鐵路信號智能電源屏維護(hù)-鐵路信號智能電源屏工作原理

信號電源設(shè)備維護(hù)

第二章鐵路信號智能電源屏工作原理第一節(jié)系統(tǒng)工作原理第二節(jié)兩路切換原理第三節(jié)穩(wěn)壓原理第四節(jié)監(jiān)測原理第五節(jié)防雷原理

第二節(jié)兩路切換原理一、H型切換原理二、Y型切換原理兩路輸入切換原理根據(jù)鐵標(biāo)要求，兩路交流電切換時(shí)間要求保證在150ms以內(nèi)，目前業(yè)內(nèi)存在的典型的切換方式常見有“H”型切換和“Y”型切換兩類。

一、“H”型切換原理兩路輸入切換原理

“H”型切換原理如圖：QF2～QF3為斷路器，KM1～KM4為交流接觸器，KM1、KM2和KM3、KM4分別具有電氣和機(jī)械互鎖特性，接觸器的切換構(gòu)成“H”型切換方式。正常供電的情況下，上圖中的KM1和KM3吸合，KM2和KM4斷開，兩路輸入分別給互為主備的一組模塊供電；在第一路輸入不正常時(shí)，KM1斷開，KM2吸合，KM3、KM4保持不動作，這樣由第二路輸入給兩個(gè)模塊供電；相反的，在第二路輸入不正常時(shí)KM3斷開，KM4吸合，KM1、KM2保持不動作，這樣由第一路輸入給兩個(gè)模塊供電。兩路輸入切換原理

“H”型切換的特點(diǎn)：1、可以確保輸入切換時(shí)主備模塊總有一個(gè)模塊輸入不間斷供電。2、兩路互為主備，自動切換3、由于有優(yōu)先級切換，當(dāng)其中一路輸入電源故障恢復(fù)時(shí)，會增加一次切換。

二、“Y”型切換原理兩路輸入切換原理“Y”型切換原理

QF1～QF2為斷路器，KM1、KM2為交流接觸器，KM1、KM2具有電氣和機(jī)械互鎖特性。正常供電的情況下，KM1吸合，KM2斷開，由第一路輸入給后續(xù)模塊供電。在第一路輸入不正常時(shí)，KM1斷開，KM2吸合，由第二路輸入給后續(xù)模塊供電。在KM1、KM2切換的過程中，模塊輸入端由于交流接觸器的切換有短時(shí)間的斷電，但因?yàn)殡娫茨K在設(shè)計(jì)時(shí)采用了PFC技術(shù)，使得模塊具有短時(shí)的記憶存儲功能，保證了模塊的對外輸出不間斷。在切換系統(tǒng)故障時(shí)直供開關(guān)K1、K2可以實(shí)現(xiàn)第一路輸入或第二路輸入直供供電。兩路輸入切換原理“Y”型切換的特點(diǎn)1、系統(tǒng)切換時(shí)，模塊輸入瞬間掉電。2、兩路互為主備，自動切換，但切換后需要手動恢復(fù)；3、由于屬于無主切換，不會引起反復(fù)切換的可能。介紹常見的幾種輸入切換方式上圖工作原理兩路交流輸入電源采用H型供電控制回路，正常情況下，兩路電源同時(shí)供電，各承擔(dān)50%的負(fù)荷，當(dāng)任何一路電源斷電時(shí)，可自動轉(zhuǎn)為另外一路承擔(dān)全部負(fù)荷；兩路輸入電源經(jīng)交流穩(wěn)壓、整流后，以直流總線方式并聯(lián)工作，當(dāng)其中一路電源發(fā)生故障后，可保證直流總線電源的不中斷；當(dāng)一路電源發(fā)生故障后，另外一路即使A、B相發(fā)生缺相，也可以由C相給直流總線供電，保證直流總線電源的不間斷，容量降為原來的1/3；小節(jié)本節(jié)介紹了智能電源屏的輸入配電的幾種切換方式，并簡要介紹了切換原理；簡介了兩種切換方式的特點(diǎn)在運(yùn)基信號2005〔458〕號《鐵路信號智能電源屏技術(shù)條件》（暫行）規(guī)定新電源屏采用為“Y”型切換方式。信號電源設(shè)備維護(hù)

第二章鐵路信號智能電源屏工作原理第一節(jié)系統(tǒng)工作原理第二節(jié)兩路切換原理第三節(jié)穩(wěn)壓原理第四節(jié)監(jiān)測原理第五節(jié)防雷原理第三節(jié)穩(wěn)壓原理一、機(jī)械調(diào)壓型穩(wěn)壓二、鐵磁諧振穩(wěn)壓三、微電子補(bǔ)償式穩(wěn)壓四、開關(guān)電源穩(wěn)壓Q:有幾種穩(wěn)壓方式？穩(wěn)壓原理

隨著鐵路建設(shè)的迅猛發(fā)展、科技的進(jìn)步以及鐵路信號先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，鐵路信號設(shè)備對供電質(zhì)量的穩(wěn)定、安全、可靠性提出了更高的要求。e.g.TTLTransistor-TransistorLogic晶體管-晶體管邏輯(電路)EMC

ElectroMagneticCompatibility,電磁兼容性目前鐵路電網(wǎng)供電質(zhì)量不高，電源屏作為為設(shè)備供電的設(shè)備，要求能起到穩(wěn)壓的作用，以滿足信號設(shè)備的發(fā)展要求；穩(wěn)壓原理信號電源屏目前從技術(shù)上來分來已經(jīng)發(fā)展到第三代產(chǎn)品：

第一代產(chǎn)品：

信號電源屏最早在我國鐵路上出現(xiàn)是在上世紀(jì)60年代。傳統(tǒng)的第一代電源屏一般都采用工頻變壓器加相控整流器來完成電氣隔離和電壓變換任務(wù)。特點(diǎn)：1、系統(tǒng)大而笨重，效率和功率因數(shù)很低。2、簡單實(shí)用，能夠滿足當(dāng)時(shí)的設(shè)備供電要求；3、技術(shù)指標(biāo)低

