專利名稱：一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種補(bǔ)償電容，尤其是一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容。
技術(shù)背景-
補(bǔ)償電容是ZPW-2000型軌道電路的重要組成部分。補(bǔ)償電容布置在軌道之 間，安裝在枕木或道砟上。通常每隔100米左右安裝一只，電氣絕緣節(jié)附近布 置間距減半。顯然，在用補(bǔ)償電容數(shù)量是巨大的。電容的標(biāo)稱電容量為22uf 至90uF;額定電壓160Va.c.;絕緣電阻>500MQ。
使用過程中，補(bǔ)償電容性能會(huì)發(fā)生劣變，甚至發(fā)生開路(包括人為損壞) 等故障，以前操作的方法是需要人員攜帶設(shè)備上線，將補(bǔ)償電容拆下一一對(duì)其 進(jìn)行逐個(gè)測(cè)量，才能判斷并替換故障電容。中國專利200610102210. 7 "無絕緣 軌道電路補(bǔ)償電容在線主動(dòng)測(cè)量裝置"、中國專利200420074887. 0 "鐵路軌道 電路補(bǔ)償電容在線檢測(cè)裝置"和中國專利200620078371. 2 "在線自檢測(cè)軌道電 路補(bǔ)償電容器"，雖然提出了一些解決方案，不用再將補(bǔ)償電容拆下進(jìn)行逐一檢 測(cè)，但這些方案仍然存在一些缺陷，如第一，需要檢測(cè)人員攜帶在線檢測(cè)裝 置上線，并將檢測(cè)探頭連接至補(bǔ)償電容(即軌道)，使用不方便、也不安全；第 二，向軌道補(bǔ)償電容注入信號(hào)激勵(lì)，然后測(cè)量響應(yīng)的方案，導(dǎo)致在線檢測(cè)設(shè)備 龐大、并存在危及軌道電路本身安全的風(fēng)險(xiǎn)；第三，通過電流感應(yīng)器(電流鉗) 采集流過補(bǔ)償電容的電流取樣的方案，會(huì)引入較大相移，導(dǎo)致電容損耗角的計(jì) 算失去基準(zhǔn)，影響測(cè)量結(jié)果。上線檢測(cè)工作勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率極低， 而且由于運(yùn)輸繁忙，維修人員進(jìn)入軌道線路作業(yè)，存在相當(dāng)大的人身安全風(fēng)險(xiǎn)。 實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容，它無需檢測(cè)人員上到軌 道上，靠近軌道即可檢測(cè)到相應(yīng)軌道電容的參量，省時(shí)省力，大大提高了檢測(cè) 工作效率，而且不會(huì)影響正常的鐵路運(yùn)輸，保證了檢測(cè)人員的人身安全，解決 了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括軌道電容， 軌道電容兩端的引出線與軌道電路電連接，在軌道電容兩側(cè)分別連接有電容量 測(cè)量電路和電源電路，電容量測(cè)量電路連接有無線通信單元；所述電容量測(cè)量 電路包括串聯(lián)在軌道電容一側(cè)引出線上的電流取樣電路和并聯(lián)在軌道電容兩端 的電壓取樣電路，電壓取樣電路和電流取樣電路分別與可編程片上系統(tǒng)相連， 可編程片上系統(tǒng)與無線通信單元相連；所述電源電路包括設(shè)在軌道電容另一側(cè) 用于取得引出線上流過軌道電容的部分信號(hào)能量的電流感應(yīng)器，電流感應(yīng)器與 電源控制電路相連，電源控制電路與緩沖蓄能單元相連。
所述并聯(lián)在軌道電容兩端的電壓取樣電路由軌道電容兩端分別經(jīng)一限流開 關(guān)與一差分放大器相連，差分放大器與可編程片上系統(tǒng)相連。
所述串聯(lián)在軌道電容一側(cè)引出線上的電流取樣電路包括串聯(lián)在引出線上的 電流取樣器，電流取樣器經(jīng)一差分放大器與可編程片上系統(tǒng)相連。
所述無線通信單元為無線微蜂窩通信電路。
所述差分放大器為高阻型差分放大器。 所述電流取樣器為分流式電流取樣器。
