[实用新型]雷电防护电路单元及其交通信号灯装置

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种防雷电冲击的信号控制电路及其应用。

二、已有技术

交通信号灯产品，特别是铁路等轨道交通信号灯产品是安全性要求极高的特殊应用产品，直接关系运行车辆的安全和人身安全。信号灯是列车通行与否的标志，在正常的使用条件下不能出现不安全或不可靠的显示状况。雷电是自然界的一种现象，是铁路沿线的信号灯无法避免的。如果没有有效的防雷电设计，信号灯在发生雷电时，可能发生两种异常的状态显示，一种是当灭灯时信号灯出现亮闪，另一种是在亮灯时信号灯出现灭闪。这两种情况都可能导致司机判断错误，影响行车安全。针对这种情况，铁路信号灯需要采用雷电防护设计，即采用雷电防护电路单元，将感应的雷电高电压和/或高电流隔离，不使信号灯出现亮闪或灭闪的现象。

现有铁路发光二极管(LED)信号灯采用单一的陶瓷放电管和压敏电阻进行雷电防护。这类装置是在输入和输出端口之间用陶瓷放电管和压敏电阻构成一个通道，如出现雷电时该回路将把强电压电流信号在输出端口之前过滤掉。例如，《铁道通信信号》2004年第4期中所刊登的《铁路LED信号机》文章中介绍了一种铁路LED信号机及其防雷特点。在该LED信号机中设有雷电防护装置，采用了上述的陶瓷气体放电管和压敏电阻构成一个放电通道。为了检查该防雷元件，采用一个插入式防雷盒结构，以方便对防雷元件进行测量和更换。这样的雷电防护电路单元在雷电状态下对设备具有一定的保护作用，在防雷元件完好的情况下，感应雷电干扰不会损坏内部元件。

这类雷电防护电路单元不足之处在于，虽然防雷方案能够使信号设备不损坏，但有时信号灯在雷电状态下，亮灯的信号灯会出现灭灯的现象(亮闪)，或者灭灯的信号灯会出现闪亮的现象(灭闪)，而这两种现象都可能使司机产生错觉，影响行车安全。同时，若防雷元件已经损坏而又没有及时给予更换，雷电感应就会进一步损坏其后的信号设备，使其发生故障。

三、实用新型方案

因此，本实用新型的一个目的在于提供一种雷电防护电路单元，它可以有效地去除亮闪和灭闪现象。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种雷电防护电路单元，具有输入端口和输出端口，所述输入端口连接于控制信号端，所述输出端口连接于用电设备，其特征在于，在所述的输入端口到输出端口之间并联设置多个放电通道。

本实用新型的发明人认识到，雷电信号是一种高电压和/或高电流冲击信号；不同的雷电信号，其瞬态的电压、电流值以及波型相差很大。在研究了通常的雷电信号后，发明人提出一种将雷电信号从交通控制信号中过滤掉的方案，即构造一个多级放电通道，使具有不同电压和/或电流的雷电信号通过所述的多级放电通道有序地被过滤掉。

通常的情况是，在所述的输入端口到输出端口之间设置了多个放电通道，它们共同完成雷电信号的过滤工作。

所述的雷电防护电路单元的输入端口到输出端口之间允许该雷电防护电路单元所服务的装置的信号(例如控制信号)在无雷电时正常通过；而当发生雷电的冲击信号时，该雷电防护电路单元会在输出端口之前将雷电冲击信号用放电的形式放掉，而只让正常的信号通过该单元。进一步地，由于雷电信号的波形、强度是不规律的，而每实用新型装置中每个放电通道一旦设置好，其耐压性是有限的。为有效地保护这些放电通道，避免其为过大的雷电信号所击穿，可以按照一定的顺序排列这些放电通道。

因此，根据本实用新型上述雷电防护电路单元的一个进一步的方面，其中反应快的放电通道被设置在反应慢的放电通道前，即反应快的放电通道离反应慢的放电通道与信号的输入端更为接近。这种设置方式使浪涌信号在雷电防护电路单元中的衰减在时间上较为有序，在各放电通道中的分布也较为合理，浪涌信号随时间被逐步分解。

相应地，根据本实用新型上述雷电防护电路单元的另一个进一步的方面，其中耐压高的放电通道被设置在耐压低的放电通道前，即耐压高的放电通道离耐压低的放电通道与信号的输入端更为接近。这种设置方式使浪涌信号在雷电防护电路单元中的衰减在空间方面较为有序，浪涌信号在各放电通道中被逐级分解。

进一步说，可以将所述的多个放电通道进行适当的排列，将反应快的放电通道被设置在反应慢的放电通道前，同时使耐压高的放电通道被设置在耐压低的放电通道前。技术人员可以对不同的放电通道中元件的参数进行常规的选择和调整，来根据本实用新型的总体构思，实现这种结构。