一种用于铁路轨旁设备监测终端的供电电路的制作方法

本实用新型涉及电力载波领域，尤其是涉及一种用于铁路轨旁设备监测终端的供电电路。

背景技术：

目前电力载波在民用领域应用较多，主要应用在电力抄表、路灯检测及光伏发电监控等项目，其供电及通信用的线路是市电电网，存在着电压不稳，线路噪声大，传输距离短，信号稳定性差，通信实时性低下等缺点。目前，电力载波在铁路领域应用较少，尚属起步阶段，供电一般采用交流供电方式。由于交流供电存在功率因数(对于一般的线路功率因数小于0.8)问题，输电效能较低，并且工频(50Hz)谐波对电力载波的干扰较大，可直接影响通信质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种用于铁路轨旁设备监测终端的供电电路。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于铁路轨旁设备监测终端的供电电路，所述电路包括电磁兼容单元、隔离变压器、整流滤波单元和信号隔离电抗器，所述电磁兼容单元的输入端接入市电电力线，输出端与隔离变压器的输入端连接，所述隔离变压器的输出端与整流滤波单元的输入端连接，所述整流滤波单元的输出端与信号隔离电抗器的输入端连接，所述信号隔离电抗器的输出端与铁路轨旁设备监测终端连接。

所述电磁兼容单元包括依次连接的压敏电阻组件和电容组件，所述压敏电阻组件和电容组件均接入市电电力线，所述电容组件与隔离变压器连接。

所述压敏电阻组件包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻，所述第一压敏电阻的两端分别接入市电电力线的火线与零线之间，所述第二压敏电阻的两端分别与市电电力线的火线和地线连接，所述第三压敏电阻的两端分别与市电电力线的零线和地线连接。

所述电容组件包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容的两端分别接入市电电力线的火线与零线之间，所述第二电容的第一端分别与市电电力线的火线和隔离变压器的第一接线端连接，所述第二电容的第二端与地线连接，所述第三电容的第一端分别与市电电力线的零线和隔离变压器的第二接线端连接，所述第三电容的第二端与地线连接。

所述整流滤波单元包括整流桥、第三电容和第四电容，所述整流桥的第一输入端与隔离变压器的第三接线端连接，所述整流桥的第二输入端与隔离变压器的第四接线端连接，所述第三电容和第四电容并联后，分别与整流桥的第一输出端、整流桥的第二输出端和信号隔离电抗器连接。

所述电路还包括防雷单元，所述防雷单元接入市电电力线，并分别与信号隔离电抗器和铁路轨旁设备监测终端连接。

所述防雷单元包括第四压敏电阻和放电管，所述第四压敏电阻和放电管串联后的第一端分别与市电电力线的火线、信号隔离电抗器和铁路轨旁设备监测终端连接，串联后的第二端分别与市电电力线的零线和铁路轨旁设备监测终端连接。

所述铁路轨旁设备的监测终端包括采集分机和通信分机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提出的供电电路，通过电磁兼容单元、隔离变压器、整流滤波单元和信号隔离电抗器之间的配合，将铁路轨旁设备监测终端与220V交流市电完全隔离，避免电网的噪声侵入通信分机和采集分机，提高输电效能和通信质量。

(2)电磁兼容单元中的第一压敏电阻可以吸收市电电力线之间的浪涌或雷击波脉冲，使脉冲幅度箝位在470V左右，从而保护后续电路；同时第二压敏电阻和第三压敏电阻可以吸收市电电力线与地线之间的雷击波脉冲，使脉冲幅度箝位在470V左右，防止线-地间绝缘被击穿。

(3)第一电容主要用来吸收市电电力线之间的的差模干扰及电快速脉冲，第二电容和第三电容用来过滤市电电力线与地线之间的共模干扰。

(4)隔离变压器一方面可以将铁路轨旁设备监测终端与220V交流市电完全隔离，同时也可以有效阻隔高频噪声的传输，使后续电路电源浮地，防止工作人员触电，保障开通维护人员的安全。

(5)通过整流桥使得交流供电变为直流供电，可以有效降低工频谐波对载波信号的干扰。

(6)信号隔离电抗器能将通信分机发送至电力线的载波信号与输入侧的低阻器件进行有效的隔离，也可有效的减小从远端采集分机送来的微弱信号的衰减，保证通信分机的远距离发送和对采集分机信号的正常接收。

