专利名称：轻轨车库电源自动接地保护装置的制作方法
技术领域：
轻轨车库电源自动接地保护装置技术领域[0001 ] 本实用新型涉及一种轻轨车库电源自动接地保护装置。
技术背景[0002]轻轨车的电源通常为直流750V——1500V,单线供电，供电线路在轻轨车的上 方，轻轨车通过受电弓与供电线路接触取电，铁轨作为地线用于电流回路。轻轨车库用 于轻轨车的停放和检修，拥有独立控制的电源，可以灵活的进行上下电控制，便于车辆 的检修。在对车辆顶部设备进行检修时，必须对供电线路下电，并将供电线路进行接 地，这样即使供电线再次被误操作或其他原因上电，接地线也能将电流引入大地，产生 的大电流也会让供电电源跳闸，可以很好的防护检修人员进行检修作业时碰到供电线以 及其他电气设备导致的触电事故。目前，常采用的方法为如附图1所示，Kl是供电线的 上电控制开关，它是一个刀型开关，其开通与关断是通过一个小电机的正反转牵引完成 的，小电机的正反转是通过人工操作小电机的正反转按钮控制的，轻轨车库的接地保护 装置是一个简单的接地钩1，接地钩1是一个一端接到钢轨(大地)上，另一端做成钩状 的导体，在供电电源下电以后，人工用绝缘杆将接地钩1的钩端挂在供电线上，这样整 个供电线就跟大地接到一起了。但上述的技术存在如下缺点[0003]1、全人工操作，实际操作中，很多操作人员图简单，不愿意将接地钩挂在供电 线上，导致(1)虽然供电线已下电，但供电线所接的轻轨车上的电容以及供电线上的其 他容性器件任存有大量的电能，维修人员在车顶接触到供电线或其他电气设备仍有可能 触电，并造成高空坠落的危险。(2)在维修人员仍在车顶检修作业时，操作人员让供电线 上电，造成维修人员触电、高空坠落危险。[0004]2、当供电线下电后，供电线所接的轻轨车上的电容以及供电线上的其他容性器 件任存有大量的电能，此时用绝缘杆将接地钩直接挂在供电线上，首先会在供电线和接 地沟之间产生大量电火花，对供电线盒接地钩造成损害，另外由于接地钩是直接从供电 线接到铁轨上的，因此在接地钩接触到供电线的瞬间，供电线所接的轻轨车上的电容以 及供电线上的其他容性器件，是一个瞬时放电过程，电流非常大，相当于瞬时短路，会 大大减少供电线所接的轻轨车上的电容以及供电线上的其他容性器件的使用寿命。[0005]3、当供电线上电时，首先要将接地钩取下，然后才能对供电线上电，然而现 场操作人员往往忽视供电线上还挂有接地钩，而直接上电导致上电时接地线对地短路， 从而导致供电电源跳闸，另外上电时产生的巨大的瞬时电流可能会烧毁供电线的一些器 件。[0006]4、该技术方案缺少上电报警装置，不能在供电线上电过程中或带电时进行有效 的报警。发明内容[0007]本实用新型采用如下方案已解决以上问题。[0008]1.供电线下电是，该发明设计的自动接地保护装置将自动接通放电电阻，将供 电线所接的轻轨车上的电容以及供电线上的其他容性器件的大量的电能泄放掉，保证了 维修人员进行维修作业时不会被这部分电能击伤，同时这部分能量是通过电阻缓慢泄放 掉的，对供电线所接的轻轨车上的电容以及供电线上的其他容性器件不会产生损害。另 外接地线与供电线接通时也不会产生火花，损坏开关。[0009]2.由于是通过单片机自动控制，所以断开电源、接通放电电阻、接通接地线， 断开接地线、发出上电警报、断开放电电阻，接通电源都是通过单片机控制的，不会出 现遗漏操作项，不会出现人为失误，导致没有接地而上电的情况，从而导致人员伤害或 设备损坏。[0010]3. 一般在供电线上电前，上电操作人员会通知车辆维修人员撤离供电线附近地 区，然后再上电，然而，实际中上电操作人员有时会忘记通知维修人员或者有维修人员 通知撤离时被遗漏，这是上电可能会给这些人员造成触电伤害，由于该发明设计的自动 接地保护装置具有自动上电报警的功能，当上电操作人员通知维修人员撤离后，进行上 电操作，中央控制单元接到上电指令后，会立即拉响安装在维修作业地的上电警报、并 点亮上电警报灯，让遗留维修作业的人员撤离，两分钟后，再进行断开接地开关、断开 放电电阻，闭合电源开关。这样大大较少了维修人员的触电的概率。