一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公告了一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，包括至少一個接地機(jī)構(gòu)及其控制終端，接地機(jī)構(gòu)包括電動傳動副，設(shè)有與傳動軸聯(lián)動的撥叉、由撥叉帶動轉(zhuǎn)動的同軸但存在旋轉(zhuǎn)角度差的驗電桿拐臂和接地桿拐臂，接地機(jī)構(gòu)還包括閘刀式驗電裝置，其包括自檢模塊和驗電模塊，控制終端包括信息處理及控制模塊、通信模塊和機(jī)箱，集控中心包括集控中心機(jī)箱、PLC處理模塊、通訊模塊、盤面操作指示模塊，以及工業(yè)計算機(jī)人機(jī)交互模塊。集自檢模塊、驗電模塊和接地模塊于一體，自檢和驗電共用閘刀式觸頭，安裝靈活，無需因維護(hù)或檢修位置的不同而搬運設(shè)備，還不必接掛地線，電動操作自動化程度高。一次高壓側(cè)與操作部位之間有足夠的安全距離。
【專利說明】
一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及城市軌道交通供電，特別是涉及一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通供電系統(tǒng)進(jìn)行操作、維護(hù)或檢修時，要求強制執(zhí)行國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 879-2004《帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置》。不僅要中斷接觸網(wǎng)或接觸軌的電力供應(yīng)，還要安裝接地短路裝置，用于在發(fā)生電力故障時引導(dǎo)電流分離，保護(hù)維護(hù)或檢修區(qū)域內(nèi)工作人員的人身安全。接地操作流程是，先人工將接地線與鋼軌可靠連接，然后將驗電器在有電部位上驗電，驗明該驗電器性能完好，最后在待維護(hù)或檢修區(qū)域驗電，如果驗明無電，才進(jìn)行接地操作。
[0003]現(xiàn)有接地短路裝置的接地方式有兩種。
[0004]—種是傳統(tǒng)的人工接地方式，維護(hù)或檢修時由檢修人員攜帶驗電器和接地線在現(xiàn)場先用驗電器強制驗明無電，再掛接地線。整個操作過程完全依靠人工，自動化程度低，耗時長，維護(hù)或檢修效率低，特別是在掛接地線前如果未進(jìn)行強制驗電，存在帶電接掛地線的安全隱患，維護(hù)或檢修完工后，有可能帶接地線送電，造成重大人員、設(shè)備事故。
[0005]另一種接地方式是在供電系統(tǒng)中固定接入接地裝置，其高壓一次回路一端連接接觸網(wǎng)或接觸軌，另一端連接鋼軌，且一次回路元器件始終在帶電工作狀態(tài)中，此種接地方式將具有驗電功能的驗電器變成具有帶電顯示功能的帶電顯示器，未考慮鋼軌電位、電磁兼容對設(shè)備的影響。一旦接地裝置的驗電檢測回路出現(xiàn)故障，可能會導(dǎo)致牽引變電所饋線斷路器跳閘且裝置不能迅速有效脫離供電系統(tǒng)，無法實現(xiàn)故障隔離，發(fā)生供電事故，供電系統(tǒng)無法向牽引機(jī)車車輛正常供電，影響列車運行，進(jìn)而影響運輸。此外，這種接地裝置需將架空的接觸網(wǎng)通過高壓電纜引向地面，高、低壓側(cè)集中，人員易觸及，存在人身安全隱患；而采用落地機(jī)箱式安裝，受限于電氣絕緣距離，其箱體體積龐大，易占用隧道內(nèi)的有限空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是彌補上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置。
[0007]本實用新型的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。
[0008]這種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，包括至少一個接地機(jī)構(gòu)及其一一對應(yīng)的控制終端，所述接地機(jī)構(gòu)的正極固定連接點、負(fù)極固定連接點分別與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高壓側(cè)的正極輸出線、負(fù)極輸出線連接，所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端通過控制電纜、電源電纜和航空插頭連接，所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端就近安裝。
[0009]這種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置的特點是:
[0010]設(shè)有一個控制所有控制終端的集控中心，所述集控中心與所述控制終端通過控制電纜、電源電纜和航空插頭連接。
[0011]所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端還根據(jù)現(xiàn)場具體空間情況將控制終端安裝在遠(yuǎn)離相應(yīng)接地機(jī)構(gòu)的便于操作的位置。
