一种安全型防雷分线柜的制作方法

本发明属于防雷领域，特别公开一种运用于铁路信号系统雷电防护的防雷分线柜。

背景技术：

随着城镇化的进程，轨道交通行业迅速发展，由于轨道交通的便利性、经济性，火车或地铁被越来越多的人们优先选择为出行工具。为此，对轨道交通的可靠性、安全性人们有更高的要求。通常，雷电灾害引起设备故障，是影响轨道交通可靠性的重要因素。现有技术中，使用防雷分线柜替代分线盘对信号线缆进行雷电防护，取得了相当好的效果。但是，防雷分线柜本身也发生故障并影响到列车的运行，防雷分线柜中集中了很多信号设备的信号线缆，防雷分线柜中的防雷器发生短路故障时，将信号线缆与地短路，导致信号设备故障，影响列车正常运行。极端情况下，防雷模块短路故障的大电流导致部件高热而引发着火事件，现有防雷分线柜存在可靠性、安全性不高的问题；防雷分线柜内的信号线缆相互间也可能存在有干扰，导致信号错乱，影响列车正常运行。现有技术中，缺少一种可靠性、安全性高的防雷分线柜。

技术实现要素：

针对现有技术防雷分线柜的防雷器短路导致信号设备故障的问题，本实用新型提供一种可靠性、安全性高的安全型防雷分线柜。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：包括柜体，以及设置于柜体内的防雷分线底座和防雷模块；所述的防雷分线底座包括用于连接室内外信号线缆的分线端子，用于供防雷模块插接的防雷端子和用于连接防雷地线的防雷地线端子；柜体内设置有底座安装板，底座安装板上设置有防雷分线底座，防雷模块插接于防雷分线底座的防雷端子上，所述的防雷模块包括用低温焊接材料将压敏电阻和放电管分别焊接在一脱扣连接件两端构成的防雷电路，以及给放电管施加推力或拉力、使放电管保持有脱离所述脱扣连接件的势能的弹簧。用低温焊接材料焊接压敏电阻和放电管的连接部件，当防雷电路中出现过电流至压敏电阻和/放电管发热，温度达到低温焊接材料熔点时，电路由弹簧作用力从压敏电阻或/和放电管与脱扣连接件的焊接处断开，阻止温度继续升高导致线路短路；防雷模块在压敏电阻与脱扣连接件处和放电管与脱扣连接件处分别具有一个低温脱扣点，防雷模块具有双重热保护功能，防止被保护线路短路，本实用新型具有非常高的安全型。

本实用新型进一步的技术方案为：所述的放电管为安全型放电管，包括电极、瓷管及电子发射材料；所述的电极与瓷管形成密闭空间，密闭空间内充有气体，电极上设有置于密闭空间内的凸台，电子发射材料固定在所述电极的凸台上，所述瓷管内壁设置有导电带，密闭空间内位于电极的侧边与瓷管内壁之间设有防短路隔离带。放电管的故障模式也有短路情况，其一般是电极上的金属通过大电流产生高温融化并喷涂在磁管内壁上，通过磁管内壁将两个电极短路在一起，在放电管内设置防短路隔离带，当电极融化喷涂到磁管内壁时，由于防短路隔离带的存在，阻止两个电极由融化的金属通过磁管内壁连接在一起发生短路故障，防止被保护信号线缆短路，进一步的提高本实用新型防雷分线柜的安全性。

本实用新型的另一实施例为：所述的防雷分线底座上还设置有与分线端子电性连接的用于采集信号线缆信号的采集端子，采集端子上插接有用于采集信号线缆信号的采集模块；所述柜体内还包括与所述采集模块通讯连接的、并用于提供信号线缆所连接设备的工作状态、预警、报警信息的采集机模块。采集模块对连接在防雷分线底座的信号线缆中的信号进行采集，并将采集的信号做初步处理后，用通讯方式发送给采集机模块，采集机模块对收到的信号做进一步的处理，然后，提供所连接设备的工作状态、预警、告警信息。设备的故障一般有个渐变过程，通过采集设备信号线缆的信号、分析信号的变化趋势，判断设备的工作状态和未来的趋势，能够预见设备的故障，及时采取处理措施，能防患于未然，本实用新型的防雷分线柜具有非常高的安全性和可靠性。

