專利名稱：隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電力機(jī)車整備作業(yè)區(qū)的隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置。
在公知公用的現(xiàn)有技術(shù)中，電力機(jī)車整備作業(yè)流程中的隔離開關(guān)、接地線的操作以及安全監(jiān)護(hù)環(huán)節(jié)，自1961年我國電氣化鐵路通車運(yùn)營以來一直沿用人工操作方式。首先，整備機(jī)車進(jìn)入隔離區(qū)前須停車，司機(jī)用鳴笛方式與操作人員聯(lián)系，操作者在確認(rèn)隔離開關(guān)在閉合位、隔離區(qū)內(nèi)無滯留機(jī)車后方打信號旗，允許整備機(jī)車進(jìn)入隔離區(qū)；司機(jī)下車辦理分閘登記手續(xù)后，操作者須穿戴好防護(hù)用品，確認(rèn)整備機(jī)車已降下受電弓后，才能開啟隔離開關(guān)手動操作手柄上的掛鎖，將隔離開關(guān)扳到開斷位，使19～29kv的高壓電斷開，再將人工接地掛鉤掛在接觸網(wǎng)上，以消除漏電和感應(yīng)電勢，形成隔離區(qū)，接著將操作手柄重新上鎖，檢修人員拿上掛鎖鑰匙和機(jī)車頂蓋鑰匙，從機(jī)車頂蓋爬上機(jī)車頂部作業(yè)。
檢修人員在車頂作業(yè)過程中，隔離開關(guān)及接地線要靠操作者監(jiān)守，并且還要隨時監(jiān)視隔離區(qū)外兩端線路其它機(jī)車的動態(tài)，防止其侵入無電狀態(tài)下的隔離區(qū)。
當(dāng)檢修人員作業(yè)完畢從車頂下來要鎖好機(jī)車頂蓋，交回兩把鑰匙，辦理合閘手續(xù)后，操作人員重新穿戴好防護(hù)用品，在確認(rèn)車頂沒有滯留人員，并已降下受電弓后，才能取下接地掛鉤，開鎖將隔離開關(guān)扳到閉合位，接觸網(wǎng)恢復(fù)通電，然后將操作手柄鎖上。至此，隔離開關(guān)一次作業(yè)過程才告完結(jié)。
在上述隔離開關(guān)操作過程中的諸個限制條件是由操作者逐一查看確認(rèn)的，由于人的注意力和判斷力受生理、情緒、環(huán)境等因素的影響，將其作為唯一的監(jiān)控保證是不可靠的，安全性較差，由于誤操作或監(jiān)護(hù)失誤使隔離區(qū)外機(jī)車冒進(jìn)無電狀態(tài)的隔離區(qū)，將導(dǎo)致車頂作業(yè)人員和操作者本身有觸電危險或發(fā)生接觸網(wǎng)短路事故，并縮短供電設(shè)備的使用壽命。目前的防誤技術(shù)僅限于在操作手柄上加掛鎖，隔離開關(guān)和人工接地掛鉤及機(jī)車頂蓋之間無實際意義上的聯(lián)系，各個環(huán)節(jié)缺少系統(tǒng)的聯(lián)鎖和設(shè)備上的制約，只是靠人工傳遞鑰匙象征性地表示聯(lián)鎖關(guān)系，因而其防誤效果受到局限，沒有真正的防誤功能。另外，人工操作和監(jiān)護(hù)工作效率低，機(jī)車整備作業(yè)時間長，影響機(jī)車周轉(zhuǎn)率。
本發(fā)明的目的是提供一種隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，使隔離開關(guān)、接地線的操作及監(jiān)護(hù)環(huán)節(jié)實行自動化聯(lián)鎖控制，從而避免人工誤操作及隔離區(qū)外機(jī)車侵界造成的事故發(fā)生。
如

圖1或圖2或圖3所示，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的現(xiàn)有電力機(jī)車整備作業(yè)隔離區(qū)內(nèi)，有立柱1、架設(shè)在立柱1上的接觸網(wǎng)3、接觸網(wǎng)3兩端的絕緣塊2和隔離開關(guān)4、裝在立柱1下端的手動操縱裝置9-1、傳動桿5、人工接地掛鉤8，電力機(jī)車14，機(jī)車受電弓21，傳動桿5兩端分別與隔離開關(guān)4和手動操縱裝置9-1聯(lián)接，人工接地掛鉤8掛接在接觸網(wǎng)3上。在現(xiàn)有條件下，設(shè)計一套隔離開關(guān)安全監(jiān)控裝置，包括一個中心控制室28，由分配器26、程序處理器29、不間斷電源31、操縱臺32、屏幕顯示器38組成；不間斷電源31、操縱臺32、屏幕顯示器38分別與程序處理器29聯(lián)接，分配器26通過輸出網(wǎng)絡(luò)線27及輸入網(wǎng)絡(luò)線27-1與程序處理器29聯(lián)接，操縱臺32由操縱鑰匙33、保險鑰匙33-1、分?jǐn)喟粹o34、閉合按鈕34-1、語言提示器35、操作計數(shù)器36、故障計數(shù)器37組成。
