用于高速鐵路地震緊急處置的斷電防護(hù)裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及鐵路地震預(yù)警防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高速鐵路地震緊急處置的斷電防護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

我國是一個(gè)地震災(zāi)害多發(fā)的國家，地震災(zāi)害對高速鐵路的安全運(yùn)營有著極大的威脅。根據(jù)多年來日本的高速鐵路運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)表明，地震預(yù)警監(jiān)測是防止或減少高速鐵路地震災(zāi)害的有效手段。

地震預(yù)警的基本思想是利用電磁波的傳播速度(約30萬公里/秒)遠(yuǎn)大于地震波速(約l0公里/秒)、地震P波傳播快于地震主運(yùn)動(dòng)S波與面波的特點(diǎn)，在地震波或地震主運(yùn)動(dòng)尚未到達(dá)給定地點(diǎn)時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)使高速列車盡快減速或停車，以防止或減輕地震災(zāi)害造成的重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

目前，我國的高速鐵路運(yùn)營里程已超過20000公里，其中一部分線路跨越了地震危險(xiǎn)區(qū)。針對我國高速鐵路的現(xiàn)狀，研發(fā)可行的地震預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)非常迫切，其中如何實(shí)現(xiàn)對地震警報(bào)的防護(hù)，使高速行駛的列車降速或停車，是地震預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的部分。然而，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有較為完善的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于高速鐵路地震緊急處置的斷電防護(hù)裝置，可以實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)地震緊急處置時(shí)的斷電防護(hù)，具有高效、可靠的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于高速鐵路地震緊急處置的斷電防護(hù)裝置，設(shè)置于監(jiān)控單元與牽引變電系統(tǒng)之間，其包括：CPLD，以及與其相連的第一與第二地震預(yù)警繼電器；其中：

CPLD還與監(jiān)控單元的主機(jī)與備機(jī)通過DB9連接器直連，CPLD的input 1、input 3端口分別對應(yīng)的接主機(jī)、備機(jī)的控制信號輸出端，input 2、input 4端口分別對應(yīng)的接主機(jī)、備機(jī)的遠(yuǎn)程隔離信號輸出端；同時(shí)，通過input 5與input 6端口分別對應(yīng)的接第一與第二地震預(yù)警繼電器的狀態(tài)輸出端，并通過output 1與output 3端口分別對應(yīng)接主機(jī)與備機(jī)的繼電器狀態(tài)輸入端。

還包括：分別與CPLD連接的斷電監(jiān)督繼電器、第一與第二UPS。

還包括：隔離開關(guān)，其連接在第一地震預(yù)警繼電器與第一UPS之間，以及第二地震預(yù)警繼電器與第二UPS之間。

還包括：分別與CPLD連接的蜂鳴器與顯示燈。

由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，斷電防護(hù)裝置可以解決地震預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)對列車的有效控制，同時(shí)盡量保證了在非地震情況下不影響列車的正常運(yùn)行；裝置的邏輯核心使用CPLD，具有良好的擴(kuò)展性、實(shí)時(shí)性，其可靠性和安全性也較其它實(shí)現(xiàn)方式更高。同時(shí)，裝置內(nèi)集成獨(dú)立UPS，可在失去外電后保持設(shè)備工作168小時(shí)以上；并且，通過設(shè)置斷電監(jiān)督繼電器，在電池耗盡后也不會(huì)引起牽變系統(tǒng)斷電，盡可能的減少了對牽變系統(tǒng)的影響。此外，通過設(shè)置遠(yuǎn)程隔離信號，可以在調(diào)試現(xiàn)場檢測設(shè)備的預(yù)警算法時(shí)遠(yuǎn)程控制隔離，減少人的工作量，設(shè)置的人工隔離開關(guān)則可完全屏蔽繼電器對牽變系統(tǒng)的控制，在維修或更換部件時(shí)不會(huì)對牽變系統(tǒng)造成影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于高速鐵路地震緊急處置的斷電防護(hù)裝置設(shè)置場景示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于高速鐵路地震緊急處置的斷電防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的隔離開關(guān)的連接示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的斷電防護(hù)裝置與牽變系統(tǒng)的接線示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種用于高速鐵路地震緊急處置的斷電防護(hù)裝置(以下簡稱斷電防護(hù)裝置)，設(shè)置于監(jiān)控單元與牽引變電系統(tǒng)之間。具體的，如圖1所示，斷電防護(hù)裝置與監(jiān)控單元部署于鐵路沿線的牽引變電所，斷電防護(hù)裝置與監(jiān)控單元主機(jī)、備機(jī)通過輸出接口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，斷電防護(hù)裝置接收監(jiān)控單元主機(jī)的現(xiàn)場閾值報(bào)警信息，斷電防護(hù)裝置通過12芯電纜與牽引變電系統(tǒng)的接口相連。

斷電防護(hù)裝置內(nèi)部構(gòu)成如圖2所示，其主要包括：CPLD，以及與其相連的第一與第二地震預(yù)警繼電器、斷電監(jiān)督繼電器、第一與第二UPS，以及蜂鳴器與顯示燈。其中：

CPLD還與監(jiān)控單元的主機(jī)與備機(jī)通過DB9連接器直連，DB9連接器具有9個(gè)接口，其中1口為控制信號輸入、2口為遠(yuǎn)程隔離信號輸入、3口為電源狀態(tài)輸出、4口為繼電器狀態(tài)輸出、5-9口為預(yù)留。