[0012]所述接地機(jī)構(gòu)包括傳動結(jié)構(gòu)，所述傳動結(jié)構(gòu)是驅(qū)動模塊，包括由驅(qū)動電機(jī)、變速箱、離合器、齒輪和與齒輪同軸的傳動軸，以及傳動軸支撐座組成的電動傳動副，在所述傳動軸上設(shè)有與所述傳動軸聯(lián)動的撥叉，以及由所述撥叉帶動轉(zhuǎn)動的同軸但存在旋轉(zhuǎn)角度差的驗電桿拐臂和接地桿拐臂，所述電動傳動副由傳動軸帶動撥叉一同動作，所述撥叉帶動所述驗電桿拐臂和接地桿拐臂分別轉(zhuǎn)動。
[0013]所述接地機(jī)構(gòu)還包括閘刀式驗電裝置，所述閘刀式驗電裝置包括自檢模塊。
[0014]所述自檢模塊包括自檢電源、絕緣板、自檢電極及其固定架，所述自檢電源、自檢電極安裝在所述絕緣板上，自檢電源還封裝在采用低溫密封膠灌注防潮的電源盒內(nèi)，所述自檢電源用于提供自檢的電壓源，所述自檢電極用于連通自檢的自檢回路。
[0015]所述閘刀式驗電裝置還設(shè)有驗電模塊。
[0016]所述驗電模塊包括由第一分壓電阻和第二分壓電阻組成的倒L型分壓電路，所述倒L型分壓電路與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高電壓側(cè)連接，將接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘枴?br>[0017]所述驗電模塊還包括與所述倒L型分壓電路連接的信號隔離器，所述信號隔離器將倒L型分壓電路輸出的低壓信號轉(zhuǎn)化為電流信號傳送到所述控制終端的可編程邏輯控制器(ProgrammabIe Logic Controller，縮略詞為PLC)，以判定是否在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，所述信號隔離器還用于避免鋼軌電位的影響，其最高隔離電壓可達(dá)3000V。
[0018]所述驗電模塊還包括正極驗電桿、負(fù)極驗電桿及其固定架，所述正極驗電桿、負(fù)極驗電桿是頂端設(shè)有閘刀式驗電與自檢共用動觸頭的驗電桿，其觸頭結(jié)構(gòu)是自力變形觸頭結(jié)構(gòu)、外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)和外壓片簧式觸頭結(jié)構(gòu)中的一種，所述正極驗電桿、負(fù)極驗電桿設(shè)置在所述絕緣軸的兩端，分別與所述正極驗電桿傳動拐臂、負(fù)極驗電桿傳動拐臂連接一體，用于分別與自檢電源、自檢電極、導(dǎo)線連接組成自檢回路。
[00?9 ]所述驗電模塊還包括正極固定連接點、負(fù)極固定連接點，所述正極固定連接點、負(fù)極固定連接點分別與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高壓側(cè)的正極輸出線、負(fù)極輸出線連接。
[0020]所述驗電模塊還包括絕緣軸或支柱絕緣子，所述絕緣軸是澆注有環(huán)氧樹脂的傳動軸，用于預(yù)埋所述第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述支柱絕緣子是澆注有環(huán)氧樹脂的支柱絕緣子，所述支柱絕緣子也用于預(yù)埋所述第一分壓電阻和第二分壓電阻。
[0021]所述接地機(jī)構(gòu)還包括六個絕緣子座，所述六個絕緣子座用于分別固定安裝正極固定連接點、負(fù)極固定連接點、正極驗電桿與負(fù)極驗電桿的固定架的兩端、正極接地桿與負(fù)極接地桿的固定架的兩端。
[0022]所述接地機(jī)構(gòu)還包括底座，所述底座用于固定安裝驅(qū)動模塊和六個絕緣子座。
[0023]所述控制終端包括信息處理及控制模塊、通信模塊和機(jī)箱，所述機(jī)箱通過膨脹螺釘固定在隧道內(nèi)壁的水泥墻上，所述信息處理及控制模塊、通信模塊分別通過螺栓固定在所述機(jī)箱內(nèi)，所述機(jī)箱的面板上設(shè)有驗電器故障信號顯示燈、驗電桿故障信號顯示燈、接地桿故障信號顯示燈、通信故障信號顯示燈、驗有電信號顯示燈，以及接地完成信號顯示燈。所述控制終端模塊在現(xiàn)場接收處理信息，發(fā)送驗電、接地短路操作指令，所述控制終端整體防護(hù)等級IP65。
[0024]所述集控中心包括集控中心機(jī)箱、分別通過螺栓固定在所述集控中心機(jī)箱內(nèi)的PLC處理模塊、通訊模塊、盤面操作指示模塊，以及工業(yè)計算機(jī)人機(jī)交互模塊，所述集控中心機(jī)箱的安裝位置是相對于控制終端在遠(yuǎn)方的車輛控制室和車輛段檢修調(diào)度室中的一種，所述集控中心用于遠(yuǎn)程集中監(jiān)控多臺終端接地裝置，發(fā)送驗電、接地短路操作指令，并與上層調(diào)度中心建立數(shù)據(jù)通信，不必在現(xiàn)場多個點位分別操作安裝在各個點位的終端接地裝置，接地操作更加方便；所述PLC處理模塊采用內(nèi)嵌的SoMachine Basic編程軟件，所述SoMachine Basic編程軟件用于編寫PLC的機(jī)器解決方案的程序，并與控制終端建立通信互相傳遞數(shù)據(jù)，讀取各控制終端的現(xiàn)場狀態(tài)信號，通過分析處理后輸出到盤面操作指示模塊的指示燈以及工業(yè)計算機(jī)人機(jī)交互模塊的觸摸顯示屏，操作人員通過觸摸顯示屏或盤面按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)出操作信號，所述PLC處理模塊將操作信號傳遞給控制終端從而操作驗電、接地動作。