专利名称：自动分区开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动分区开关，具体地说是为电机车摩擦接触线进行分 区段供电运行而执行停送电切换操作的开关设备。
背景技术：
矿山剥离场运输线或井下运输巷(包括井底车场)，其电机车馈电接触网 需分段供电，特别是人车场和人员过往频繁区段。这对人身安全，生产安全 及节约能源都有具有重大意义。有关部门已有规定，人车进入停车场停车后， 整列人车(可不包括机车)区段的接触线必须停电。
分区段停送电是指将全运输线分为若干区段， 一方面，机车行至某一区段
时，该区段为送电状态，而其它区段为停电状态；另一方面，在瓦斯易突区 域，当某区段瓦斯浓度超标时，必须为强制停电状态。
目前，公知的分区开关设备，均通过人工分合操作进行分区段停电、送电。 人工分区开关虽然可靠，但由于人工操作，在响应时间和工作效率上远远不 能满足要求，同时也不可能将区段划分得很密。特别是，理想的分区供电方 案需要按机车运行方向、速度，进行同步顺序停送电切换。这在实际执行上 是相当高难度的操作，在复杂的矿山运输线、多变的工作条件下，很难实现。 因此，亟需开发一种易于执行同步顺序停送电切换操作的自动分区开关。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种能满足矿山剥离场 运输线或井下运输巷电机车馈电接触网分区供电的要求，既能实现可靠、灵 敏、自动动作，又能适应矿山恶劣环境、抗拒人为损坏要求的自动分区开关 装置。
按照本发明提供的技术方案，其主要采用两外侧辅助接触线通过相应的 停电信号线电缆，穿过主机的隔爆兼散热外壳一侧的控制信号线线嘴引入主 机，分别连接到控制接线排上的对应第三、第四接线端子T3、 T4;两内侧辅 助接触线通过相应的送电信号线电缆，穿过主机的隔爆兼散热外壳同一侧的 控制信号线线嘴引入主机，分别连接到控制接线排上的对应接线第五、第六 接线端子T5、 T6;两内侧辅助接触线还分别以当前区段一样方式接入相邻区 段主机的对应第五、第六接线端子T5、 T6;与接触网馈电电源线连接的馈电连接线电缆穿过隔爆兼散热外壳另一侧的负荷控制线线嘴引入主机，连接到 负荷接线排上的对应第一接线端子Tl;与受控机车接触线连接的负荷控制线 电缆穿过隔爆兼散热外壳的负荷控制线线嘴引入主机，连接到负荷接线排上
的对应第二接线端子T2;地线均通过第十接线端子T10连接到主机的隔爆兼 散热外壳上，再通过相应导线与电源外接地线连接；大功率可关断可控硅的 阴极散热面与可控硅散热片紧贴固接，可控硅散热片紧固在隔爆兼散热外壳 后壁内侧左上部；可控硅散热风扇通过其安装座安装在隔爆兼散热外壳后壁 内侧左下部；控制线路板通过其四角的安装螺孔安装在隔爆兼散热外壳后壁 内侧右部；散热线路板和负荷接线排分别安装在隔爆兼散热外壳后壁内侧左 端下部和左端上部，内接线排安装在隔爆兼散热外壳后壁内侧中部，降压电 阻及其线路接线板和控制接线排分别安装在隔爆兼散热外壳后壁内侧右端下 部和右端上部；隔爆兼散热外壳左右端外侧分别向外制成一负荷线嘴和控制 线线嘴。
整个运输线设置若干受控区段，其中第i区段设置第i区段电路及第i 区段分区开关主机电路。
所述第i区段电路及第i区段分区开关主机1的内部电路元器件连接关 系如下。
