一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，电源监测隔离模块输入端与隧道照明干线相连接，输出端与电磁滤波整流电路连接；电磁滤波整流电路与功率因数校正电路连接，之后依次串接切换电路、隔离变压器和整流滤波电路，整流滤波电路连接灯体并供电；控制电路通过光电耦合隔离模块连接PWM调制电路并接入切换电路；电源监测隔离模块、功率因数校正电路、控制电路和PWM调制电路分别与物联网模块连接通信。本实用新型专利技术具有故障隔离、网状拓扑无线自组网、无线通信功能，并且具有短路、过流、过载、过压、温度等灯具本体及其控制电路故障隔离，和无线通信网络故障隔离功能，具有功能集成化、体积小、成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具
本技术涉及隧道照明设备
，具体涉及一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具。
技术介绍
现有铁路隧道照明系统还是一直沿用以支线电缆控制为基础的分段控制方式，隧道内除照明干线电缆外，还根据照明分段控制的需求设有照明支线电缆，通过对照明支线的控制实现隧道照明的分段控制，照明干线长度一般在1500米以内，照明支线长度在750米以内。这种控制方式导致了低压配电系统比较复杂；在进行巡视或检修作业时由现场人员只能在各个支线首末段的控制箱进行开关灯具操作，这种照明控制方式不够便利，控制不够精细，一次开灯数量较多，电能消耗大。隧道照明支线电缆及配套控制设备的存在，大大增加了初期建设投资和后期运营维护费用。同时，单个灯具损坏时无法实现单灯故障隔离，故障信息上报等操作，且影响同一回路其它灯具使用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，基于无线物联网技术，解决现有技术中存在的线路复杂、操作不便、控制不精、能耗较大等问题和缺陷，适用于铁路隧道单灯无线控制系统。本技术所采用的技术方案为：一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，其特征在于：所述灯具包括电源监测隔离模块、电磁滤波整流电路、功率因数校正电路、切换电路、隔离变压器、整流滤波电路、物联网模块、PWM调制电路、光电耦合隔离模块以及控制电路；电源监测隔离模块输入端与隧道照明干线相连接，输出端与电磁滤波整流电路连接；电磁滤波整流电路与功率因数校正电路连接，之后依次串接切换电路、隔离变压器和整流滤波电路，整流滤波电路连接灯体并供电；控制电路通过光电耦合隔离模块连接PWM调制电路并接入切换电路；电源监测隔离模块、功率因数校正电路、控制电路和PWM调制电路分别与物联网模块连接通信。功率因数校正电路通过降压电路接入物联网模块。所述灯具还包括电流、电压和温度检测元件，均接入控制电路。电流检测元件串联在灯体的直流电源电路中；电压检测元件并联在灯体的直流电源电路中；温度检测元件所在的电阻回路则安装在灯体附近。物联网模块选用芯片PSoc。物联网模块具有六个管脚，分别为：1号管脚GND接口与接地线相连，使物联网模块形成闭合回路；2号管脚P0接口与PWM调制电路相连，给PWM调制电路提供参考波形；3号管脚CX接口与PWM调制电路相连，输出开关灯命令；4号管脚AVDD接口与控制电路相连，实时接收控制电路采集到的各项电路数据；5号管脚VCC接口与外部直流电源的正极相连，为物联网模块提供电源；6号管脚GL接口与电源监测隔离模块相连，监控灯具故障。物联网模块上还设置有天线，通过无线射频信号与自组网内其它的物联网模块建立通信连接。控制电路选用LM2904芯片。电源监测隔离模块选用基于微型断路器的自恢复保险丝或继电器。本技术具有以下优点：1、铁路隧道内任意灯具间可以实现去中心化网状拓扑无线通信网络的自动组网，新增或更换灯具后，能够实现自动组网功能，现场无需进行网络设置。2、铁路隧道照明灯具间距最大可达30m，采用该灯具能够避免星型或半星型网络拓扑结构由于中心节点故障而产生网络崩溃的问题，这种灯具可以避免个别灯具出现故障而造成整个网络的瘫痪，传输距离可以达到20km左右。3、任一该灯具均可作为中心节点实现局域网与远程控制中心的通信，任意灯具间均可实现隧道内网状拓扑无线通信网络内的通信，该灯具还可接收隧道内固定或移动信号发射装置发出的控制指令，实现对单个或多个灯具的控制。4、该灯具配有降压电路，向物联网模块提供直流电源。5、该灯具能检测灯具电压、电流、温度等参数并对灯具运行状态评估，向远程监控中心和数据库上传信息，便于检修人员进行日常操作，故障维护和健康状态诊断。本技术具有故障隔离、网状拓扑无线自组网、无线通信功能，并且具有短路、过流、过载、过压、温度等灯具本体及其控制电路故障隔离，和无线通信网络故障隔离功能，能直接接入隧道照明干线上，取消了照明支线电缆及控制器，具有功能集成化、体积小、成本低等特点。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为调制电路及PWM切换电路原理图。