所述PLC處理模塊還經(jīng)光纖收發(fā)器通過光纖與上層調(diào)度中心建立數(shù)據(jù)通信，傳遞狀態(tài)顯示信號和操作控制指令;所述通訊模塊由光纖收發(fā)器和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成，所述工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)通過光纖接收控制終端的信號傳送所述PLC處理模塊;所述盤面操作指示模塊包括按鈕、指示燈和轉(zhuǎn)換開關(guān)。
[0025]本實用新型的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
[0026]還包括手動應(yīng)急模塊，所述手動應(yīng)急模塊固定安裝在所述底座，用于電源處于無電狀態(tài)下應(yīng)急手動操作，實現(xiàn)手動拆地功能。
[0027]還包括視頻模塊，所述視頻模塊固定安裝在所述底座，用于遠(yuǎn)程視頻圖像驗證和遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，以有效保證裝置操作的可靠性。
[0028]本實用新型的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決。
[0029]所述自力變形觸頭結(jié)構(gòu)，包括絕緣軸、設(shè)置在絕緣軸兩端頭的正極驗電桿、負(fù)極驗電桿，以及分別與所述正極驗電桿、所述負(fù)極驗電桿連接的觸片，觸片變形，動觸頭與靜觸頭接觸時依靠觸片自身的變形量保證接觸壓力，并保證機(jī)械壽命內(nèi)的疲勞強度。
[0030]所述外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)，包括絕緣軸、設(shè)置在絕緣軸兩端頭的正極驗電桿、負(fù)極驗電桿，以及分別與所述正極驗電桿、所述負(fù)極驗電桿連接的觸片，在觸片上設(shè)置垂直觸片平面的螺旋彈簧，觸片不變形，動觸頭與靜觸頭接觸時依靠螺旋彈簧的變形量保證接觸壓力。
[0031]所述外壓片簧式觸頭結(jié)構(gòu)，包括絕緣軸、設(shè)置在絕緣軸兩端頭的正極驗電桿、負(fù)極驗電桿，以及分別與所述正極驗電桿、所述負(fù)極驗電桿連接的觸片，在觸片上設(shè)置兩端在觸片平面、中間是向外突出的弧的片簧，觸片不變形，動觸頭與靜觸頭接觸時依靠片簧的變形量保證接觸壓力。
[0032]所述驗電桿拐臂和接地桿拐臂的旋轉(zhuǎn)角度差為15°?25°。
[0033]優(yōu)選的是，所述驗電桿拐臂和接地桿拐臂的旋轉(zhuǎn)角度差為20°。
[0034]本實用新型的接地短路方法，包括預(yù)先進(jìn)行的自檢步驟和驗電步驟，還依次有接地短路步驟和拆地、退出步驟；
[0035]所述自檢步驟是由驗電器對接觸網(wǎng)一次高壓側(cè)驗電前進(jìn)行自檢，自檢時正極驗電桿、負(fù)極驗電桿在復(fù)歸即初始位置，驗電器的驗電動觸頭停留在自檢電極上形成自檢回路，由PLC控制器發(fā)出自檢信號，控制終端提供DC 24V電壓源，通過自檢電源發(fā)生回路產(chǎn)生驗電電壓源，升壓到裝置額定標(biāo)稱電壓的15%?40%范圍內(nèi)，當(dāng)額定標(biāo)稱電壓Un=I500V時，驗電電壓源的輸出為250V，用于自檢整個驗電回路是否正常，如果自檢為無電，PLC則判定驗電器或驗電回路發(fā)生故障，退出操作;如果自檢為有電，PLC則判定驗電器或驗電回路正常，進(jìn)行下一步的驗電操作。
[0036]所述自檢整個驗電回路，包括自檢一次回路、信號回路、控制回路和通信回路，根據(jù)驗電器標(biāo)準(zhǔn)，在額定標(biāo)稱電壓的15%?40%范圍內(nèi)判定為有壓，并能就地和遠(yuǎn)傳報警、故障信號，閉鎖相關(guān)操作。
[0037]所述驗電步驟是在自檢整個驗電回路正常后由PLC控制器發(fā)出驗電信號，所述驅(qū)動模塊的驅(qū)動電機(jī)得電正轉(zhuǎn)，帶動正極驗電桿、負(fù)極驗電桿轉(zhuǎn)動，從自檢時的初始位置到達(dá)驗電位置，驗電器的驗電動觸頭與正極固定連接點、負(fù)極固定連接點保持接觸形成驗電回路，驗證已停電的待維護(hù)或檢修區(qū)域的接觸網(wǎng)或接觸軌上的殘留電壓是否在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，如果驗證殘留電壓是在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)，帶動接地桿轉(zhuǎn)動到達(dá)接地位置，待接地完成后，檢修人員便可進(jìn)行維護(hù)或檢修作業(yè);如果驗證殘留電壓不是在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動驗電桿復(fù)位，回到初始位置，接地桿不能動作。