本实用新型的另一实施例为：柜体内设置有线缆固定板，所述的线缆固定板设置有包括用于固定信号线缆的线缆固定卡和连接信号线缆屏蔽层的屏蔽地线铜条。外部信号线缆进入柜体内部，首先在线缆固定板处用线缆固定卡固定并规范化整齐排列，并此处将线缆的屏蔽层剥离，剥离的屏蔽层连接到屏蔽地线铜条上，防止外部干扰信号进入到柜体内。

本实用新型的另一实施例为：所述的线缆固定板包括依次设置用于固定信号线缆的铠装屏蔽层的第一线缆固定板，用于固定信号线缆的内层屏蔽层的第二线缆固定板，用于固定信号线缆的芯缆屏蔽层的第三线缆固定板。信号线缆进入柜体内后逐次用线缆固定卡固定并剥离屏蔽层，将屏蔽层连接到相应的屏蔽地线铜条上，信号线缆的固定及屏蔽效果更佳，防止干扰能力好。

本实用新型的另一实施例为：在柜体内防雷分线底座具有防雷端子的一面包括用于铺设信号线缆的金属线槽，金属线槽内设置有与防雷地线端子电性连接的防雷地线铜条。信号线缆进入柜体内后铺设于金属线槽内，直到被连接到防雷分线底座对应的分线端子上，信号线缆在金属线槽内具有很好的屏蔽效果，防止信号线缆之间和外部信号干扰。

本实用新型的另一实施例为：所述的柜体包括框架，以及可拆卸方式与框架固定连接的顶盖、底盖，左侧板、右侧板，前门板、后门板；所述的顶盖和/或底盖上设有信号线缆进出线孔。柜体的外表面部件制造成可以拆卸方式，方便更换，容易快速满足不同客户的外观需求。

本实用新型的另一实施例为：所述的柜体底部还设置有与所述底盖配合连接的用于调节柜体高度的底座。设置底座用于调节柜体的总体高度，可以快速满足不同客户的需求。

本实用新型的积极效果是：防雷分线柜内的防雷模块的防雷电路具有双重防止过电流短路功能，采用的放电管也具有防短路隔离带，当被保护线缆有过电流时，可以防止信号线缆短路，具有高的可靠性和安全性。在防雷分线底座上插接有采集模块与采集机模块通信，实现对连接在防雷分线底座上信号线缆的设备进行采集、处理、监控，可以提供设备的工作状态、预警、告警信息。信号线缆固定规范整齐，防止信号线缆相互及外部的干扰；柜体的外表部件采用可拆卸方式与框架连接，底部设置底座调节柜体总体高度，可以快速满足不同客户的需求。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型柜体示意图。

图2为本为图1柜体爆炸示意图。

图3为本实用新型拆卸柜体框架部件正面示意图，图中未装配防雷分线底座。

图4为本实用新型拆卸柜体框架部件侧面示意图，图中装配有防雷分线底座、防雷模块、采集模块。

图5为本实用新型防雷分线底座与防雷模块、采集模块配合装配示意图。

图6为本实用新型防雷分线底座与防雷模块、采集模块配合装配示意图。

图7为本实用新型防雷模块的防雷电路原理示意图。

图8为本实用新型防雷模块的安全型放电管结构示意图。

图中：100柜体，110框架，120顶盖，130底盖，140左侧板、右侧板，150前门板、后门板，160底座，111立柱，121进出线孔，200 线缆固定板，210线缆固定卡，220屏蔽地线铜条，300底座安装板，310底座安装孔，320金属线槽，330防雷地线铜条，400防雷分线底座，410分线端子，420防雷端子，430防雷地线端子，440采集端子，450采集模块，500防雷模块，510压敏电阻，520放电管，530脱扣连接件，531、532低温焊接点，540弹簧，521电极，522磁管，523电子发射材料，524凸台，525导电带，526防短路隔离带，600采集机安装板，610采集机模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。应当注意的是：本实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果，都应当被理解为是本实用新型的范围。