第一與第二地震預(yù)警繼電器為圖2中的QDZYJ1、QDZYJ2，兩個(gè)繼電器為常態(tài)吸起。

CPLD還與監(jiān)控單元的主機(jī)與備機(jī)通過DB9連接器直連，CPLD的input 1、input 3端口分別對應(yīng)的接主機(jī)、備機(jī)控制信號輸出端(接收主機(jī)、備機(jī)輸出的控制信號)，input2、input 4端口分別對應(yīng)的接主機(jī)、備機(jī)的遠(yuǎn)程隔離信號輸出端(接收主機(jī)、備機(jī)輸出的遠(yuǎn)程隔離信號)，input 5與input 6端口分別對應(yīng)的接第一與第二地震預(yù)警繼電器的狀態(tài)輸出端，output 1與output 3端口分別對應(yīng)接主機(jī)與備機(jī)的繼電器狀態(tài)輸入端。當(dāng)input 1與input 3端口均接收到高電平繼電器報(bào)警信號，且input 2與input 4端口均接收到高電平隔離狀態(tài)信號，則對第一與第二地震預(yù)警繼電器進(jìn)行報(bào)警輸出；同時(shí)，通過input 5與input 6端口分別對應(yīng)的回采第一與第二地震預(yù)警繼電器狀態(tài)，并通過output 1與output 3端口分別對應(yīng)將回采的繼電器狀態(tài)發(fā)送給主機(jī)與備機(jī)。

斷電監(jiān)督繼電器(QDDJ DJ)為常態(tài)落下，當(dāng)CPLD對第一與第二地震預(yù)警繼電器進(jìn)行報(bào)警輸出時(shí)，還通過output 7端口輸出高電平至斷電監(jiān)督繼電器，使斷電監(jiān)督繼電器吸起；

同時(shí)，通過input 7、input 8、input 9分別對應(yīng)的回采斷電監(jiān)督繼電器、第一UPS、第二UPS的狀態(tài)并發(fā)送給主機(jī)與備機(jī)。

第一與第二UPS(即圖2中的UPS1、UPS2)可以為24V UPS，用于為斷電防護(hù)裝置供電，保證該斷電防護(hù)裝置在失去外電168小時(shí)內(nèi)可正常工作；此外，斷電防護(hù)裝置面板上有1個(gè)人工的隔離開關(guān)，如圖3所示，隔離開關(guān)可簡化看作一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)，其連接在第一地震預(yù)警繼電器與第一UPS、第二地震預(yù)警繼電器與第二UPS之間，為兩個(gè)UPS和兩個(gè)地震預(yù)警繼電器的電源之間提供一個(gè)可控的通道。非隔離狀態(tài)下，通道斷開，UPS的24V電源不直接為地震預(yù)警繼電器供電；隔離狀態(tài)下通道連通，UPS的24V電源直接為繼電器供電，此時(shí)第一與第二地震預(yù)警繼電器不受CPLD的控制，可在維修或CPLD故障狀態(tài)下保證繼電器狀態(tài)，不造成牽變系統(tǒng)斷電。

同時(shí)，由于牽變所屬于有人值守，斷電防護(hù)裝置供電中的蜂鳴器和顯示燈，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備故障的聲光報(bào)警。具體的，當(dāng)?shù)卣痤A(yù)警繼電器或者斷電監(jiān)督繼電器的回采狀態(tài)異常，或者，第一UPS或第二UPS工作異常時(shí)，通過output 8端口輸出故障報(bào)警信號，由蜂鳴器與顯示燈進(jìn)行聲光報(bào)警。

本實(shí)用新型實(shí)施例上述CPLD的邏輯控制如表1所示：

本實(shí)用新型實(shí)施例中的斷電防護(hù)裝置與牽變系統(tǒng)的接線示意圖如圖4所示。

地震預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)向牽引變電所兩路供電回路各輸出三組無源接點(diǎn)，以第一個(gè)回路為例：第一組為常開接點(diǎn)1(無地震報(bào)警時(shí)打開)，接點(diǎn)閉合時(shí)直接驅(qū)動(dòng)1#高壓斷路器分閘；第二組為常開接點(diǎn)2(無地震報(bào)警時(shí)打開)，接點(diǎn)閉合時(shí)通過1#主變保護(hù)測控裝置器驅(qū)動(dòng)1#高壓斷路器分閘；第三組為無源常閉接點(diǎn)(無地震報(bào)警時(shí)閉合)，接點(diǎn)打開時(shí)通過1#主變保護(hù)測控裝置器實(shí)現(xiàn)牽變系統(tǒng)的報(bào)警。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的斷電防護(hù)裝置主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)CPLD實(shí)現(xiàn)對輸入輸出的邏輯控制，效率較高，保證了裝置的實(shí)時(shí)性。單一元件的質(zhì)量控制也較其它的實(shí)現(xiàn)方式(如通過門電路芯片實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯)更為安全可靠。

2)集成繼電器專用的24V UPS，可在失去外電、機(jī)柜UPS電池耗盡后繼續(xù)保持裝置的可用性。

3)高可靠性的裝置和完善的隔離功能保證了設(shè)備在使用、維護(hù)、故障等狀態(tài)下均不會(huì)影響牽變系統(tǒng)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。