4)端为高电位，(INT)端输出调制脉宽信号，信号经步进电机驱动器U3驱动步进电机以528转/分速度逆时针旋转，带动电子锁锁舌右行，当行程达右限位光电管LED2、D13间时微处理器U1、StopStart端为低电位步进电机停转天窗开锁。

在图7中，主机控制盒开、闭锁信号由：航空插座输入→连接电缆→驱动主板→连接电缆→步进电机→电机法兰→传动蜗杆→锁舌→感应板→光电限位板→连接电缆→驱动主板。

在图8中，电子锁，是包括锁壳19、锁舌20及弹簧传动装置，在锁舌20尾部空腔安装有传动蜗杆24，锁体后部装有传动电机25与传动蜗杆24连接，锁舌侧面装有位置可调的感应板22，在感应板下方安装光电限位板23，锁体内上方装有驱动主板26，通过电缆21相互连接。

Claims (1)

1、一种电力机车天窗安全保护装置，包括在机车顶部安装高压互感器(8)、主控制盒(5)连接装在天窗顶盖的电子锁(4)，以及固定在天梯一侧的红外线发射器(6)，其特征在于：

a、主机控制部份的逻辑控制电路，其网压信号线连接电阻R18，电阻R18另一端与晶体管T5的集电极、电子锁输出信号线、红外线闭锁信号输入线相互连接；电阻R19的一端并接于电阻R18的网压信号线端，电阻R19另一端连接晶体管T2基极，晶体管T2的集电极连接电阻R23，电阻R23的另一端连接晶体管T5基极，电阻R37一端与电阻R23和晶体管T2集电极端并接，电阻R37的另一端连接晶体管T4基极，晶体管T4集电极连接于晶体管T1基极，晶体管T1基极经电阻R8串接于双时基集成电路输出端的5脚，晶体管T1发射极连接晶体管UT3基极，晶体管T1和晶体管UT3的集电极并接电源线上，晶体管UT3的发射极连接声光报警输出线，报警信号输入线连接晶体管T3基极，晶体管T3的集电极连接于双时基集成电路的2、6脚，最终实现联合控制；

b、电子锁，是包括锁壳(19)、锁舌(20)及弹簧传动装置，在锁舌(20)尾部空腔安装有传动蜗杆(24)，锁体后部装有传动电机(25)与传动蜗杆(24)连接，锁舌侧面装有位置可调的感应板(22)，在感应板下方安装光电限位板(23)，锁体内上方装有驱动主板(26)，通过电缆(21)相互连接。

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