采用大功率可关断可控硅GTOi的阳极A连接到接线第一端子Tl，其阴极K 连接到第二接线端子T2，其门极G连接到第九接线端子T9。可控硅触发电容Ci 的负极均连接到第九接线端子T9，其正极与送电触发或门二极管Dn、 Di2的 正极、停电触发继电器常开接点Ju-l、 Ji2-1的一端相连；二极管Du、 Di2的 负极分别连接触发电容降压电阻Ri3、 Rh的一端；降压电阻Ru、 Ri4的另一端分 别连接到对应第五、第六接线端子T5、 T6;停电触发继电器常开接点J『1、 Ji2-1的另一端均连接到第十接线端子T10。降压电阻Ru、 Ri2的一端分别连接 到对应第三、第四接线端子T3、 T4;降压电阻Ru的另一端与停电触发继电器 电磁线圈Ju的一端及其续流稳压二极管WDu的负极相连，降压电阻Ri2的另一 端与停电触发继电器电磁线圈Ji2的一端及其续流稳压二极管WDi2的负极相 连；停电触发继电器电磁线圈Jn的另一端及其续流稳压二极管WDu的正极均 连接到第十接线端子TIO，停电触发继电器电磁线圈Ji2的另一端及其续流稳 压二极管WDi2的正极均连接到第十接线端子T10。送电指示继电器常闭接点 Ji。-1的一端均连接到第一接线端子T1，其另一端与停电指示灯降压电阻Ri6的
一端均连接到第七接线端子T7;停电指示灯降压电阻Ri6的另一端与停电指示灯GZi的一端连接，并连接笫八接线端子T8。送电指示继电器电磁线圈降压电 阻Ris、送电指示灯降压电阻Rn和可控硅散热风扇降压电阻Ri8的一端均连接到 第二接线端子T2，降压电阻Ri5的另一端与送电触发继电器电磁线圈Ji。的一端 及其续流稳压二极管WDi。的负极相连，送电触发继电器电磁线圈Ji。的另一端 及其续流稳压二极管WDi。的正极均连接到笫十接线端子T10;降压电阻Rn的另 一端与送电指示灯KZi的一端连接，送电指示灯KZi的另一端连接到笫十接线 端子T10;降压电阻Ri8的另一端与控硅散热风扇FSi的一端及其续流稳压二极 管WDi3的负极相连，散热风扇FSi的另一端及其续流稳压二极管WDi3的正极均连 接到笫十接线端子TIO。
本发明的有益效果是能满足矿山剥离场运输线或井下运输巷电机车馈 电接触网分区供电的要求，既能实现可靠、灵敏、自动切换动作，又能适应 矿山恶劣环境、抗拒人为损坏要求的自动分区开关装置，且具有结构简单、 易于标准化和批量生产的特点。
图l为本发明的系统原理图2为本发明的主机结构及其内部元器件布置图3为本发明的第i区段电路接线原理及第i区段分区开关主机内部电 路接线原理图。
具体实施例方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述
附图l的系统原理图中l.主机，2.外侧辅助接触线，3.内侧辅助接触线，
4.接触网馈电电源线，5.受控电机车摩擦接触线，6.外接地线，7.受电弓， 8.馈电连接线，9.负荷控制线，IO.停电信号线，ll.送电信号线。
在附图2所示的主机结构及其内部元器件布置中12.大功率可关断可控 硅GTOi， 13.控制线路板，14.降压电阻及其线路接线板，15.散热线路板， 16.可控硅散热风扇FSi， 17.负荷接线排，18.控制接线排，19.内接线排， 20.控制线线嘴，21.负荷线嘴，22.隔爆兼散热外壳，23.可控硅散热片。
在附图3所示的关于第i区段电路接线原理及第i区段分区开关主机内部电 路接线原理图中KD为接触网馈电电源线，JCj为第i区段受控电机车摩擦接
触线，Ju、 Ji2为停电触发继电器电磁线圈，Ju-l、 Ji2-1为停电触发继电器常
开接点，Jio为送电指示继电器电磁线圈，Jio-l为送电指示电器常闭接点，GTOj 为大功率可关断可控硅，Ci为可控硅触发电容，FSi为可控硅散热风扇，Dw.2、 Du、 Di2 、 Di+1, i为送电触发或门二极管，GZi为停送电指示灯，KZi为送 电指示灯，Ri.u、 R"、 Ri2、 Ri3 (Rh，4)、 Ri4 (Ri+1，3)、 Ri+U、 Ri5、 Ri6、 Ri7、 Ri8为相应器件降压电阻，WDio、 WDu、 WDi2、 WDi3为相应器件续流稳压二 极管；第一接线端子T1 第七接线端子T7为所在点接线端子。