IN220VACIN220VACOUT220VACOUT24VDC供電原理第二代產(chǎn)品：

自上世紀(jì)80年代開始，一些先進(jìn)的鐵路信號設(shè)備開始陸續(xù)投入使用，第二代信號電源屏開始采用自動補(bǔ)償穩(wěn)壓器（機(jī)械調(diào)壓型穩(wěn)壓、感應(yīng)調(diào)壓器式穩(wěn)壓器）、鐵磁諧振穩(wěn)壓（磁飽和穩(wěn)壓器、恒壓變壓器、參數(shù)穩(wěn)壓器）來滿足信號設(shè)備的要求；特點(diǎn)：1、穩(wěn)壓精度較高2、響應(yīng)速度較慢

穩(wěn)壓原理第三代產(chǎn)品：

自上世紀(jì)90年代末，鐵路開始大量使用國際上先進(jìn)的信號設(shè)備產(chǎn)品，第三代電源屏鐵路信號智能電源屏開始采用高頻逆變開關(guān)電源模塊、微電子補(bǔ)償式（無觸點(diǎn)自動補(bǔ)償穩(wěn)壓器）為信號設(shè)備提供供電電源；鐵路信號智能電源屏，是具有實(shí)時(shí)監(jiān)測、報(bào)警、記錄和故障定位功能的供電設(shè)備。為鐵路、城市軌道交通系統(tǒng)的信號設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的交、直流電源。穩(wěn)壓原理輸入電源通過切換后，將作為模塊的輸入電源，通過模塊凈化后，直接給負(fù)載供電。模塊配電難點(diǎn)在于模塊間的切換。鐵標(biāo)要求主備模塊切換時(shí)間不大于150ms模塊輸出配電有直接供電、直流均流輸出和交流熱備輸出等類型。智能電源模塊一般都具有穩(wěn)壓功能。根據(jù)原理的不同，穩(wěn)壓方式主要有如下四種方式：自動補(bǔ)償穩(wěn)壓器（機(jī)械調(diào)壓型穩(wěn)壓、感應(yīng)調(diào)壓器式穩(wěn)壓器）、鐵磁諧振穩(wěn)壓（磁飽和穩(wěn)壓器、恒壓變壓器、參數(shù)穩(wěn)壓器）、微電子補(bǔ)償式（無觸點(diǎn)自動補(bǔ)償穩(wěn)壓器）穩(wěn)壓及開關(guān)電源穩(wěn)壓（PFC）。穩(wěn)壓原理一、機(jī)械調(diào)壓型穩(wěn)壓機(jī)械調(diào)壓型穩(wěn)壓、感應(yīng)調(diào)壓器穩(wěn)壓、自動補(bǔ)償穩(wěn)壓器機(jī)械調(diào)壓型穩(wěn)壓方式在我國鐵路信號市場占據(jù)了較長時(shí)間，其穩(wěn)壓方案主要是以伺服電機(jī)帶動炭刷在自耦變壓器的繞組滑動面上移動，以改變Vo對Vi的比值，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整和穩(wěn)定。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，輸出波形與輸入波形一致。缺點(diǎn)是碳刷移動接點(diǎn)易產(chǎn)生電火花，造成電刷損壞以致燒毀而失效；電壓調(diào)整速度慢，故障率高。此方案已逐步淡出市場。改進(jìn)方法：

1、將滑動摩擦改為滾動摩擦；

2、增加滑動接觸點(diǎn)的接觸面3、無觸點(diǎn)化三相調(diào)壓器原理圖

單相調(diào)壓器原理圖二、鐵磁諧振穩(wěn)壓磁飽和穩(wěn)壓器、參數(shù)式穩(wěn)壓器、恒壓穩(wěn)壓器等都采取鐵磁諧振式進(jìn)行穩(wěn)壓，它是利用電磁原理進(jìn)行穩(wěn)壓的一種方式。即由非線性電感與電容組成串連或并聯(lián)電路，通過改變外加電壓使得電路達(dá)到諧振，一旦電路諧振后，線圈的鐵芯就處于深度飽和狀態(tài)，對外電壓的變化十分“遲鈍”，可利用這種特性進(jìn)行穩(wěn)壓。這種諧振稱為鐵磁諧振。1．穩(wěn)定電壓范圍寬—即使電網(wǎng)電壓變化達(dá)±30%時(shí)，恒壓器的輸出電壓變化不大于±2~3%；能適應(yīng)供電條件極差的地區(qū)使用，保證設(shè)備的安全運(yùn)行；２．輸出的短路保護(hù)—在輸出端出現(xiàn)超載或短路時(shí)，輸出端電壓會自動急劇下降，當(dāng)輸出短路時(shí),輸出電壓會降至近似"0"，當(dāng)短路消除，電壓又會自動恢復(fù)正常，能起到保護(hù)設(shè)備的作用，免除因線路或設(shè)備短路時(shí)造成的嚴(yán)重?fù)p壞；３．抗干擾能力強(qiáng)—有超強(qiáng)的抗電網(wǎng)尖峰、浪涌的能力，甚至于一般的邊緣雷擊都能承受。尖峰、浪涌和經(jīng)輸電線傳入的雷電干擾約幾千伏，恒壓器有能力將其濾去，不讓干擾的高電壓傳至輸出端，從而保護(hù)設(shè)備免遭損壞；4、噪音大、損耗大、溫升高、諧振電容需要頻繁更換等鐵磁諧振穩(wěn)壓－特點(diǎn)鐵磁諧振穩(wěn)壓VlVcVoVi三、微電子補(bǔ)償式穩(wěn)壓穩(wěn)壓原理是在相線中串入升降壓變壓器，由智能單元在模塊輸出端采樣輸出電壓，判斷輸出電壓是否超出設(shè)定電壓范圍。如果輸出電壓低于設(shè)定電壓，將適當(dāng)?shù)淖儔浩魍嚅_關(guān)打開。這樣就可以在變壓器的次級得到適當(dāng)?shù)呐c輸入電源同相位的電壓疊加于相電壓上，從而提升輸出電壓；如果輸出電壓高于設(shè)定電壓，將適當(dāng)?shù)淖儔浩鞣聪蜷_關(guān)打開，這樣就可以在變壓器的次級得到適當(dāng)?shù)呐c輸入電源相位相反的電壓疊加于相電壓上，從而降低輸出電壓。其中要求每個(gè)變壓器均可以正向或反向接入或斷開變壓器的輸入。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低、可靠性高、單機(jī)容量大、效率高，缺點(diǎn)是響應(yīng)慢、不能連續(xù)穩(wěn)壓、自身帶來電源擾動。微電子補(bǔ)償式穩(wěn)壓的特點(diǎn)微電子補(bǔ)償式穩(wěn)壓微電子補(bǔ)償式穩(wěn)壓U0＝Ui＋U感應(yīng)UiUo微電子補(bǔ)償式穩(wěn)壓Uo＝Ui＋U11＋U22＋U33四、開關(guān)電源穩(wěn)壓高頻開關(guān)電源穩(wěn)壓采用整流技術(shù)、逆變技術(shù)、PFC（功率因數(shù)校正）、PWM（脈寬調(diào)制）變換技術(shù)、電子鎖相技術(shù)、DSP等技術(shù)使電源完成交流-直流-交流的變換過程。由于其有交流-直流的變換過程，所以其輸出電源不受輸入電網(wǎng)的波動、突變等的影響，輸出穩(wěn)定可靠，成為信號智能電源屏的主流穩(wěn)壓方式。此方案是目前智能電源屏穩(wěn)壓的主流方案。Q：PFC、PWM的含義是什么？

