專利名稱：鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)及其調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)及其調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)如圖1中所示，將信號燈H和L分別連接在兩點(diǎn)燈單元B的輸出端，所述兩點(diǎn)燈單元B的輸入端分別并聯(lián)在電源端，且在所述點(diǎn)燈單元的一個輸入端與電源之間串聯(lián)有信號繼電器XJ的觸點(diǎn)，所述電源經(jīng)點(diǎn)燈單元降壓后為信號燈供電，所述點(diǎn)燈單元和控制電路構(gòu)成點(diǎn)燈回路，輸入到點(diǎn)燈單元的電流，也就是點(diǎn)燈回路工作電流。為了安全考慮，在點(diǎn)燈單元B的另一輸入端和電源之間串聯(lián)燈絲監(jiān)督繼電器DJ，當(dāng)信號燈正常時，其點(diǎn)燈回路工作電流大于燈絲監(jiān)督繼電器DJ的勵磁值，使所述的燈絲監(jiān)督繼電器DJ勵磁，表示線路工作正常。當(dāng)信號燈因故障熄滅時，此時電路中只有電纜漏泄電流及設(shè)備空載電流，電路中電流小于燈絲監(jiān)督繼電器的保持值，使其釋放，表示故障。隨著信號機(jī)控制距離的增加，電纜漏泄電流也增加，因此要求繼電器的返還系數(shù)(釋放值/勵磁值)越大越好。目前既有設(shè)備電路參數(shù)是最遠(yuǎn)信號機(jī)控制距離十幾公里、電源AC220V、信號燈為12V/25瓦、燈絲監(jiān)督繼電器基本型號為JZXC-H18型(勵磁值100mA，釋放值40mA)，在長大區(qū)間信號機(jī)采用JZXC-16F型(勵磁值140mA，釋放值80mA)、電路中正常電流大于140mA。
近年來節(jié)能、長壽命的LED光源正逐步在鐵路信號上應(yīng)用，由于其節(jié)能，達(dá)到原標(biāo)準(zhǔn)亮度需要的功率不及原信號燈的1/2，因此工作電流就比較小、功率低，就使得上述電路無法實現(xiàn)監(jiān)督作用。目前對于JZXC-16F型燈絲監(jiān)督繼電器的電路，還沒有一廠家的LED信號機(jī)能適用。對于采用JZXC-H18型電路的目前采用三種方法一是加大功率，滿足燈絲監(jiān)督繼電器工作值的需要。這顯然失去了節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，又增加了成本，不可取。二是試制新型工作電流較小的燈絲監(jiān)督繼電器。此方法的缺點(diǎn)是大大減少了信號機(jī)的控制距離。因為勵磁值小的繼電器其釋放值更小。如EP型LED發(fā)光盤采用新試制的JZXC-H142型繼電器，其勵磁值為40mA，釋放值為20mA。當(dāng)電纜線路漏泄電流加設(shè)備的空載電流大于20mA后就不能保證故障導(dǎo)向安全了。根據(jù)該型號信號機(jī)的參數(shù)計算，信號機(jī)的控制距離只能到達(dá)1.2公里。第三種方法是改變系統(tǒng)電源，由220V改為110V，從而使同功率的電流加大了一倍。此方法優(yōu)點(diǎn)既節(jié)能又增加了信號機(jī)的控制距離，但缺點(diǎn)是①是需要改變系統(tǒng)電源，由220V改為110V，不適用于現(xiàn)有供電系統(tǒng)；②由于LED光源只要有微安級電流就能使其發(fā)光，故必需在LED光源內(nèi)設(shè)置門限電路，使干擾電源在一定值以下時，保證LED光源不發(fā)光。當(dāng)電源電源為110V時，抗干擾門限電壓受電源電壓限制，在某些強(qiáng)干擾場合如果干擾電壓超過80V后便不能使用。③仍不適合既有JZXC-16F型燈絲監(jiān)督繼電器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、監(jiān)督可靠性高，應(yīng)用范圍廣的鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，及其調(diào)整方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，包括信號繼電器、燈絲監(jiān)督繼電器、點(diǎn)燈單元、信號燈，所述信號燈連接在所述點(diǎn)燈單元的輸出端，所述點(diǎn)燈單元的輸入端并聯(lián)在電源端，且所述信號繼電器的觸點(diǎn)串聯(lián)在所述點(diǎn)燈單元的一個輸入端與電源之間，還包括一個互感變壓器，所述互感變壓器的初級線圈串聯(lián)在上述點(diǎn)燈單元與電源之間，所述互感變壓器的次級輸出與所述的燈絲監(jiān)督繼電器相連。
所述互感變壓器的初級線圈匝數(shù)可大于或小于次級線圈的匝數(shù)。
