一种铁路信号用断相保护器的制作方法

1.本实用新型涉及电路保护技术领域，具体涉及一种铁路信号用断相保护器。


背景技术：

2.道岔在铁路线路上起着十分重要的作用，是一种使机车车辆从一股轨道转入到另一股轨道的线路连接设备。转辙机作为道岔的转换装置，可采用自动化的方式进行转换道岔或锁闭道岔，而给转辙机提供动力来源的则是电动机。其中，电动机的种类多种多样，但在铁路道岔转换上多采用三相异步电动机作为动力来源。
3.但在道岔转换过程中，时常发生道岔转换故障，导致三相异步电动机电流缺失，电动机电流失衡，造成电动机的损坏。为了避免由于道岔故障，造成损坏三相异步电动机的现象发生。现有技术中常常采用断相保护器，来对三相异步电动机进行保护。而现有技术中在道岔扳动过程中仅仅是对三相交流电进行检测保护，也即是说，当出现异常时直接触发保护动作，工作人员无法直观的判定异常的具体原因，也无法获知当前道岔的工作状况。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决现有技术中断相保护器无法反映道岔扳动或异常状态的技术问题，从而提供一种铁路信号用断相保护器。
5.根据第一方面，本实用新型实施例提供了一种铁路信号用断相保护器，用于在道岔扳动过程中进行断相保护检测，所述断相保护器包括：检测电路，包括第一检测电路和第二检测电路，分别连接在相应的转辙机的供电线路上，用于检测转辙机实时三相交流电的工作电流；运放电路，包括第一运放电路和第二运放电路，其中，所述第一运放电路与所述第一检测电路连接，用于将对应的转辙机的三相交流电的工作电流转化为第一信号，所述第二运放电路与所述第二检测电路连接，用于将对应的转辙机的三相交流电的工作电流转换为第二信号；显示器，用于显示所述转辙机的工作电流以及故障信息；显示控制器，与所述显示器连接，用于控制所述显示器进行显示；处理器，包括第一处理器和第二处理器，所述第一处理器与所述第二处理器相互连接并分别与所述显示控制器连接，其中，所述第一处理器与所述第一运放电路连接，所述第二处理器与所述第二运放电路连接。
6.可选地，所述第一检测电路和所述第二检测电路均包括三个检测单元，分别用于检测每一相线的电流，每个检测单元包括：感应器，一次侧与对应的相线连接，用于检测每一相线的电流；第一电阻，与所述感应器的二次侧串联；第一电感，与所述第一电阻并联。
7.可选地，所述第一运放电路包括：第一运放基准电路，与所述感应器的二次侧的基准端连接；第一运放模块，包括三个运算放大器，所述运算放大器的同相输入端均与所述基准端连接，反相输入端分别与第一检测电路中对应的感应器的二次侧的另一端连接，输出端与所述第一处理器连接。
8.可选地，所述第二运放电路包括：第二运放基准电路，与所述感应器的二次侧的基准端连接；第二运放模块，包括三个运算放大器，所述运算放大器的同相输入端均与所述基
准端连接，反相输入端分别与第二检测电路中对应的感应器的二次侧的另一端连接，输出端与所述第二处理器连接。
9.可选地，所述显示器包括：第一数码管，用于显示三相交流电中第一相线的工作电流；第二数码管，用于显示三相交流电中第二相线的工作电流和超时时间；第三数码管，用于显示三相交流电中第三相线的工作电流；第四数码管，用于显示三相交流电的电压。
10.可选地，所述断相保护器还包括：第一电源电路，包括相同电路结构的两路24伏供电电路。第二电源电路，包括相同电路结构的三路5伏供电电路。
11.可选地，所述断相保护器还包括：接口，与所述第一处理器和所述第二处理器分别连接；通信电路，与所述接口连接。
12.可选地，所述第一处理器和所述第二处理器通过连接电路建立连接。
13.可选地，所述断相保护器还包括：报警电路，与所述显示控制器连接，用于进行灯光报警提示。
14.本实用新型技术方案，具有如下优点：