本发明由主机l、辅助接触线2组成，借助接触网馈电电源线4、受控电 机车接触线5和受电弓7构成开关控制系统。主机包括由触发控制系统、主 结线和散热系统等构成的机芯及其隔爆兼散热外壳22，通过对应的停电信号 线10、送电信号线11与外侧辅助接触线2、内侧辅助接触线3分别连接，通 过馈电连接线8电缆、负荷控制线9电缆与接触网馈电电源线4、受控电机 车接触线5分别连接；受电弓7是机车上的受电器件，装于电机车顶部，与 受控电机车摩擦接触线5摩擦接触。
在图l-图2所示的实施例中，两外侧辅助接触线2通过相应的停电信号线 10电缆，穿过主机1的隔爆兼散热外壳22—侧的控制信号线线嘴20引入主机1， 分别连接到控制接线排18上的对应第三、第四接线端子T3、 T4;两内侧辅助 接触线3通过相应的送电信号线11电缆，穿过主机1的隔爆兼散热外壳22同一 侧的控制线线嘴20引入主机1，分别连接到控制接线排18上的对应第五、第六 接线端子T5、 T6;两内侧辅助接触线3还分别以当前区段一样方式接入相邻区 段主机l的对应第五、第六接线端子T5、 T6;与接触网馈电电源线4连接的馈 电连接线8电缆穿过隔爆兼散热外壳22另一侧的负荷控制线线嘴21引入主机 1，连接到负荷接线排17上的对应第一接线端子T1;与受控机车接触线5连接 的负荷控制线9电缆穿过隔爆兼散热外壳22的负荷控制线线嘴20引入主机1， 连接到负荷接线排17上的对应第二接线端子T2;地线均通过第十接线端子T10 连接到主机1的隔爆兼散热外壳22上，再通过相应导线与电源外接地线6连接。
在图2中，大功率可关断可控硅12的阴极散热面与可控硅散热片23紧贴固 结，可控硅散热片23紧固在隔爆兼散热外壳22后壁内侧左上部；可控硅散热 风扇16通过其安装座安装在隔爆兼散热外壳22后壁内侧左下部；控制线路板 13通过其四角的安装螺孔安装在隔爆兼散热外壳22后壁内侧右部；散热线路 板15和负荷接线排17分别安装在隔爆兼散热外壳22后壁内侧左端下部和左端 上部，内接线排19安装在隔爆兼散热外壳22后壁内侧中部，降压电阻及其线 路接线板14和控制接线排18分别安装在隔爆兼散热外壳22后壁内侧右端下部 和右端上部；隔爆兼散热外壳22左右端外侧分别向外制成一负荷线嘴21和控 制线线嘴20。在图3即关于第i区段电路接线原理及第i区段分区开关主机内部电路接线
原理图中
大功率可关断可控硅GTOi的阳极A连接到第一接线端子Tl，其阴极K连接 到第二接线端子T2，其门极G连接到第九接线端子T9。可控硅触发电容Ci的负 极均连接到第九接线端子T9，其正极与送电触发或门二极管D^ Di2的正极、 停电触发继电器常开接点Ju-1、 Ji2-1的一端相连；二极管Du、 Di2的负极分 别连接触发电容降压电阻Ri3、 R"的一端；降压电阻&3、 Ri4的另一端分别连接 到对应第五、第六接线端子T5、 T6;停电触发继电器常开接点J『1、 L-l的 另一端均连接到第十接线端子TIO。降压电阻Ru、 Ri2的一端分别连接到对应 第三、第四接线端子T3、 T4;降压电阻Ru的另一端与停电触发继电器电磁线
圈Jn的一端及其续流稳压二极管WDu的负极相连，降压电阻Ri2的另一端与停 电触发继电器电磁线圈Ji2的一端及其续流稳压二极管WDi2的负极相连；停电 触发继电器电磁线圈Jn的另一端及其续流稳压二极管WDu的正极均连接到第