所述點(diǎn)燈單元工作電流小于燈絲監(jiān)督繼電器可靠工作值時，互感變壓器初級線圈匝數(shù)可大于次級線圈匝數(shù)；當(dāng)所述點(diǎn)燈單元工作電流遠(yuǎn)大于燈絲監(jiān)督繼電器可靠工作值時，互感變壓器初級線圈匝數(shù)可小于次級匝數(shù)。
所述信號燈的功率可小于或等于25W。
所述互感變壓器次級回路阻抗可為小于或等于60歐姆。
所述互感變壓器中鐵芯的功率可大于繼電器功率的4倍或以上。
所述燈絲監(jiān)督繼電器可為既有的JZXC-H18、JZXC-16F型或其它任何型號。
一種用于上述鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)中，調(diào)整互感變壓器初級和次級線圈匝數(shù)的方法，包括如下步驟1)需要增加繼電器勵磁時的線路電流時，可以減少初級匝數(shù)；反之需要減少繼電器勵磁時的線路電流，可以增加初級匝數(shù)為。
2)調(diào)整所述互感變壓器次級線圈匝數(shù)，即調(diào)整互感變壓器的變比，使繼電器的返還系數(shù)達(dá)到最大。
3)調(diào)整次級線圈后會影響繼電器勵磁時的線路電流值，當(dāng)增加次級線圈匝數(shù)，繼電器勵磁時的線路電流值會增加，反之減少次級線圈匝數(shù)，繼電器勵磁時的線路電流值會減小。
在需要準(zhǔn)確度較高時，可重復(fù)上述過程進(jìn)行反復(fù)調(diào)整。
本發(fā)明通過互感變壓器將燈絲監(jiān)督繼電器連接到回路中，并根據(jù)所述燈絲監(jiān)督繼電器和回路工作電流值，調(diào)整所述互感變壓器的匝數(shù)和變比，實現(xiàn)在不改變系統(tǒng)電源電壓的情況下，采用現(xiàn)有燈絲監(jiān)督繼電器監(jiān)督任意大小的線路工作電流，從而監(jiān)測到線路是否發(fā)生故障，以確保安全。另外，在采用了JZXC-H18型繼電器作為燈絲監(jiān)督繼電器時，能夠提高所述燈絲繼電器的返回系數(shù)。使在采用小功率信號燈時還能充分發(fā)揮其節(jié)能優(yōu)點(diǎn)、提高防雷和抗干擾性能、降低成本。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)1、最大限度提高節(jié)能性能，降低成本。
2、提高了現(xiàn)有JZXC-H18型等燈絲監(jiān)督繼電器的“返還系數(shù)，使其實際返回系數(shù)由54％提高到70％以上，提高了信號機(jī)的控制距離。
3、當(dāng)在室外信號燈光源內(nèi)設(shè)置抗干擾門限電路時，所述抗干擾門限電路的啟動電壓可選擇大于150V，與降壓方式相比大大提高了抗干擾能力。
4、本發(fā)明在與新型小功率LED光源配合時，互感變壓器初級線圈匝數(shù)大于次級線圈匝數(shù)，繼電器接在互感變壓器次級。因此，燈絲監(jiān)督繼電器的防雷性能大大提高，橫向電壓減少3倍以上，縱向電壓減少幾十倍以上。
5、適應(yīng)性強(qiáng)。不用改變既有的電源、既有的燈絲監(jiān)督繼電器，包括JZXC-16F型等，現(xiàn)有的各種小功率LED信號燈都能適用。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電路原理2為本發(fā)明的電路原理3為本發(fā)明中互感變壓器與燈絲監(jiān)督繼電器的原理圖表4為本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)性能對比表表5為實施例中部分不同參數(shù)互感器與燈絲監(jiān)督繼電器配合表具體實施方式
如圖2所示，本發(fā)明包括一個信號繼電器XJ、燈絲監(jiān)督繼電器DJ、點(diǎn)燈單元B、信號燈H、L和互感變壓器HB，所述燈絲監(jiān)督繼電器DJ為JZXC-H18型，所述兩個信號燈H、L本別連接在所述兩個點(diǎn)燈單元BH、BL的輸出端，所述兩點(diǎn)燈單元BH、BL的輸入端分別并聯(lián)在電源端，且所述每個點(diǎn)燈單元的一個輸入端與分別連接在所述信號繼電器XJ的兩個觸點(diǎn)端，所述信號繼電器XJ的公共端與經(jīng)過一個過流保護(hù)裝置RD1后與電源端相連，所述每個點(diǎn)燈單元BH、BL的另一個輸入端分別相連，并依次與所述互感變壓器HB的初級和另一過流保護(hù)裝置RD2串聯(lián)后連接在另一電源端，所述互感變壓器的次級與所述燈絲監(jiān)督繼電器相連，所述信號繼電器接點(diǎn)XJ用于控制信號燈H回路和信號燈L回路之間切換。所述點(diǎn)燈單元和信號燈置于室外，其余部分置于室內(nèi)，用于控制所述信號燈的工作，并監(jiān)測信號燈是否發(fā)生故障。
