CN205375083U - 一种接触网隔离开关远动监控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种接触网隔离开关远动监控终端，包括：电源模块、中央处理器、控制电路、遥控电路和遥信电路；其中，电源模块对接触网隔离开关远动监控终端提供各级别的工作电源；控制电路根据远动控制命令产生控制信号，并将控制信号输入至遥控电路；遥控电路根据控制电路产生的控制信号驱动遥控分闸开关、遥控合闸开关的断开和闭合，通过遥控分闸开关、遥控合闸开关直接将动力电源馈送至隔离开关操作机构处；遥信电路采集接触网隔离开关是处于合位位置还是处于分位位置；中央处理器将监控中心下发的远动控制命令发送至控制电路；同时，将遥信电路采集的接触网隔离开关信息作处理，并传输至监控中心，实现接触网隔离开关远动监控。

Description

一种接触网隔离开关远动监控终端

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种接触网隔离开关远动监控终端。

背景技术

在电气化铁路以及城市轨道交通牵引供电***，隔离开关作为重要的开关设备，其动作可靠性直接关系到机车运行安全。在电气化铁路接触网隔离开关远动控制领域，当下普遍采用光纤控制方案，即就地远动监控终端与电动操作机构一同安装于户外隔离开关柱上，用于对每台隔离开关的监控。而变电所设置监控主站，通过光纤网络同所内所有就地远动监控终端进行通讯，从而实现对所内所有隔离开关的监控，***图如图1所示。光纤控制方案凭借光纤通信可靠，抗电磁干扰能力强的优点被广为采用，但是，在实际运行中，隔离开关误动、拒动现象却时有发生，给铁路运行部门带来了诸多困扰。

而上述问题的产生主要是由于隔离开关远动监控终端的控制方式所致。图2所示即为常规远动监控终端的控制回路图。该控制方案下，执行遥控命令时，由远动监控终端输出短脉冲闭合信号，经由操作机构自保持回路和互锁回路，闭合相应的接触器触点，输出合、分闸电源，继而启动电机，驱动隔离开关执行合、分闸操作。

显而易见，传统方案隔离开关的动作条件仅仅是远动监控终端输出的短脉冲闭合信号。由于操作机构持续带电，电气化铁路强电磁干扰环境下在此电气回路中感应出短脉冲信号或者强电动势的机会较大，这就导致隔离开关误动时有发生。而且，在远动监控终端的遥控出口到操作机构遥控命令入口之间的线缆间短路同样会导致操作机构误启动，造成隔离开关的误动。该常规控制方案由于须经过脉冲输出-自保持-互锁-闭合接触器，进而输出动力电源一系列过程，借助复杂的***回路方可实现，而这些***回路在户外由于受到较恶劣的环境和机车经过时的振动等不利因素影响，较易出现故障，从而导致控制电路失效，造成隔离开关拒动。

综上所述，常规的光纤控制方案虽然具备户外远动监控终端与所内监控主站间的通信可靠的优点，但却无法避免户外复杂的电气回路不受电磁干扰，同时也无法避免复杂的电气回路的较高故障率，这是常规光纤方案的先天缺陷，也是造成隔离开关误动和拒动的关键因素。

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的在于提出一种接触网隔离开关远动监控终端，本技术方案充分吸取了传统方案复杂***回路易受干扰和故障率高的教训，该终端遥控输出采用直接馈出动力电源的方式来驱动操作机构的电机动作，省去了操作机构内部复杂的控制回路。该终端采用模块化设计，每台装置可配置多套监控模块，用于实现对多路隔离开关的监控。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种接触网隔离开关远动监控终端，包括：电源模块、中央处理器、控制电路、遥控电路和遥信电路；其中，

所述电源模块，用于对接触网隔离开关远动监控终端提供各级别的工作电源；

所述控制电路，用于根据远动控制命令产生控制信号，并将所述控制信号输入至所述遥控电路；

所述遥控电路，用于根据所述控制电路产生的控制信号驱动遥控分闸开关、遥控合闸开关的断开和闭合，通过遥控分闸开关、遥控合闸开关直接将动力电源馈送至隔离开关操作机构处；

所述遥信电路，用于采集所述接触网隔离开关是处于合位位置还是处于分位位置；

所述中央处理器，用于将监控中心下发的远动控制命令发送至所述控制电路；同时，将所述遥信电路采集的接触网隔离开关信息作处理，并传输至监控中心，实现接触网隔离开关远动监控。