本實(shí)用新型將用于檢測(cè)軌道電容參量的電容量測(cè)量電路、傳輸軌道電容參 量的無線通信單元以及為電容量測(cè)量電路和無線通信單元供電的電源電路封裝 在一起，在軌道電容接入軌道電路的同時(shí)，在線檢測(cè)軌道電容的特性參數(shù)，并 在檢測(cè)人員需要該軌道電容參量時(shí)，通過無線通信電路及時(shí)傳送到檢測(cè)人員的 遙控檢測(cè)設(shè)備上，具有如下特點(diǎn)首先，檢測(cè)人員無須接觸軌道電容，即檢測(cè) 人員只需在軌道旁通過遙控檢測(cè)設(shè)備，接收無線通信單元傳送過來的軌道電容 的在線特性參數(shù)，無需上軌道接觸軌道電容檢測(cè)，保障了檢測(cè)人員的人身安全 和鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的安全，而且省時(shí)省力，大大提高了檢測(cè)工作效率；第二，不 向軌道電容注入額外的外加能量，利用軌道電路自身信號(hào)完成測(cè)試，保證了原 軌道電路的正常穩(wěn)定工作；第三，全面定量地監(jiān)測(cè)軌道電容的特性參數(shù)；第四， 所述電流感應(yīng)器釆用互感器取電方式，電流取樣電路采用電流分流器，在一電 流導(dǎo)線上并聯(lián)一分流電路的方式，無論電流感應(yīng)器或電流取樣電路發(fā)生開路或 短路，都不會(huì)對(duì)原軌道電路產(chǎn)生影響；電壓取樣電路采用芯片高阻抗連接方式，一但其出現(xiàn)故障，芯片呈現(xiàn)1KMQ的阻抗，保證了原軌道電路的正常工作不受影響。


圖1為本實(shí)用新型的電路連接原理框圖。
圖2為電容量測(cè)量電路連接原理框圖。 圖3為無線通信單元電路原理圖。 圖4為電源電路原理圖。
圖中，1、軌道電容；2、可編程片上系統(tǒng)；3、電流取樣電路；4、電壓取 樣電路；5、電流感應(yīng)器；6、電源控制電路；7、緩沖蓄能單元；8、無線通信單元。
具體實(shí)施方式
為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合其附圖， 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。
如圖1所示，為本實(shí)用新型的電路連接原理框圖。本實(shí)用新型智能補(bǔ)償電 容將用于檢測(cè)軌道電容1參量的電容量測(cè)量電路、傳輸軌道電容1參量的無線 通信單元8以及為電容量測(cè)量電路和無線通信單元8供電的電源電路封裝在一 起，它包括軌道電容1，軌道電容1兩端的引出線與軌道電路電連接，在軌道 電容1兩側(cè)分別連接有電容量測(cè)量電路和電源電路，電容量測(cè)量電路連接有無
線通信單元8;所述電容量測(cè)量電路包括串聯(lián)在軌道電容1 一側(cè)引出線上的電
流取樣電路3和并聯(lián)在軌道電容1兩端的電壓取樣電路4，電壓取樣電路4和 電流取樣電路3分別與可編程片上系統(tǒng)2相連，可編程片上系統(tǒng)2與無線通信 單元8相連；所述電源電路包括設(shè)在軌道電容1另一側(cè)用于取得引出線上流過 軌道電容1的部分信號(hào)能量的電流感應(yīng)器5，電流感應(yīng)器5與電源控制電路6 相連，電源控制電路6與緩沖蓄能單元7相連。所述無線通信單元8為無線微 蜂窩通信電路。
如圖2所示，為電容量測(cè)量電路連接原理框圖。電容量測(cè)量電路包括串聯(lián) 在軌道電容1一側(cè)引出線上的電流取樣電路3和并聯(lián)在軌道電容1兩端的電壓 取樣電路4，所述并聯(lián)在軌道電容1兩端的電壓取樣電路4由軌道電容1兩端分別經(jīng)一限流開關(guān)F1、限流開關(guān)F2保護(hù)后，再經(jīng)一差分放大器A1處理，由可 編程片上系統(tǒng)2完成對(duì)軌道電容1兩端的電壓參數(shù)采集。所述串聯(lián)在軌道電容 1 一側(cè)引出線上的電流取樣電路3包括串聯(lián)在引出線上的電流取樣器U3，電流 取樣器U3的輸出端連接到差分放大器A2，再由可編程片上系統(tǒng)2完成對(duì)流過 軌道電容1的電流參數(shù)采集?？删幊唐舷到y(tǒng)2將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算處理后 通過無線通信單元8傳送至檢測(cè)人員的遙控檢測(cè)設(shè)備上。所述差分放大器Al和 差分放大器A2為高阻型差分放大器。所述電流取樣器U3為分流式電流取樣器。
