一种电缆智能保护装置及电缆智能检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通领域，具体的说，涉及了一种电缆智能保护装置及电缆智能检测系统。


背景技术：

2.地震预警监测系统现场监测主机接收到ii级、iii级警报信息或接收到铁路局中心系统发布的ii级、iii级处置信息时，现场监测主机触发列控系统端地震预警继电器动作。地震预警监测系统与列控系统之间采用信号电缆连接。正常情况下，现场监测主机给出的报警条件信息通过信号电缆送至列控系统端，控制列控端地震预警继电器的状态，从而控制列车运行情况，尽可能的避免破坏性地震到达时造成更为严重的损害。现场监测主机到列控系统距离远，且电缆铺设在电气化区段，环境复杂，信号电缆存在短路或断路故障隐患，易导致现场监测主机的报警信息无法准确无误的送至列控系统端，造成列控系统端地震预警继电器误动作，影响行车。
3.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种电缆智能保护装置及电缆智能检测系统，实时监控地震预警监测系统与列控系统之间线缆状态。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种电缆智能保护装置，包括电流采集单元、主控单元、电流放大单元和通信单元，所述电流采集单元串联在线缆回路中，用于采集所述线缆回路中的电流信号；所述电流放大单元分别与所述电流采集单元和所述主控单元连接，用于对所述电流采集单元输出的电流信号进行放大处理，并将放大后的电流信号发送给所述主控单元；所述主控单元与所述通信单元连接，用于根据放大后的电流信号和预设电流阈值确定所述线缆回路的状态，并通过所述通信单元发送出去。
6.基于上述，还包括限流运算单元和限流执行单元，所述限流运算单元分别与所述主控单元和所述电流放大单元连接，用于将放大后的电流信号与所述主控单元下发的预设电流阈值进行比较；所述限流执行单元串联在所述线缆回路中，且与所述限流运算单元连接，用于根据所述限流运算单元的比较结果断开所述线缆回路。
7.基于上述，所述线缆回路包括线缆供电电源和线缆，所述电流采集单元和所述限流执行单元依次串联在所述供电电源和所述线缆之间。
8.本实用新型还提供一种电缆智能检测系统，包括前述的电缆智能保护装置，还包括现场监控主机、监控平台和列控系统，所述电缆智能保护装置串联在现场监测主机与列控系统之间的线缆回路中，用于实时采集所述现场监控主机和所述列控系统之间的线缆状态；所述现场监控主机分别与所述电缆智能保护装置和所述监控平台连接，用于根据所述电缆智能保护装置的采集结果生成报警信息发送给所述监控平台。
9.本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型在地震
预警监测系统现场监测主机内设置电缆智能保护装置，实时监控地震预警监测系统与列控系统之间线缆状态上传给监控平台，以便于维护人员及时获取线缆状态。本实用新型还具有自身防护机制，当监测到线缆状态断路时，停止向外提供电压；本实用新型还提供一种电缆智能检测系统，监控主机根据电缆智能保护装置采集到的线缆状态信息进行报警，缩短现场维修人员查找故障的时间，提供行车效率和行车安全。
附图说明
10.图1是本实用新型实施例一的原理框图。
11.图2是本实用新型实施例二的原理框图。
12.图3是本实用新型电流采集单元的一个具体实施方式。
13.图4是本实用新型电流放大单元的一个具体实施方式。
14.图5是本实用新型限流运算单元的一个具体实施方式。
15.图6是本实用新型限流执行单元的一个具体实施方式。
16.图7是本实用新型实施例三的原理框图。
具体实施方式
17.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
18.实施例1
19.如图1所示，本实施例提供一种电缆智能保护装置，包括电流采集单元、主控单元、电流放大单元和通信单元，所述电流采集单元串联在线缆回路中，用于采集所述线缆回路中的电流信号；优选的，所述线缆回路包括线缆供电电源和线缆，所述电流采集单元串联在所述供电电源和所述线缆之间。优选的，所述线缆采用24v信号线缆，因此，所述线缆供电电源为24v。
20.所述电流放大单元分别与所述电流采集单元和所述主控单元连接，用于对所述电流采集单元输出的电流信号进行放大处理，并将放大后的电流信号发送给所述主控单元；所述主控单元与所述通信单元连接，用于根据放大后的电流信号和预设电流阈值确定所述线缆回路的状态，并通过所述通信单元发送出去。
21.可以理解，在具体实施中，可根据其应用环境调整预设电流阈值大小。如将电流阈值设置为0-200ma，当放大后的电流信号的值为0时，则判断线缆回路断路。当放大后的电流信号的值大于200ma时，则判断线缆回路短路，并立马通过所述限流执行单元进行电流限制。当放大后的电流信号的值介于0-200ma之间时，则判断线缆回路正常。
