[发明专利]一种轨道电路用智能补偿电容

说明书

技术领域：

本发明涉及一种补偿电容，尤其是一种轨道电路用智能补偿电容。

背景技术：

补偿电容是ZPW-2000型轨道电路的重要组成部分。补偿电容布置在轨道之间，安装在枕木或道砟上。通常每隔100米左右安装一只，电气绝缘节附近布置间距减半。显然，在用补偿电容数量是巨大的。电容的标称电容量为：22uf至90uF；额定电压：160Va.c.；绝缘电阻：≥500MΩ。

使用过程中，补偿电容性能会发生劣变，甚至发生开路(包括人为损坏)等故障，以前操作的方法是需要人员携带设备上线，将补偿电容拆下一一对其进行逐个测量，才能判断并替换故障电容。中国专利200610102210.7“无绝缘轨道电路补偿电容在线主动测量装置”、中国专利200420074887.0“铁路轨道电路补偿电容在线检测装置”和中国专利200620078371.2“在线自检测轨道电路补偿电容器”，虽然提出了一些解决方案，不用再将补偿电容拆下进行逐一检测，但这些方案仍然存在一些缺陷，如：第一，需要检测人员携带在线检测装置上线，并将检测探头连接至补偿电容(即轨道)，使用不方便、也不安全；第二，向轨道补偿电容注入信号激励，然后测量响应的方案，导致在线检测设备庞大、并存在危及轨道电路本身安全的风险；第三，通过电流感应器(电流钳)采集流过补偿电容的电流取样的方案，会引入较大相移，导致电容损耗角的计算失去基准，影响测量结果。上线检测工作劳动强度大，费时费力，效率极低，而且由于运输繁忙，维修人员进入轨道线路作业，存在相当大的人身安全风险。

发明内容：

本发明提供了一种轨道电路用智能补偿电容，它无需检测人员上到轨道上，靠近轨道即可检测到相应轨道电容的参量，省时省力，大大提高了检测工作效率，而且不会影响正常的铁路运输，保证了检测人员的人身安全，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括轨道电容，轨道电容两端的引出线与轨道电路电连接，在轨道电容两侧分别连接有电容量测量电路和电源电路，电容量测量电路连接有无线通信单元；所述电容量测量电路包括串联在轨道电容一侧引出线上的电流取样电路和并联在轨道电容两端的电压取样电路，电压取样电路和电流取样电路分别与可编程片上系统相连，可编程片上系统与无线通信单元相连；所述电源电路包括设在轨道电容另一侧用于取得引出线上流过轨道电容的部分信号能量的电流感应器，电流感应器与电源控制电路相连，电源控制电路与缓冲蓄能单元相连。

所述并联在轨道电容两端的电压取样电路由轨道电容两端分别经一限流开关与一差分放大器相连，差分放大器与可编程片上系统相连。

所述串联在轨道电容一侧引出线上的电流取样电路包括串联在引出线上的电流取样器，电流取样器经一差分放大器与可编程片上系统相连。

所述无线通信单元为无线微蜂窝通信电路。

所述差分放大器为高阻型差分放大器。

所述电流取样器为分流式电流取样器。

本发明将用于检测轨道电容参量的电容量测量电路、传输轨道电容参量的无线通信单元以及为电容量测量电路和无线通信单元供电的电源电路封装在一起，在轨道电容接入轨道电路的同时，在线检测轨道电容的特性参数，并在检测人员需要该轨道电容参量时，通过无线通信电路及时传送到检测人员的遥控检测设备上，具有如下特点：首先，检测人员无须接触轨道电容，即检测人员只需在轨道旁通过遥控检测设备，接收无线通信单元传送过来的轨道电容的在线特性参数，无需上轨道接触轨道电容检测，保障了检测人员的人身安全和铁路运输生产的安全，而且省时省力，大大提高了检测工作效率；第二，不向轨道电容注入额外的外加能量，利用轨道电路自身信号完成测试，保证了原轨道电路的正常稳定工作；第三，全面定量地监测轨道电容的特性参数；第四，所述电流感应器采用互感器取电方式，电流取样电路采用电流分流器，在一电流导线上并联一分流电路的方式，无论电流感应器或电流取样电路发生开路或短路，都不会对原轨道电路产生影响；电压取样电路采用芯片高阻抗连接方式，一但其出现故障，芯片呈现1KMΩ的阻抗，保证了原轨道电路的正常工作不受影响。

附图说明：

图1为本发明的电路连接原理框图。

图2为电容量测量电路连接原理框图。

图3为无线通信单元电路原理图。

图4为电源电路原理图。

图中，1、轨道电容；2、可编程片上系统；3、电流取样电路；4、电压取样电路；5、电流感应器；6、电源控制电路；7、缓冲蓄能单元；8、无线通信单元。

具体实施方式：