15.本实用新型提供一种铁路信号用断相保护器，利用检测电路对转辙机三相电流进行取样，获取转辙机实时的三相交流电工作电流。检测电路还与运放电路连接，经运放电路将三相交流电的工作电流进行转化，并传输至处理器。处理器与显示控制器连接，经处理器处理后的信号传输至显示控制器，通过显示控制器控制显示器进行工作电流或者故障信息的显示。最终通过显示器将道岔扳动过程的实时状态进行显示记录，以便工作人员查看并快速获知工况或故障原因。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例1中一种铁路信号用断相保护器的一个具体示例的组成图；
18.图2为本实用新型实施例1中检测电路的一个具体示例的组成图；
19.图3为本实用新型实施例1中运放电路的一个具体示例的组成图；
20.图4为本实用新型实施例1中处理器的一个具体示例的组成图；
21.图5为本实用新型实施例1中显示控制器的一个具体示例的组成图；
22.图6为本实用新型实施例1中显示器的一个具体示例的组成图；
23.图7为本实用新型实施例1中连接电路的一个具体示例的组成图；
24.图8为本实用新型实施例1中第一电源电路的一个具体示例的组成图；
25.图9为本实用新型实施例1中第二电源电路的一个具体示例的组成图；
26.图10为本实用新型实施例1中接口的一个具体示例的组成图；
27.图11为本实用新型实施例1中通信电路的一个具体示例的组成图；
28.图12为本实用新型实施例1中报警电路的一个具体示例的组成图；
29.图13为本实用新型实施例1中超时界面的一个具体示例的示意图；
30.图14为本实用新型实施例1中断相故障界面的一个具体示例的示意图；
31.图15为本实用新型实施例1中过流界面的一个具体示例的示意图；
32.图16为本实用新型实施例1中自身故障界面的一个具体示例的示意图。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
37.实施例1
38.本实施例提供一种铁路信号用断相保护器，应用于需要进行电路检测并通过显示器进行显示记录的场合，如图1所示，包括检测电路11、运放电路12、处理器13、显示控制器14、显示器15，具体如下：
39.检测电路11，包括第一检测电路111和第二检测电路112，分别连接在相应的转辙机的供电线路(图上未示出)上，用于检测转辙机实时三相交流电的工作电流。
40.运放电路12，包括第一运放电路121和第二运放电路122，其中，所述第一运放电路121与所述第一检测电路111连接，用于将对应的转辙机的三相交流电的工作电流转化为第一信号，所述第二运放电路122与所述第二检测电路112连接，用于将对应的转辙机的三相交流电的工作电流转换为第二信号。
41.显示器15，用于显示所述转辙机的工作电流以及故障信息。
42.显示控制器14，与所述显示器15连接，用于控制所述显示器15进行显示。
43.处理器13，包括第一处理器131和第二处理器132，所述第一处理器131与所述第二处理器132相互连接并分别与所述显示控制器14连接，其中，所述第一处理器131与所述第一运放电路121连接，所述第二处理器132与所述第二运放电路122连接。
44.在本实施例中，由于采用三相异步电动机作为动力来源，因此所述转辙机的供电线路是指三相异步电动机的三相电源，分别以a、b、c代表异步电动机的三个相线。在铁路运行过程中，道岔转辙机可以将道岔分为两路。例如，当火车经过道岔前为直行行驶状态，需
要继续通过道岔保持直行行驶状态，则此时的道岔为一路；当火车需要通过道岔完成转弯到直行的行驶状态时，则此时的道岔为二路。所述第一检测电路111可以是通过检测控制一路道岔的三相异步电动机来检测一路的道岔状态，所述第二检测电路112可以是通过检测控制二路道岔的三相异步电动机来检测二路的道岔状态。进一步地，控制一路道岔的三相异步电动机的三个相线分别用i1a、i1b、i1c进行表示；控制二路道岔的三相异步电动机的三个相线分别用i2a、i2b、i2c进行表示。