[0011]本实用新型采用的技术手段如下[0012]一种轻轨车库电源自动接地保护装置，其特征在于包括中央处理单元、控制 盒、供电线电压信号检测单元、开关单元和报警单元；[0013]所述控制盒用于操作人员向中央处理单元发送上电和下电信号；[0014]所述供电线电压信号检测单元用于检测供电线上电压大小，并将检测结果实时 传输给中央处理单元；[0015]所述开关单元包括供电线上电开关K1、接地开关K2和放电电阻开关K3，所述 供电线上电开关Kl用于控制车辆上、下电，所述接地开关K2用于控制车辆供电线同地 相连或断开，所述放电电阻开关K3用于控制车辆供电线同放电电阻相连或断开；[0016]所述报警单元用于进行声、光报警；[0017]所述控制盒和供电线电压信号检测单元通过数据线同中央处理单元相连接；所 述开关单元和报警单元通过导线同中央处理单元的IO 口相连接。[0018]所述供电线电压信号检测单元为电压传感器DCVT，所述中央处理单元为 STC5410型单片机。[0019]所述供电线上电开关K1、接地开关K2为刀型开关，其开通关断是通过小电机 的正反转牵引控制；所述放电电阻开关K3为接触器。[0020]同现有技术相比，本实用新型的优点是显而易见的，具体如下[0021]1、采用自动控制，可以自动完成下电、放电、接地、断开接地、断开放电、报 警、上电灯一系列控制，简化了操作，减少了人为失误造成的严重后果。[0022]2、具有自动放电功能，减少了接地放电对设备的损害，也减少了不放电对维修 人员造成的触电的风险。[0023]3、具有自动上电报警功能，减少了对维修人员的触电风险。
[0024]图1为原有技术接地电路示意图；[0025]图2为轻轨车库电源自动接地保护装置主电路示意图；[0026]图3为轻轨车库电源自动接地保护装置中央控制单元示意图。[0027]图中1、接地钩，2、中央处理单元，3、控制盒，4、供电线电压信号检测单 元，5、开关单元，6、报警单元。
具体实施方式
[0028]如图2和3所示的轻轨车库电源自动接地保护装置，包括中央处理单元2、控制 盒3、供电线电压信号检测单元4、开关单元5和报警单元6;[0029]所述控制盒3用于操作人员向中央处理单元2发送上电和下电信号；[0030]所述供电线电压信号检测单元4用于检测供电线上电压大小，并将检测结果实 时传输给中央处理单元2;[0031]所述开关单元5包括供电线上电开关K1、接地开关K2和放电电阻开关K3，所 述供电线上电开关Kl用于控制车辆上、下电，所述接地开关K2用于控制车辆供电线同 地相连或断开，所述放电电阻开关K3用于控制车辆供电线同放电电阻相连或断开；[0032]所述报警单元6用于进行声、光报警；[0033]所述中央处理单元2用于接收控制盒3传输过来的控制指令进行处理，并向开关 单元5发出相应控制指令当接收控制盒3传输过来得为下电指令，中央处理单元2向开 关单元5发出断开供电线上电开关Kl和闭合放电电阻开关K3指令，并控制报警单元6 进行报警，同时中央处理单元2实时接收供电线电压信号检测单元4传回的车辆供电线上 的电压信号，并判断该电压信号表示的电压是否大于设定阈值(本实用新型采用人体安 全电压36V为阈值标准)，如大于设定阈值，保持状态不变；如小于设定阈值，中央处理 单元2向开关单元5发出闭合接地开关K2的指令，同时控制报警单元6停止报警；当接 收控制盒3传输过来得为上电指令，所述中央处理单元2控制报警单元6进行报警，同时 向开关单元5发出断开接地开关K2和放电电阻开关K3的指令，然后向开关单元5发出 闭合供电线上电开关Kl的指令。[0034]其中供电线电压信号检测单元4为电压传感器DCVT，所述中央处理单元2为 STCMlO型单片机，该芯片具有10位的AD，可以处理供电线电压信号处理单元送给单 片机的信号，能够满足设计需要。报警控制单元是用于上电报警的单元，有报警喇叭和 报警灯两部分，他们都安装在轻轨车的维修作业区，其STC单片机是通过STC的IO 口 信号控制接触器来接通或切断他们的电源，以达到控制他们发出警报或停止警报的目的 (当然本实用新型所述的中央处理单元2也可采用其他的单片机、DSP、ARM、FPGA、 PLC等具有逻辑控制功能的器件或设备作为主控制单元)。所示控制盒3中至少有上电、 下电两个控制按钮，操作人员可以通过对他们的操作进行上电和下电控制。[0035]所述供电线上电开关K1、接地开关K2为刀型开关，其开通关断是通过小电机 的正反转牵引控制，小电机的正反转是采用接触器组来实现；所述放电电阻开关K3为接 触器，只需控制接触的线圈的开通和关断，就可实现K3的开通关断。[0036]当接收控制盒3传输过来得为上电指令，所述中央处理单元2向开关单元5发出闭合供电线上电开关Kl的指令，当供电线上电开关Kl闭合后，所述中央处理单元2控 制报警单元6停止进行声报警，只进行光报警。