如图1、图2、图3，图4所示，其中图2为柜体的爆炸示意图，图3为柜体去掉外部框架后正面示意图，图3中没有安装防雷分线底座，图4为去掉外部框架的侧面示意图，图中安装了防雷分线底座及其防雷模块、采集模块。安全型防雷分线柜，包括柜体100、防雷分线底座400、防雷模块500；如图5、图6所示，所述的防雷分线底座400包括用于连接室内外信号线缆的分线端子410、用插接所述防雷模块的防雷端子420和用于连接防雷地线的防雷地线端子430，所述的分线端子410与防雷端子420分别设置在防雷分线底座400的两个相对面上，防雷模块500插接在防雷端子420上；分线端子410分为进线分线端子和出线分线端子，铁路室外信号设备的信号线缆连接到进线分线端子后，从出线分线端子引出连接到相应的室内信号设备；防雷模块500插接在防雷分线底座400的防雷端子420上，对信号线缆进行雷电防护。

如图2所示，所述的柜体顶部或底部开设有用于信号线缆的进出线孔121，如图3所示，在柜体内纵向依次设置有线缆固定板200和底座安装板300；在所述的线缆固定板200上设置有用于固定信号线缆的线缆固定卡210和汇集连接信号线缆屏蔽层的屏蔽地线铜条220；所述的底座安装板300上有底座安装孔310，所述的防雷分线底座400具有防雷端子420的一面穿过底座安装孔310固定在底座安装板上；在底座安装板300上、防雷分线底座400具有防雷端子420的一面设置有用于汇集连接防雷地线端子430的防雷地线铜条330；柜体内还设置有分别用于铺设进线信号线缆和出线信号线缆的金属线槽320。

线缆固定板200设置在柜体内靠近顶部或底部附近位置，两端用螺丝固定在柜体内，线缆固定板200上设置有用于固定信号线缆的线缆固定卡210和用于连接信号线缆屏蔽层的具有多个接线柱的屏蔽地线铜条220。信号线缆经过顶部或底部的进线孔121进入机柜内至线缆固定板200，用线缆固定卡210将信号线缆固定，使信号线缆不可移动且整齐规范化排列；信号线缆的屏蔽层剥离后电连接在屏蔽地线铜条220的接线柱上。从室外进入机柜的信号线缆一般是多芯线缆，具有铠装屏蔽外层、内层屏蔽层，每条芯线也具有单独的屏蔽层，即芯缆屏蔽层，通常具有三层屏蔽；对应地线缆固定板200设置为三层，外部进线信号线缆在第一层线缆固定板200处用线缆固定卡210固定并剥离铠装屏蔽外层，剥离的屏蔽外层接到屏蔽地线铜条220上；进线信号线缆铺设至第二层线缆固定板200处用线缆固定卡210固定后，将内层屏蔽层剥离，剥离的内层屏蔽层连接到第二条屏蔽地线铜条220上；进线线缆继续铺设至第三层线缆固定板200处用线缆固定卡210固定，将芯线的屏蔽层剥离，剥离的芯线屏蔽层连接到第三条屏蔽地线铜条220上。三条屏蔽地线铜条220在机柜内汇集连接在一起后与柜体外部屏蔽地线电连接。信号线缆进入机柜内后，有序、逐次固定并剥离屏蔽层，有利于信号线缆防止信号线缆的相互干扰。对于芯线的屏蔽层剥离，也可以设置在信号线缆连接到分线端子410前，剥离的屏蔽层连接到相应的屏蔽地线铜条220上，这样，可以最大限度的防止信号线缆受到干扰。

