站台门等电位智能导通装置的制作方法

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及站台门等电位智能导通装置。

背景技术：

传统的城市轨道交通站台门系统设计中，因为钢轨或车辆与站台门之间存在电位差，钢轨作为牵引回流的负极，为避免钢轨或车辆与站台门之间存在电压差，从而对乘客安全造成影响，一般会将钢轨和站台门间用电缆进行连接，实现等电位连接。等电位连接是指将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小电流在它们之间产生的电位差。

车辆和站台门实现等电位后，如果站台门对地绝缘不良，将直接导致钢轨通过站台门与地进行连接，导致大量轨回流通过站台门进入车站，一方面大电流经过容易在薄弱点引起发热起火，另一方面大量杂散电流进入车站，将对地下金属管线构筑物造成电流腐蚀。其中，杂散电流是指在设计或规定回路以外流动的电流，也被称为“迷流”。

根据《地铁设计规范》gb50157-2013中“9.3.11”可知，当站台设置站台门时，自站台缘起向内1m范围的站台地面装饰层下应进行绝缘处理。其目的是为了防止出现车辆电位高于车站地电位，进而危及乘客安全；《地铁设计规范》gb50157-2013中“26.5.7可知，站台门与列车车厢宜保持等电位，当与钢轨有联接需求时，等电位应满足相应规定。

从规范来看，做好站台装修层绝缘，并实现站台门与钢轨（列车）的等电位连接是理想的工程解决方案。但在实际运营过程中发现，站台装修层绝缘随着外部环境变化，很难一直得到保证，绝缘电阻会不断降低甚至失效。在这种情况下的站台门与钢轨如果保持等电位连接，就等于直接将钢轨接地，将导致大电流打火，危机车站安全，经测试，部分最大电流可达700a。

因此，部分城市运营线路在站台装修层绝缘降低后，一般采取了断开等电位装置，在乘客可接触的地方增设绝缘膜和涂刷绝缘漆的方案。但该方案一是成本高；二是绝缘什么时候有效无法预知，给运维带来隐患；三是如果等电位不连，当站台门内部控制线路破损时，将使站台门处于高压，危机乘客安全。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明公开了一种站台门等电位智能导通装置，能将站台门与钢轨的等电位连接从单一的连接或者不连接状态转换为智能控制状态状态，能杜绝站台门与钢轨等电位连接或不连接产生的安全隐患，且能监测站台门与钢轨等电位连接状态时的电流，监测到站台门绝缘层是否异常，并提供报警，便于工作人员采取应对措施。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是站台门等电位智能导通装置，包括plc控制器、手动自动转换开关、等电位通断转换开关、电流测量模块、站台门端子、钢轨端子及接地端子；

等电位通断转换开关、状态指示灯及手动自动转换开关均与plc控制器连接，站台门端子通过第一开关与钢轨端子连接，电流测量模块用于感应站台门端子和钢轨端子的电连接线上的电流信号，站台门端子还通过第二开关与接地端子连接，钢轨端子通过第三开关与接地端子连接，所述第一开关、第二开关及第三开关均与plc控制器控制连接，电流测量模块与所述plc控制器控制连接。

优选地，钢轨端子连接控制电路的第一端，站台门端子连接控制电路的第二端，控制电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一开关及第二开关，第一二极管正极作为控制电路的第一端与钢轨端子连接，第一二极管与第二二极管负极连接，第二二极管正极与第三二极管负极连接，第三二极管正极与第四二极管正极连接，第四二极管负极与第一二极管正极连接，第一二极管负极还通过第二开关与接地端子连接，第一二极管负极还通过第一开关与第三二极管正极连接，第二二极管的正极作为控制电路的第二端与站台门端子连接。