[0037]该保护装置进行轻轨车库电源自动接地的控制方法如下[0038]下电控制[0039](1)操作人员操作操作控制盒3向中央处理单元2发出下电指令，然后中央处理 单元2控制开关单元5中的供电线上电开关Kl断开，并控制报警单元6进行报警；[0040](2)中央处理单元2控制开关单元5中的放电电阻开关K3闭合；[0041](3)同时中央处理单元2实时接收供电线电压信号检测单元4传回的车辆供电线 上的电压信号，并判断该电压信号表示的电压是否大于设定阈值[0042](4)如大于设定阈值，保持状态不变；[0043](5)如小于设定阈值，中央处理单元2向开关单元5发出闭合接地开关K2的指 令，同时控制报警单元6停止报警。[0044]此时，车辆维修人员就可以安全的进行车辆维修作业。在完成维修作业后，当 供电线上下电操作人员通知车辆维修人员撤离后，就可以进行上电操作。[0045]上电控制[0046](1)操作人员操作操作控制盒3向中央处理单元2发出上电指令，然后中央处理 单元2控制报警单元6进行报警，并且在等待两分钟以上的时间；[0047](2)等待完成后，中央处理单元2控制开关单元5中的接地开关K2和放电电阻 开关K3断开；[0048](3)然后中央处理单元2控制开关单元5中的供电线上电开关Kl闭合。[0049]另外，上电控制步骤还可包括当供电线上电开关Kl闭合后，所述中央处理单元 2控制报警单元6停止进行声报警，只进行光报警的步骤。[0050]以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并 不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本 实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护 范围之内。
权利要求1.一种轻轨车库电源自动接地保护装置，其特征在于包括中央处理单元O)、控制盒 (3)、供电线电压信号检测单元G)、开关单元(5)和报警单元(6)；所述控制盒C3)用于操作人员向中央处理单元( 发送上电和下电信号；所述供电线电压信号检测单元(4)用于检测供电线上电压大小，并将检测结果实时 传输给中央处理单元O)；所述开关单元(5)包括供电线上电开关K1、接地开关K2和放电电阻开关K3，所述 供电线上电开关Kl用于控制车辆上、下电，所述接地开关K2用于控制车辆供电线同地 相连或断开，所述放电电阻开关K3用于控制车辆供电线同放电电阻相连或断开；所述报警单元(6)用于进行声、光报警；所述控制盒C3)和供电线电压信号检测单元(4)通过数据线同中央处理单元( 相连 接；所述开关单元( 和报警单元(6)通过导线同中央处理单元O)的IO 口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种轻轨车库电源自动接地保护装置，其特征在于所述供电 线电压信号检测单元⑷为电压传感器DCVT，所述中央处理单元(2)为STCMlO型单 片机。
3.根据权利要求1所述的一种轻轨车库电源自动接地保护装置，其特征在于所述供 电线上电开关K1、接地开关K2为刀型开关，其开通关断是通过小电机的正反转牵引控 制；所述放电电阻开关K3为接触器。
专利摘要本实用新型公开了一种轻轨车库电源自动接地保护装置，其特征在于中央处理单元接收控制盒传输过来的控制指令并进行处理为下电指令时，中央处理单元控制断开供电线上电开关K1和闭合放电电阻开关K3，及报警单元报警，同时中央处理单元实时接收供电线电压信号检测单元传回的电压信号，并判断该电压信号表示的电压是否大于设定阈值，大于阈值，保持状态不变；小于阈值，控制接地开关K2闭合，同时控制报警单元停止报警；为上电指令时，中央处理单元控制报警单元进行报警，同时控制接地开关K2和放电电阻开关K3断开，然后控制供电线上电开关K1闭合。该装置具有操作简单，自动化高，另外具有自动上电报警功能，适于广泛推广。
文档编号H03K17/00GK201812163SQ20102051783
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者姜涛, 戴碧君, 车向中 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心