一种应用于铁路系统的智能型电源防雷箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电源防雷箱，实现对5T探测站入户电源线路过电压及过电流防护，同时，实现对设备内部防雷器劣化状态及雷击情况的监测。
【背景技术】
[0002]铁路车辆运行安全监控系统(5T系统)是确保行车安全的有效手段，5T设备的安全稳定运行，直接影响到列车的安全运行，对维护运行秩序、保证行车安全、防止人身安全事故起到了关键性作用，基于以上特点，用户对5T系统配套的防雷设备性能和稳定性要求较高。
[0003]铁路车辆运行安全监控系统设备依赖计算机技术，耐过电压和过电流能力极弱，目前铁路车辆运行安全监控系统设备的雷害有80%多是这些设备的雷害。对于5T系统，雷电可能进入设备的途径如下:
[0004]1)由电源线侵入:铁路信号断供电一般是两路输入，一路为铁路信号专用供电(专电)，一路由电气化区段的电源供电(牵引电)。两路电源为主备关系，专电为主用，牵引电备用。引入机房信号都用埋地电缆。电网或电网附近落雷可以由电源线传导进入机房。
[0005]2)由钢轨侵入:所有车站及编组站都装备有信号设备，这些设备大部分安装在铁路沿线，显示列车动态和指挥列车行进的信息在钢轨上传输，也就是说，钢轨还是闭塞信息的传输线，高速铁路都是电气化区段，轨道在牵引供电网的庇护下不会受到雷电直击，但是，可能遭受因牵引供电网遭到直接雷击后引发的二次雷击，也就是雷电电磁脉冲干扰影响是不可避免的，所以钢轨也是雷电侵入信号设备的重要途径。
[0006]3)由信号传输线侵入:区间和站内的信息都由数据的电缆传输，进入信号机房的电缆最长的有10km，最短的也有1.5km以上，虽然这些电缆埋地敷设，但仍然有被雷电电磁脉冲感应过电压的危险。
[0007]近年来，“物联网”技术应用的加深，用户对网络系统的信息化、远程控制和智能化要求提高，常规基础型的电源防雷箱已满足不了新系统的应用要求。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是提供一种具有防雷环境监测以及远程通讯功能的电源防雷箱。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种应用于铁路系统的智能型电源防雷箱，其特征在于:包括主电源接口及备电源接口，主电源接口及备电源接口与双电源切换模块相连，双电源切换模块一方面通过电流检测模块与至少一个断路器相连，每个断路器形成一路配电输出，双电源切换模块另一方面与后备保护模块相连，后备保护模块连接与智能控制处理单元相连的功能采集板的脱扣信号端，后备保护模块还经由周波故障检测模块与功能采集板相连，功能采集板的电流信号检测端与电流检测模块相连，功能采集板的电压信号检测端连接电流检测模块与断路器之间的电路，功能采集板的劣化状态信号端连接防雷器，防雷器还与后备保护模块相连，功能采集板的雷击电流信号端与雷电数据传感器相连，防雷器经由雷电数据传感器一方面与防雷地接口相连，另一方面经由等电位连接器与设备地接口相连。
[0010]智能型电源防雷箱其基本功能是对铁路5T系统探测站的电源入户配电并对雷电浪涌、过电压、地电位反击等雷电危害现象进行防护。同时，为提升用电安全性和防雷保护的可靠性，可对铁路5T系统探测站的防雷环境数据实现本地和远程实时监测服务。以满足铁路用户对5T系统配套的防雷设备性能和稳定性较高的需求。
[0011]智能型电源防雷箱集成了主动能量配合电涌保护器组、雷击环境监测仪、sro前端智能保护模块、防雷器接地取样电阻以及备电路模块等，是新颖防雷技术组合应用设备。可实现对感应雷击的多重保护，具备的功能包括有:工频周波故障电流前端保护器、雷击数据状态(次数、强度、雷击发生的时间)和防雷器全生命周期状态的在线检测和预警；同时可对现场环境数据(电源电压、工作电流、温湿度)的实时状况、防雷器、前端保护器的运行状况(劣化和分闸)在线监测，并组成通讯网络，实现智能化防雷环境预警监控系统基础平台。一体化的智能型电源防雷箱应用将极大地简化对配电设施防雷的配置安装，大幅度提升了防雷环境的防护效果。
[0012]所述雷击环境检测仪可对雷击环境数据(雷击次数、雷击强度、接地电阻、时间等)、现场环境数据(电压、电流、温湿度等)及在线监控防雷器的全生命周期状态(劣化程度)；
[0013]所述电源的输入端与信号线路隔离，减少电磁干扰。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0015]1)由浪涌保护器与后备保护断路装置组成的具有防止雷电过电压、过电流损害的防雷保护装置。
[0016]2)配置雷击次数及强度采集、统计、显示、告警装置的智能化模块(单元)。
[0017]3)具备运用智能化处理技术的防雷器性能退化、劣损进程的全生命周期监测模块(单元)；
[0018]4)防雷环境数据(电源电压、工作电流、雷击状况、防雷器劣化预警数据)的采集及处理功能，能实现现场重要数据显示及远程全数据通讯传输功能；
[0019]5)提供包含智能防雷监测数据的modbus工业化标准通讯协议文件；