采用PFC技術(shù)，功率因數(shù)大于0.99

具有短路回縮特性，可以長時(shí)間短路采用低差自主均流技術(shù)，均流性能好自然冷卻，長壽命無塵設(shè)計(jì)內(nèi)置監(jiān)控板，工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測

EMC技術(shù)+-~交流輸入PFC主電路*DC/DC主電路高頻整流全橋整流EMI濾波輸出濾波PFC控制PWM控制PFC驅(qū)動PWM驅(qū)動均流控制檢測放大過壓、過流保護(hù)模塊監(jiān)控RS485直流輸出監(jiān)控模塊開關(guān)電源穩(wěn)壓原理圖+-~交流輸入PFC主電路*DC/AC主電路全橋整流EMI濾波PFC控制PWM控制PFC驅(qū)動PWM驅(qū)動過壓、過流保護(hù)模塊監(jiān)控RS485監(jiān)控模塊輸出濾波交流輸出檢測放大

采用PFC技術(shù)，功率因數(shù)大于0.99

具有短路回縮特性，可以長時(shí)間短路交流模塊主備工作，切換間斷時(shí)間小于150ms

自然冷卻，長壽命無塵設(shè)計(jì)內(nèi)置監(jiān)控板，工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測

EMC技術(shù)開關(guān)電源穩(wěn)壓原理圖關(guān)鍵技術(shù)－－有源功率因數(shù)校正電路PFC污染電網(wǎng)的諧波的產(chǎn)生與危害電力變壓器10kV開關(guān)電源（無功率因數(shù)校正）其他用電設(shè)備電力變壓器損耗增加交流電質(zhì)量很差影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行tU開關(guān)電源穩(wěn)壓關(guān)鍵技術(shù)－－有源功率因數(shù)校正電路PFCPFC電路原理開關(guān)電源穩(wěn)壓原理圖關(guān)鍵技術(shù)－－有源功率因數(shù)校正電路PFC電流尖峰產(chǎn)生的原因能量的傳遞過程只發(fā)生在交流電壓波形的峰值點(diǎn)附近交流電流波形含有高次諧波開關(guān)電源穩(wěn)壓關(guān)鍵技術(shù)－－有源功率因數(shù)校正電路PFCPFC電路是個(gè)典型的升壓變換器U=LdI/dTU:電感電壓Di:電感電流的增量dT:電感電流的增量所對應(yīng)的時(shí)間開關(guān)電源穩(wěn)壓

開關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件，通過周期性通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比來調(diào)整輸出電壓。開關(guān)電源穩(wěn)壓關(guān)鍵技術(shù)－－開關(guān)電源穩(wěn)壓原理介紹

若用T表示開關(guān)的脈沖周期，Ton表示導(dǎo)通時(shí)間，占空比D=Ton/T,n表示高頻變壓器的變比，在脈沖周期一定的前提下，功率變換器的輸出電壓Vo和輸入電壓Vi關(guān)系如下公式：