[0038]所述接地短路步驟是在所述驗電步驟中驗證已停電的待維護(hù)或檢修區(qū)域的接觸網(wǎng)或接觸軌上的殘留電壓是在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)，帶動接地桿轉(zhuǎn)動到達(dá)接地位置，以閘刀合閘的方式完成接地短路操作，待接地短路操作完成后，檢修人員便可進(jìn)行維護(hù)或檢修作業(yè)。所述接地短路步驟中，如果接觸網(wǎng)或接觸軌的供電回路上有感應(yīng)電流或短路電流，將通過短接帶或者絕緣軸連通正極固定連接點與負(fù)極固定連接點，實施短路保護(hù)，所述短接帶是紫銅短接帶，絕緣軸是環(huán)氧玻璃布絕緣軸和2A12鋁合金絕緣軸中的一種，拉桿是金屬拉桿，保證帶電部位與地之間的安全絕緣距離。
[0039]所述拆地、退出步驟是在維護(hù)或檢修作業(yè)完成后，檢修人員發(fā)出拆地信號，驅(qū)動電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動正極驗電桿、負(fù)極驗電桿和接地桿一同轉(zhuǎn)動，回到初始位置，退出程序，為下次接地短路動作做準(zhǔn)備。
[0040]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0041]本實用新型的接地短路裝置不運行時不接入接觸網(wǎng)或接觸軌供電系統(tǒng)，可以減少對接觸網(wǎng)或接觸軌供電系統(tǒng)的影響。集自檢模塊、驗電模塊和接地模塊于一體，自檢和驗電共用閘刀式觸頭，安裝靈活，可水平或垂直安裝在隧道內(nèi)壁固定點使用，無需因維護(hù)或檢修位置的不同而搬運設(shè)備，還不必接掛地線，電動操作自動化程度高，也可手動操作，運行穩(wěn)定、安全，相對人工短路接地工作效率更高，操作人員的勞動強度簡化，操作更簡單，維護(hù)保養(yǎng)更便捷，拆地后無需再自檢。此裝置可在控制箱的面板上就地操作或在遠(yuǎn)方進(jìn)行遠(yuǎn)程集中操作，必要時，可采用技術(shù)手段驗證操作，彌補遠(yuǎn)方操作不能目視的缺陷，且一次高壓側(cè)的1500V高壓帶電部位與操作人員操作部位的二次控制側(cè)的控制箱之間有足夠的安全距離，可以保證操作人員安全。本裝置設(shè)有遠(yuǎn)程視頻圖像驗證，可以有效保證裝置操作的可靠性，還具有驗電高壓帶電遠(yuǎn)程指示、無電本地或遠(yuǎn)程接地指示、驗電故障指示和遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制功能，能就地或遠(yuǎn)程傳送報警、故障信號，閉鎖相關(guān)操作，且驗電器聲、光指示不需要用內(nèi)置蓄電池，不必定期更換，維護(hù)保養(yǎng)方便。
[0042]本實用新型的短路接地方法與驗電器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定、接地操作流程一致，用戶無需修改本單位操作流程。
【附圖說明】
[0043]圖1是本實用新型的接地短路裝置【具體實施方式】的總體組成圖；
[0044]圖2是圖1的接地機(jī)構(gòu)的組成圖；
[0045]圖3是圖1的控制終端操作界面示意圖；
[0046]圖4是圖1的集控中心操作界面示意圖；
[0047]圖5是圖2的接地機(jī)構(gòu)的傳動結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0048]圖6是圖5在初始狀態(tài)中的驗電桿拐臂與接地桿拐臂相對位置圖；
[0049]圖7是圖5在驗電狀態(tài)中的驗電桿拐臂與接地桿拐臂相對位置圖；
[0050]圖8的圖5在接地狀態(tài)中的驗電桿拐臂與接地桿拐臂相對位置圖；
[0051 ]圖9是圖1的驗電原理電氣圖；
[0052]圖1O是圖2的接地機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)示意圖；
[0053]圖11是圖2的接地機(jī)構(gòu)驗電狀態(tài)示意圖；
[0054]圖12是圖2的接地機(jī)構(gòu)接地狀態(tài)示意圖；
[0055]圖13是圖2的驗電桿的自力變形觸頭結(jié)構(gòu)圖；
[0056]圖14是圖2的驗電桿的外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)圖；
[0057]圖15是圖2的驗電桿的外壓片簧式觸頭結(jié)構(gòu)圖；
[0058]圖16是圖2的預(yù)埋分壓電阻的絕緣軸內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0059]圖17是圖2的預(yù)埋分壓電阻的支柱絕緣子內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0060]圖18是本實用新型的短路接地方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0061 ]下面結(jié)合【具體實施方式】并對照附圖對本實用新型進(jìn)行說明。