一個裝在立柱1下端原手動操縱裝置9-1位置的機(jī)電驅(qū)動裝置9，電機(jī)39輸入端通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接，輸出端通過聯(lián)軸節(jié)40、減速器41、傘齒輪(42、43)、傳動軸44至離合器46，電磁鐵(51、51-1)設(shè)置在撥叉48一端兩側(cè)，撥叉48另一端固定在支點49上，通過活套47帶動離合器46軸向移動；離合器46一端與接地傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)接，另一端與接地傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)接，隔離開關(guān)傳動機(jī)構(gòu)由電磁鐵51、靠輪52、傘齒輪53、撥塊(54、54-1)、萬向聯(lián)軸節(jié)56、傳動桿5、隔離開關(guān)4組成；接地傳動機(jī)構(gòu)由電磁鐵51-1、靠輪45、傘齒輪57、萬向聯(lián)軸節(jié)58、接地傳動桿7、自動接地盒6組成，自動接地盒6由傘齒輪(59、60)、接地臂62組成，接地臂62前端與接觸導(dǎo)線64接觸，后端接地。
一個樓梯通道門16，設(shè)置在機(jī)車14停車位側(cè)端，通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接。
一個監(jiān)視系統(tǒng)，由設(shè)置在隔離區(qū)兩端外側(cè)和機(jī)車停車位兩端及中間的線路占用光電監(jiān)視器(10、13、15、24、25)，設(shè)置在機(jī)車停車位軌道兩側(cè)的車頂滯留人員光電監(jiān)視構(gòu)架20及光電監(jiān)視器20-1，設(shè)置在光電監(jiān)視構(gòu)架20上的受電弓光電監(jiān)視器(22、23)及其接收器19，設(shè)置在樓梯通道門16、離合器46、撥塊(54、54-1)、接觸臂62上的限位傳感器(18、50、55、55-1、63、63-1)，設(shè)置在接地盒6與軌道之間由主接地線62-3、接地臂62、主夾頭61、接觸導(dǎo)線64、輔助夾頭61-1、檢測軟線61-2、軌道12組成的接地監(jiān)視回路組成，并分別通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接。主夾頭61和輔助夾頭61-1由聯(lián)桿62-2聯(lián)接，中間有絕緣體62-1。
一個報警器17，設(shè)置在樓梯通道門16上端，通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接。
一個接觸網(wǎng)開閉所跳閘信號發(fā)生器30，通過輸出網(wǎng)絡(luò)線27與程序處理器29聯(lián)接。
一對自動信號燈11、11-1，設(shè)置在隔離區(qū)兩端外側(cè)，通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接。
本發(fā)明的工作原理是這樣的不間斷電源31將工頻220V或380V交流電降壓整流成各種低壓安全電供給程序處理器29及整個裝置。
當(dāng)限位傳感器55監(jiān)測到隔離開關(guān)4在閉合位，光電監(jiān)視器(10、13、15、24、25)監(jiān)測到隔離區(qū)內(nèi)無機(jī)車占用時，構(gòu)成“自動信號生成條件”，信息傳輸至程序處理器29，經(jīng)處理后將指令輸送至自動信號燈11、11-1，顯示乳白色允許進(jìn)入信號，司機(jī)據(jù)此將一臺機(jī)車駛?cè)敫綦x區(qū)，停在光電監(jiān)視器(13、24)之間的停車位，并將受電弓21置降弓位，光電監(jiān)視器(10、13、15、24、25)將機(jī)車占用信息送至程序處理器29，經(jīng)處理后將指令輸送至自動信號燈11、11-1，顯示紅色停車信號，不允許其它機(jī)車進(jìn)入隔離區(qū)。