Vo=Vi×D×n

開關(guān)電源的輸入或者輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，如電網(wǎng)電壓升高或負(fù)載變化使輸出電壓升高或者降低時(shí)，只要適當(dāng)控制占空比D，就可以使輸出電壓保持不變。上圖的控制電路就是實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的，脈寬調(diào)制器是核心，它可產(chǎn)生頻率固定而脈沖寬度可調(diào)的驅(qū)動信號，控制開關(guān)管的通斷狀態(tài)，從而來調(diào)節(jié)輸出電壓的高低，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。鋸齒波發(fā)生器提供恒定的時(shí)鐘頻率信號，利用誤差放大器和PWM比較器形成閉環(huán)調(diào)壓系統(tǒng)。開關(guān)電源穩(wěn)壓原理圖電源模塊組成介紹—以某模塊為例模塊組成模塊電路板模塊機(jī)箱模塊散熱器主板控制板PFC板濾波板通訊CPU板模塊組成結(jié)構(gòu)圖電源模塊組成介紹模塊散熱片模塊空機(jī)箱電源模塊組成介紹模塊CPU通訊板模塊控制板PFC板模塊主板濾波板模塊空機(jī)箱電源模塊組成介紹模塊主板模塊主板主要功能：1、輸入電源的全橋整流（AC/DC)2、直流逆變（DC/AC）3、輸出濾波電源模塊組成介紹模塊控制板模塊控制板主要功能：檢測模塊主板的電壓、電流及外部同步時(shí)鐘信號，迅速作出判斷，對模塊主板進(jìn)行電壓調(diào)整，保證模塊的輸出電源模塊組成介紹模塊PFC主板模塊PFC主要功能：PFC（PowerFactorCorrection）板的主要功能是功率因數(shù)校正電源模塊組成介紹模塊濾波主要功能：濾除模塊輸入電源的高次諧波模塊濾波板電源模塊組成介紹模塊CPU板模塊CPU通訊板主要功能：1、模塊電壓、電流及告警信息的采集2、與監(jiān)控單元的通訊25Hz模塊抗擾說明系統(tǒng)對機(jī)車牽引電流的抗干擾說明：提供軌道電源與局部電源的電源模塊其輸出頻率與相位是由模塊內(nèi)部保證的，由晶體振蕩器分頻保證頻率，由軟件實(shí)現(xiàn)相位超前90度，其電路拓?fù)湫问經(jīng)Q定其穩(wěn)定性僅受到模塊內(nèi)部輔助電源電壓的影響，而輔助電源是由開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)，不受牽引電流影響。開關(guān)電源模塊輸入特性技術(shù)指標(biāo)序號項(xiàng)目指標(biāo)鐵標(biāo)1輸入電壓－20％～＋15％－20％～＋20％－30％～＋30％－20％～＋15％2輸入交流頻率50±5Hz50±1Hz3功率因數(shù)≥0.99≥0.954序號項(xiàng)目指標(biāo)鐵標(biāo)1額定電壓220VDC1％2額定電流16A1.1Ie3開機(jī)輸出電壓上升時(shí)間3～8秒4紋波系數(shù)≤0.1%5穩(wěn)壓精度≤±0.5%6均流系數(shù)某開關(guān)電源模塊輸出特性技術(shù)指標(biāo)電源模塊介紹—常見模塊直流24V模塊交流380V模塊直流模塊直流24V模塊交流220V模塊直流220V模塊開關(guān)電源穩(wěn)壓特點(diǎn)模塊特點(diǎn)（1）全電子化設(shè)備體積小、重量輕、無噪聲。效率高、空載電流小、備用模塊耗電小。系統(tǒng)輸入電源切換時(shí)，輸出不間斷。輸出電源精度高，模塊動態(tài)相應(yīng)快。超寬的工作電壓范圍電源屏系統(tǒng)可以工作在220V±25％的電壓范圍內(nèi)，模塊工作在220V±30％的電壓范圍內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鐵標(biāo)的規(guī)定電壓范圍－20％到＋15％之間。實(shí)際電源屏的過欠壓點(diǎn)可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行設(shè)置。模塊特點(diǎn)（2）過欠壓保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部監(jiān)控模塊可以設(shè)置輸入電源過欠壓告警點(diǎn)，當(dāng)輸入電壓超過設(shè)置點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會給出聲光報(bào)警，此時(shí)系統(tǒng)仍然正常工作，如果電壓進(jìn)一步升高或降低達(dá)到過欠壓點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會自動將該路電源切掉，轉(zhuǎn)接到另一路電源工作。當(dāng)該路電源電壓恢復(fù)正常后，系統(tǒng)不能自動切換回來。其中過壓點(diǎn)為峰值檢測、欠壓點(diǎn)為有效值檢測，同時(shí)在過欠壓點(diǎn)均設(shè)置有回差以確保在該點(diǎn)附近系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

模塊特點(diǎn)（3）缺相保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)部有電壓檢測電路，當(dāng)輸入電源缺相時(shí)，能自動報(bào)警并切換到另一路。也可以自動恢復(fù)。相序 沒有相序要求，相序可以隨意互換。接地要求零線、保護(hù)地線、防雷地線分開，接地電阻值小于10歐姆，模塊特點(diǎn)（4）電磁兼容A）靜電機(jī)柜外殼通過噴塑絕緣，且內(nèi)部電路與外殼的開孔留有足夠的空間，模塊機(jī)箱接地良好，整個(gè)機(jī)柜電器連接屏蔽，可以有效阻止靜電放電的發(fā)生；B）EMC、EMI