十接线端子TIO，停电触发继电器电磁线圈Ji2的另一端及其续流稳压二极管 WDi2的正极均连接到第十接线端子T10。送电指示继电器常闭接点Ji。-l的一端 均连接到第一接线端子T1，其另一端与停电指示灯降压电阻Ri6的一端均连接 到第七接线端子T7;停电指示灯降压电阻Ri6的另一端与停电指示灯GZi的一端 连接，并连接到笫八接线端子T8。送电指示继电器电磁线圈降压电阻Ri5、送
电指示灯降压电阻Rn和可控硅散热风扇降压电阻Ri8的一端均连接到第二接
线端子T2，降压电阻Ri5的另一端与送电触发继电器电磁线圈Ji。的一端及其续 流稳压二极管WDi。的负极相连，送电指示继电器电磁线圈Ji。的另一端及其续 流稳压二极管WDi。的正极均连接到第十接线端子T10;降压电阻Ri7的另一端与 送电指示灯KZi的一端连接，送电指示灯KZi的另一端连接到第十接线端子 T10;降压电阻Ri8的另一端与控硅散热风扇FSi的一端及其续流稳压二极管WDi3 的负极相连，散热风扇FSi的另一端及其续流稳压二极管WDi3的正极均连接到 第十接线端子TIO。
本发明工作原理及工作过程
所述接触网馈电电源线与第i区段分区开关的(后面均指"该第i区段分 区开关的"，故不再重复该意及对下标i的叙述)主机及其辅助接触线、地线、 该区段受控电机车接触线、通过相应导线连接。主机由安装在隔爆兼散热外 壳中的可控硅触发控制系统、主结线和散热系统等构成的机芯组成。其中可 控硅触发控制系统由送电触发(或门)二极管Dii、 Di2及其分压电阻Ru、 Ri4、停电触发继电器Ju、 Ji2及其常开接点Ji2-1、 Ji2-1、续流稳压二极管WDu、 WDi2、 降压电阻Ru、 Ri2、可控硅触发电容器Ci等构成，主结线由大功率可关断可控 硅GT0i、停电指示灯GZi、送电指示灯KZi、送电指示继电器电磁线圈Ji。及其常 闭接点Ji。-l、续流稳压二极管WDi。、降压电阻R"、 Rie、 &7等构成，散热系统 由电风扇FSi及其降压电阻、稳压二极管WDi3、可控硅散热片SR等构成。
设第i区段受控电机车接触线JCi为停电状态，即机车尚未驶入该区段， 则第i区段分区开关的整个触发控制电路系统、主结线、散热系统均为停电 状态。
1. 设列车从左向右行驶使受电弓SG在原受控接触线JCw区段向右滑行， 当行至靠近受控接触线JCi的第一外侧辅助接触线WFu处时，通过受电弓SG 将JCw与WFu的电接触，使停电继电器电磁线圈Ju带电，其在可关断可控 硅GTOi触发回路上的常开接点Ju-l闭合，GT0i的触发电容器Ci通过Ju-1— 送电显示(指示灯KZi、继电器Ji。、续流稳压二极管WDi。、降压电阻Ris、 Ri7) 与风扇(FSi及其降压电阻R^稳压二极管WDi3)的并联支路一GT0i的阴极 K一GTOi的触发门极G构成的通路放电，使门极G端获一负脉冲，但由于GT0i 已经处于关断状态，故该触发脉冲不起作用，电路处于送电准备状态；当SG 滑离WF" (—Ju失电—接点Ju-1开断)并进一步滑行至JCi的第一内侧辅助 接触线NFi,处时，将有同时摩擦接触JCw与NFu的一段距离，且至少有一次 JCi—,与NFu的电接触，因而有JCw电流经SG—NFu—分压电阻R,3—受正向 电压而导通的送电(或门)二极管Du—已放电的Ci一送电显示与风扇的并联 支路一地构成的通路对Ci充电一g端获一正负脉冲一GT0i导通一JCi带电一
1) SG滑入该段受电；
2) Ji。带电一其在停电指示支路上的常闭接点L。-l开断一停电指示灯GZi
灭；
3) KZi亮；
4) FSi启动运行。
2. JCi已带电，且随着列车行驶，SG过度到JCi区段再依次滑离JCh、NFu。 3.假若列车此时向回行驶，当其使SG重新进入或仍在JCh区段及NFu
