一种铁路高压线路无源带电显示器

专利摘要:
本实用新型公开了一种铁路高压线路无源带电显示器，具体涉及电气设备领域，其技术方案是：包括能量采集模块、功率放大模块、能量存储模块、发光显示模块、数字电路，所述能量采集模块通过数字电路与功率放大模块电性连接，所述功率放大模块通过数字电路与能量存储模块电性连接，所述能量存储模块通过数字电路与发光显示模块电性连接，所述能量采集模块内部设有整流器、降压型转换器、采集电路板，所述数字电路外表面封装有硅橡胶材料，本实用新型的有益效果是：对防止线路侧带电挂地线、带电合接地刀闸以及防止人员误触带电设备，能够起到明显的警示作用，以此弥补防误闭锁装置的缺陷，实用性相比较现有的显示器有了进一步地提升。
公开号:CN214335056U
申请号:CN202120403139.6U
申请日:2021-02-24
公开日:2021-10-01
发明作者:李波；魏建忠；郭晓旭；李琪瑶；李长擎；钱恺逸；王敖；王蓓；张宇；周波军；梁斌；祁明鑫；高飞；王俊杰；刘锴
申请人:Tianjin Shaohua Electric Co ltd；China Railway Design Corp；
IPC主号:G01R19-145

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及电气设备领域，具体涉及一种铁路高压线路无源带电显示器。
[n0002] 电的危险在于它看不见，电气化铁路中的很多人身死亡事故、设备损坏事故和牵引网事故，都是因为带电体没有明显的警示，使工作人员误触带电体、误合接地开关等引起的，如果带电体上能够明显地显示出它是否带电，将会使作业人员的安全、设备的安全和电网的安全更加有保障，因此，实现导线和设备的带电警示，对防止人身伤亡事故、设备事故和牵引网事故的发生就有着非常重要的作用。
[n0003] 现有技术存在以下不足：现有的高压带电显示器是通过指示灯显示高压装置回路的带电状况，虽然高压带电显示器能够较好地监控高压设备的工作状况，但这种检测元件必须和带电体裸接触的带电显示器存在以下问题：1.其特殊的结构决定了电容芯击穿或绝缘子沿面闪落，易造成安装处单相接地；2.电容芯与外壳胶粘结合处可能出现局部放电；3.支柱式传感器需占用开关柜内的空间，同时必须将低压线引至安装显示器的面板上，致使开关柜内的布线复杂化，此外，感应式带电显示器和等电位带电显示器也可用做高压显示器，感应式带电显示器虽不与带电设备直接接触，但其显示部分需要外部供电，等电位带电显示器虽不需要外部供电，但必须与带电设备裸接触才能工作。
[n0004] 因此，发明一种铁路高压线路无源带电显示器很有必要。
[n0005] 为此，本实用新型提供一种铁路高压线路无源带电显示器，以解决现有的高压带电显示器存在的：1.其特殊的结构决定了电容芯击穿或绝缘子沿面闪落，易造成安装处单相接地；2.电容芯与外壳胶粘结合处可能出现局部放电；3.支柱式传感器需占用开关柜内的空间，同时必须将低压线引至安装显示器的面板上，致使开关柜内的布线复杂化，此外，感应式带电显示器和等电位带电显示器也可用做高压显示器，感应式带电显示器虽不与带电设备直接接触，但其显示部分需要外部供电，等电位带电显示器虽不需要外部供电，但必须与带电设备裸接触才能工作的问题。
[n0006] 为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种铁路高压线路无源带电显示器，包括能量采集模块、功率放大模块、能量存储模块、发光显示模块、数字电路，所述能量采集模块通过数字电路与功率放大模块电性连接，所述功率放大模块通过数字电路与能量存储模块电性连接，所述能量存储模块通过数字电路与发光显示模块电性连接。
[n0007] 优选的，所述能量采集模块内部设有整流器、降压型转换器、采集电路板。
[n0008] 优选的，所述数字电路外表面封装有硅橡胶材料。
[n0009] 优选的，所述功率放大模块内部设有功率放大电路和电容器，所述功率放大电路设有两组，所述电容器设有四组，其中一个所述功率放大电路对输入电流进行放大，另外一个所述功率放大电路对输入电流进行二次放大，四组所述电容器串联在两个功率放大电路之间。
[n0010] 优选的，所述能量存储模块内部设有储能电容器、阻尼电阻，所述阻尼电阻通过铜导线与储能电容器电性连接。
[n0011] 优选的，所述发光显示模块内部设有LED灯组、透明灯罩、稳压器，所述LED灯组通过导线与稳压器电性连接。
[n0012] 本实用新型的有益效果是：该显示器采用静电感应的原理，在高压设备周围电场的作用下，利用电场能达到强闪光显示高压带电目的，能准确可靠地将高压设备带电状况用强闪光的方式显示，即使在耀眼的室外强光下也能清晰可见，可有效地防止由于人对设备带电状况不掌握，因此而造成的高压触电事故及设备短路损坏事故，特别是对防止线路侧带电挂地线、带电合接地刀闸以及防止人员误触带电设备，能够起到明显的警示作用，以此弥补防误闭锁装置的缺陷，整体设计更加科学合理，实用性相比较现有的显示器有了进一步地提升。
[n0013] 图1为本实用新型提供的系统结构示意图。
[n0014] 图中：1能量采集模块、2功率放大模块、3能量存储模块、4发光显示模块、5数字电路。
[n0015] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[n0016] 本实用新型提供的一种铁路高压线路无源带电显示器，包括能量采集模块1、功率放大模块2、能量存储模块3、发光显示模块4、数字电路5，所述能量采集模块1通过数字电路5与功率放大模块2电性连接，所述功率放大模块2通过数字电路5与能量存储模块3电性连接，所述能量存储模块3通过数字电路5与发光显示模块4电性连接；
[n0017] 进一步地，所述能量采集模块1内部设有整流器、降压型转换器、采集电路板，所述整流器是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号等，整流器可以由真空管、引燃管、固态矽半导体二极管、汞弧等制成，所述降压型转换器为变压器的一种,是常用的电气设备,用以输出符合给定要求的稳定电流,皆属于现有技术，以通过收集环境中产生的高压线路耦合能量，然后将这种能量转换成良好调节的输出，为发光元件组件提供能量；
[n0018] 进一步地，所述数字电路5外表面封装有硅橡胶材料，区别于传统的电路，现代的数字电路由半导体工艺制成的若干数字集成器件构造而成，以此可以有效针对外界电磁干扰信号进行规避，提高电路抗干扰能力，硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶，硅橡胶的耐热性能也很突出，在180℃下可长期工作，稍高于200℃也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300℃以上的高温，以此对数字电路5内部启动一个很好的绝缘保护的效果，确保电路运行时的稳定；
[n0019] 进一步地，所述功率放大模块2内部设有功率放大电路和电容器，所述功率放大电路设有两组，所述电容器设有四组，其中一个所述功率放大电路对输入电流进行放大，另外一个所述功率放大电路对输入电流进行二次放大，四组所述电容器串联在两个功率放大电路之间，以此对微弱电流进行功率放大处理，以此获得的电能通过相关存储装置存储起来，以备发光元件后续发光时所用；
[n0020] 进一步地，所述能量存储模块3内部设有储能电容器、阻尼电阻，所述阻尼电阻通过铜导线与储能电容器电性连接，储能电容器指利用电容器的储存电能的技术，电容储能的机理为双电层电容以及法拉第电容，其主要形式为超级电容储能，超级电容储能装置主要由超级电容组和双向DC/DC变换器以及相应的控制电路组成。其技术核心在于超级电容器组内部的均压拓扑和控制策略以及双向DC/DC变换器的拓扑结构与控制策略，以此对发光部件进行供电；
[n0021] 进一步地，所述发光显示模块4内部设有LED灯组、透明灯罩、稳压器，稳压器是使输出电压稳定的设备，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定，同样属于现有技术领域，故此不再作过多赘述，所述LED灯组通过导线与稳压器电性连接，LED灯组主要由多个LED灯头组成，且灯头颜色设置为红色，发光时更加醒目，并且通过稳压器对LED灯头的供电电压进行稳定处理，防止其因为电压过大导致烧坏，以此对整个发光显示元件进行保护。
[n0022] 本实用新型的使用过程如下：在使用本实用新型时，设计和选择在高压和强电磁场的恶劣环境中仍能正常工作的电子元件，必要时需要对半导体工艺和结构进行选择和设计，从元件选择和电路设计两方面使产品的耐压性和抗电磁干扰能力满足最苛刻的要求；研究耦合能量的采集方式及功率放大倍数；显示装置在户外强光背景下，发光材料的颜色和亮度选择，找出适合在户外强光背景下人眼敏感的发光元件；控制闪烁频率，使发光的强度和频率能够满足运行人员站在地面上或电气安全距离以外，能看到醒目的警示闪光，达到判断带电与否的要求。
[n0023] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本实用新型加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本实用新型的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本实用新型要求保护的范围。