電源屏系統(tǒng)通過檢驗(yàn)中心EMC、EMI檢測，模塊內(nèi)部PFC電路的設(shè)計(jì)可有效提供功率因數(shù)的同時(shí)避免了供電與設(shè)備之間的相互干擾。模塊特點(diǎn)（5）上電沖擊模塊的上電沖擊主要由幾方面形成1）、離散電容2）、整流性負(fù)載3）、線纜接觸不良4）、浪涌電壓電流5）、抗干擾電路設(shè)計(jì)6）、輸入級變壓器模塊特點(diǎn)（6）由于上電沖擊是所有系統(tǒng)中都存在的固有屬性，因此在設(shè)計(jì)中可以通過改變上述參數(shù)來減少沖擊。采取的方法有：a）、增加軟啟動功能b）、改變變壓器繞制工藝c）、接地電容參數(shù)的合理選擇d）、適當(dāng)增加輸入電感通過這些方法，可以有效減少沖擊。模塊特點(diǎn)（7）模塊化技術(shù)：市電直接可以輸入電源模塊，電源模塊單獨(dú)對市電進(jìn)行處理，避免了集中穩(wěn)壓帶來的故障瓶頸問題。模塊采用“1+1”熱備份，可靠性高。智能電源模塊：作為信號智能電源來講，最主要的是電源模塊自身的智能化，電源模塊可以自身監(jiān)控模塊內(nèi)部整流、濾波、PFC、逆變等各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)將監(jiān)控內(nèi)容以可視的方式在模塊本身指示出來。便于用戶維護(hù)。模塊特點(diǎn)（8）模塊輸入端保護(hù)設(shè)計(jì)A）、端口壓降模塊內(nèi)部設(shè)計(jì)有輸入端口放電電阻，確保端口安全B）、尖峰、浪涌模塊輸入端設(shè)計(jì)有吸收電容和壓敏電阻，可有效的去除浪涌電壓的影響。C）、共模差模典型的雙重抗共模、差模電路，去除環(huán)境干擾、噪聲干擾及傳導(dǎo)干擾。同時(shí)可以避免電網(wǎng)和模塊之間的相互干擾。模塊特點(diǎn)（9）短路回縮：高可靠快速保護(hù)以及專門設(shè)計(jì)的短路回縮特性，確保模塊長期短路發(fā)生時(shí)，回路電流控制在某一固定指標(biāo)之下，確保在短路時(shí)不會產(chǎn)生災(zāi)害事故發(fā)生。完善的保護(hù)功能保證了系統(tǒng)與模塊安全可靠運(yùn)行，熱插拔技術(shù)：采用無損傷熱插拔技術(shù)，帶電插拔模塊不會引起系統(tǒng)輸出電壓的擾動，系統(tǒng)正常工作。模塊特點(diǎn)（10）PFC和軟開關(guān)技術(shù)：電源模塊的功率電路分為有源PFC校正和全橋DC/DC變換兩部分：PFC和軟開關(guān)技術(shù)保證了模塊的高效率，減小了無功功率的損耗，效率比不采用此技術(shù)的電源模塊提高10％，效率大于90%，同時(shí)模塊的輸入電壓范圍得到較大提高。小節(jié)本小節(jié)介紹了4種模塊的穩(wěn)壓方式，分別分析了其特點(diǎn)，著重介紹了開關(guān)電源的工作原理及特性；介紹了某種電源模塊的結(jié)構(gòu)、組成及單元功能；通過了解模塊的特點(diǎn)，了解模塊使用環(huán)境與條件，選擇適合當(dāng)?shù)貤l件的電源模塊，達(dá)到使用電源屏的最佳效果；信號電源設(shè)備維護(hù)

第二章鐵路信號智能電源屏工作原理第一節(jié)系統(tǒng)工作原理第二節(jié)兩路切換原理第三節(jié)穩(wěn)壓原理第四節(jié)監(jiān)測原理第五節(jié)防雷原理第四節(jié)監(jiān)控原理監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)監(jiān)控單元功能介紹監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹監(jiān)控單元對外接口能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控電源系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)監(jiān)控電源系統(tǒng)的告警，并且做出反映。通過聲光告警對系統(tǒng)故障做出提示。對告警數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為故障的排除提供依據(jù)?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)交換實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。其他延伸功能。電源監(jiān)控的核心—監(jiān)控單元監(jiān)控系統(tǒng)主要功能監(jiān)控單元的位置監(jiān)控單元配電監(jiān)控板的位置配電監(jiān)控板配電監(jiān)控板的接口J0J1J21J224Vdc輸入FROM配電監(jiān)控轉(zhuǎn)接板PJ1蜂鳴器和故障指示燈信號TO配電監(jiān)控轉(zhuǎn)接板CJ3交流輸入1,2路監(jiān)測信號TO配電監(jiān)控轉(zhuǎn)接板CJ1開關(guān)量檢測輸入FROM配電監(jiān)控轉(zhuǎn)接板JP1模擬量檢測輸入FROM配電監(jiān)控轉(zhuǎn)接板JP2監(jiān)控單元PSM-C串口4工作狀態(tài)指示燈：正常時(shí)常亮通信收指示燈：正常通信時(shí)閃爍通信發(fā)指示燈：正常通信時(shí)閃爍JP1JP2模塊監(jiān)控板的位置和接口模塊監(jiān)控板數(shù)碼管顯示及顯示通道選擇狀態(tài)指示燈撥碼開關(guān)（地址及類型選擇）監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)監(jiān)控單元功能介紹監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹監(jiān)控單元對外接口RS485RS232/RS485/MODEM監(jiān)控模塊集中監(jiān)控