此時操作者將操縱鑰匙33、保險鑰匙33-1置開啟位(裝置啟動效力為兩者共同完成)，受電弓光電監(jiān)視器22、23開啟，若受電弓21在降弓位，信息通過接收器19傳輸至程序處理器29，構(gòu)成“隔離開關(guān)分?jǐn)囝A(yù)備條件”，電磁鐵51吸合，使離合器46和靠輪52嚙合，限位傳感器50將嚙合信息反饋給程序處理器29，經(jīng)處理后生成“隔離開關(guān)分?jǐn)鄤幼黝A(yù)備”，此時按下分?jǐn)喟粹o34，指令有效并輸送至機(jī)電驅(qū)動裝置9，電機(jī)39正轉(zhuǎn)，經(jīng)隔離開關(guān)傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動隔離開關(guān)4完成分?jǐn)鄤幼鳎尬粋鞲衅?5將信息反饋給程序處理器29，電磁鐵51失電，電機(jī)39停轉(zhuǎn)；同時電磁鐵51-1吸合，使離合器46與靠輪45嚙合，限位傳感器50-1將嚙合信息反饋給程序處理器29，經(jīng)處理后生成“接地動作指令”，指令有效并傳輸至機(jī)電驅(qū)動裝置9，電機(jī)39正轉(zhuǎn)，經(jīng)接地傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動接地臂62轉(zhuǎn)到水平閉合位與接觸導(dǎo)線64接觸，完成自動接地動作，限位傳感器63將信息反饋給程序處理器29，電機(jī)39停轉(zhuǎn)，同時接地監(jiān)視回路運(yùn)行并將監(jiān)測結(jié)果反饋給程序處理器29(如果回路接通進(jìn)行下一步動作，如果回路不通則鎖閉系統(tǒng)進(jìn)行檢修)；經(jīng)程序處理器29處理后生成“通道門開鎖動作指令”，指令有效并輸送至樓梯通道門16，樓梯通道門16開啟(原機(jī)車頂蓋14-1平時鎖閉，只在隔離區(qū)外使用)，限位傳感器18將信息反饋給程序處理器29，得出可以上車頂作業(yè)信號。
上述過程完結(jié)后進(jìn)入車頂整備作業(yè)過程，操作者將操縱鑰匙33、保險鑰匙33-1置關(guān)閉位后取出，鎖閉操縱啟動效力，檢修人員從樓梯通道門16上到車頂進(jìn)行整備作業(yè)。
如果在進(jìn)入車頂作業(yè)過程中，若隔離區(qū)外機(jī)車無視自動信號機(jī)11、11-1的紅色停車信號闖入，線路占用光電監(jiān)視器(10、13、15、24、25)將信息傳輸?shù)匠绦蛱幚砥?9確認(rèn)，信號發(fā)生器30使開閉所立即主動跳閘，防止因闖入機(jī)車的受電弓短接絕緣器2而發(fā)生接觸網(wǎng)短路事故或使隔離區(qū)帶電造成觸電事故，同時語言提示器35發(fā)出警告，而且使設(shè)置在通道門16上的報警器17報警，提醒室外人員注意。
當(dāng)車頂作業(yè)過程完畢要閉合隔離開關(guān)4時，操作者將操縱鑰匙33、保險鑰匙33-1置開鎖位，程序處理器29開始準(zhǔn)備隔離開關(guān)閉合的預(yù)備程序，車頂滯留人員光電監(jiān)視器20-1及受電弓光電監(jiān)視器(22、23)開啟，當(dāng)車頂無滯留人員、受電弓21在降弓位時，信息反饋至程序處理器29，生成＂通道門鎖閉動作指令”輸送至樓梯通道門16，鎖閉樓梯通道門16，限位傳感器18將信息反饋給程序處理器29，電磁鐵51-1吸合，使離合器45與靠輪45嚙合，限位傳感器50將嚙合信息反饋給程序處理器29，構(gòu)成“隔離開關(guān)閉合預(yù)備條件”，此時按下操縱臺上的閉合按鈕34-1，指令有效，經(jīng)程序處理器29處理后生成“撤接地動作指令”，電機(jī)39反轉(zhuǎn)，經(jīng)接地傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動接地臂62轉(zhuǎn)到垂直斷開位與接觸導(dǎo)線64分離，完成撤接地動作，限位傳感器63-1將信息反饋給程序處理器29，電磁鐵51-1失電，電機(jī)39停轉(zhuǎn)；同時電磁鐵51吸合，使離合器46和靠輪52嚙合，限位傳感器50將嚙合信息傳回程序處理器29，經(jīng)處理后生成“隔離開關(guān)閉合動作指令”，電機(jī)39反轉(zhuǎn)，經(jīng)隔離開關(guān)傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動隔離開關(guān)4完成閉合動作，限位傳感器55-1將信息反饋給程序處理器29，電機(jī)39停轉(zhuǎn)。至此，完成一個整備作業(yè)周期，將操縱鑰匙置關(guān)閉位取出，司機(jī)升上受電弓將機(jī)車駛出隔離區(qū)。
