一种钢轨电位限制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢轨电位限制装置，属于轨道供电技术领域。本发明专利技术包括电压测量模块，测量回流轨和地之间的电压，PLC控制模块，将回流轨和地之间的电压与设定值进行比对，控制触发晶闸管组件的导通或截止；晶闸管组件，包括两组正反并联的晶闸管，在测量结果高于第一指定值时第一组晶闸管导通，在测量结果高于第二指定值时第一组晶闸管导通；在测量结果高于第三指定值时第一组和第二组晶闸管导通；在测量结果低于设定值时截止；导通组件以及截止组件。本发明专利技术不仅能实现传统钢轨电位限制装置的所有功能，且可以设置多段连续保护定值，满足人体耐受曲线，能够耐受更高的故障电流，大大缩短短接时间，提供更为可靠的安全保护。

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨电位限制装置
本专利技术属于轨道供电
，具体涉及一种钢轨电位限制装置。
技术介绍
在直流牵引系统中，由于操作电流和短路电流的存在，可能会引起回流回路和大地间产生超过安全许可的接触电压。在此情况下，就需要在回流回路与大地间装设一套钢轨电位限制装置，以限制运行轨电位，避免超出安全许可的接触电压的发生。当发生超出安全许可的接触电压时，此钢轨电位限制装置就将钢轨与大地快速短接，从而保证人员和设施的安全。钢轨电位限制装置的常规方案为采用常闭型的直流接触器和晶闸管模块并联。正常情况下，直流接触器的触头断开，同时晶闸管也处于截止状态，通过电压继电器或电压测量放大器监测回流轨与大地之间电压。图1所示为钢轨电位限制装置的常规方案。其中Q1为直流接触器，其主触点1和2分别与回流轨、大地相连接；反向并联的晶闸管V1、V2与电流继电器K1线圈(A1,A2)串联；电流继电器与晶闸管串联的回路与直流接触器并联，一起构成钢轨电位限制装置的主回路；电压测量元件U1连接回流轨和大地，测量两者之间的电压并将测量值反馈给监控单元A1；最右侧为直流接触器Q1的线圈控制回路，K1(13,14)是电流继电器K1的辅助触点，K2(13,14)是控制开关K2的辅助触点，控制开关K2将传递监控单元A1的命令给直流接触器Q1的线圈(A1,A2)。钢轨电位限制装置一般设置三段保护动作，对应设定不同的电压阈值，(例如，设定一段电压阈值为U>，二段电压阈值为U>>，三段电压阈值为U>>>)。当走行钢轨与等电位母线间的电压值达到各阈值时，执行与该阈值相应的保护动作如下：(1)如果走行钢轨与等电位母线间的电压值(下文简称电压值)小于一段电压阈值U>，在这种情况下直流接触器是开断的，即主触头Q1(1,2)断开。(2)如果测得的走行钢轨与等电位母线间的电压值大于或等于一段电压阈值U>，经过一段设定的延时后，钢轨电位限制装置将回流回路有效短接，即Q1(1,2)接通。通过动作的延时确保在短期的允许电压最大值下，不会发生不必要的短路。经过一段延时后，直流接触器Q1将再次自动断开。如果此时测得的走行钢轨与等电位母线间的电压值小于U>的阈值，则钢轨电位限制装置经过一段可调整的延时后，再进入正常状态。如果走行钢轨与等电位母线间的电压值又大于U>，则钢轨电位限制装置再次发生短路。此过程一直持续到电压又保持在许可范围内，或短路次数达到预定数值N(N为整数)。一旦达到预设数值N，直流接触器即会闭锁，即接触器将保持在合闸位置。当直流接触器闭锁时，需按复位按钮将其复位。(3)如果测得的走行钢轨与等电位母线间的电压值大于或等于U>>的阈值，钢轨与大地被无延时短接。直流接触器即会闭锁，需按复位按钮将其手动复位。(4)如果测得的走行钢轨与等电位母线间的电压值超过U>>>的阈值，例如电压值大于600V(电压值与600V间可以上下相差50V)时，则晶闸管元件立即导通以抵消直流接触器的机械延时，同时直流接触器被激活，而闭锁状态继续保持。闭锁状态需通过按复位按钮将其手动复位。以上为既有成熟技术的典型应用方案，而随着电力电子技术的快速发展，晶闸管技术参数得到显著提高，晶闸管比直流接触器有非常明显的优势，短时耐受电流更大，导通时间更短。因此，钢轨电位限制装置中接触器完全可以被晶闸管所取代。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种钢轨电位限制装置，使用晶闸管完全取代了传统的钢轨电位限制装置中的接触器。具体地说，本专利技术提供了一种钢轨电位限制装置，包括：电压测量模块，测量回流轨和地之间的电压，将测量结果输送给PLC控制模块；所述PLC控制模块，将所述回流轨和地之间的电压与设定值进行比对，控制触发晶闸管组件的导通或截止；所述晶闸管组件，包括两组正反并联的晶闸管，在所述测量结果高于第一指定值时第一组晶闸管导通，在所述测量结果高于第二指定值时第一组晶闸管导通；在所述测量结果高于第三指定值时第一组和第二组晶闸管导通；在所述测量结果低于设定值时截止；导通组件，接收PLC指令，触发第一组晶闸管导通和/或直接触发第一、第二组晶闸管导通；以及截止组件，接收PLC指令，触发第一组和/或第二组晶闸管截止。