[0020]6)具有具备本地显示和远程通讯功能，可以与主机设备组网，便于实时监测。可扩展配置的各类功能模块和通讯网络拓扑图，为组建远程监控上位机控制中心，创建底层基础平台。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型提供的一种应用于铁路系统的智能型电源防雷箱的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型的应用示意图。
【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0024]如图1所示，本实用新型提供的一种应用于铁路系统的智能型电源防雷箱，包括主电源接口 1及备电源接口 2，主电源接口 1及备电源接口 2与双电源切换模块KM相连，双电源切换模块KM—方面通过电流检测模块3与至少一个断路器相连，每个断路器形成一路配电输出，双电源切换模块KM另一方面与后备保护模块4相连，后备保护模块4连接与智能控制处理单元7相连的功能采集板6的脱扣信号端，后备保护模块4还经由周波故障检测模块5与功能采集板6相连，功能采集板6的电流信号检测端与电流检测模块3相连，功能采集板6的电压信号检测端连接电流检测模块3与断路器之间的电路，功能采集板6的劣化状态信号端连接防雷器8，防雷器8还与后备保护模块4相连，功能采集板6的雷击电流信号端与雷电数据传感器9相连，防雷器8经由雷电数据传感器9 一方面与防雷地接口10相连，另一方面经由等电位连接器11与设备地接口 12相连，功能采集板6与通讯输出接口 13相连。
[0025]功能采集板6包括扩展接口 6-1、I/O接口采集部分6-2、雷击次数/生命周期采集部分6-3、电压/电流/温湿度采集部分6-4。
[0026]结合图2，智能型电源防雷箱采用具有双路桥接的两路常开、常闭触头开关的接触器实现双路供电的自动切换，接触器动作线圈得电，常开触头闭合，该路供电输出，同时切断另一路的供电。由于双组触头开关动作的距离和灭弧空间的合理设计，确保了双路切换可靠安全，又使自动控制的设计十分容易实现。配电保护空气断路器的正确配置，保障防雷箱用电安全可靠。
[0027]防雷器的劣化信号采集于防雷器产品的劣化遥信开关，当防雷器劣化时，其中热脱扣保护装置动作，自动切断防雷保护模块与电网连接，并推动微动触头开关发出信号，如因其他原因引起防雷器在雷击过程中产生故障续流，此时防雷器后备保护断路器开关动作，切断电路，防止电网的二次短路故障。智能防雷箱数据处理模块均可将上述信息采集、显示和上传。
[0028]当现场雷击发生，智能型电源防雷箱中的雷击电流传感器会采集其线路上的雷击电流，通过中央CPU对防雷器的雷击电流强度进行记录、分析处理、存储和计数。并根据该防雷器组受雷击情况的三重要素(雷击强度、雷击次数、作用时间)结合环境条件，按概率统计模型计算推断该组防雷器的生命周期状态，通过显示与百分比的关系直观的显示正常、或需检、或损坏的信息，供用户进行预防性维护处置。
[0029]智能型防雷箱的信息除了在现场实时显示以外，并通过通讯协议上传更多、更完全的防雷箱工作状况、电源电压、工作电流以及过载过压报警等信息及有关雷击信息的历史记录。
【主权项】
1.一种应用于铁路系统的智能型电源防雷箱，其特征在于:包括主电源接口(1)及备电源接口(2)，主电源接口⑴及备电源接口(2)与双电源切换模块(KM)相连，双电源切换模块(KM) —方面通过电流检测模块(3)与至少一个断路器相连，每个断路器形成一路配电输出，双电源切换模块(KM)另一方面与后备保护模块⑷相连，后备保护模块⑷连接与智能控制处理单元(7)相连的功能采集板(6)的脱扣信号端，后备保护模块(4)还经由周波故障检测模块(5)与功能采集板(6)相连，功能采集板(6)的电流信号检测端与电流检测模块(3)相连，功能采集板(6)的电压信号检测端连接电流检测模块(3)与断路器之间的电路，功能采集板(6)的劣化状态信号端连接防雷器(8)，防雷器(8)还与后备保护模块(4)相连，功能采集板(6)的雷击电流信号端与雷电数据传感器(9)相连，防雷器⑶经由雷电数据传感器(9) 一方面与防雷地接口(10)相连，另一方面经由等电位连接器(11)与设备地接口(12)相连。
【专利摘要】本实用新型涉及一种应用于铁路系统的智能型电源防雷箱，其集成了主动能量配合电涌保护器组、雷击环境监测仪、SPD前端智能保护模块、防雷器接地取样电阻以及备电路模块等，是新颖防雷技术组合应用设备。可实现对感应雷击的多重保护；同时具备工频周波故障电流前端保护、雷击次数和雷击强度检测；可对现场的三相电源电压及工作电流实时状况、雷击状态、防雷器功能劣化等监测和预警，并组成通讯网络，实现智能化防雷环境预警监控系统基础平台。一体化的智能型防雷箱应用将极大地简化对配电设施防雷的配置安装，并大幅度提升智能化防雷的环境和防护效果。
【IPC分类】H02J9/06, H02H9/02, H02H9/04
【公开号】CN204967249
【申请号】CN201520662760
【发明人】陈伟, 毛协国, 孙中梁, 伍先德, 赵学军, 龚静
【申请人】上海臻和防雷电气技术有限责任公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月28日