优选地，所述控制电路控制遥控分闸开关、遥控合闸开关的闭合状态有相应时限，时限设定为长于隔离开关操作机构动作时间，当到达时闭合限后，分闸开关或者合闸开关自动断开，切断动力电源。

上述技术方案具有如下有益效果：

本实用新型提出的接触网隔离开关远动监控终端采用直接控制的方式，在无遥控操作时切断了动力电源回路，可保证隔离开关操作机构在常规状态下不带电，有效杜绝误动；另外，本终端省去了复杂的***控制回路，有效避免了强电磁干扰的影响，减少了故障点，有效提高***运行稳定性；这一方面来讲，也有效避免了误动发生。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统地光纤控制方案***图；

图2为传统地远动监控终端接线原理图；

图3为本实用新型提出的一种接触网隔离开关远动监控终端框图；

图4为接触网隔离开关远动监控终端中的遥控电路的电路原理图；

图5为监控终端的遥控电路与直流电机操作机构的接线图；

图6为监控终端的遥控电路与交流电机操作机构的接线图；

图7为本实用新型终端的集中式监控方案典型***图；

图8为本实用新型终端的分布式监控方案典型***图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本技术方案的工作原理：接触网隔离开关远动监控终端集成了板载遥控电路、遥信电路和控制电路，实现对一台隔离开关的远动控制和遥信信号采集。遥控电路设置两组可控开关，一组用于分闸(以下称作分闸开关K1)，另外一组用于合闸(以下称作合闸开关K2)。上述两组可控开关闭合带时限，当达到时限后自动断开，此闭合时限可人工设定。分闸开关有两组触头，第一触头左侧连接遥控电源的负极(如遥控电源为交流则为零线)，右侧输出至装置的接线端子T1，第二触头左侧连接遥控电源的正极(如遥控电源为交流则为火线)，右侧输出至装置的接线端子T4；合闸开关有两组触头，第一触头左侧连接遥控电源的正极(如遥控电源为交流则为火线)，右侧输出至装置的接线端子T2，第二触头左侧连接遥控电源的负极(如遥控电源为交流则为零线)，右侧输出至装置的接线端子T3。当合闸开关闭合时接线端子T2、接线端子T3之间电压为正方向，经由行程开关接至电机正转端子，可驱动电机正转；当分闸开关闭合时接线端子T1、接线端子T4之间电压为反方向，经由行程开关接至电机反转端子，可驱动电机反转。

合闸开关和分闸开关的动作皆由控制电路控制，在无遥控操作时，控制电路将控制分闸开关和合闸开关保持断开状态；在遥控合闸时，控制电路将控制合闸开关按照定时限闭合；在遥控分闸时，控制电路将控制分闸开关按照定时限闭合。遥信电路通过接线端子T5、接线端子T6、接线端子T7来采集隔离开关的位置信息，接线端子T5、接线端子T7之间，接线端子T6、接线端子T7之间经由大电阻加载遥信电压。接线端子T5连接操作机构合位辅助触点FK1左侧，接线端子T7连接操作机构分位辅助触点FK2右侧，当合位辅助触点FK1闭合时，则该装置检测到接线端子T5、接线端子T7之间电压为0，则判定隔离开关为合位；当分位辅助触点FK2闭合时，则该装置检测到接线端子T6、接线端子T7之间电压为0，则判定隔离开关为分位。中央处理器CPU负责将上层的远动控制命令下发到对应控制电路，并将远动监控终端采集的遥信信息做统一处理，上传到上层的监控主站或者调度中心。CPU模块设置光纤接口和以太网接口，可通过光纤网络或者以太网双绞线直接对上层***通信。电源通过进行一定的变压、变流、整流、稳压等变换，为整套装置提供各级别的工作电源。

电源和中央处理器CPU为终端装置正常工作必不可少的组成部分，其工作原理与常规设备并无明显差别，本专利将不做具体描述。

基于上述工作原理，本实用新型提出一种接触网隔离开关远动监控终端。如图3所示，包括：电源模块、中央处理器、控制电路、遥控电路和遥信电路；其中，

所述电源模块，用于对接触网隔离开关远动监控终端提供各级别的工作电源；

所述控制电路，用于根据远动控制命令产生控制信号，并将所述控制信号输入至所述遥控电路；

所述遥控电路，用于根据所述控制电路产生的控制信号驱动遥控分闸开关、遥控合闸开关的断开和闭合，通过遥控分闸开关、遥控合闸开关直接将动力电源馈送至隔离开关操作机构处；