如果機(jī)電驅(qū)動裝置9正在作撤接地動作或隔離開關(guān)閉合動作過程中，遇與上述＂隔離開關(guān)閉合預(yù)備條件＂之一不相符時(如升上受電弓或有人攀上機(jī)車頂)，信息反饋到程序處理器29處理，使閉合程序立即終止，并根據(jù)閉合程序運(yùn)行情況輸出修正程序，使機(jī)電驅(qū)動裝置作接地動作或隔離開關(guān)分?jǐn)鄤幼鳌?br> 為提高設(shè)備的可靠性，在光電監(jiān)視器20－1，光電監(jiān)視器(22、23)，機(jī)電驅(qū)動裝置9，自動接地盒6，通道門16中設(shè)計了自檢回路傳輸?shù)匠绦蛱幚砥?9(附圖三中虛線所示)，監(jiān)測其內(nèi)部性能及工作狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)故障自動鎖閉系統(tǒng)，并通過語言提示、屏幕顯示、故障計數(shù)，提醒工作人員及時檢修。
上述過程中，如果不滿足設(shè)定的條件，或保險鑰匙33-1未開啟，強(qiáng)行按下按鈕，操作指令無效，動作程序被封鎖，同時進(jìn)行語言提示和故障計數(shù)及操作計數(shù)，并反映在屏幕顯示器38上。
本發(fā)明的監(jiān)視系統(tǒng)、程序處理系統(tǒng)、機(jī)電驅(qū)動裝置及樓梯通道門組成聯(lián)鎖控制，改室外手工操作為室內(nèi)自動控制，改人工顯示信號為自動信號，并設(shè)有語言提示、計數(shù)、報警等功能。既滿足電力機(jī)車整備作業(yè)要求，又具有人工操作所不及的防誤功能，可以防止人工誤操作造成的高壓觸電事故和接觸網(wǎng)短路事故的發(fā)生，保障作業(yè)安全，提高供電設(shè)備的使用壽命，減輕勞動強(qiáng)度，提高工作效率。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實施方案，圖1是本發(fā)明的平面布置圖；圖2是本發(fā)明的機(jī)械傳動圖；圖3是本發(fā)明的工作原理方框圖。
本發(fā)明所述的電力機(jī)車整備作業(yè)區(qū)隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，
權(quán)利要求
1.一種用于電力機(jī)車整備作業(yè)區(qū)的隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，它包括立柱1，架設(shè)在立柱1上的接觸網(wǎng)3，接觸網(wǎng)3兩端的絕緣塊2和隔離開關(guān)4，裝在立柱1下端的手動操縱裝置9-1，傳動桿5，人工接地掛鉤8，電力機(jī)車14，機(jī)車頂蓋14-1，機(jī)車受電弓21組成，傳動桿5兩端分別與隔離開關(guān)4和手動操縱裝置9-1聯(lián)接，人工接地掛鉤8掛接在接觸網(wǎng)3上，其特征在于它還具有一個中心控制室28，由分配器26、程序處理器29、不間斷電源31、操縱臺32、屏幕顯示器38組成；不間斷電源31、操縱臺32、屏幕顯示器38分別與程序處理器29聯(lián)接，分配器25通過輸出網(wǎng)絡(luò)線27及輸入網(wǎng)絡(luò)線27-1與程序處理器29聯(lián)接，操縱臺32由操縱鑰匙33、保險鑰匙33-1、分?jǐn)喟粹o34、閉合按鈕34-1、語言提示器35、操作計數(shù)器36、故障計數(shù)器37組成。一個裝在立柱1下端原手動操縱裝置9-1位置的機(jī)電驅(qū)動裝置9，電機(jī)39輸入端通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接，輸出端通過聯(lián)軸節(jié)40、減速器41、傘齒輪(42、43)、傳動軸44至離合器46，電磁鐵(51、51-1)設(shè)置在撥叉48一端兩側(cè)，撥叉48另一端固定在支點49上，通過活套47帶動離合器46軸向移動；離合器46一端與接地傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)接，另一端與接地傳動機(jī)構(gòu)聯(lián)接，隔離開關(guān)傳動機(jī)構(gòu)由電磁鐵51、靠輪52、傘齒輪53、撥塊(54、54-1)、萬向聯(lián)軸節(jié)56、傳動桿5、隔離開關(guān)4組成；接地傳動機(jī)構(gòu)由電磁鐵51-1、靠輪45、傘齒輪57、萬向聯(lián)軸節(jié)58、接地傳動桿7、自動接地盒6組成，自動接地盒6由傘齒輪(59、60)、接地臂52組成，接地臂62前端與接觸導(dǎo)線64接觸，后端接地。