专利名称：一种用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种防雷系统，特别涉及的是一种用于轨道衡和超偏栽设备的 防雷系统。
背景技术：
铁路上现有的轨道衡和超偏载设备的工作流程如下对多路传感器输出的信 号依次进条理、A/D转换、数据采集、数据分析和数据管理，区别主要在于它们 对数据的分析和处理精度不一样。如果有雷击发生，那么雷击产生的过电流和过 电压就很有可能击中外部的传感器；或沿着外部的传感器线进入室内，对室内的 设备造成破坏；雷击产生的浪涌也可能对电源部分造成不可弥补的损失。总之雷 击严重威胁着铁路行业正常的安全运输生产。请参阅图l所示，由于瞬态过电流(雷电流)可以通过电流、电感或电容等 耦合途径由电源、测量设备或数据传输系统进入电气设备或电子设备内部。从轨 道衡、超偏栽设备的结构组成来看，入侵的雷电流可能来自电源，也可能来自连 接传感器的室外信号电缆的电流耦合，这两方面都需要防范。虽然在绝大多数情况下，电子设备使用者在硬件方面的损失，可以从其保险 公司得到补偿，然而在软件方面的损失，以及设备停机所造成的巨大财政负担都 常常没有任何保障。因此，对于铁路设备来说，安装防雷系统是十分必要的。针对上述存在的问题，本实用新型创作人经过长时间的研究和试验终于 获得本创作。发明内容本实用新型的目的在于，提供一种用于轨道衡和超偏栽设备的防雷系统，用 以克服上述的缺陷。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种用于轨道衡和 超偏栽设备的防雷系统，其包括其包括电源防雷单元、信号防雷单元，其中，所述的电源防雷单元用于泄放来自电源线上的浪涌雷电流，从而为后续电气 设备提供安全可靠的电源保证，其包括一电源防雷电路，所述的电源防雷电路包 括两个串联的自点火型雷击电涌保护器， 一压敏电阻并联在一所述的自点火型 雷击电涌保护器的两端；所述的信号防雷单元用于防止室外信号电缆上的雷电流对传感器和室内电气 设备造成破坏，其包括传感器前端防雷子单元和传感器后端防雷子单元，所述的两个子单元的结构是相同的，都包括一信号防雷电路，所述的信号防雷电路包括 两个串联的瞬态抑制二极管、两个电阻其分别串在所述串联后瞬态抑制二极管两 端，还包括一三极放电管，其两引脚分别与所述的电阻的另一端电连，另外所述 三极放电管的接地端以及所述两个串联的瞬态抑制二极管的连接端都接地；较佳的，还包括一箱体结构，用以分别放置所述的电源防雷单元以及信号防 雷单元；较佳的，所述的两个串联的瞬态抑制二极管型号相同，所述的两个电阻值相同；较佳的，还包括一雷击记录显示单元，用以显示和记录雷击数据，其包含一 雷击记录显示电路，其中，所述雷击记录显示电路包括 一单片机，以及与之相 连的地线上的浪涌感应探头、复位电路、电子可擦写可编程只读存储器以及一 LCD显示屏；较佳的，还包括一通讯串口，其与所述的单片机相连，用以传输存储的雷击 数据。较佳的，还包括一个变压器，其将所述雷击记录显示单元与所述的电源防雷 单元连接到一起，用以将高压线的电压变压后向所述的雷击记录显示单元供电；较佳的，还包括一指示灯，用以指示电源防雷单元的工作状况，其与所述的 变压器相连；较佳的，所述的变压器的电压输出端与其它匹配的用电器相连； 较佳的，所述的电源防雷电路还包括一个电涌保护器，由一个压敏电阻和一 个热脱扣装置构成本实用新型的优点在于，能够从电源和信号两方面防雷，并且达到了对雷击 情况进行记录和显示的功能。
图1为现有轨道衡和超偏栽设备在雷击发生时的示意图； 图2为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统的结构分布图； 图3A为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统中电源防雷箱内部 结构图；图3B为本实用新型用于轨道衡和超偏栽设备的防雷系统中电源防雷电路结 构图；图4为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统中电源防雷单元的使 用位置示意图；图5为未加防雷保护时的信号走线示意图；图6为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统中信号防雷电路结构图；图7为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统中信号防雷单元的使 用位置示意图；图8为本实用新型用于轨道衡和超偏栽设备的防雷系统中雷击记录显示单元 的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。