所述遥信电路，用于采集所述接触网隔离开关是处于合位位置还是处于分位位置；

所述中央处理器，用于将监控中心下发的远动控制命令发送至所述控制电路；同时，将所述遥信电路采集的接触网隔离开关信息作处理，并传输至监控中心，实现接触网隔离开关远动监控。

下面将结合图4着重说明遥控电路的设计原理。所述遥控电路包括：第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关和第二控制开关均受所述控制电路控制，执行相应的断开、关闭动作；其中，

所述第一控制开关的第一触点的一端与所述远程监控终端的第一接入端子相连，所述第一控制开关的第一触点的另一端与所述第二控制开关的第二触点的另一端相连；所述第一控制开关的第二触点的一端与所述远程监控终端的第四接入端子相连，所述第一控制开关的第二触点的另一端与所述第二控制开关的第一触点的另一端相连；所述第二控制开关的第一触点的一端与所述远程监控终端的第二接入端子相连，所述第二控制开关的第二触点的一端与所述远程监控终端的第三接入端子相连；

所述第一控制开关的第一触点的另一端、所述第二控制开关的第二触点的另一端与相同的遥控电源的对应接口相连，所述第一控制开关的第二触点的另一端、所述第二控制开关的第一触点的另一端与相同的遥控电源的另一对应接口相连；

所述远程监控终端的第一接入端子通过第一线缆串接所述操作机构的第一限位开关，所述第一限位开关与电机的一端相连，所述远程监控终端的第四接入端子通过第四线缆与电机的另一端相连，所述第一控制开关、第一限位开关闭合，则所述远程监控终端输出遥控分闸信号；

所述远程监控终端的第二接入端子通过第二线缆串接所述操作机构的第二限位开关，所述第二限位开关与电机的一端相连，所述远程监控终端的第三接入端子通过第三线缆与电机的另一端相连，所述第二控制开关、第二限位开关闭合，则所述远程监控终端输出遥控合闸信号。

对于图4来说，遥控电路内置分闸开关K1和合闸开关K2。K1的两组触点分别连接遥控电源的负极(如遥控电源为交流，则为零线)和正极(如遥控电源为交流，则为火线)，当K1闭合时直接将遥控电源反向输出至接线端子T1、接线端子T4之间；K2的两组触点分别连接遥控电源的正极(如遥控电源为交流，则为火线)和负极(如遥控电源为交流，则为零线)，当K2闭合时直接将遥控电源正向输出至接线端子T2、接线端子T3之间。K1、K2由控制电路控制分断或者闭合，K1和K2的闭合带有时限，当达到时限后会自动断开，时限设定为稍长于隔离开关的动作时间，假设隔离开关分或合闸时间为5s，K1、K2的闭合时限应设定为6s，以保证隔离开关分、合闸充分彻底。

对于本实施例来说，所述遥信单元的遥信合位输出端与远程监控终端的第五接入端子相连，所述远程监控终端的第五接入端子通过第五线缆串接隔离开关操作机构合位辅助触点的一端；所述遥信单元的遥信分位输出端与远程监控终端的第六接入端子相连，所述远程监控终端的第六接入端子通过第六线缆串接隔离开关操作机构分位辅助触点的一端；所述遥信单元的公共端与远程监控终端的第七接入端子相连，所述远程监控终端的第七接入端子通过第七线缆同时与所述隔离开关操作机构合位辅助触点的另一端、所述隔离开关操作机构分位辅助触点的另一端相连。

图5为监控终端的遥控电路与直流电机操作机构的接线图，监控终端的分闸开关K1通过接线端子T1之后经过限位开关SQ1(常闭，当隔离开关分闸成功后断开)，连接至操作机构的直流电机正、负极端子；监控终端的合闸开关K2通过接线端子T2之后经过限位开关SQ2(常闭，当隔离开关合闸成功后断开)，连接到直流电机的正、负极端子。当隔离开关处于分位，即将进行远动合闸时，本实用新型远动监控终端的控制电路将控制K2闭合，并保持6s。此时遥控电源将直接通过行程开关SQ1(此时为闭合状态，可导通)直接正向加载到电机的的接线端子，电机正向得电，启动正转，驱动隔离开关转动，当隔离开关合闸到位后，限位开关SQ1断开，切断了控制电源，电机停转，而K2也会在达到6s的时限后弹开，彻底切断遥控电源，遥控合闸过程完毕。遥控分闸同理，不同之处在于分闸开关K1闭合，遥控电源经由限位开关SQ2反向加载于直流电机接线端子，电机反向得电，启动反转，驱动隔离开关分闸。