[0062]【具體實施方式】一
[0063]—種如圖1?13、16、18所示的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，包括至少一個接地機(jī)構(gòu)2及其--對應(yīng)的控制終端3，接地機(jī)構(gòu)的正極固定連接點14、負(fù)極固定連接點
12分別與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高壓側(cè)I的正極輸出線、負(fù)極輸出線連接，接地機(jī)構(gòu)2與其對應(yīng)的控制終端3通過控制電纜、電源電纜和航空插頭連接，接地機(jī)構(gòu)2與其對應(yīng)的控制終端3可以就近安裝，還可以根據(jù)現(xiàn)場具體空間情況將控制終端3安裝在遠(yuǎn)離相應(yīng)接地機(jī)構(gòu)2的便于操作的位置。
[0064]設(shè)有一個控制所有控制終端3的集控中心4，集控中心4與控制終端3通過控制電纜、電源電纜和航空插頭連接。
[0065]接地機(jī)構(gòu)2包括傳動結(jié)構(gòu)，傳動結(jié)構(gòu)是驅(qū)動模塊，包括由驅(qū)動電機(jī)21、變速箱22、離合器23、齒輪29和與齒輪29同軸的傳動軸24，以及傳動軸支撐座28組成的電動傳動副，在傳動軸24上設(shè)有與傳動軸聯(lián)動的撥叉27，以及由撥叉27帶動轉(zhuǎn)動的同軸但存在旋轉(zhuǎn)角度差為20°的驗電桿拐臂25和接地桿拐臂26，電動傳動副由傳動軸24帶動撥叉27—同動作，撥叉27帶動驗電桿拐臂25和接地桿拐臂26分別轉(zhuǎn)動。
[0066]接地機(jī)構(gòu)2還包括閘刀式驗電裝置，閘刀式驗電裝置包括自檢模塊。
[0067 ]自檢模塊包括自檢電源7、自檢電極8、絕緣板及其固定架，自檢電源7、自檢電極8安裝在絕緣板上，自檢電源7還封裝在采用低溫密封膠灌注防潮的電源盒內(nèi)，自檢電源7用于提供自檢的電壓源，自檢電極8用于連通自檢的自檢回路。
[0068]閘刀式驗電裝置還設(shè)有驗電模塊。
[0069]驗電模塊包括由第一分壓電阻R和第二分壓電阻Rl組成的倒L型分壓電路CGQJgJL型分壓電路CGQ與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高電壓側(cè)連接，將接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘?，接觸網(wǎng)或接觸軌的正、負(fù)極電壓分別為u+、u-。
[0070]驗電模塊還包括與倒L型分壓電路CGQ連接的信號隔離器ZCM，信號隔離器ZCM將倒L型分壓電路輸出的低壓信號轉(zhuǎn)化為電流信號傳送到控制終端的PLC，以判定是否在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，信號隔離器ZCM還用于避免鋼軌電位的影響，其最高隔離電壓可達(dá)3000V，信號隔離器ZCM的輸入電源正、負(fù)極分別為Pi+、Pi，信號隔離器ZCM的輸入端正、負(fù)極電壓分別為Si+、Si0
[0071]驗電模塊還包括正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿1及其固定架，正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿10是頂端設(shè)有閘刀式驗電與自檢共用動觸頭11的驗電桿，其觸頭結(jié)構(gòu)是自力變形觸頭結(jié)構(gòu)，自力變形觸頭結(jié)構(gòu)包括絕緣軸9、設(shè)置在絕緣軸9兩端頭的正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿10，以及分別與正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿10連接的觸片20，觸片20變形，動觸頭與靜觸頭接觸時依靠觸片自身的變形量保證接觸壓力，并保證機(jī)械壽命內(nèi)的疲勞強度。正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿10分別與正極驗電桿傳動拐臂25、負(fù)極驗電桿傳動拐臂連接一體，用于分別與自檢電源7、自檢電極8、導(dǎo)線連接組成自檢回路。
[0072 ]驗電模塊還包括正極固定連接點14、負(fù)極固定連接點12，正極固定連接點14、負(fù)極固定連接點12分別與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高壓側(cè)的正極輸出線、負(fù)極輸出線連接。
[0073]驗電模塊還包括絕緣軸9，絕緣軸9是澆注有環(huán)氧樹脂的傳動軸，用于預(yù)埋第一分壓電阻R和第二分壓電阻Rl。
[0074]接地機(jī)構(gòu)還包括六個絕緣子座，六個絕緣子座用于分別固定安裝正極固定連接點14、負(fù)極固定連接點12、正極驗電桿16與負(fù)極驗電桿10的固定架的兩端、正極接地桿6與負(fù)極接地桿的固定架的兩端。
[0075]接地機(jī)構(gòu)還包括底座17，底座17用于固定安裝驅(qū)動模塊和六個絕緣子座。