模塊監(jiān)控單元

輸入輸出配電監(jiān)控單元監(jiān)控方案三級集散式監(jiān)控方案嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，故障或上電時(shí)自動復(fù)位啟機(jī)電源屏三級監(jiān)控：配電監(jiān)控和模塊監(jiān)控，監(jiān)控單元，后臺監(jiān)控配電監(jiān)控：交流輸入監(jiān)控，系統(tǒng)告警，輸出斷路器監(jiān)控模塊監(jiān)控：模塊輸出電壓電流，運(yùn)行狀態(tài)，上報(bào)監(jiān)控單元監(jiān)控單元：電源屏系統(tǒng)監(jiān)控，UPS監(jiān)測，上報(bào)消息給后臺監(jiān)控，輸出信息給微機(jī)監(jiān)測后臺監(jiān)控：PowerStar監(jiān)控軟件，遠(yuǎn)程集中監(jiān)控后臺監(jiān)控接口：RS485/RS422，TCP/IP，MODEM(淘汰)主要特點(diǎn)：監(jiān)控體現(xiàn)出電源屏的智能化監(jiān)控系統(tǒng)組成和各部分功能監(jiān)控原理監(jiān)控示意圖功能：系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)和狀態(tài)，系統(tǒng)告警組成：配電監(jiān)控板，斷路器檢測板，電壓電流采樣板，開關(guān)量擴(kuò)展配板，電監(jiān)控轉(zhuǎn)接板，模塊監(jiān)控板兩路輸入電壓電流監(jiān)控單元配電監(jiān)控板485通信口數(shù)據(jù)集中和整理電壓、電流采樣板斷路器檢測板各路輸出斷路器采樣值采樣值DHXD-SD1DHXD-SE4DHXD-SH1模塊數(shù)據(jù)模塊數(shù)據(jù)模塊數(shù)據(jù)………485通信口監(jiān)控原理監(jiān)控系統(tǒng)采用三級集散式監(jiān)控體系，各級監(jiān)控自成體系，下級監(jiān)控保證在上級監(jiān)控故障或不存在時(shí)能獨(dú)立工作，產(chǎn)生告警信息；上級監(jiān)控可以對下級監(jiān)控的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總處理。第一級監(jiān)控為模塊監(jiān)控和配電監(jiān)控，監(jiān)測模塊信息和系統(tǒng)配電信息；第二級監(jiān)控為監(jiān)控單元為電源系統(tǒng)的人機(jī)交互接口，對第一級監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行匯總顯示和故障定位；第三級監(jiān)控為后臺監(jiān)控，監(jiān)控全線電源的信息匯總。具有如下特點(diǎn)：監(jiān)控原理第一級：模塊監(jiān)控和配電監(jiān)控每個(gè)電源模塊都是一個(gè)智能單元，電源模塊內(nèi)有一塊模塊監(jiān)控CPU板。模塊監(jiān)控板的功能：①采集模塊的輸出電壓、電流值②采集電源模塊的工作狀態(tài)，包括保護(hù)、故障、工作/備用③顯示該模塊的保護(hù)、故障告警信息。④通過RS485口與監(jiān)控模塊通信。配電監(jiān)控的功能：對整個(gè)系統(tǒng)的配電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，完成輸入、輸出配電的數(shù)據(jù)采集、干結(jié)點(diǎn)輸出控制、聲光報(bào)警及通信等功能。監(jiān)控原理第二級：監(jiān)控單元1）顯示與設(shè)置功能：能實(shí)時(shí)顯示電源系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、告警狀態(tài)、設(shè)置參數(shù)、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)。全漢字顯示，界面友好，具有在線幫助、數(shù)據(jù)邊界檢查功能。2）遙測、遙信功能：監(jiān)控模塊可對系統(tǒng)輸入、模塊輸出模擬量進(jìn)行遙測；實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)開關(guān)量、模塊狀態(tài)量等信號的遙信功能。3）告警與記錄功能：監(jiān)控模塊可根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)故障進(jìn)行聲光報(bào)警，產(chǎn)生相應(yīng)的動作，同時(shí)能上報(bào)到后臺主機(jī)。告警分為緊急告警、一般告警和不告警三種級別，用戶可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定告警級別，并可為每種告警類型設(shè)定對應(yīng)的繼電器輸出，也可設(shè)為無繼電器輸出。用戶可查閱歷史告警記錄和當(dāng)前記錄，歷史告警記錄包括告警類型名、發(fā)生時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，當(dāng)前記錄中則只有告警類型名和發(fā)生時(shí)間，顯示順序按發(fā)生時(shí)間的先后來顯示。監(jiān)控原理第二級：監(jiān)控單元4）通訊功能：監(jiān)控模塊具有與后臺主機(jī)和下級設(shè)備通訊功能。與后臺主機(jī)的通信支持MODEM、RS232、RS485/RS422等方式，與下級設(shè)備的通訊支持RS485方式。5）故障回叫：在設(shè)有監(jiān)控后臺的電源系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生緊急告警時(shí)，監(jiān)控模塊通過MODEM向監(jiān)控后臺發(fā)出告警信息。用戶可設(shè)置回叫次數(shù)、回叫時(shí)間間隔、回叫電話號碼（最多三組），設(shè)置時(shí)必須通過密碼校驗(yàn)。6）干結(jié)點(diǎn)輸出功能：監(jiān)控單元具有7個(gè)干接點(diǎn)信號輸出，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生任何告警時(shí)，用戶可根據(jù)需要設(shè)置成其中一個(gè)干接點(diǎn)信號輸出。監(jiān)控原理第三級：后臺監(jiān)控電源系統(tǒng)采用64kbpsRS422串行接口，以共線通信通道方式進(jìn)行集中組網(wǎng)監(jiān)測?？刂浦行募斜O(jiān)測系統(tǒng)工作站對全線智能電源屏的工作情況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測和管理。

實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的輸入輸出參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)故障自診斷故障定位、故障信息記錄、聲光告警故障回叫自動回叫預(yù)設(shè)的固定電話、手機(jī)、呼機(jī)環(huán)境量監(jiān)測溫度、煙霧、水浸、門禁監(jiān)控原理組網(wǎng)方式靈活多樣：PSTN方式、專線方式、利用微機(jī)監(jiān)測網(wǎng)等實(shí)現(xiàn)信號電源的集中監(jiān)測、統(tǒng)一管理遠(yuǎn)端維護(hù)指導(dǎo)，節(jié)約維護(hù)成本一臺監(jiān)控主機(jī)可同時(shí)監(jiān)控255臺電源。監(jiān)控原理1、提高維護(hù)效率全面監(jiān)控各種類型設(shè)備及相關(guān)的環(huán)境量和安保量

