一種應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)的智能型電源防雷箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源防雷箱，實(shí)現(xiàn)對(duì)5T探測(cè)站入戶電源線路過電壓及過電流防護(hù)，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備內(nèi)部防雷器劣化狀態(tài)及雷擊情況的監(jiān)測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)(5T系統(tǒng))是確保行車安全的有效手段，5T設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響到列車的安全運(yùn)行，對(duì)維護(hù)運(yùn)行秩序、保證行車安全、防止人身安全事故起到了關(guān)鍵性作用，基于以上特點(diǎn)，用戶對(duì)5T系統(tǒng)配套的防雷設(shè)備性能和穩(wěn)定性要求較高。
[0003]鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)，耐過電壓和過電流能力極弱，目前鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的雷害有80%多是這些設(shè)備的雷害。對(duì)于5T系統(tǒng)，雷電可能進(jìn)入設(shè)備的途徑如下:
[0004]1)由電源線侵入:鐵路信號(hào)斷供電一般是兩路輸入，一路為鐵路信號(hào)專用供電(專電)，一路由電氣化區(qū)段的電源供電(牽引電)。兩路電源為主備關(guān)系，專電為主用，牽引電備用。引入機(jī)房信號(hào)都用埋地電纜。電網(wǎng)或電網(wǎng)附近落雷可以由電源線傳導(dǎo)進(jìn)入機(jī)房。
[0005]2)由鋼軌侵入:所有車站及編組站都裝備有信號(hào)設(shè)備，這些設(shè)備大部分安裝在鐵路沿線，顯示列車動(dòng)態(tài)和指揮列車行進(jìn)的信息在鋼軌上傳輸，也就是說，鋼軌還是閉塞信息的傳輸線，高速鐵路都是電氣化區(qū)段，軌道在牽引供電網(wǎng)的庇護(hù)下不會(huì)受到雷電直擊，但是，可能遭受因牽引供電網(wǎng)遭到直接雷擊后引發(fā)的二次雷擊，也就是雷電電磁脈沖干擾影響是不可避免的，所以鋼軌也是雷電侵入信號(hào)設(shè)備的重要途徑。
[0006]3)由信號(hào)傳輸線侵入:區(qū)間和站內(nèi)的信息都由數(shù)據(jù)的電纜傳輸，進(jìn)入信號(hào)機(jī)房的電纜最長(zhǎng)的有10km，最短的也有1.5km以上，雖然這些電纜埋地敷設(shè)，但仍然有被雷電電磁脈沖感應(yīng)過電壓的危險(xiǎn)。
[0007]近年來，“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)應(yīng)用的加深，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息化、遠(yuǎn)程控制和智能化要求提高，常規(guī)基礎(chǔ)型的電源防雷箱已滿足不了新系統(tǒng)的應(yīng)用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種具有防雷環(huán)境監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)程通訊功能的電源防雷箱。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)的智能型電源防雷箱，其特征在于:包括主電源接口及備電源接口，主電源接口及備電源接口與雙電源切換模塊相連，雙電源切換模塊一方面通過電流檢測(cè)模塊與至少一個(gè)斷路器相連，每個(gè)斷路器形成一路配電輸出，雙電源切換模塊另一方面與后備保護(hù)模塊相連，后備保護(hù)模塊連接與智能控制處理單元相連的功能采集板的脫扣信號(hào)端，后備保護(hù)模塊還經(jīng)由周波故障檢測(cè)模塊與功能采集板相連，功能采集板的電流信號(hào)檢測(cè)端與電流檢測(cè)模塊相連，功能采集板的電壓信號(hào)檢測(cè)端連接電流檢測(cè)模塊與斷路器之間的電路，功能采集板的劣化狀態(tài)信號(hào)端連接防雷器，防雷器還與后備保護(hù)模塊相連，功能采集板的雷擊電流信號(hào)端與雷電數(shù)據(jù)傳感器相連，防雷器經(jīng)由雷電數(shù)據(jù)傳感器一方面與防雷地接口相連，另一方面經(jīng)由等電位連接器與設(shè)備地接口相連。
[0010]智能型電源防雷箱其基本功能是對(duì)鐵路5T系統(tǒng)探測(cè)站的電源入戶配電并對(duì)雷電浪涌、過電壓、地電位反擊等雷電危害現(xiàn)象進(jìn)行防護(hù)。同時(shí)，為提升用電安全性和防雷保護(hù)的可靠性，可對(duì)鐵路5T系統(tǒng)探測(cè)站的防雷環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)服務(wù)。以滿足鐵路用戶對(duì)5T系統(tǒng)配套的防雷設(shè)備性能和穩(wěn)定性較高的需求。
