[實用新型]雷電防護電路單元及其交通信號燈裝置

無效

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• 申請日: 2006-05-30
• 公開（公告）號: CN200990509Y
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發(fā)明（設計）人: 朱麗娜;程耀仲;王鯤
• 申請（專利權）人: 西門子信號有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 張亮

一、技術領域

本實用新型涉及一種防雷電沖擊的信號控制電路及其應用。

二、已有技術

交通信號燈產品，特別是鐵路等軌道交通信號燈產品是安全性要求極高的特殊應用產品，直接關系運行車輛的安全和人身安全。信號燈是列車通行與否的標志，在正常的使用條件下不能出現不安全或不可靠的顯示狀況。雷電是自然界的一種現象，是鐵路沿線的信號燈無法避免的。如果沒有有效的防雷電設計，信號燈在發(fā)生雷電時，可能發(fā)生兩種異常的狀態(tài)顯示，一種是當滅燈時信號燈出現亮閃，另一種是在亮燈時信號燈出現滅閃。這兩種情況都可能導致司機判斷錯誤，影響行車安全。針對這種情況，鐵路信號燈需要采用雷電防護設計，即采用雷電防護電路單元，將感應的雷電高電壓和/或高電流隔離，不使信號燈出現亮閃或滅閃的現象。

現有鐵路發(fā)光二極管(LED)信號燈采用單一的陶瓷放電管和壓敏電阻進行雷電防護。這類裝置是在輸入和輸出端口之間用陶瓷放電管和壓敏電阻構成一個通道，如出現雷電時該回路將把強電壓電流信號在輸出端口之前過濾掉。例如，《鐵道通信信號》2004年第4期中所刊登的《鐵路LED信號機》文章中介紹了一種鐵路LED信號機及其防雷特點。在該LED信號機中設有雷電防護裝置，采用了上述的陶瓷氣體放電管和壓敏電阻構成一個放電通道。為了檢查該防雷元件，采用一個插入式防雷盒結構，以方便對防雷元件進行測量和更換。這樣的雷電防護電路單元在雷電狀態(tài)下對設備具有一定的保護作用，在防雷元件完好的情況下，感應雷電干擾不會損壞內部元件。

這類雷電防護電路單元不足之處在于，雖然防雷方案能夠使信號設備不損壞，但有時信號燈在雷電狀態(tài)下，亮燈的信號燈會出現滅燈的現象(亮閃)，或者滅燈的信號燈會出現閃亮的現象(滅閃)，而這兩種現象都可能使司機產生錯覺，影響行車安全。同時，若防雷元件已經損壞而又沒有及時給予更換，雷電感應就會進一步損壞其后的信號設備，使其發(fā)生故障。

三、實用新型方案

因此，本實用新型的一個目的在于提供一種雷電防護電路單元，它可以有效地去除亮閃和滅閃現象。

根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種雷電防護電路單元，具有輸入端口和輸出端口，所述輸入端口連接于控制信號端，所述輸出端口連接于用電設備，其特征在于，在所述的輸入端口到輸出端口之間并聯設置多個放電通道。

本實用新型的發(fā)明人認識到，雷電信號是一種高電壓和/或高電流沖擊信號；不同的雷電信號，其瞬態(tài)的電壓、電流值以及波型相差很大。在研究了通常的雷電信號后，發(fā)明人提出一種將雷電信號從交通控制信號中過濾掉的方案，即構造一個多級放電通道，使具有不同電壓和/或電流的雷電信號通過所述的多級放電通道有序地被過濾掉。

通常的情況是，在所述的輸入端口到輸出端口之間設置了多個放電通道，它們共同完成雷電信號的過濾工作。

所述的雷電防護電路單元的輸入端口到輸出端口之間允許該雷電防護電路單元所服務的裝置的信號(例如控制信號)在無雷電時正常通過；而當發(fā)生雷電的沖擊信號時，該雷電防護電路單元會在輸出端口之前將雷電沖擊信號用放電的形式放掉，而只讓正常的信號通過該單元。進一步地，由于雷電信號的波形、強度是不規(guī)律的，而每實用新型裝置中每個放電通道一旦設置好，其耐壓性是有限的。為有效地保護這些放電通道，避免其為過大的雷電信號所擊穿，可以按照一定的順序排列這些放電通道。

因此，根據本實用新型上述雷電防護電路單元的一個進一步的方面，其中反應快的放電通道被設置在反應慢的放電通道前，即反應快的放電通道離反應慢的放電通道與信號的輸入端更為接近。這種設置方式使浪涌信號在雷電防護電路單元中的衰減在時間上較為有序，在各放電通道中的分布也較為合理，浪涌信號隨時間被逐步分解。

相應地，根據本實用新型上述雷電防護電路單元的另一個進一步的方面，其中耐壓高的放電通道被設置在耐壓低的放電通道前，即耐壓高的放電通道離耐壓低的放電通道與信號的輸入端更為接近。這種設置方式使浪涌信號在雷電防護電路單元中的衰減在空間方面較為有序，浪涌信號在各放電通道中被逐級分解。

進一步說，可以將所述的多個放電通道進行適當的排列，將反應快的放電通道被設置在反應慢的放電通道前，同時使耐壓高的放電通道被設置在耐壓低的放電通道前。技術人員可以對不同的放電通道中元件的參數進行常規(guī)的選擇和調整，來根據本實用新型的總體構思，實現這種結構。