优选地，钢轨端子包括左侧钢轨连接端子及右侧钢轨连接端子，站台门端子包括左侧站台门连接端子及右侧站台门连接端子；

其中，左侧钢轨连接端子与左侧站台门连接端子与一个控制电路连接，左侧钢轨连接端子连接控制电路的第一端，左侧站台门连接端子连接控制电路的第二端；

右侧钢轨连接端子与右侧站台门连接端子与另一个控制电路连接，右侧钢轨连接端子连接控制电路的第一端，右侧站台门连接端子连接控制电路的第二端。

优选地，还包括电压传感器及漏电报警器，所述电压传感器串联至站台门端子及接地端子的电连接线上，漏电报警器与所述plc控制器连接。

优选地，还包括状态指示灯，所述状态指示灯包括等电位通断指示灯及接地通断指示灯，等电位通断指示灯及接地通断指示灯均与plc控制器控制连接。

优选地，还包括计数器，计数器与所述plc控制器连接。

优选地，还包括绝缘损坏报警器，绝缘损害报警器与所述plc控制器连接。

本发明的有益效果是：

第一，实现等电位连接的智能导通，在无列车的正常情况下，站台门与地进行连接，断开站台门与钢轨的等电位连接，确保站台人员的安全，防止钢轨电流串入车站；

第二，当有列车停靠时，通过本装置断开站台门与地端的连接，闭合站台门与钢轨的等电位连接，防止列车与地之间形成电压，确保车乘人员的人身安全；

第三，当站台门与钢轨等电位连接时，本装置可通过电流测量模块对等电位连接线上的电路进行监测，若监测电流大于设定值，plc控制器提醒工作人员及时处理且自动断开站台门与钢轨的等电位连接，遏制站台门绝缘薄弱点“打火”，避免站台绝缘层损坏发生灾害。

附图说明

图1是本发明的一种原理框图示意图。

图2是本发明的一种电路控制原理示意图。

图3为一种现有地铁等电位连接示意图。

附图标记：a1-第一端，a2-第二端，1-控制电路，d1-第一二极管，d2-第二二极管，d3-第三二极管，d4-第四二极管。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：参见附图1，附图2，附图3所示的站台门等电位智能导通装置，包括plc控制器、手动自动转换开关、等电位通断转换开关、电流测量模块、站台门端子、钢轨端子及接地端子；

等电位通断转换开关、状态指示灯及手动自动转换开关均与plc控制器连接，站台门端子通过第一开关与钢轨端子连接，电流测量模块用于感应站台门端子和钢轨端子的电连接线上的电流信号，站台门端子还通过第二开关与接地端子连接，钢轨端子通过第三开关与接地端子连接，所述第一开关、第二开关及第三开关均与plc控制器控制连接，电流测量模块与所述plc控制器控制连接。

本实施例中，由于钢轨是回流轨，为避免直流电源对结构钢筋、金属管道的腐蚀，钢轨需与地连接，因此钢轨与地之间存在电压，若站台门不与钢轨进行等电位连接或站台门绝缘不够时，当列车停靠在站台时，列车与站台门间将存在电压，其值与区间列车行车状态有关，即等于钢轨对地的电位。若此电位超出人体能耐受的电压，将危及旅客安全。因此需将钢轨与站台门进行等电位连接，从而要求站台门需绝缘安装。

本装置能根据站台绝缘情况进行钢轨与站台门之间的等电位连接的智能监测，一是通过对杂散电流监测对站台门绝缘破损和站台门漏电进行报警；二是杜绝站台门等电位连接或不连接产生的安全隐患。

本装置的工作原理时，在无列车停靠的正常情况下，站台门端子与接地端子连接，确保站台人员的安全，防止轨电流串入车站；

当有列车进站停稳后，站台门端子与接地端子断开连接，plc控制器使站台门端子与钢轨端子连通，并使电流测量模块对站台门端子与钢轨端子两者电连接线上的电流进行监测，若该电流值正常，则站台门端子与钢轨端子正常连接，若该电流值大于设定值时，则plc控制器断开站台门端子与钢轨端子的连通（或者控制站台门端子与地的短时间连通），遏制站台门绝缘薄弱点“打火”，待站台门关门后，站台门端子恢复至与接地端子的连接。

其中，电流测量模块为常见的电流感应开关，电流感应开关用于感应线路中的电流，所述设定值由该电流感应开关设定，当穿过电流感应开关的电流大于其设定值，则该电流感应开关输出报警信号，该报警信号可作为第一开关、第二开关及第三开关的触发信号，触发开关器件响应开关动作。电流感应开关的设定值可考虑为站台门的打火电流临界值。