进一步地，所述导通组件包括：第一导通模块：包括第一接触器、用于触发第二晶闸管的第一触发模块和第二触发模块、用于触发第四晶闸管的第三触发模块，第一接触器的触点一侧与第一触发模块负极相连，另一侧与第二触发模块负极相连后与第二晶闸管阳极相连，第一触发模块正极与第二触发模块正极相连后与第二晶闸管门极相连；第三触发模块负极与第四晶闸管阳极相连，第三触发模块正极与第四晶闸管门极相连；和第二导通模块：包括第二接触器、用于触发第一晶闸管的第四触发模块和第五触发模块、用于触发第三晶闸管的第六触发模块，第二接触器的触点一侧与第四触发模块负极相连，另一侧与第五触发模块负极相连后与第一晶闸管阳极相连，第四触发模块正极与第五触发模块正极相连后与第一晶闸管门极相连；第六触发模块负极与第三晶闸管阳极相连，第六触发模块正极与第三晶闸管门极相连。进一步地，所述第一指定值、第二指定值预存在PLC中。进一步地，所述第三指定值固化在第一导通模块和第二导通模块中。进一步地，所述第三指定值固化在第一导通模块的第二触发模块和第三触发模块以及第二导通模块的第五触发模块和第六触发模块中。进一步地，所述截止组件包括：第三接触器；第四接触器；第一截止模块：包括第五晶闸管、与辅助电源相连的第一电容储能释放装置，第三接触器的触点连接第五晶闸管的阳极和门极，第一电容储能释放装置输出正极与第五晶闸管相连，负极与回流轨相连；和第二截止模块：包括第六晶闸管、与辅助电源相连的第二电容储能释放装置，第四接触器的触点连接第六晶闸管的阳极和门极，第二电容储能释放装置输出正极与第六晶闸管相连，负极与地相连。进一步地，所述PLC在晶闸管导通时计数，当导通次数达到指定值时，所述第一接触器或第二接触器闭锁，使得晶闸管保持在导通状态；经过设定的时间段后，晶闸管导通次数清零。进一步地，所述第一接触器或第二接触器闭锁后复位时，截止组件触发第一组和/或第二组晶闸管截止。进一步地，所述钢轨电位限制装置还包括：与所述第二组晶闸管串联在回流轨与地之间的电流继电器，当第二组晶闸管导通时，所述电流继电器发送用于告警的信号给PLC。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的钢轨电位限制装置中通过采用快速晶闸管取代传统接触器，优化了主回路组合方案，不仅能实现传统钢轨电位限制装置的所有功能，而且可以设置多段联续保护定值，满足人体耐受曲线，能够耐受更高的故障电流，并且大大缩短短接时间，为乘客和运营人员安全提供更为可靠的保护。由于晶闸管的物理特性，本专利技术的钢轨电位限制装置完全采用晶闸管，相比传统接触器的机械吸合方式，具有更高的电气寿命、更小的柜体结构尺寸设计、更高的短时耐受电流、无噪音或低噪音、寿命周期内无需维护、更换方便。附图说明图1是钢轨电位限制装置的常规方案电路原理图。图2是本专利技术实施例的电路原理图。图3是本专利技术实施例的晶闸管导通组件内部结构示意图。图4是本专利技术实施例的晶闸管截止组件内部结构示意图。具体实施方式下面结合实施例并参照附图对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢轨电位限制装置，其特征在于，包括：电压测量模块，测量回流轨和地之间的电压，将测量结果输送给PLC控制模块；所述PLC控制模块，将所述回流轨和地之间的电压与设定值进行比对，控制触发晶闸管组件的导通或截止；所述晶闸管组件，包括两组正反并联的晶闸管，在所述测量结果高于第一指定值时第一组晶闸管导通，在所述测量结果高于第二指定值时第一组晶闸管导通；在所述测量结果高于第三指定值时第一组和第二组晶闸管导通；在所述测量结果低于设定值时截止；导通组件，接收PLC指令，触发第一组晶闸管导通和/或直接触发第一、第二组晶闸管导通；以及截止组件，接收PLC指令，触发第一组和/或第二组晶闸管截止。

【技术特征摘要】
1.一种钢轨电位限制装置，其特征在于，包括：电压测量模块，测量回流轨和地之间的电压，将测量结果输送给PLC控制模块；所述PLC控制模块，将所述回流轨和地之间的电压与设定值进行比对，控制触发晶闸管组件的导通或截止；所述晶闸管组件，包括两组正反并联的晶闸管，在所述测量结果高于第一指定值时第一组晶闸管导通，在所述测量结果高于第二指定值时第一组晶闸管导通；在所述测量结果高于第三指定值时第一组和第二组晶闸管导通；在所述测量结果低于设定值时截止；导通组件，接收PLC指令，触发第一组晶闸管导通和/或直接触发第一、第二组晶闸管导通；以及截止组件，接收PLC指令，触发第一组和/或第二组晶闸管截止。2.根据权利要求1所述的钢轨电位限制装置，其特征在于，所述导通组件包括：第一导通模块：包括第一接触器、用于触发第二晶闸管的第一触发模块和第二触发模块、用于触发第四晶闸管的第三触发模块，第一接触器的触点一侧与第一触发模块负极相连，另一侧与第二触发模块负极相连后与第二晶闸管阳极相连，第一触发模块正极与第二触发模块正极相连后与第二晶闸管门极相连；第三触发模块负极与第四晶闸管阳极相连，第三触发模块正极与第四晶闸管门极相连；和第二导通模块：包括第二接触器、用于触发第一晶闸管的第四触发模块和第五触发模块、用于触发第三晶闸管的第六触发模块，第二接触器的触点一侧与第四触发模块负极相连，另一侧与第五触发模块负极相连后与第一晶闸管阳极相连，第四触发模块正极与第五触发模块正极相连后与第一晶闸管门极相连；第六触发模块负极与第三晶闸管阳极相连，第六触发模块正极与第三晶闸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杰，王彬，钱小森，马玲，张晓峥，朱杰，许锡盛，李学安，
申请(专利权)人：镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32