请参阅图2所示，其为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统的结 构分布图；其包括电源防雷单元、信号防雷单元，他们分别针对可能来自电源， 也可能来自连接传感器的室外信号电缆的电流耦合的入侵雷电流，所述的电源防 雷单元用于泄放来自电源线上的浪涌雷电流，从而为后续电气设备提供安全可靠 的电源保证，其包括一电源防雷电路；所述的信号防雷单元用于防止室外信号电 缆上的雷电流对传感器和室内电气设备造成破坏，其由于设置的位置要求，可以 分为传感器前端防雷子单元和传感器后端防雷子单元，所述的两个子单元的结构 是相同的，都包括一个信号防雷电路。还包括 一 箱体结构，用以分别放置所述的电源防雷单元以及信号防雷单元用 以构成电源防雷箱以及信号防雷箱。请参阅图3A所示，其为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统中 电源防雷箱的内部结构图，其包括电源防雷单元、变压器、指示灯以及雷击记 录显示单元，所述的变压器将所述雷击记录显示单元与所述的电源防雷单元连接 到一起，用以将高架线的电压变压后向所述的雷击记录显示单元供电，从高架线 上过来的220伏的交流电经过电源防雷单元给一个变压器，变压器输出两路5伏 直流电压信号， 一路5伏电压给"雷击记录显示单元"供电，另一路5伏电压接 电源防雷单元的a脚和d脚。当然所述的变压器的电压输出端与其它匹配的用电 器相连。请参阅3B所示，其为本实用新型用于轨道衡和超偏栽设备的防雷系统中电 源防雷单元的电源防雷电路结构图；所述的电源防雷电路包括:.两个串联的自点 火型雷击电涌保护器2、 4， 一压敏电阻1、 3并联在一所述的自点火型雷击电涌 保护器2、 4的两端；右部分是一个电涌保护器6，由一个压敏电阻和一个热脱扣 装置7构成，具有在电涌过载时，给用户发出警告信息。当压敏电阻l、 3遭受过 度频繁或能量极大的浪涌冲击而超负荷时，热脱扣装置7会将压敏电阻与电网分 离，此时，a和d脚连接的指示灯的状态会发生改变。如果指示灯的颜色发生改 变，防雷电路就有可能因为遭受频繁浪涌或过大的浪涌冲击而损坏，以便给用户 警告信号。利用放电管实现的自点火雷击电涌保护器2、 4是第一级保护，压敏电 阻l、 3为第二級保护。放电管的优点是泄流量大，但残压高，动作慢；压敏电阻 的优点是泄流量大，残压低，动作快，并能很好的抑制第一级保护器上的剩余残 压；两者的组合电路可有效提高防雷性能。请参阅图4所示，其为本实用新型用于轨道衡和超偏栽设备的防雷系统中电 源防雷单元的使用位置示意图；电源防雷单元串联在供电电源和电气设备中间。 供电电源在现场一般取自高架线，将取自高架线的220VAC电源串联空开和电源 防雷模块后给后续设备供电。当发生雷击时，如果雷电流从电源线侵入电气设备， 电源防雷单元可将雷电流泄放入大地，有效保护后续电气设备。当防雷箱内的电 源防雷单元的元器件被雷击损坏时，空开断开，防止雷电流侵入高架线，以保护 主回路供电。参阅图3A，其上的N，GND，L代表由高架电网线上来的交流电；N，， GND，， L，代表经过电源防雷保护后的交流电，接入终端设备。请参阅图5所示，其为未加防雷保护时的信号走线示意图；及在多路独立传 感器与信号放大、A/D采集等设备之间没有保护器件。请参阅图6所示，其为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统中信 号防雷电路结构图；所述的信号防雷电路包括两个串联的瞬态抑制二极管 TVS_D1 、 TVS—D2，在其两端分别串有一电阻R1，R2，还包括一三极放电管8， 其两引脚分别与所述的电阻R1，R2的另一端电连接，另外所述三极放电管8的接 地端以及所述两个串联的瞬态抑制二极管TVS—Dl 、 TVS—D2的连接端都接地 GND;在信号防雷电路中，传感器的一对信号线先经过一个共地的放电管，然后 再分别经过一个用以限流的20欧姆的电阻，最后分别与地旁接一个瞬态抑制二极 管TVS—Dl 、 TVS—D2。电路图中，为了信号的对称型，电阻R1，R2阻值必须相 同，瞬态抑制二极管TVS_D1、 TVS_D2的型号也必须相同。但有雷击浪涌时， 首先由放电管泄掉大部分的电流，然后经过电阻R1，R2的限流，再由瞬态抑制二 极管TVS—Dl、 TVS—D2充分的限压，从OUT端输出的信号处于正常的工作状态。 即可安全的给后续设备使用。请参阅图7所示，其为本实用新型用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统中信 号防雷单元的使用位置示意图；对照图5所示，所述的传感器前端防雷子单元和 传感器后端防雷子单元分别设置于指定的位置，可以分别对每路传感器信号进行 保护。结合图6所示，"IN"端接保护前的信号，"OUT"端接保护后的信号。"IN" 端的e, f脚接一路传感器的两根信号线，"OUT"端的e，， f分别对应"IN"端的e, f脚上的信号。信号防雷单元的安装是有方向的。传感器前端防雷箱与传感器后端 防雷箱是串联在轨道衡或超偏载设备中的。每个信号防雷模块的OUT端接被保护 的设备。如果接反，将起不到防雷的作用。当然为了便于对雷击数据进行记录和显示，本实用新型用于轨道衡和超偏栽 设备的防雷系统在电源防雷箱(请参阅图3A)以及信号防雷箱都设有雷击记录显 示单元(这里就不在赘述了)。请参阅图8所示，其为本实用新型用于轨道衡和超偏栽设备的防雷系统中雷 击记录显示单元的结构示意图；其包含一雷击记录显示电路，其中，所述雷击记 录显示电路包括 一单片机，以及与之相连的地线上的浪涌感应探头、复位电路、 电子可擦写可编程只读存储器以及一 LCD显示屏；其中，所述LCD (液晶显示 器)上显示的信息包括厂家名称、已有的雷击次数、当前的日期和时间，雷击 次数的初始值为0;如果有雷击发生，地线上的浪涌感应探头向单片机发出一个脉沖信号，单片 机用中断的方式处理接受到的脉冲信号，并结合此刻的时间，作为一次雷击记录