所述的底座安装板300设置于柜体100内纵向中部位置，依据防雷分线底座400的数量可以依次纵向排列设置多层底座安装板300；每层底座安装板300上排列设置有多个用于安装防雷分线底座400的底座安装孔310，通常每个底座安装板300设置有6-13个底座安装孔310，所述的防雷分线底座400具有防雷端子420的一面穿过所述的底座安装孔位于底座安装板300的一侧，具有分线端子410的一面位于所述底座安装板300的另一侧；底座安装板300将防雷模块500和分线端子410隔离，防止防雷模块对连接在分线端子上的信号线缆的干扰。防雷分线底座400具有防雷端子420的一面、于两个防雷分线底座400之间设置有分别用于铺设进线信号线缆和出线信号线缆的金属线槽320，分为进线金属线槽和出线金属线槽；金属线槽设置的数量与底座安装板300横向排列设置的防雷分线底座400数量相对应。进线金属线槽用于铺设进线信号线缆并对其有屏蔽作用，出线金属线槽用于铺设出线信号线缆并对其有屏蔽作用。进线金属线槽纵向延伸至所有底座安装板300，出线金属线槽纵向覆盖所有的线缆固定板200和底座安装板300并从柜体顶部贯穿至底部；进线和出线金属线槽内及底座安装板300相应位置上设置有过线孔，信号线缆通过所述的过线孔，电连接到防雷分线底座400上的分线端子410上；每个进线金属线槽内还设置有防雷地线铜条330，所述的防雷地线铜条与防雷分线底座400中的防雷地线端子430电连接，所有的防雷地线铜条汇集连接到一起然后引出到柜体外防雷地线上。在柜体内使用进线金属线槽和出线金属线槽分别铺设进线信号线缆和出线信号线缆，能够有效的防止进线和出线信号线缆的相互干扰和外部信号干扰。

如图2所示，所述的柜体包括用型材制作而成的框架110，由板材制作而成的顶盖120，底盖130，左侧板、右侧板140，前门板、后门板150。所述的顶盖、底盖，左侧板、右侧板，前门板、后门板用可拆卸的方式紧固在所述的框架上形成柜体的外部表面；柜体四周及上下表面部件可以拆卸，当客户对机柜外表外观要求变化时，仅更换外表面部件的顶盖、底盖，左侧板、右侧板，前门板、后门板即可，快速适应不同客户的外观要求。还可以将复杂、制作耗时的框架及其内部部件预先做好成为预制件，依据客户的要求再定制成相应的外观表面部件快速满足可以的各种需求。柜体包括预制件和定制件两个部分，仅变化定制件即可，可以适应市场的快速变化要求。在所述框架底部设置有用于调节柜体高度的底座160，柜体框架用可拆卸的方式固定在所述的底座上。用尺寸高度不同的底座调节柜体的总体高度，满足不同客户对机柜高度需求。所述的拆卸固定方式，可以使用螺丝固定可拆卸，也可以使用锁链固定可拆卸，还可以是任何其它方面拆卸的方式固定连接。所述的顶盖或底盖上设置有进出线孔121，用于信号线缆进出柜体。

所述框架内部左右两侧的中部位置各设置有一根从底部一直延伸到框架顶部的方孔条纵向立柱111，所述的立柱呈L型，其中立柱的一个L型边用螺丝紧固在所述的框架上；立柱上另一个L型边设置有一列标准的方孔，方孔内配置螺母，所述的线缆固定板200、底座安装板300通过方孔螺母与螺丝配合紧固在L型立柱上。通过这种方式安装固定层板，便于以后拆卸和调整层板的位置。