45.如图2-4所示，第一检测电路111和第二检测电路112均包括三个检测单元，分别用于检测每一相线的电流，每个检测单元均包括：感应器一次侧和二次侧、第一电阻、第一电感。具体地，一路三相交流电的输出端i1a与i1a对应的感应器一次侧连接，i1a对应的感应器二次侧与第一电阻1ra串联，第一电感1ca与第一电阻1ra并联；一路三相交流电的输出端i1b与i1b对应的感应器一次侧连接，i1b对应的感应器二次侧与第一电阻1rb串联，第一电感1cb与第一电阻1rb并联；一路三相交流电的输出端的i1c与i1c对应的感应器一次侧连接，i1c对应的感应器二次侧与第一电阻1rc串联，第一电感1cc与第一电阻1rc并联；相应地，二路三相交流电的输出端i2a、i2b、i2c与一路三相交流电的输出端i1a、i1b、i1c的连接方式相同，具体如图2所示，不再赘述。
46.运放电路12包括第一运放电路121和第二运放电路122，其中，所述第一运放电路121与所述第一检测电路111连接，用于将对应的转辙机的三相交流电的工作电流转化为第一信号，所述第二运放电路与所述第二检测电路连接，用于将对应的转辙机的三相交流电的工作电流转换为第二信号。
47.其中，第一运放电路121包括第一运放基准电路、第一运放模块，所述第一运放基准电路包括：spx3819-2u5芯片、电容。spx3819-2u5芯片的一端与第一处理器131的引脚输出端a5连接，并与电容1c7串联，电容1c7与电容1c6并联并接地。spx3819-2u5芯片的另一端与i1a、i1b、i1c对应的感应器二次侧的基准端a1.5v连接，并与电容1c20串联，电容1c20与电容1c21并联并接地。
48.所述第一运放模块包括：三个运算放大器，三个运算放大器的同相输入端均与i1a、i1b、i1c对应的感应器二次侧的基准端a1.5v连接，反相输入端分别与第一检测电路111中i1a、i1b、i1c对应的感应器的二次侧的另一端连接，输出端与第一处理器131的引脚连接。
49.其中，第二运放电路121包括第二运放基准电路、第二运放模块，所述第二运放基准电路包括：spx3819-1u5芯片、电容。spx3819-1u5芯片的一端与第二处理器132的引脚输出端b5连接，并与电容2c7串联，电容2c7与电容2c6并联并接地。spx3819-1u5芯片的另一端与i2a、i2b、i2c对应的感应器二次侧的基准端b1.5v连接，并与电容2c20串联，电容2c20与电容2c21并联并接地。
50.所述第二运放模块包括：三个运算放大器，三个运算放大器的同相输入端均与i2a、i2b、i2c对应的感应器二次侧的基准端b1.5v连接，反相输入端分别与第一检测电路中i2a、i2b、i2c对应的感应器的二次侧的另一端连接，输出端与第一处理器的引脚连接。
51.处理器13包括第一处理器131和第二处理器132，所述第一处理器131与所述第二处理器132相互连接并分别与所述显示控制器14连接，其中，所述第一处理器131与所述第一运放电路121连接，所述第二处理器132与所述第二运放电路122连接。
52.所述第一处理器131和所述第二处理器132通过图7的连接电路连接，第一处理器131的引脚通过连接电路与第二处理器132引脚相连接。具体地，第一处理器131引脚输出端a5与二极管d15阳极连接，二极管d15阴极与电阻r61的一端连接，电阻r61的另一端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与第一处理器131引脚连接。电阻r6的一端还与电阻r17的一端连接，电阻r17的另一端与三极管q4的基集连接，三极管q4的集电极与三极管q3的基集连接，三极管q3的发射极与二极管d4阳极连接，二极管d4阴极与二极管d7阴极连接，二极管d7阳极通过电路元器件与第二处理器的引脚连接。具体包含的电路元器件及其连接关系见图7。
53.如图5-6所示，显示控制器14与显示器15连接，用于控制所述显示器15进行显示。显示器15用于显示所述转辙机的工作电流以及故障信息；