[0011]智能型電源防雷箱集成了主動(dòng)能量配合電涌保護(hù)器組、雷擊環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、sro前端智能保護(hù)模塊、防雷器接地取樣電阻以及備電路模塊等，是新穎防雷技術(shù)組合應(yīng)用設(shè)備?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)感應(yīng)雷擊的多重保護(hù)，具備的功能包括有:工頻周波故障電流前端保護(hù)器、雷擊數(shù)據(jù)狀態(tài)(次數(shù)、強(qiáng)度、雷擊發(fā)生的時(shí)間)和防雷器全生命周期狀態(tài)的在線檢測(cè)和預(yù)警；同時(shí)可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)(電源電壓、工作電流、溫濕度)的實(shí)時(shí)狀況、防雷器、前端保護(hù)器的運(yùn)行狀況(劣化和分閘)在線監(jiān)測(cè)，并組成通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)智能化防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)。一體化的智能型電源防雷箱應(yīng)用將極大地簡(jiǎn)化對(duì)配電設(shè)施防雷的配置安裝，大幅度提升了防雷環(huán)境的防護(hù)效果。
[0012]所述雷擊環(huán)境檢測(cè)儀可對(duì)雷擊環(huán)境數(shù)據(jù)(雷擊次數(shù)、雷擊強(qiáng)度、接地電阻、時(shí)間等)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)(電壓、電流、溫濕度等)及在線監(jiān)控防雷器的全生命周期狀態(tài)(劣化程度)；
[0013]所述電源的輸入端與信號(hào)線路隔離，減少電磁干擾。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]1)由浪涌保護(hù)器與后備保護(hù)斷路裝置組成的具有防止雷電過電壓、過電流損害的防雷保護(hù)裝置。
[0016]2)配置雷擊次數(shù)及強(qiáng)度采集、統(tǒng)計(jì)、顯示、告警裝置的智能化模塊(單元)。
[0017]3)具備運(yùn)用智能化處理技術(shù)的防雷器性能退化、劣損進(jìn)程的全生命周期監(jiān)測(cè)模塊(單元)；
[0018]4)防雷環(huán)境數(shù)據(jù)(電源電壓、工作電流、雷擊狀況、防雷器劣化預(yù)警數(shù)據(jù))的采集及處理功能，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)重要數(shù)據(jù)顯示及遠(yuǎn)程全數(shù)據(jù)通訊傳輸功能；
[0019]5)提供包含智能防雷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的modbus工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議文件；
[0020]6)具有具備本地顯示和遠(yuǎn)程通訊功能，可以與主機(jī)設(shè)備組網(wǎng)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。可擴(kuò)展配置的各類功能模塊和通訊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，為組建遠(yuǎn)程監(jiān)控上位機(jī)控制中心，創(chuàng)建底層基礎(chǔ)平臺(tái)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)的智能型電源防雷箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的應(yīng)用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)的智能型電源防雷箱，包括主電源接口 1及備電源接口 2，主電源接口 1及備電源接口 2與雙電源切換模塊KM相連，雙電源切換模塊KM—方面通過電流檢測(cè)模塊3與至少一個(gè)斷路器相連，每個(gè)斷路器形成一路配電輸出，雙電源切換模塊KM另一方面與后備保護(hù)模塊4相連，后備保護(hù)模塊4連接與智能控制處理單元7相連的功能采集板6的脫扣信號(hào)端，后備保護(hù)模塊4還經(jīng)由周波故障檢測(cè)模塊5與功能采集板6相連，功能采集板6的電流信號(hào)檢測(cè)端與電流檢測(cè)模塊3相連，功能采集板6的電壓信號(hào)檢測(cè)端連接電流檢測(cè)模塊3與斷路器之間的電路，功能采集板6的劣化狀態(tài)信號(hào)端連接防雷器8，防雷器8還與后備保護(hù)模塊4相連，功能采集板6的雷擊電流信號(hào)端與雷電數(shù)據(jù)傳感器9相連，防雷器8經(jīng)由雷電數(shù)據(jù)傳感器9 一方面與防雷地接口10相連，另一方面經(jīng)由等電位連接器11與設(shè)備地接口 12相連，功能采集板6與通訊輸出接口 13相連。
[0025]功能采集板6包括擴(kuò)展接口 6-1、I/O接口采集部分6-2、雷擊次數(shù)/生命周期采集部分6-3、電壓/電流/溫濕度采集部分6-4。