图3为物联网模块接口原理图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行详细的说明。本技术涉及一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，所述灯具包括电源监测隔离模块、电磁滤波整流电路、功率因数校正电路（PFC）、切换电路、隔离变压器、整流滤波电路、物联网模块、PWM调制电路、光电耦合隔离模块以及控制电路。电源监测隔离模块输入端与隧道照明干线相连接，输出端与电磁滤波整流电路连接；电磁滤波整流电路与功率因数校正电路连接，之后依次串接切换电路、隔离变压器和整流滤波电路，整流滤波电路连接灯体并供电；控制电路通过光电耦合隔离模块连接PWM调制电路并接入切换电路；电源监测隔离模块、功率因数校正电路、控制电路和PWM调制电路分别与物联网模块连接通信。功率因数校正电路通过降压电路接入物联网模块。所述灯具还包括电流、电压和温度检测元件，均接入控制电路；电流检测元件串联在灯体的直流电源电路中，电压检测元件并联在灯体的直流电源电路中，温度检测元件所在的电阻回路则安装在灯体附近。物联网模块可以选用超低功耗射频可编程芯片Psoc，物联网模块具有六个管脚，分别为：1号管脚GND接口与接地线相连，使物联网模块形成闭合回路；2号管脚P0接口与PWM调制电路相连，给PWM调制电路提供参考波形；3号管脚CX接口与PWM调制电路相连，输出开关灯命令；4号管脚AVDD接口与控制电路相连，实时接收控制电路采集到的各项电路数据；5号管脚VCC接口与外部直流电源的正极相连，为物联网模块提供电源；6号管脚GL接口与电源监测隔离模块相连，监控灯具故障。物联网模块上还设置有天线，通过无线射频信号与自组网内其它的物联网模块建立通信连接。参见图1-3对本技术进行具体说明：与隧道照明干线相连接口处的电源监测隔离模块作用是当电源或整个灯具发生短路、过载等故障时，断开灯具回路，保护照明干线的安全。同时将故障信息通过物联网模块上传至远程监控中心。电源监测隔离模块可以选用基于微型断路器原理的自恢复保险丝或继电器，具有高分段能力。电磁滤波整流电路的作用是获取铁路隧道照明干线中的单相220V交流电，经过桥式整流后变成规律的正半周期的半波电流，同时滤除谐波，输出至PFC电路。电磁滤波整流电路可以选用具有LC滤波器的单相IGBT桥式电路。PFC电路的作用是根据其控制电路的指令，将半波电流变换成稳定可靠的380V直流电流，给切换电路供电。PFC电源可以选用L6562芯片。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，其特征在于：/n所述灯具包括电源监测隔离模块、电磁滤波整流电路、功率因数校正电路、切换电路、隔离变压器、整流滤波电路、物联网模块、PWM调制电路、光电耦合隔离模块以及控制电路；/n电源监测隔离模块输入端与隧道照明干线相连接，输出端与电磁滤波整流电路连接；/n电磁滤波整流电路与功率因数校正电路连接，之后依次串接切换电路、隔离变压器和整流滤波电路，整流滤波电路连接灯体并供电；/n控制电路通过光电耦合隔离模块连接PWM调制电路并接入切换电路；/n电源监测隔离模块、功率因数校正电路、控制电路和PWM调制电路分别与物联网模块连接通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，其特征在于：
所述灯具包括电源监测隔离模块、电磁滤波整流电路、功率因数校正电路、切换电路、隔离变压器、整流滤波电路、物联网模块、PWM调制电路、光电耦合隔离模块以及控制电路；
电源监测隔离模块输入端与隧道照明干线相连接，输出端与电磁滤波整流电路连接；
电磁滤波整流电路与功率因数校正电路连接，之后依次串接切换电路、隔离变压器和整流滤波电路，整流滤波电路连接灯体并供电；
控制电路通过光电耦合隔离模块连接PWM调制电路并接入切换电路；
电源监测隔离模块、功率因数校正电路、控制电路和PWM调制电路分别与物联网模块连接通信。


2.根据权利要求1所述的一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，其特征在于：
功率因数校正电路通过降压电路接入物联网模块。


3.根据权利要求2所述的一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，其特征在于：
所述灯具还包括电流、电压和温度检测元件，均接入控制电路。


4.根据权利要求3所述的一种具有故障隔离分布式控制功能的铁路隧道照明灯具，其特征在于：
电流检测元件串联在灯体的直流电源电路中；
电压检测元件并联在灯体的直流电源电路中；
温度检测元件所在的电阻回路则安装在灯体附近。

【专利技术属性】
技术研发人员：余翔，王颢，李道德，刘贻军，孟金林，贾志博，王帅，牛明哲，刘广军，李延亮，郑钧曦，王冠雄，史海旗，牛金平，赵乐，
申请(专利权)人：陕西兴安润通电气化有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61