54.显示器15包括：第一数码管ia、第二数码管ib、第三数码管ic、第四数码管dc。其中，第一数码管ia的八个数码管引脚分别与显示控制器14的引脚分别进行连接，用于显示三相交流电中第一相线的工作电流；第二数码管ib的八个数码管引脚分别与第一数码管ia的八个数码管引脚串联，用于显示三相交流电中第二相线的工作电流和超时时间；第三数码管ic的八个数码管引脚分别与第二数码管ib的八个数码管引脚串联，用于显示三相交流电中第三相线的工作电流；第四数码管dc的八个数码管引脚分别与第三数码管ic的八个数码管引脚串联，用于显示三相交流电的电压。所述第一处理器131和所述第二处理器132通过图7连接电路建立连接，通过连接电路输出的三相交流电流分别为ia、ib、ic。
55.进一步地，当道岔在扳动过程中出现挤岔等故障，转辙机不能转换到位时，显示器将显示超时界面，如图13所示；当显示器出现如图14所示时，则表示道岔在扳动过程中出现断相故障；当显示器出现如图15所示时，则表示道岔在扳动过程中出现三相交流过流的现象；当显示器出现如图16所示时，则表示断相保护器自身发生故障报警，即显示故障代码。
56.本实施例中，还通过第一电源电路将三相交流电的工作电流进行整流，以输出24伏电源。所述第一电源电路包括相同电路结构的两路24伏供电电路，如图8所示。两路24伏供电电路包括，变压器、双向型二极管、整流桥、二极管、电容。
57.具体地，变压器i11a一次侧与一路三相交流电的输出端i1a连接，变压器i11a二次侧的与两组绕组连接，两组绕组分别与整桥电路的一端连接，且分别与双向型二极管1stv串联，双向型二极管1stv分别与电容ac并联，整桥电路的另一端分别输出a24伏及avcc电源。相应地，另外一组两路24伏供电电路，最终输出为b24伏及bvcc电源。
58.第一电源电路与第二电源电路连接，将第一电源电路整流后的电流经第二电源电路进行限制，输出至检测电路11及显示控制器14。所述第二电源电路包括相同电路结构的三路5伏供电电路，如图9所示。
59.spx3819-1u2芯片的一端与avcc电源连接，另一端与第一处理器引脚输出端a5连接；spx3819-2u2芯片的一端与bvcc电源连接，另一端与第二处理器的引脚输出端b5连接。
60.spx3819-u01芯片的一端作为电源输入端，另一端与显示控制器14的引脚输出端ab5连接。
61.接口，如图10所述，与所述第一处理器131和所述第二处理器132分别连接。
62.具体地，j3接口与h2接口通过72、82引脚连接，h2接口与显示控制器14的引脚连接，j3接口与第一处理器131及第二处理器132的引脚连接，实现第一处理器131、第二处理
器132及显示控制器14的相互连接。
63.通信电路如图11所示，485芯片的一端与显示控制器14引脚输出端ab5连接，另一端引脚di、de将信号反馈给显示控制器14，引脚ro与接口连接。
64.报警电路，与所述显示控制器14连接，用于进行灯光报警提示。
65.如图12所示，报警电路包括：电源输入端、二极管d1和d2、电容c6和c7、三极管q15和q16、电阻r14、电阻r15、电阻r16和电阻r17、芯片k1。
66.电源输入端与二极管d1的阴极连接，并与电容c7和芯片k1连接，二极管d1的阳极与所述电容c7的另一端连接在一起之后，与所述芯片k1的另一引脚连接，该引脚还连接三极管q15的集电极，三极管q15的基极通过电阻r14与显示处理器连接，三极管q15的基极还通过电阻r15接地，三极管q15的发射极接地，芯片k1还通过引脚与第二接口连接。其中，二极管d2与电阻r16的连接关系与二极管d1与电阻r15的连接关系相同，具体如图12所示，不再赘述。
67.本实用新型实施例中，利用检测电路对转辙机三相电流进行取样，获取转辙机实时的三相交流电工作电流。检测电路还与运放电路连接，经运放电路将三相交流电的工作电流进行转化，并传输至处理器。处理器与显示控制器连接，经处理器处理后的信号传输至显示控制器，通过显示控制器控制显示器进行工作电流或者故障信息的显示。最终通过显示器将道岔扳动过程的实时状态进行显示记录，以便工作人员查看并快速获知工况或故障原因。
68.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。