一個樓梯通道門16，設(shè)置在機(jī)車14停車位側(cè)端，通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接。一個監(jiān)視系統(tǒng)，由設(shè)置在隔離區(qū)兩端外側(cè)和機(jī)車停車位兩端及中間的線路占用光電監(jiān)視器(10、13、15、24、25)，設(shè)置在機(jī)車停車位軌道兩側(cè)的車頂滯留人員光電監(jiān)視構(gòu)架20及光電監(jiān)視器20-1，設(shè)置在光電監(jiān)視構(gòu)架20上的受電弓光電監(jiān)視器(22、23)及其接收器19，設(shè)置在樓梯通道門16、離合器46、撥塊(54、54-1)、接觸臂62上的限位傳感器(18、50、55、55-1、63、63-1)，設(shè)置在接地盒6與軌道之間由主接地線62-3、接地臂62、主夾頭61、接觸導(dǎo)線64、輔助夾頭61-1、檢測軟線61-2、軌道12組成的接地監(jiān)視回路組成，并分別通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接。主夾頭61和輔助夾頭61-1由聯(lián)桿62-2聯(lián)接，中間有絕緣體62-1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，其特征在于它還設(shè)置了一個報警器17，設(shè)置在樓梯通道門16上端，通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接。一個接觸網(wǎng)開閉所跳閘信號發(fā)生器30，通過輸出網(wǎng)絡(luò)線27與程序處理器29聯(lián)接。一對自動信號燈11、11-1，設(shè)置在隔離區(qū)兩端外側(cè)，通過分配器26與程序處理器29聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，其特征在于程序處理器29可以是繼電器、單板機(jī)、PC機(jī)、數(shù)字邏輯電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，其特征在于傳動軸44是花鍵軸、多邊形軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，其特征在于離合器46為雙面磨擦式、嚙合式、滾珠式離合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，其特征在于撥塊54沿徑向正、反轉(zhuǎn)，其中前面較長行程為空轉(zhuǎn)行程，后面為負(fù)載行程，推動撥塊54-1轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，其特征在于光電監(jiān)視器(10、13、15、24、25、20-1)的光源為白熾燈、紅外線、電磁波。
全文摘要
一種隔離開關(guān)安全自動監(jiān)控裝置，由立柱、接觸網(wǎng)、絕緣塊、隔離開關(guān)、電力機(jī)車、機(jī)車受電弓，監(jiān)視系統(tǒng)(包括光電監(jiān)視器、限位傳感器、接地監(jiān)視回路)，程序處理系統(tǒng)(包括不間斷電源、操縱臺、屏幕顯示器、程序處理器、分配器等)，機(jī)電驅(qū)動裝置，樓梯通道門等組成，用于電力機(jī)車整備作業(yè)隔離區(qū)。監(jiān)視系統(tǒng)、程序處理系統(tǒng)、機(jī)電驅(qū)動裝置及樓梯通道門組成聯(lián)鎖控制，可以防止人工誤操作造成的高壓觸電事故和接觸網(wǎng)短路事故的發(fā)生。
文檔編號H01H31/00GK1121254SQ94115909
公開日1996年4月24日 申請日期1994年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月14日
發(fā)明者莫敬文 申請人:羊城鐵路總公司韶關(guān)機(jī)務(wù)段