图6为监控终端的遥控电路与交流电机操作机构的接线图，监控终端的分闸开关K1的输出端经过限位开关SQ1(常闭，当隔离开关分闸成功后断开)，连接至操作机构的交流电机反转端子；监控终端的合闸开关K2的输出端经过限位开关SQ2(常闭，当隔离开关合闸成功后断开)，连接到交流电机的正转端子。其遥控执行过程与上述直流电机操作机构同理，不再赘述。

远动监控终端内置遥信电路，遥信电路合位判断端与操作机构合位辅助触点FK1连接，遥信电路分位判断端与操作机构分位辅助触点连接，两组辅助触点另一端并接后连接到遥信电路的公共端。遥信电路从装置外部取遥信直流电源，经大电阻加载于合位判断端与公共端之间，同时也加载于分位判断端与公共端之间。当隔离开关处于合位，即辅助触点FK1闭合时，遥信电路在遥信合位判定端与公共端之间检测到电压为0，则终端装置判定隔离开关处于合位；当隔离开关处于分位，即辅助触点FK2闭合时，遥信电路在遥信分位判定端与公共端之间检测到电压为0，则终端装置判定隔离开关处于分位。外接遥信电源取直流，可有效防止电磁干扰。

本实用新型远动监控终端装置内各电路模块可灵活配置，每路监控模块实现对一台隔离开关的监控。该终端装置对下可直接控制隔离开关，对上可直接通过光纤或者以太网对监控主站或者调度中心通讯。因其特殊的设计方式，可使整个隔离开关远动控制***的设计更为灵活。

图7为本实用新型终端的集中式监控方案典型***图，本实用新型终端装置根据全所隔离开关的数量配置相应数量的监控模块，安装于变电所监控主站，直接通过硬接线连接全所隔离开关，实现对所有隔离开关的集中监控，并通过光纤或以太网直接与调度中心通讯。

图8为本实用新型终端的分布式监控方案典型***图，本实用新型终端采用分布式的安装方式，安装于各户外隔离开关附近，配置一套监控模块，实现对单路隔离开关的就地监控。对上通过光纤或以太网与变电所内监控主站进行通讯。所内监控主站再将所内所有的远动监控终端的数据统一处理，并同调度中心进行通讯。

本技术方案采用直接控制的方式，在遥控操作时直接将动力电源馈送至隔离开关操作机构的电机，从而省去了传统方案中复杂的***控制回路，杜绝了户外电磁干扰可能造成的隔离开关误动，也减少了因控制回路元件和接线故障造成的隔离开关拒动，提高了远动***可靠性。该终端采用模块化设计，监控模块可根据隔离开关数量或者不同应用场合调整数量，当于集中式监控时，终端装置配置多套监控模块，安装于监控主站；当终端装置应用于分布式监控时，终端装置配置单套监控模块，安装于隔离开关附近，通过通讯网络与监控中心通讯，具有很强的灵活性和适应性。

以上具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种接触网隔离开关远动监控终端，包括：电源模块和中央处理器；其特征在于，还包括：

控制电路、遥控电路和遥信电路；其中，

所述电源模块，用于对接触网隔离开关远动监控终端提供各级别的工作电源；

所述控制电路，用于根据远动控制命令产生控制信号，并将所述控制信号输入至所述遥控电路；

所述遥控电路，用于根据所述控制电路产生的控制信号驱动遥控分闸开关、遥控合闸开关的断开和闭合，通过遥控分闸开关、遥控合闸开关直接将动力电源馈送至隔离开关操作机构处；

所述遥信电路，用于采集所述接触网隔离开关是处于合位位置还是处于分位位置；

所述中央处理器，用于将监控中心下发的远动控制命令发送至所述控制电路；同时，将所述遥信电路采集的接触网隔离开关信息作处理，并传输至监控中心，实现接触网隔离开关远动监控。

2.如权利要求1所述的监控终端，其特征在于，所述控制电路控制遥控分闸开关、遥控合闸开关的闭合状态有相应时限，时限设定为长于隔离开关操作机构动作时间，当到达时闭合限后，分闸开关或者合闸开关自动断开，切断动力电源。