保存到EEPROM (电子可擦写可编程只读存储器)中，并对LCD上显示的雷击 次数加一。EEPROM保存雷击记录；具有内置电池的实时时钟能保证时间的准确性，即使中途掉电，时间仍然无误；还包括一通信串口，方便用户连接电路板到计算机，查看以往的雷击记录。 以上说明对本新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1、一种用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于，其包括其包括电源防雷单元、信号防雷单元，其中，所述的电源防雷单元用于泄放来自电源线上的浪涌雷电流，从而为后续电气设备提供安全可靠的电源保证，其包括一电源防雷电路，所述的电源防雷电路包括两个串联的自点火型雷击电涌保护器，一压敏电阻并联在一所述的自点火型雷击电涌保护器的两端；所述的信号防雷单元用于防止室外信号电缆上的雷电流对传感器和室内电气设备造成破坏，其包括传感器前端防雷子单元和传感器后端防雷子单元，所述的两个子单元的结构是相同的，都包括一信号防雷电路，所述的信号防雷电路包括两个串联的瞬态抑制二极管、两个电阻其分别串在所述串联后瞬态抑制二极管两端，还包括一三极放电管，其两引脚分别与所述的电阻的另一端电连，另外所述三极放电管的接地端以及所述两个串联的瞬态抑制二极管的连接端都接地。
2、 根据权利要求1所述的用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于， 还包括一箱体结构，用以分别放置所述的电源防雷单元以及信号防雷单元。
3、 根据权利要求1所述的用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于， 所述的两个串联的瞬态抑制二极管型号相同，所述的两个电阻值相同。
4、 根据权利要求1所述的用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于， 还包括一雷击记录显示单元，用以显示和记录雷击数据，其包含一雷击记录显示 电路，其中，所述雷击记录显示电路包括 一单片机，以及与之相连的地线上的 浪涌感应探头、复位电路、电子可擦写可编程只读存储器以及一LCD显示屏。
5、 根据权利要求3所述的用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于， 还包括一通讯串口，其与所述的单片机相连，用以传输存储的雷击数据。
6、 根据权利要求4所述的用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于， 还包括一个变压器，其将所述雷击记录显示单元与所述的电源防雷单元连接到一 起，用以将高压线的电压变压后向所述的雷击记录显示单元供电。
7、 根据权利要求6所述的用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于， 还包括一指示灯，用以指示电源防雷单元的工作状况，其与所述的变压器相连。
8、 根据权利要求6所述的用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于， 所述的变压器的电压输出端与其它匹配的用电器相连。
9、根据权利要求1所述的用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其特征在于， 所述的电源防雷电路还包括一个电涌保护器，由一个压敏电阻和一个热脱扣装置 构成。
专利摘要本实用新型为一种用于轨道衡和超偏载设备的防雷系统，其包括其包括电源防雷单元、信号防雷单元，其中，所述的电源防雷单元用于泄放来自电源线上的浪涌雷电流，从而为后续电气设备提供安全可靠的电源保证，其包括一电源防雷电路；所述的信号防雷单元用于防止室外信号电缆上的雷电流对传感器和室内电气设备造成破坏，其包括传感器前端防雷子单元和传感器后端防雷子单元，所述的两个子单元的结构是相同的，都包括一信号防雷电路，还包括一雷击记录显示单元，用以显示和记录雷击数据；从而达到能够从电源和信号两方面防雷，并且达到了对雷击情况进行记录和显示的功能。
文档编号H02H9/04GK201044356SQ20072014930
公开日2008年4月2日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者高金宏 申请人:北京东方瑞威科技发展有限公司