[0026]結(jié)合圖2，智能型電源防雷箱采用具有雙路橋接的兩路常開、常閉觸頭開關(guān)的接觸器實(shí)現(xiàn)雙路供電的自動(dòng)切換，接觸器動(dòng)作線圈得電，常開觸頭閉合，該路供電輸出，同時(shí)切斷另一路的供電。由于雙組觸頭開關(guān)動(dòng)作的距離和滅弧空間的合理設(shè)計(jì)，確保了雙路切換可靠安全，又使自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)十分容易實(shí)現(xiàn)。配電保護(hù)空氣斷路器的正確配置，保障防雷箱用電安全可靠。
[0027]防雷器的劣化信號(hào)采集于防雷器產(chǎn)品的劣化遙信開關(guān)，當(dāng)防雷器劣化時(shí)，其中熱脫扣保護(hù)裝置動(dòng)作，自動(dòng)切斷防雷保護(hù)模塊與電網(wǎng)連接，并推動(dòng)微動(dòng)觸頭開關(guān)發(fā)出信號(hào)，如因其他原因引起防雷器在雷擊過程中產(chǎn)生故障續(xù)流，此時(shí)防雷器后備保護(hù)斷路器開關(guān)動(dòng)作，切斷電路，防止電網(wǎng)的二次短路故障。智能防雷箱數(shù)據(jù)處理模塊均可將上述信息采集、顯示和上傳。
[0028]當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)雷擊發(fā)生，智能型電源防雷箱中的雷擊電流傳感器會(huì)采集其線路上的雷擊電流，通過中央CPU對(duì)防雷器的雷擊電流強(qiáng)度進(jìn)行記錄、分析處理、存儲(chǔ)和計(jì)數(shù)。并根據(jù)該防雷器組受雷擊情況的三重要素(雷擊強(qiáng)度、雷擊次數(shù)、作用時(shí)間)結(jié)合環(huán)境條件，按概率統(tǒng)計(jì)模型計(jì)算推斷該組防雷器的生命周期狀態(tài)，通過顯示與百分比的關(guān)系直觀的顯示正常、或需檢、或損壞的信息，供用戶進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)處置。
[0029]智能型防雷箱的信息除了在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示以外，并通過通訊協(xié)議上傳更多、更完全的防雷箱工作狀況、電源電壓、工作電流以及過載過壓報(bào)警等信息及有關(guān)雷擊信息的歷史記錄。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)的智能型電源防雷箱，其特征在于:包括主電源接口(1)及備電源接口(2)，主電源接口⑴及備電源接口(2)與雙電源切換模塊(KM)相連，雙電源切換模塊(KM) —方面通過電流檢測(cè)模塊(3)與至少一個(gè)斷路器相連，每個(gè)斷路器形成一路配電輸出，雙電源切換模塊(KM)另一方面與后備保護(hù)模塊⑷相連，后備保護(hù)模塊⑷連接與智能控制處理單元(7)相連的功能采集板(6)的脫扣信號(hào)端，后備保護(hù)模塊(4)還經(jīng)由周波故障檢測(cè)模塊(5)與功能采集板(6)相連，功能采集板(6)的電流信號(hào)檢測(cè)端與電流檢測(cè)模塊(3)相連，功能采集板(6)的電壓信號(hào)檢測(cè)端連接電流檢測(cè)模塊(3)與斷路器之間的電路，功能采集板(6)的劣化狀態(tài)信號(hào)端連接防雷器(8)，防雷器(8)還與后備保護(hù)模塊(4)相連，功能采集板(6)的雷擊電流信號(hào)端與雷電數(shù)據(jù)傳感器(9)相連，防雷器⑶經(jīng)由雷電數(shù)據(jù)傳感器(9) 一方面與防雷地接口(10)相連，另一方面經(jīng)由等電位連接器(11)與設(shè)備地接口(12)相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)的智能型電源防雷箱，其集成了主動(dòng)能量配合電涌保護(hù)器組、雷擊環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、SPD前端智能保護(hù)模塊、防雷器接地取樣電阻以及備電路模塊等，是新穎防雷技術(shù)組合應(yīng)用設(shè)備?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)感應(yīng)雷擊的多重保護(hù)；同時(shí)具備工頻周波故障電流前端保護(hù)、雷擊次數(shù)和雷擊強(qiáng)度檢測(cè)；可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的三相電源電壓及工作電流實(shí)時(shí)狀況、雷擊狀態(tài)、防雷器功能劣化等監(jiān)測(cè)和預(yù)警，并組成通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)智能化防雷環(huán)境預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)。一體化的智能型防雷箱應(yīng)用將極大地簡(jiǎn)化對(duì)配電設(shè)施防雷的配置安裝，并大幅度提升智能化防雷的環(huán)境和防護(hù)效果。
【IPC分類】H02J9/06, H02H9/02, H02H9/04
【公開號(hào)】CN204967249
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520662760
【發(fā)明人】陳偉, 毛協(xié)國, 孫中梁, 伍先德, 趙學(xué)軍, 龔靜
【申請(qǐng)人】上海臻和防雷電氣技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日