[0076]控制終端包括信息處理及控制模塊、通信模塊和機(jī)箱，機(jī)箱通過膨脹螺釘固定在隧道內(nèi)壁的水泥墻上，信息處理及控制模塊、通信模塊分別通過螺栓固定在機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱的面板上設(shè)有驗電器故障信號顯示燈、驗電桿故障信號顯示燈、接地桿故障信號顯示燈、通信故障信號顯示燈、驗有電信號顯示燈，以及接地完成信號顯示燈。控制終端模塊在現(xiàn)場接收處理信息，發(fā)送驗電、接地短路操作指令，控制終端整體防護(hù)等級IP65。
[0077]集控中心包括集控中心機(jī)箱、分別通過螺栓固定在集控中心機(jī)箱內(nèi)的PLC處理模塊、通訊模塊、盤面操作指示模塊，以及工業(yè)計算機(jī)人機(jī)交互模塊，集控中心機(jī)箱的安裝位置是相對于控制終端在遠(yuǎn)方的車輛控制室和車輛段檢修調(diào)度室中的一種，集控中心用于遠(yuǎn)程集中監(jiān)控多臺終端接地裝置，發(fā)送驗電、接地短路操作指令，并與上層調(diào)度中心建立數(shù)據(jù)通信，不必在現(xiàn)場多個點位分別操作安裝在各個點位的終端接地裝置，接地操作更加方便；PLC處理模塊采用內(nèi)嵌的SoMachine Basic編程軟件，SoMachine Basic編程軟件用于編寫PLC的機(jī)器解決方案的程序，并與控制終端建立通信互相傳遞數(shù)據(jù)，讀取各控制終端的現(xiàn)場狀態(tài)信號，通過分析處理后輸出到盤面操作指示模塊的指示燈以及工業(yè)計算機(jī)人機(jī)交互模塊的觸摸顯示屏，操作人員通過觸摸顯示屏或盤面按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)發(fā)出操作信號，PLC處理模塊將操作信號傳遞給控制終端從而操作驗電、接地動作。PLC處理模塊還經(jīng)光纖收發(fā)器通過光纖與上層調(diào)度中心建立數(shù)據(jù)通信，傳遞狀態(tài)顯示信號和操作控制指令;通訊模塊由光纖收發(fā)器和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)通過光纖接收控制終端的信號傳送PLC處理模塊;盤面操作指示模塊包括按鈕、指示燈和轉(zhuǎn)換開關(guān)。
[0078]還包括手動應(yīng)急模塊13，手動應(yīng)急模塊13固定安裝在底座17，用于電源處于無電狀態(tài)下應(yīng)急手動操作，實現(xiàn)手動拆地功能。
[0079]還包括視頻模塊5，視頻模塊5固定安裝在底座17，用于遠(yuǎn)程視頻圖像驗證和遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，以有效保證裝置操作的可靠性。
[0080]本【具體實施方式】的接地短路方法，包括預(yù)先進(jìn)行的自檢步驟和驗電步驟，還依次有接地短路步驟和拆地、退出步驟；
[0081]自檢步驟是由驗電器對接觸網(wǎng)一次高壓側(cè)驗電前進(jìn)行自檢，自檢時正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿1在復(fù)歸即初始位置，驗電器的驗電與自檢共用動觸頭11停留在自檢電極8上形成自檢回路，由PLC控制器發(fā)出自檢信號，控制終端3提供DC 24V電壓源，通過自檢電源發(fā)生回路產(chǎn)生驗電電壓源，升壓到裝置額定標(biāo)稱電壓的15%?40%范圍內(nèi)，當(dāng)額定標(biāo)稱電壓Un=1500V時，驗電電壓源的輸出為250V，用于自檢整個驗電回路是否正常，如果自檢為無電，PLC則判定驗電器或驗電回路發(fā)生故障，退出操作;如果自檢為有電，PLC則判定驗電器或驗電回路正常，進(jìn)行下一步的驗電操作。
[0082]自檢整個驗電回路，包括自檢一次回路、信號回路、控制回路和通信回路，根據(jù)驗電器標(biāo)準(zhǔn)，在額定標(biāo)稱電壓的15%?40%范圍內(nèi)判定為有壓，并能就地和遠(yuǎn)傳報警、故障信號，閉鎖相關(guān)操作。
[0083]驗電步驟是在自檢整個驗電回路正常后由PLC控制器發(fā)出驗電信號，驅(qū)動模塊的驅(qū)動電機(jī)21得電正轉(zhuǎn)，帶動正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿10轉(zhuǎn)動，從自檢時的初始位置到達(dá)驗電位置，驗電器的驗電與自檢共用動觸頭11與正極固定連接點14、負(fù)極固定連接點12保持接觸形成驗電回路，驗證已停電的待維護(hù)或檢修區(qū)域的接觸網(wǎng)或接觸軌上的殘留電壓是否在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，如果驗證殘留電壓是在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)21繼續(xù)正轉(zhuǎn)，帶動接地桿6轉(zhuǎn)動到達(dá)接地位置，待接地短路完成后，檢修人員便可進(jìn)行維護(hù)或檢修作業(yè);如果驗證殘留電壓不是在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)21反轉(zhuǎn)帶動正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿10復(fù)位，回到初始位置，接地桿6不能動作。