80％的初級繁瑣的工作量由監(jiān)控系統(tǒng)完成，維護(hù)人員可以專心于20％的高技術(shù)含量工作2、提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)記錄通過強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析可以預(yù)先發(fā)現(xiàn)隱患量化指標(biāo)、確認(rèn)維護(hù)重點(diǎn)3、提高的維護(hù)質(zhì)量通過詳實(shí)的數(shù)據(jù)保證維護(hù)力度和維護(hù)水平Q7：監(jiān)控單元有哪些作用？監(jiān)控系統(tǒng)的作用小節(jié)本節(jié)介紹了智能電源屏監(jiān)控系統(tǒng)的組成、作用、框架和原理；通過了解這些構(gòu)成，便于掌握監(jiān)控的整體設(shè)計(jì)思路，有效的利用監(jiān)控系統(tǒng)的功能，提高工作效率；及時(shí)解決各種問題；目錄監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)監(jiān)控單元功能介紹監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹監(jiān)控單元對外接口DPSM-C2監(jiān)控單元DPSM-C2監(jiān)控單元（PZG、PKX系統(tǒng)監(jiān)控單元）DPSM-C2監(jiān)控單元外觀隱形拉環(huán)輸出節(jié)點(diǎn)接口數(shù)字鍵背面正面液晶顯示屏命令鍵盤方向鍵調(diào)試串口撥碼開關(guān)電源開關(guān)USB接口及網(wǎng)口Modem串口撥碼開關(guān)定義說明24Vdc輸出保險(xiǎn)管24Vdc輸入Ⅰ、Ⅱ指示燈確認(rèn)鍵外置Modem用12Vdc輸出模塊監(jiān)測串口微機(jī)監(jiān)測串口電話接口系統(tǒng)監(jiān)測串口UPS通信串口方向鍵用來選擇；在主屏幕時(shí)，左右鍵用來調(diào)整液晶屏亮度；數(shù)字鍵：用來設(shè)置數(shù)據(jù)和按數(shù)字選擇菜單；確認(rèn)鍵：單項(xiàng)數(shù)據(jù)設(shè)置完成后通過確認(rèn)鍵來確認(rèn)數(shù)據(jù)的更改。功能鍵：F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，用來進(jìn)行如上頁、菜單、幫助、下頁等操作；液晶屏顯示各種信息；指示燈：電源指示燈顯示監(jiān)控單元電源情況；故障燈顯示監(jiān)控單元和系統(tǒng)工作狀態(tài)；顯示屏數(shù)字鍵指示燈方向鍵確認(rèn)鍵功能鍵DPSM-C2監(jiān)控單元的使用監(jiān)控單元機(jī)箱前面板說明：復(fù)位鍵：在進(jìn)行維護(hù)級設(shè)置后或其他異常情況可用復(fù)位鍵使監(jiān)控系統(tǒng)重新啟動。注：監(jiān)控單元本身故障不會引起電源屏輸出故障；監(jiān)控原理監(jiān)控單元機(jī)箱背面說明：輸出1-輸出7：1-7號繼電器的輸出干接點(diǎn)；串口1：RS485/RS422接口，連接微機(jī)監(jiān)測；串口2：RS232接口，連接后臺主機(jī)；串口3：連接MODEM；串口4：RS485/RS422接口；串口5：RS485/RS422接口，連接其他智能設(shè)備UPS；串口6：RS485/RS422接口，系統(tǒng)檢測串口；串口7：RS485/RS422接口，連接模塊。MODEM（+-）：給外接MODEM供電的電源接口；電話口：電話線輸入口；4芯口：20-40VDC電源輸入。DPSM-C2監(jiān)控單元撥碼說明 DPSM-C2監(jiān)控單元撥碼開關(guān)，具體定義如下：

1 --------“ON”

數(shù)據(jù)無效，“OFF”

數(shù)據(jù)有效

2 --------“ON”

啟動BIOS（可以重新加載程序）

“OFF”

啟動應(yīng)用程序

3、4 -------- （備用）

5 --------“ON”COM2輸出微機(jī)監(jiān)測協(xié)議解釋(撥碼6必須同時(shí) 為“ON”)

“OFF”COM2與COM8功能一致

6 --------“ON”COM2可用，COM8禁用

“OFF”COM2禁用，COM8可用

7、8 -------- （備用）

DPSM-C2監(jiān)控單元用于PZG/PKX系列信號智能電源屏的監(jiān)控，它完全替代PSM-C監(jiān)控單元。包括以下優(yōu)化：（1）通信口由7個(gè)（5個(gè)485/422，2個(gè)232）擴(kuò)展為8個(gè)（5個(gè)485/422，3個(gè)232）。（2）告警干結(jié)點(diǎn)由7個(gè)擴(kuò)展為14個(gè)。（3）電源輸入由單路24V改為雙路24V，同時(shí)給出雙路匯合后的24V輸出口。DPSM-C2

和PSM-C監(jiān)控單元的區(qū)別（4）增加數(shù)據(jù)靈活設(shè)置的功能，不同配置的系統(tǒng)可以在PC機(jī)上通過修改和加載數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，徹底改變舊系統(tǒng)“每套系統(tǒng)必須重新改程序、重新編譯”的狀況。（5）提高模塊通信處理的效率，提高了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反應(yīng)速度。（6）增加程序在線升級的功能。（7）增加微機(jī)監(jiān)測通信協(xié)議解釋文檔自動生成的功能，改變舊系統(tǒng)必須手工編寫的狀況。DPSM-C2監(jiān)控單元外觀結(jié)構(gòu)基本上與PSM-C一致，按鍵根據(jù)需要有調(diào)整。DPSM-C2的使用條件與PSM-C完全一致。DPSM-C2

和PSM-C監(jiān)控單元的區(qū)別小節(jié)本節(jié)介紹了某監(jiān)控單元鍵盤、撥碼、接插件、顯示屏等部件的操作和功能說明，以期到達(dá)迅速掌握使用方法，靈活應(yīng)用的目的；監(jiān)控單元中設(shè)置一般不允許隨意改變，要按照要求接各種設(shè)備；監(jiān)控單元本身故障不會引起電源屏輸出故障；目錄監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)監(jiān)控單元功能介紹監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹監(jiān)控單元對外接口DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—主屏幕、主菜單DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—1、系統(tǒng)輸入DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—2、系統(tǒng)輸出DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—3、模塊輸出DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—4、告警數(shù)據(jù)DPSM-C2監(jiān)控單元告警內(nèi)容告警信息輸入電壓異常----過壓、欠壓、缺相、錯(cuò)相（以結(jié)點(diǎn)形式給出）輸入開關(guān)狀態(tài)----輸入斷路器跳、正常工作開關(guān)斷輸入其它告警----輔助電源故障、防雷故障輸出告警------輸出斷模塊告警------模塊故障、模塊保護(hù)、模塊通信中斷UPS告警------常用的有電池放電、電池電壓低、旁路供電、UPS狀態(tài)、UPS輸出過載、UPS輸入電壓異常DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—5、系統(tǒng)管理DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—6、遠(yuǎn)程通訊DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—7、UPS信息DPSM-C2監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹—8、版本信息1、DPSM-C2監(jiān)控單元實(shí)現(xiàn)了在線更換程序。2、DPSM-C2監(jiān)控單元通過PC機(jī)配制系統(tǒng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的靈活配置，不需要在系統(tǒng)配置發(fā)生變化時(shí)重新更換芯片。3、DPSM-C2監(jiān)控單元的程序加載方式增加了系統(tǒng)的可維護(hù)性。DPSM-C2監(jiān)控單元的程序加載監(jiān)控原理PSM-C監(jiān)控模塊以Intel公司嵌入式CPU為主控器，以RTOS（實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)）為系統(tǒng)平臺，具有如下特點(diǎn)：全漢字顯示，具有強(qiáng)大的在線幫助功能；可接上級監(jiān)控中心，組成電源集中監(jiān)控系統(tǒng)；通過聲光報(bào)警和顯示屏提供各種工作狀態(tài)、故障類型和故障部位指示；可存儲多達(dá)100條歷史告警記錄。監(jiān)控原理PSM-C的功能（1）顯示與設(shè)置功能監(jiān)控模塊能實(shí)時(shí)顯示電源系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、告警狀態(tài)、設(shè)置參數(shù)、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)。界面友好，具有在線幫助、數(shù)據(jù)邊界檢查功能。主要內(nèi)容見表