处并欲滑出JCi区段时，由于GT0i已处于开通状态，触发脉冲不起作用，故 无任何开关动作；但当SG滑行使JC^与WFu有电接触时，Ju带电一接点Ju-l 闭合一"通过Jn-1—送电显示与风扇的并联支路一GTOi的阴极K一GT0i的触 发门极G构成的通路放电一G端获一负脉冲一G1U关断一1) JCi失电；
2)整个触发控制电路系统、主结线、散热系统均为停电状态。
4. 当列车继续行驶到使SG进入JCi区段及第i-l区段分区开关的第二 外侧辅助接触线WFi—1， 2处，使得JCi与WFh, 2有电接触时，该分区开关在第 i-l区段有如3.的相应动作，艮口 Ji—"带电一接点Jh,「1闭合一Cw通过J卜,, rl一送电显示与风扇的并联支路一GTOw的阴极K一GTOw的触发门极G构成 的通路放电一G端获一负脉冲一GTOH关断一
1) JCw失电；
2)整个第i-l区段分区开关的触发控制电路系统、主结线、散热系统均 为停电状态。
5. 当列车继续行驶到使SG进入第i+l区段受控接触线JCw及第i区段 分区开关的第二内侧辅助接触线NFi2处并欲滑出JCi区段时，由于GTOi已处 于开通状态，触发脉冲不起作用，故无任何开关动作；但当SG滑行使JCw 与第二外侧辅助接触线WFi2有电接触时，停电继电器电磁线圈L带电一其在 GTOi触发回路上的常开接点Ji2-1闭合一Ci通过Ji2-1—送电显示与风扇的并 联支路一GTOi的阴极K一GTOi的触发门极G构成的通路放电一G端获一负脉冲 —GTOi关断一
1) JCi失电；
2)整个触发控制电路系统、主结线、散热系统均为停电状态。
6. 不论列车继续行驶还是停在该点，图中状态不变。
7. 当列车反向行驶接近并逐步进入JCi区段时，逻辑过程从右至左按相 反顺序动作。
权利要求
1、一种自动分区开关，其特征是采用两外侧辅助接触线(2)通过停电信号线(10)电缆，穿过主机(1)的隔爆兼散热外壳(22)一侧的控制信号线线嘴(20)引入主机(1)，分别连接到控制接线排(18)上的对应第三、第四接线端子(T3、T4)；两内侧辅助接触线(3)通过相应的送电信号线(11)电缆，穿过主机(1)的隔爆兼散热外壳(22)同一侧的控制信号线线嘴(20)引入主机(1)，分别连接到控制接线排(18)上的对应第五、第六接线端子(T5、T6)；两内侧辅助接触线(3)分别接入相邻区段主机(1)的对应第五、第六接线端子(T5、T6)；与接触网馈电电源线(4)连接的馈电连接线(8)电缆穿过隔爆兼散热外壳(22)另一侧的负荷线嘴(21)引入主机(1)，连接到负荷接线排(17)上的对应第一接线端子(T1)；与受控机车接触线(5)连接的负荷控制线(9)电缆穿过隔爆兼散热外壳(22)的负荷线嘴(21)引入主机(1)，连接到负荷接线排(17)上的对应第二接线端子(T2)；大功率可关断可控硅(12)的阴极散热面与可控硅散热片(23)紧贴固接，可控硅散热片(23)紧固在隔爆兼散热外壳(22)后壁内侧左上部；可控硅散热风扇(16)通过安装在隔爆兼散热外壳(22)后壁内侧左下部；控制线路板(13)安装在隔爆兼散热外壳(22)后壁内侧右部；散热线路板(15)和负荷接线排(17)分别安装在隔爆兼散热外壳(22)后壁内侧左端下部和左端上部，内接线排(19)安装在隔爆兼散热外壳(22)后壁内侧中部，线路接线板(14)和控制接线排(18)分别安装在隔爆兼散热外壳(22)后壁内侧右端下部和右端上部；整个运输线设置若干受控区段，其中第i区段设置第i区段电路及第i区段分区开关主机内部电路。