工作過程中，電源經(jīng)室外信號點(diǎn)燈單元給所述信號燈H、L供電。如果信號燈光源采用功率較小的信號燈時，電路中電流i1小于燈絲監(jiān)督繼電器工作電流時，互感變壓器HB初級線圈匝數(shù)L1＞次級線圈匝數(shù)L2。由于L1＞L2，故互感變壓器次級線圈通過的電流i2＞i1。只要適當(dāng)選擇L1與L2的比值，使i2滿足燈絲監(jiān)督繼電器工作值的需要。反之，當(dāng)光源信號燈的功率很大，即i1遠(yuǎn)大于燈絲繼電器工作值時，可選擇互感變壓器線圈L1＜L2，使i2＜i1來滿足燈絲繼電器工作值的需要。
這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)在不改變系統(tǒng)電源電壓的情況下，采用現(xiàn)有燈絲監(jiān)督繼電器實現(xiàn)監(jiān)督任意大小的線路工作電流，從而監(jiān)測到線路是否發(fā)生故障，以保證行車安全。
同時，如圖3中所示，由于JZXC-H18型燈絲監(jiān)督繼電器本身線圈電阻較小，勵磁電壓較低，僅約3.2V，用另外的單獨(dú)線圈，給所述燈絲監(jiān)督繼電器供電，即所述燈絲監(jiān)督繼電器線圈與整流器串聯(lián)接到所述互感變壓器的次級線圈L2上，利用該繼電器內(nèi)整流橋的非線性來提高返回系數(shù)。由于L2兩端電壓較低，在該繼電器釋放時L2上電壓為2.3V左右，此時，繼電器內(nèi)整流器的二極管處于剛剛打開，非線性較大的區(qū)段，在此范圍內(nèi)，電路電流越小，二極管內(nèi)阻越大，故提高了繼電器的釋放值，而在繼電器勵磁值處，勵磁電壓相對釋放電壓要高，非線性影響較小，故提高了繼電器的返回系數(shù)。同時，由于原點(diǎn)燈回路阻抗較大約幾千歐姆，而本發(fā)明的所述互感變壓器次級回路阻抗只有幾十歐姆，故二極管內(nèi)阻的變化對原點(diǎn)燈電路影響不大。
同時可提高現(xiàn)有燈絲監(jiān)督繼電器的“返回系數(shù)”，既保證了安全、提高的抗干擾和防雷性能，又可發(fā)揮新型光源節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
因此通過改變互感變壓器不同的參數(shù)，可使燈絲監(jiān)督繼電器與不同的線路電流配合。如表5中所示，本實施例中所述燈絲監(jiān)督繼電器采用整流型JZXC-H18燈絲監(jiān)督繼電器，經(jīng)過本發(fā)明可把JZXC-H18型繼電器的返還系數(shù)大大提高，同時可改變其勵磁值以適應(yīng)不同功率的信號燈。以EP型LED發(fā)光盤為例，可采用表5中勵磁線路電流為65.6mA、釋放值為45mA的參數(shù)。該發(fā)光盤工作電流為80mA大于65.6mA的1.2倍，可保證繼電器可靠勵磁，而釋放值比其新試制的JZXC-H142型繼電器大25mA。這樣就大大提高了該LED發(fā)光盤的控制距離。
此外，選擇互感變壓器鐵芯的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際消耗的功率，能夠使所述互感變壓器在回路電流較小時效率低，回路電流較大時效率較高，使互感變壓器的工作在效率隨電流增加而增加的區(qū)段，從而也能夠提高燈絲監(jiān)督繼電器的返還系數(shù)。
通過調(diào)整互感變壓器的參數(shù)，能夠使任何線路電流都能與燈絲監(jiān)督繼電器很好的配合。由于所述互感變壓器工作狀態(tài)既非互感器，又非變壓器，理論計算不易準(zhǔn)確，首先需要初步估算，再經(jīng)實際調(diào)整，便能取得理想的效果。調(diào)整過程如下1、當(dāng)需要增加燈絲監(jiān)督繼電器勵磁時的線路電流時，需減少初級線圈匝數(shù)；反之，當(dāng)需要減少燈絲監(jiān)督繼電器勵磁時的線路電流時，需增加初級線圈匝數(shù)。
2、在改變初級線圈匝數(shù)的同時，對次級線圈的匝數(shù)做相應(yīng)調(diào)整，進(jìn)而調(diào)整互感變壓器的變比，使繼電器的返還系數(shù)達(dá)到最大。
3、調(diào)整次級線圈后會影響繼電器勵磁時的線路電流值，當(dāng)增加次級線圈匝數(shù)，繼電器勵磁時的線路電流值會增加，反之減少次級線圈匝數(shù)，繼電器勵磁時的線路電流值會減小。
4、當(dāng)需要準(zhǔn)確度較高時，可重復(fù)步驟1～3，進(jìn)行反復(fù)調(diào)整。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，不用改變既有的電源和燈絲監(jiān)督繼電器，現(xiàn)有的各種小功率LED信號機(jī)都能適用，最大限度提高節(jié)能性能，降低成本。并且能夠提高現(xiàn)有燈絲監(jiān)督繼電器的返還系數(shù)，使其實際返回系數(shù)由54％提高到70％以上，提高了信號機(jī)的控制距離。而且，本發(fā)明在與新型小功率LED光源配合時，互感變壓器初級線圈匝數(shù)大于次級線圈匝數(shù)，燈絲監(jiān)督繼電器接在互感變壓器次級。因此，燈絲監(jiān)督繼電器的防雷性能大大提高，橫向電壓減少3倍以上，縱向電壓減少幾十倍以上。