如圖3所示，為無線通信單元一具體實(shí)施電路原理圖。本實(shí)用新型采用 2.4ghz微蜂窩無線通信技術(shù)，通信距離20米，數(shù)據(jù)率100kbps。 U4為單片集 成通信電路，集成有基帶處理、調(diào)制解調(diào)、射頻前端等功能。外接電阻、電容、 電感網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成在板收發(fā)天線T1。當(dāng)檢測(cè)人員攜帶遙控檢測(cè)設(shè)備工作時(shí)，靠近 本實(shí)用新型智能補(bǔ)償電容并向其發(fā)出呼叫指令，無線通信單元8接收到呼叫信 息激活通信電路U4，并通過該電路觸發(fā)可編程片上系統(tǒng)2?？删幊唐舷到y(tǒng)2 分別從電壓取樣電路4和電流取樣電路3完成相應(yīng)數(shù)據(jù)采集，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理獲得電容特性參數(shù)，然后將計(jì)算結(jié)果通過無線傳輸?shù)綑z測(cè)人員的遙控檢測(cè)設(shè) 備上。可編程片上系統(tǒng)2完成一次在線測(cè)量過程控制后，進(jìn)入待機(jī)低功耗狀態(tài)。
如圖4所示，為電源電路一具體實(shí)施電路原理圖。電流互感器形式的感應(yīng) 器TS1通過電磁感應(yīng)以隔離方式獲得工作電源，所取得的平均電源能量低于1 毫安，與軌道電路工作電流相比，可以忽略不計(jì)。感應(yīng)能量經(jīng)過整流電路、濾 波，送至穩(wěn)壓器U1，獲得的穩(wěn)定電源存儲(chǔ)到蓄能電容器C7中，形成工作電源，
以備電容量測(cè)量電路和無線通信單元使用。
本實(shí)用新型未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求1、一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容，包括軌道電容，軌道電容兩端的引出線與軌道電路電連接，其特征在于在軌道電容兩側(cè)分別連接有電容量測(cè)量電路和電源電路，電容量測(cè)量電路連接有無線通信單元；所述電容量測(cè)量電路包括串聯(lián)在軌道電容一側(cè)引出線上的電流取樣電路和并聯(lián)在軌道電容兩端的電壓取樣電路，電壓取樣電路和電流取樣電路分別與可編程片上系統(tǒng)相連，可編程片上系統(tǒng)與無線通信單元相連；所述電源電路包括設(shè)在軌道電容另一側(cè)用于取得引出線上流過軌道電容的部分信號(hào)能量的電流感應(yīng)器，電流感應(yīng)器與電源控制電路相連，電源控制電路與緩沖蓄能單元相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容，其特征在于所 述并聯(lián)在軌道電容兩端的電壓取樣電路由軌道電容兩端分別經(jīng)一限流開關(guān)與一 差分放大器相連，差分放大器與可編程片上系統(tǒng)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容，其特征在于所 述串聯(lián)在軌道電容一側(cè)引出線上的電流取樣電路包括串聯(lián)在引出線上的電流取 樣器，電流取樣器經(jīng)一差分放大器與可編程片上系統(tǒng)相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容，其特征在于所 述無線通信單元為無線微蜂窩通信電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容，其特征在于 所述差分放大器為高阻型差分放大器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容，其特征在于所 述電流取樣器為分流式電流取樣器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種軌道電路用智能補(bǔ)償電容。它包括軌道電容，在軌道電容兩側(cè)分別連接有電容量測(cè)量電路和電源電路，電容量測(cè)量電路連接有無線通信單元；所述電容量測(cè)量電路包括串聯(lián)在軌道電容一側(cè)引出線上的電流取樣電路和并聯(lián)在軌道電容兩端的電壓取樣電路，電壓取樣電路和電流取樣電路分別與可編程片上系統(tǒng)相連，可編程片上系統(tǒng)與無線通信單元相連；所述電源電路包括設(shè)在軌道電容另一側(cè)用于取得引出線上流過軌道電容的部分信號(hào)能量的電流感應(yīng)器，電流感應(yīng)器與電源控制電路相連，電源控制電路與緩沖蓄能單元相連。本實(shí)用新型無需檢測(cè)人員接觸軌道電容，即可得到相應(yīng)軌道電容的參量，省時(shí)省力，大大提高了工作效率。
文檔編號(hào)G01R27/26GK201362266SQ20092002361
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者史小軍, 軍 孫, 孫壽江, 森 張 申請(qǐng)人:濟(jì)南三鼎電氣有限責(zé)任公司