22.在具体实施时，所述供电单元包括24v稳压电路、24v转5v电路、5v转3.3v电路，所述24v稳压电路用于输出24v电压；所述24v转5v电路用于输出5v供电电压给所述电流采集单元；所述5v转3.3v电路用于输出3.3v供电电压给所述主控单元和所述通信单元。
23.优选的，所述主控单元采用stm32f103型号的单片机，所述通信单元为can通信模块。
24.本实用新型在地震预警监测系统现场监测主机内设置电缆智能保护装置，实时监控地震预警监测系统与列控系统之间线缆状态上传给监控平台，以便于维护人员及时获取线缆状态。
25.实施例2
26.本实施例与实施例1的区别在于：如图2所示，所述电缆智能保护装置还包括限流运算单元和限流执行单元，所述限流运算单元分别与所述主控单元和所述电流放大单元连接，用于将放大后的电流信号与所述主控单元下发的预设电流阈值进行比较；所述限流执行单元串联在所述线缆回路中，且与所述限流运算单元连接，用于根据所述限流运算单元的比较结果断开所述线缆回路。
27.优选的，所述限流执行单元串联在所述电流采集单元后面的线缆回路中。
28.可以理解，在具体实施中，当放大后的电流信号小于预设电流阈值如200ma时，则线缆回路正常工作时，此时所述限流执行单元不动作，所述线缆回路继续导通。当放大后的电流信号大于预设电流阈值如200ma时，则判断线缆回路，此时所述限流执行单元断开所述线缆回路；并立马通过所述限流执行单元进行电流限制。当放大后的电流信号等于0时，则判断线缆回路断路。
29.本实施例通过设定限流运算单元和限流执行单元，还具有自身防护机制，正常情况下，当监测到线缆回路为短路状态时，断开所述线缆回路，以保护现场监测主机与列控系统。
30.实施例3
31.本实施例与实施例2的一种具体实施方式。
32.如图3-6所示，所述电流放大单元和所述限流运算单元均包括运算放大器；所述电流采集单元包括电流传感器，优选的，所述运算放大器的型号选用lm2904，所述电流传感器的型号为mlx91220。
33.所述电流采集单元包括电流传感器，所述限流执行单元包括三极管q4和cmos管q3，所述电流传感器的正采样端子与所述线缆供电电源连接，所述电流传感器的负采样端子与所述cmos管q3的源极连接，所述cmos管q3的源极通过第一限流电阻r16连接所述cmos管q3的栅极，所述cmos管q3的漏极与所述线缆连接；所述cmos管q3的栅极还与所述三极管q4的集电极连接，所述三极管q4的基极通过第二限流电阻r17连接所述限流运算单元的输出端，用于接收所述限流运算单元的比较结果，所述三极管q4的基极接地。
34.所述电流采集单元通过正负采样端子采集24v信号线缆的正负电压信号，并对外输出电流感应电压信号vout和vref电压信号；所述电流放大单元根据电流感应电压信号vout和vref电压信号输出i-adc-in信号给所述限流运算单元，所述限流运算单元还接收所述主控单元发送的电流阈值信号tim2 ch1，并输出比较结果q-con。具体的，当i-adc-in信号大于电流阈值信号tim2 ch1时，比较结果q-con为低电平；当i-adc-in信号小于电流阈值信号tim2 ch1时，比较结果q-con为高电平。
35.所述限流执行单元的所述三极管q4的基极接收所述限流运算单元的比较结果q-con，并根据比较结果q-con控制所述三极管q4的导通。具体的，当比较结果q-con为高电平时，所述三极管q4导通，所述coms管导通，所述线缆回路正常运转；当比较结果q-con为低电平时，所述三极管q4截止，从而带动coms管也截止，所述线缆回路断开。
36.进一步的，所述电缆智能保护装置还包括电源滤波电路，所述电源滤波电路与所述限流执行单元连接，用于对所述限流执行单元的cmos管输出的电压进行滤波处理。优选的，所述电源滤波电路采用电容和电感组成的pai型滤波电路。
37.实施例4
38.本实施例提供提供一种电缆智能检测系统，如图7所示，包括实施例1-3任一个所述的电缆智能保护装置，还包括现场监控主机、监控平台和列控系统，所述电缆智能保护装置串联在现场监测主机与列控系统之间的线缆回路中，用于实时采集所述现场监控主机和所述列控系统之间的线缆状态；所述现场监控主机分别与所述电缆智能保护装置和所述监控平台连接，用于根据所述电缆智能保护装置的采集结果生成报警信息发送给所述监控平台。
39.本实施例中，监控主机根据电缆智能保护装置采集到的线缆状态信息向铁路局中心报警，铁路局中心下达命令至工务终端，工务终端根据下达的命令，修复电缆，减少排查故障时间，提高行车效率和行车安全。
40.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。