2、 根据权利要求1所述的自动分区开关，其特征是所述隔爆兼散热外 壳(22)左右端外侧分别向外制成负荷线嘴(21)和控制线线嘴(20)。
3、 根据权利要求l所述的自动分区开关，其特征是所述第i区段电路及第i区段分区开关主机1的内部电路元器件连接关系如下采用大功率可关断可控硅(GTOi)的阳极A连接到第一接线端子(Tl)， 其阴极K连接到第二接线端子(T2)，其门极G连接到第九接线端子(T9); 可控硅触发电容(Ci)的负极均连接到第九接线端子(T9)，其正极与送电触发或门二极管(Du、 Di2)的正极、停电触发继电器常开接点(Jirl、 Ji2-1) 的一端相连；二极管(Du、 Di2)的负极分别连接触发电容降压电阻(Ri3、 Ri4)的一端；降压电阻(Ri3、 Ri4)的另一端分别连接到对应第五、第六接 线端子(T5、 T6);停电触发继电器常开接点(Jirl、 Ji2-1)的另一端均连接 到第十接线端子(T10);降压电阻(Ra、 Ri2)的一端分别连接到对应第三、 第四接线端子(T3、 T4);降压电阻(Ru)的另一端与停电触发继电器电磁 线圈(J")的一端及其续流稳压二极管(WDji)的负极相连，降压电阻(Ri2) 的另一端与停电触发继电器电磁线圈(Ji2)的一端及其续流稳压二极管(WDi2)的负极相连；停电触发继电器电磁线圈(Ju)的另一端及其续流稳 压二极管(WDU)的正极均连接到第十接线端子(TIO)，停电触发继电器电 磁线圈(Ji2)的另一端及其续流稳压二极管(WDi2)的正极均连接到第十接 线该端子(T10);送电指示继电器常闭接点(Jio-1)的一端均连接到第一接 线端子(Tl)，其另一端与停电指示灯降压电阻(Ri6)的一端均连接到第七 接线端子(T7);停电指示灯降压电阻(Ri6)的另一端与送电指示灯(GZi) 的一端连接，并连接到第八接线端子(T8);送电指示继电器电磁线圈降压 电阻(Ri5)、送电指示灯降压电阻(Ri7)和可控硅散热风扇降压电阻(Ri8) 的一端均连接到第二接线端子(T2)，降压电阻(Ri5)的另一端与送电触发 继电器电磁线圈(JiQ)的一端及其续流稳压二极管(WDiQ)的负极相连，送 电触发继电器电磁线圈(JiQ)的另一端及其续流稳压二极管(WDiQ)的正极 均连接到第十接线端子(T10);降压电阻(Ri7)的另一端与送电指示灯(KZi) 的一端连接，送电指示灯(KZi)的另一端连接到第十接线端子(T10);降 压电阻(Ri8)的另一端与控硅散热风扇(FSi)的一端及其续流稳压二极管(WDi3)的负极相连，散热风扇(FSi)的另一端及其续流稳压二极管(WDi3) 的正极均连接到第十接线端子(TIO)。
全文摘要
本发明涉及一种自动分区开关，具体地说是为电机车摩擦接触线进行分区段供电运行而执行停送电切换操作的开关设备。特征是采用两外侧辅助接触线、两内侧辅助接触线通过相应的停电信号线电缆，穿过主机的隔爆兼散热外壳一侧的控制信号线线嘴引入主机，分别连接到控制接线排上的对应的接线端子，地线均通过接线端子连接到主机的隔爆兼散热外壳上，再通过相应导线与电源外接地线连接，在控制电路板上设置第i区段电路及第i区段分区开关主机内部电路。本发明能满足矿山剥离场运输线或井下运输巷电机车馈电接触网分区供电的要求，既能实现可靠、灵敏、自动切换动作，又能适应矿山恶劣环境、抗拒人为损坏要求的自动分区开关装置，且具有结构简单、易于标准化和批量生产的特点。
文档编号B60M1/00GK101318478SQ20081002230
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月8日 优先权日2008年7月8日
发明者屈百达 申请人:江南大学