[0084]接地短路步驟是在驗電步驟中驗證已停電的待維護(hù)或檢修區(qū)域的接觸網(wǎng)或接觸軌上的殘留電壓是在安全作業(yè)電壓范圍內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)21繼續(xù)正轉(zhuǎn)，帶動接地桿6轉(zhuǎn)動到達(dá)接地位置，以閘刀合閘的方式完成接地短路操作，待接地短路操作完成后，檢修人員便可進(jìn)行維護(hù)或檢修作業(yè)。接地短路步驟中，如果接觸網(wǎng)或接觸軌的供電回路上有感應(yīng)電流或短路電流，將通過短接帶或者絕緣軸9連通正極固定連接點14與負(fù)極固定連接點12，實施短路保護(hù)，短接帶是紫銅短接帶，絕緣軸9是環(huán)氧玻璃布絕緣軸，拉桿是金屬拉桿，保證帶電部位與地之間的安全絕緣距離。
[0085]拆地、退出步驟是在維護(hù)或檢修作業(yè)完成后，檢修人員發(fā)出拆地信號，驅(qū)動電機(jī)12反轉(zhuǎn)，帶動正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿10和接地桿6—同轉(zhuǎn)動，回到初始位置，退出程序，為下次接地短路動作做準(zhǔn)備。
[0086]【具體實施方式】二
[0087]—種如圖1?12、14、16、18所示的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，同【具體實施方式】一，區(qū)別在于:
[0088]驗電桿為外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)，外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)包括絕緣軸9、設(shè)置在絕緣軸9兩端頭的正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿1，以及分別與正極驗電桿6、負(fù)極驗電桿4連接的觸片20，在觸片20上設(shè)置垂直觸片平面的螺旋彈簧18，觸片20不變形，動觸頭與靜觸頭接觸時依靠螺旋彈簧18的變形量保證接觸壓力。
[0089]【具體實施方式】三
[0090]—種如圖1?12、15、17、18所示的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，同【具體實施方式】一，區(qū)別在于:驗電桿為外壓片簧式觸頭結(jié)構(gòu)，外壓片簧式觸頭結(jié)構(gòu)包括絕緣軸9、設(shè)置在絕緣軸9兩端頭的正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿10，以及分別與正極驗電桿16、負(fù)極驗電桿1連接的觸片20，在觸片20上設(shè)置兩端在觸片20平面、中間是向外突出的弧的片簧19，觸片20不變形，動觸頭與靜觸頭接觸時依靠片簧19的變形量保證接觸壓力。
[0091]第一分壓電阻R和第二分壓電阻Rl預(yù)埋在支柱絕緣子內(nèi)部，支柱絕緣子是澆注有環(huán)氧樹脂的支柱絕緣子。
[0092]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，包括至少一個接地機(jī)構(gòu)及其一一對應(yīng)的控制終端，所述接地機(jī)構(gòu)的正極固定連接點、負(fù)極固定連接點分別與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高壓側(cè)的正極輸出線、負(fù)極輸出線連接，所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端通過控制電纜、電源電纜和航空插頭連接，所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端就近安裝，其特征在于: 設(shè)有一個控制所有控制終端的集控中心，所述集控中心與所述控制終端通過控制電纜、電源電纜和航空插頭連接； 所述接地機(jī)構(gòu)與其對應(yīng)的控制終端還根據(jù)現(xiàn)場具體空間情況將控制終端安裝在遠(yuǎn)離相應(yīng)接地機(jī)構(gòu)的便于操作的位置； 所述接地機(jī)構(gòu)包括傳動結(jié)構(gòu)，所述傳動結(jié)構(gòu)是驅(qū)動模塊，包括由驅(qū)動電機(jī)、變速箱、離合器、齒輪和與齒輪同軸的傳動軸，以及傳動軸支撐座組成的電動傳動副，在所述傳動軸上設(shè)有與所述傳動軸聯(lián)動的撥叉，以及由所述撥叉帶動轉(zhuǎn)動的同軸但存在旋轉(zhuǎn)角度差的驗電桿拐臂和接地桿拐臂，所述電動傳動副由傳動軸帶動撥叉一同動作，所述撥叉帶動所述驗電桿拐臂和接地桿拐臂分別轉(zhuǎn)動； 所述接地機(jī)構(gòu)還包括閘刀式驗電裝置，所述閘刀式驗電裝置包括自檢模塊； 