权利要求:
Claims (6)
[0001] 1.一种铁路高压线路无源带电显示器，包括能量采集模块（1）、功率放大模块（2）、能量存储模块（3）、发光显示模块（4）、数字电路（5），其特征在于：所述能量采集模块（1）通过数字电路（5）与功率放大模块（2）电性连接，所述功率放大模块（2）通过数字电路（5）与能量存储模块（3）电性连接，所述能量存储模块（3）通过数字电路（5）与发光显示模块（4）电性连接。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种铁路高压线路无源带电显示器，其特征在于：所述能量采集模块（1）内部设有整流器、降压型转换器、采集电路板。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种铁路高压线路无源带电显示器，其特征在于：所述数字电路（5）外表面封装有硅橡胶材料。
[0004] 4.根据权利要求1所述的一种铁路高压线路无源带电显示器，其特征在于：所述功率放大模块（2）内部设有功率放大电路和电容器，所述功率放大电路设有两组，所述电容器设有四组，其中一个所述功率放大电路对输入电流进行放大，另外一个所述功率放大电路对输入电流进行二次放大，四组所述电容器串联在两个功率放大电路之间。
[0005] 5.根据权利要求1所述的一种铁路高压线路无源带电显示器，其特征在于：所述能量存储模块（3）内部设有储能电容器、阻尼电阻，所述阻尼电阻通过铜导线与储能电容器电性连接。
[0006] 6.根据权利要求1所述的一种铁路高压线路无源带电显示器，其特征在于：所述发光显示模块（4）内部设有LED灯组、透明灯罩、稳压器，所述LED灯组通过导线与稳压器电性连接。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120403139.6U|CN214335056U|2021-02-24|2021-02-24|一种铁路高压线路无源带电显示器|CN202120403139.6U| CN214335056U|2021-02-24|2021-02-24|一种铁路高压线路无源带电显示器|