另外，為了抑制干擾，LED信號機(jī)在室外信號燈光源與點(diǎn)燈單元之間串聯(lián)有抗干擾門限電路(圖中未顯示)，由于采用本發(fā)明可不必降壓，因此啟動電壓可選擇大于150V，與降壓方式相比大大提高了抗干擾能力。

表4

表權(quán)利要求
1.一種鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，包括信號繼電器、燈絲監(jiān)督繼電器、點(diǎn)燈單元、信號燈，所述信號燈連接在所述點(diǎn)燈單元的輸出端，所述點(diǎn)燈單元的輸入端并聯(lián)在電源端，且所述信號繼電器的觸點(diǎn)串聯(lián)在所述點(diǎn)燈單元的一個輸入端與電源之間，其特征在于還包括一個互感變壓器，所述互感變壓器的初級線圈串聯(lián)在上述點(diǎn)燈單元與電源之間，所述互感變壓器的次級輸出與所述的燈絲監(jiān)督繼電器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述互感變壓器的初級線圈匝數(shù)大于或小于次級線圈的匝數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述點(diǎn)燈單元工作電流小于燈絲監(jiān)督繼電器可靠工作值時，互感變壓器初級線圈匝數(shù)大于次級線圈匝數(shù)；當(dāng)所述點(diǎn)燈單元工作電流遠(yuǎn)大于燈絲監(jiān)督繼電器可靠工作值時，互感變壓器初級線圈匝數(shù)小于次級匝數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述信號燈的功率小于或等于25W。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述互感變壓器次級回路阻抗為小于或等于60歐姆。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述互感變壓器中鐵芯的功率大于繼電器功率的4倍或以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述燈絲監(jiān)督繼電器為既有的JZXC-H18、JZXC-16F型或其它任何型號。
8.一種用于上述鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)中，調(diào)整互感變壓器初級和次級線圈匝數(shù)的方法，包括如下步驟1)需要增加繼電器勵磁時的線路電流時，可以減少初級匝數(shù)；反之需要減少繼電器勵磁時的線路電流，可以增加初級匝數(shù)為。2)調(diào)整所述互感變壓器次級線圈匝數(shù)，即調(diào)整互感變壓器的變比，使繼電器的返還系數(shù)達(dá)到最大。3)調(diào)整次級線圈后會影響繼電器勵磁時的線路電流值，當(dāng)增加次級線圈匝數(shù)，繼電器勵磁時的線路電流值會增加，反之減少次級線圈匝數(shù)，繼電器勵磁時的線路電流值會減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)整互感變壓器初級和次級線圈匝數(shù)的方法，其特征在于在需要準(zhǔn)確度較高時，重復(fù)上述過程進(jìn)行反復(fù)調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵路信號點(diǎn)燈監(jiān)控系統(tǒng)及其調(diào)整方法。本發(fā)明通過互感變壓器將燈絲監(jiān)督繼電器連接到回路中，并根據(jù)所述的燈絲監(jiān)督繼電器和回路工作電流值，調(diào)整所述互感變壓器的匝數(shù)和變比，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在不改變系統(tǒng)電源電壓的情況下，采用現(xiàn)有燈絲監(jiān)督繼電器監(jiān)督任意大小的線路工作電流，從而監(jiān)測到線路是否發(fā)生故障，以確保安全。另外可提高既有JZXC－H18型燈絲監(jiān)督繼電器的返回系數(shù)。使在采用LED小功率信號機(jī)時還能充分發(fā)揮其節(jié)能優(yōu)點(diǎn)、提高防雷和抗干擾性能、降低成本。
文檔編號B61L23/00GK1695997SQ20051007972
公開日2005年11月16日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者王世午 申請人:王世午