所述自檢模塊包括自檢電源、絕緣板、自檢電極及其固定架，所述自檢電源、自檢電極安裝在所述絕緣板上，自檢電源還封裝在采用低溫密封膠灌注防潮的電源盒內(nèi)； 所述閘刀式驗電裝置還設(shè)有驗電模塊； 所述驗電模塊包括由第一分壓電阻和第二分壓電阻組成的倒L型分壓電路，所述倒L型分壓電路與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高電壓側(cè)連接； 所述驗電模塊還包括與所述倒L型分壓電路連接的信號隔離器； 所述驗電模塊還包括正極驗電桿、負(fù)極驗電桿及其固定架，所述正極驗電桿、負(fù)極驗電桿是頂端設(shè)有閘刀式驗電與自檢共用動觸頭的驗電桿，其觸頭結(jié)構(gòu)是自力變形觸頭結(jié)構(gòu)、外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)和外壓片簧式觸頭結(jié)構(gòu)中的一種，所述正極驗電桿、負(fù)極驗電桿設(shè)置在絕緣軸的兩端，分別與所述正極驗電桿傳動拐臂、負(fù)極驗電桿傳動拐臂連接一體； 所述驗電模塊還包括正極固定連接點、負(fù)極固定連接點，所述正極固定連接點、負(fù)極固定連接點分別與接觸網(wǎng)或接觸軌的一次高壓側(cè)的正極輸出線、負(fù)極輸出線連接； 所述驗電模塊還包括絕緣軸或支柱絕緣子，所述絕緣軸是澆注有環(huán)氧樹脂的傳動軸，所述支柱絕緣子是澆注有環(huán)氧樹脂的支柱絕緣子； 所述接地機(jī)構(gòu)還包括六個絕緣子座； 所述接地機(jī)構(gòu)還包括底座； 所述控制終端包括信息處理及控制模塊、通信模塊和機(jī)箱，所述機(jī)箱通過膨脹螺釘固定在隧道內(nèi)壁的水泥墻上，所述信息處理及控制模塊、通信模塊分別通過螺栓固定在所述機(jī)箱內(nèi)，所述機(jī)箱的面板上設(shè)有驗電器故障信號顯示燈、驗電桿故障信號顯示燈、接地桿故障信號顯示燈、通信故障信號顯示燈、驗有電信號顯示燈，以及接地完成信號顯示燈； 所述集控中心包括集控中心機(jī)箱、分別通過螺栓固定在所述集控中心機(jī)箱內(nèi)的可編程邏輯控制器PLC處理模塊、通訊模塊、盤面操作指示模塊，以及工業(yè)計算機(jī)人機(jī)交互模塊，所述集控中心機(jī)箱的安裝位置是相對于控制終端在遠(yuǎn)方的車輛控制室和車輛段檢修調(diào)度室中的一種，所述PLC處理模塊采用內(nèi)嵌的SoMachine Basic編程軟件，所述通訊模塊由光纖收發(fā)器和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成，所述盤面操作指示模塊包括按鈕、指示燈和轉(zhuǎn)換開關(guān)。2.如權(quán)利要求1所述的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，其特征在于:還包括手動應(yīng)急模塊，所述手動應(yīng)急模塊固定安裝在所述底座。3.如權(quán)利要求1或2所述的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，其特征在于:還包括視頻模塊，所述視頻模塊固定安裝在所述底座。4.如權(quán)利要求1所述的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，其特征在于:所述自力變形觸頭結(jié)構(gòu)，包括絕緣軸、設(shè)置在絕緣軸兩端頭的正極驗電桿、負(fù)極驗電桿，以及分別與所述正極驗電桿、所述負(fù)極驗電桿連接的觸片。5.如權(quán)利要求1所述的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，其特征在于:所述外壓螺旋彈簧式觸頭結(jié)構(gòu)，包括絕緣軸、設(shè)置在絕緣軸兩端頭的正極驗電桿、負(fù)極驗電桿，以及分別與所述正極驗電桿、所述負(fù)極驗電桿連接的觸片，在觸片上設(shè)置垂直觸片平面的螺旋彈貪O6.如權(quán)利要求1所述的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，其特征在于:所述外壓片簧式觸頭結(jié)構(gòu)，包括絕緣軸、設(shè)置在絕緣軸兩端頭的正極驗電桿、負(fù)極驗電桿，以及分別與所述正極驗電桿、所述負(fù)極驗電桿連接的觸片，在觸片上設(shè)置兩端在觸片平面、中間是向外突出的弧的片簧。7.如權(quán)利要求1所述的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，其特征在于:所述驗電桿拐臂和接地桿拐臂的旋轉(zhuǎn)角度差為15°~25°。8.如權(quán)利要求1所述的城市軌道交通供電系統(tǒng)用接地短路裝置，其特征在于:所述驗電桿拐臂和接地桿拐臂的旋轉(zhuǎn)角度差為20°。
【文檔編號】H01R4/66GK205468612SQ201520795130
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年10月15日
【發(fā)明人】王瀅, 馬友平, 柳銳, 何小燕, 田海生
【申請人】成都合眾達(dá)電氣技術(shù)有限公司