如图7所示，所述的防雷模块500为安全型防雷模块。所述的安全型防雷模块中具有由压敏电阻510、脱扣连接件530、放电管520串联构成防雷电路，所述的压敏电阻510、放电管520用低温焊接材料焊接在所述的脱扣连接件530两端，具有两个低温焊接点531、532；以及给放电管施加推力或拉力、使放电管保持有脱离所述脱扣连接件势能的弹簧540，即弹簧540连接在放电管上并对放电管施加外力，使放电管和/或压敏电阻具有脱离所述脱扣连接件的势能，所述的弹簧可以顶接在放电管的表面产生推力，也可以是一端挂在放电管的对应机构上，对放电管产生拉力。所述的弹簧也可以用其它弹性部件替代。所述的低温焊接材料的融化温度110℃至160℃之间，通常使用145℃熔点的低温焊接材料。采用低温焊接材料将压敏电阻510和放电管520焊接在脱扣连接件530两端，当防雷电路中有过电流使压敏电阻510或放电管520温度升高至低温焊接材料熔点时，弹簧使放电管或压敏电阻脱离脱扣连接件，防雷电路可从任一个低温焊接点断开，防止被保护的信号线路短路，防雷模块因有两个低温焊接点而具有双重过电流热保护功能。所述的脱扣连接件530上还设置有限流导电段，所述的防雷电路在遭遇过雷电流时，从限流导电段处断开，防止被保护的信号线路短路，使防雷模块具有过雷电流防护功能。脱扣连接件530的一端形状设计与压敏电阻电极相匹配，另一端形状设计与放电管电极相匹配的形状，以方便焊接。

如图8所示，所述的放电管520为安全型放电管，所述的安全型放电管包括电极521，瓷管522及电子发射材料523，所述的电极521与瓷管522形成密闭空间，密闭空间内充有气体，电极521上设有置于密闭空间内的凸台524，电子发射材料523固定在所述电极的凸台524上，所述瓷管522内壁设置有导电带525，密闭空间内位于电极521的侧边与瓷管522内壁之间设有防止磁管522内壁与电极521短路的防短路隔离带526。设有防短路隔离带526的放电管失效模式仅呈高阻状态，在防雷电路中使用这种放电管不会发生短路现象。

如图3、图4所示，在柜体100内还设置有采集机安装板600，采集机安装板600上设置有采集机模块610；防雷分线底座400上分线端子一侧设置有采集端子440，采集端子440上插接有采集模块450。采集模块450插接于采集端子440上对经过防雷分线底座400的信号线缆的模拟、数字或开关信号进行监测采集，并对采集到的信号进行初步处理；采集模块450与采集机模块610通讯连接，通过信号线缆将采集处理后信号的发送给采集机模块610，采集机模块610对所接收到的信号做进一步进行处理、分析，判断信号线缆所连接设备工作是否正常，或有某种变化趋势，对信号设备故障进行告警或预警。防雷分线柜具有告警、预警的功能。

外部信号线缆经过柜体顶盖或底盖的进线孔进入柜体内部，在线缆固定板200处用线缆固定卡210固定并规范化整齐排列；在此处将线缆的屏蔽层剥离并连接到屏蔽地线铜条220上，信号线缆到达底座安装板300后铺设于底座安装板300上纵向设置的进线金属线槽内继续延伸，直到被连接到防雷分线底座400对应的分线端子410上，防雷模块对信号线路进行雷电防护，采集模块450对信号线缆的信号进行采集处理；此后，信号线缆从防雷分线底座400的出线端子侧引出，在纵向出线金属线槽铺设，最后经顶盖或底盖的出线孔与外部信号设备相连接。信号线缆从进入到防雷分线柜内直到从出线孔处离开，整个经历过程不存在相互交叉情况，不发生信号线缆间相互干扰，具有非常高的抗干扰能力。以及，所采用的防雷模块为安全型防雷模块，采用的放电管为安全型放电管，防止信号线缆因防雷保护部件故障而短路，本实用新型具有非常高的抗干扰能力和安全性以及能监控信号线缆所连接设备的工作状态并给予及时的预警、报警。

本实用新型优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述的顺序，包括根据所涉及功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应当被本实用新型的实施例的所属技术领域的技术员的理解。实施例中的描述仅仅是实例性的，而不是作为限制，本领域的技术人员通过理解实施例技术内容能够获得的技术方案，是属于本实用新型的范畴。