(7)防雷单元能较好的吸收来自轨旁电力线的雷击与浪涌脉冲的能量，确保通信分机的运行安全

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型的电路示意图；

其中，1为电磁兼容单元，2为隔离变压器，3为整流滤波单元，4为信号隔离电抗器，5为防雷单元，6为通信分机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例提供了一种用于铁路轨旁设备监测终端的供电电路，包括电磁兼容单元1、隔离变压器2、整流滤波单元3和信号隔离电抗器4，电磁兼容单元1的输入端接入市电电力线，输出端与隔离变压器2的输入端连接，隔离变压器2的输出端与整流滤波单元3的输入端连接，整流滤波单元3的输出端与信号隔离电抗器4的输入端连接，信号隔离电抗器4的输出端与铁路轨旁设备监测终端连接。

其中，电磁兼容单元1包括依次连接的压敏电阻组件和电容组件，压敏电阻组件和电容组件均接入市电电力线，电容组件与隔离变压器2连接。压敏电阻组件包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和第三压敏电阻，第一压敏电阻的两端分别接入市电电力线的火线与零线之间，第二压敏电阻的两端分别与市电电力线的火线和地线连接，第三压敏电阻的两端分别与市电电力线的零线和地线连接。电容组件包括第一电容、第二电容和第三电容，第一电容的两端分别接入市电电力线的火线与零线之间，第二电容的第一端分别与市电电力线的火线和隔离变压器2的第一接线端连接，第二电容的第二端与地线连接，第三电容的第一端分别与市电电力线的零线和隔离变压器2的第二接线端连接，第三电容的第二端与地线连接。整流滤波单元3包括整流桥、第三电容和第四电容，整流桥的第一输入端与隔离变压器2的第三接线端连接，整流桥的第二输入端与隔离变压器2的第四接线端连接，第三电容和第四电容并联后，分别与整流桥的第一输出端、整流桥的第二输出端和信号隔离电抗器4连接。电路还包括防雷单元5，防雷单元5接入市电电力线，并分别与信号隔离电抗器4和铁路轨旁设备监测终端连接。防雷单元5包括第四压敏电阻和放电管，第四压敏电阻和放电管串联后的第一端分别与市电电力线的火线、信号隔离电抗器4和铁路轨旁设备监测终端连接，串联后的第二端分别与市电电力线的零线和铁路轨旁设备监测终端连接。铁路轨旁设备的监测终端包括采集分机和通信分机6。

根据上述结构实现的具体电路如图2所示，本实施例中，电磁兼容单元1包括3个压敏电阻，型号为20D471K，Ru1接于线-线之间，Ru2、Ru3分别接于线-地之间；1个X电容，采用安规电容，规格为0.1u/275VAC，接于线-线之间；2个Y电容，采用1500P/300VAC，分别接于线-地之间。隔离变压器T1采用优质R型铁心绕制，1:1匝比隔离输出，接于EMC单元输出端。整流滤波单元3包括1个整流桥N1，型号为KBJ1010，输入接变压器T1的输出端；1个电解电容C1，规格为330u/450V，1个安规电容C2，规格为0.1u/275VAC，都接于整流桥N1的输出端；信号隔离电抗器L1，规格为100uH/3A，接于C1的正极。防雷单元5，包括1个压敏电阻Ru4，型号14D471K；1个放电管G1，型号为UN2E5-470L；将Ru4与G1串联后，一端接L1，另一端接C1的负极。

该电路的工作原理为：市电AC220V经过EMC单元(即电磁兼容单元1)，其中Ru1用来吸收线-线间的浪涌或雷击波脉冲，使脉冲幅度箝位在470V左右，用来保护后续电路。Ru2、Ru3用来吸收线-地间的雷击波脉冲，使脉冲幅度箝位在470V左右，防止线-地间绝缘被击穿。Cx主要用来吸收线-线间的的差模干扰及电快速脉冲，Cy1、Cy2用来过滤线-地间共模干扰；市电经EMC单元净化后送至隔离变压器T1，隔离变压器的作用：a、主要是对系统内外的电气进行隔离；b、可有效阻隔高频噪声的传输，使后续电路电源浮地，防止触电，保障开通维护人员的安全；市电经1:1变压器隔离输出后再经整流桥N1转换为直流，其中C1的对整流后的“馒头”波进行平滑滤波，C2对线路上的高频信号进行过滤，使之输出约310V的平滑直流电压，整流的目的主要是降低工频谐波对载波信号的干扰；输出的直流电压再经过信号隔离电抗器L1送至电力线路为室外轨旁检测单元提供电力。信号隔离电抗器能将PLC载波机发送至电力线的载波信号与输入侧的低阻器件进行有效的隔离，也可有效的减小从远端采集分机送来的微弱信号的衰减，保证通信分机6的远距离发送和对采集分机信号的正常接收；防雷单元5，采用Ru4与G1相串联，主要考虑压敏电阻内的电容对载波信号的消耗。而防雷组合单元能较好的吸收来自轨旁电力线的雷击与浪涌脉冲的能量，确保通信分机6的运行安全。