具体的，当手动自动转换开关位于自动位时，若站台门开关使能信号给出关门指令至plc控制器时，plc控制器使第一开关及第三开关断开，第二开关接通，站台门端子与接地端子连接；若站台门开关使能信号给出开门指令至plc控制器时，plc控制器使第二开关及第三开关断开，第一开关接通，站台门端子与接地端子断开，站台门端子与钢轨端子等电位连接，且此时站台门端子与钢轨端子之间的电流进行监测，若电流大于设定值，则此时表示站台门绝缘层损坏，电流测量模块断开第一开关，实现电流保护，plc控制器控制绝缘损坏报警器给出站台门绝缘损坏报警，避免打火。

当手动自动转换开关位于手动位时，通过人工手动控制等电位通断转换开关用于站台门端子与钢轨端子等电位的通断控制，便于设备检修，也可用于日常情况下站台门绝缘检测的使用。

在无列车停靠的情况下，第一、第二、第三开关全部断开，此时，可通过电压传感器检测站台门端子对接地端子的电压，若该电压高于站台门对地电压的最高值，则表示站台门可能发生漏电故障，plc控制器控制漏电报警器发出警报，以用于警示工作人员。电压传感器是指能感受被测电压并转换成可用输出信号的传感器。优选的，所述电压传感器采用交直流变送器，实现复用。

优选地，在有列车停靠的情况下，站台门端子与钢轨端子等电位连接，可采用双向直流变送器检测当前站台门是否发生漏电故障，由于此时站台门可能发生直流漏电或交流漏电，当出现交流漏电时，直流变送器只能做到半波检测，因此需要和电压变送器配合使用。

本装置还包括计数器，计数器与plc控制器连接，该计数器用于在在有列车停靠的情况下对绝缘故障的次数进行计数，当计数器达到一定数值的绝缘故障次数时，可能表示站台门绝缘层绝缘损坏较为严重，本装置将不在进站台门端子与钢轨端子的等电位连接，待人工检修后需要人工手动复位。

等电位通断指示灯用于站台门端子与钢轨端子连通的显示标志，接地通断指示灯用于站台门端子与接地端子连通的显示标志。

如附图2所示，表示左右站台门分开控制，具体的：控制电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一开关及第二开关，第一二极管正极作为控制电路的第一端与钢轨端子连接，第一二极管与第二二极管负极连接，第二二极管正极与第三二极管负极连接，第三二极管正极与第四二极管正极连接，第四二极管负极与第一二极管正极连接，第一二极管负极还通过第二开关与接地端子连接，第一二极管负极还通过第一开关与第三二极管正极连接，第二二极管的正极作为控制电路的第二端与站台门端子连接。

左侧钢轨连接端子与左侧站台门连接端子与一个控制电路连接，左侧钢轨连接端子连接控制电路的第一端，左侧站台门连接端子连接控制电路的第二端；

右侧钢轨连接端子与右侧站台门连接端子与另一个控制电路连接，右侧钢轨连接端子连接控制电路的第一端，右侧站台门连接端子连接控制电路的第二端。

通过分开控制左站台门和右站台门，若左侧钢轨电压高于左侧站台门电压，当有列车停靠时，第一开关闭合，第二开关断开，左侧钢轨连接端子通过第一二极管、第一开关及第三二极管与左侧站台门连接端子形成回路，实现左侧站台门与左侧钢轨的等电位连接；同样，在另一个控制电路中，右侧钢轨连接端子通过第一二极管、第一开关及第三二极管与右侧站台门连接端子形成回路，实现右侧站台门与右侧钢轨的等电位连接；

当无列车停靠时，由于站台门对地有一定的电压，第一开关断开，第二开关闭合，左侧站台门端子通过第二二极管、第二开关与接地端子形成回路，实现左侧站台门与接地端子的连接；同样，在另一个控制电路中，右侧站台门端子通过第二二极管、第二开关与接地端子形成回路，实现右侧站台门与接地端子的连接；

其中，在站台门与钢轨等电位连接时，电流测量模块感应站台门端子与钢轨端子等电位连接线上的电流，若电流测量模块或控制器故障无法进行保护，可在站台门端子与钢轨端子等电位连接线上设置一熔断器，作为备用过流保护。熔断器是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。

在站台门与接地端子连接时，电压传感器用于检测站台门端子与接地端子之间的电压，用于漏电检测。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。