監(jiān)控原理－實(shí)時(shí)測量顯

示內(nèi)容備

注系統(tǒng)系統(tǒng)型號、系統(tǒng)狀態(tài)、

公司名：（如“北京鼎漢技術(shù)有限公司”）系統(tǒng)狀態(tài)分為：系統(tǒng)輸入故障、空氣開關(guān)故障、模塊故障、正常。系統(tǒng)輸入第一路A相電壓、第一路B相電壓、第一路C相電壓、第二路A相電壓、第二路B相電壓、第二路C相電壓、第一路A相電流、第一路B相電流、第一路C相電流、第二路A相電流、第二路B相電流、第二路C相電流、交流接觸器KM1、KM2、KM3、KM4的狀態(tài)根據(jù)供電方式?jīng)Q定顯示單相或三相電壓、電流。系統(tǒng)輸出信號機(jī)點(diǎn)燈電源、道岔表示電源、穩(wěn)壓備用電源、表示燈電源、閃光燈電源、軌道電源、軌道電源頻率、局部電源、局部超前軌道相位、直流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源、繼電器電源、半自動閉塞電源等

模塊輸出信號機(jī)點(diǎn)燈電源、

道岔表示電源、

穩(wěn)壓備用電源、表示燈電源、閃光燈電源、軌道電源、軌道電源頻率、局部電源、局部超前軌道相位、直流轉(zhuǎn)轍機(jī)電源、繼電器電源、半自動閉塞電源等根據(jù)模塊配置顯示對應(yīng)信息監(jiān)控原理－設(shè)置顯

示

內(nèi)

容備

注系統(tǒng)輸入用戶級設(shè)置：

交流過壓告警點(diǎn)、

交流欠壓告警點(diǎn)、

交流缺相報(bào)警點(diǎn)維護(hù)級設(shè)置：

配電監(jiān)控板地址、

通訊口號、

交流電流互感器系數(shù)、

軌道電路類型、區(qū)間閉塞電源斷路器路數(shù)、

備用斷路器路數(shù)配電配置模塊輸出用戶級設(shè)置：

輸出頻率過高點(diǎn)、

輸出頻率過低點(diǎn)、

輸出相位差過高點(diǎn)輸出相位差過低點(diǎn)、維護(hù)級設(shè)置：模塊地址、通訊口號模塊配置告

警告警類型、告警輸出接點(diǎn)號告警類型可分為：

緊急告警、一般告警、不告警系統(tǒng)配置

序列號、系統(tǒng)類型、

模塊DHXD-A1至HXD-G個(gè)數(shù)、

環(huán)境監(jiān)測儀個(gè)數(shù)

系統(tǒng)配置其

他屏幕保護(hù)時(shí)間、用戶級密碼、系統(tǒng)時(shí)間遠(yuǎn)程通訊波特率、本機(jī)地址、通訊密碼

回叫次數(shù)、回叫時(shí)間間隔、電話號碼（3組）監(jiān)控原理－設(shè)置告警類別告警名稱配電故障交流輸入斷路器跳輸出斷路器跳C級防雷器故障交流輸入過壓交流輸入欠壓交流輸入缺相交流輸入停電配電監(jiān)控通訊中斷模塊故障模塊輸出頻率過高模塊輸出頻率過低模塊保護(hù)模塊故障模塊通訊中斷監(jiān)控原理－設(shè)置（2）遙測、遙信功能監(jiān)控模塊可對系統(tǒng)輸入、模塊輸出模擬量進(jìn)行遙測；實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)開關(guān)量、模塊狀態(tài)量等信號的遙信功能。（3）告警與記錄功能監(jiān)控模塊可根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)故障進(jìn)行聲光報(bào)警，產(chǎn)生相應(yīng)的動作，同時(shí)能上報(bào)到后臺主機(jī)。告警分為緊急告警、一般告警和不告警三種級別，用戶可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定各告警的級別，并可為每種告警類型設(shè)定對應(yīng)的繼電器輸出（1-7），也可設(shè)為無繼電器輸出。監(jiān)控模塊處理的主要告警量如表2-25所示。用戶可查閱歷史告警記錄和當(dāng)前記錄，歷史告警記錄包括告警類型名、發(fā)生時(shí)間、結(jié)束時(shí)間，當(dāng)前記錄中則只有告警類型名和發(fā)生時(shí)間，顯示順序按發(fā)生時(shí)間的先后來顯示。歷史告警記錄按循環(huán)存儲方式保存最多100條，超出100條則自動清除最舊的告警記錄。監(jiān)控原理－設(shè)置（4）通訊功能監(jiān)控模塊具有與后臺主機(jī)和下級設(shè)備通訊功能。與后臺主機(jī)通訊支持MODEM、RS232、RS485三種方式，與下級設(shè)備的通訊支持RS485方式。與后臺RS232、RS485通訊的波特率從1200~19200bps可設(shè)。（5）故障回叫在設(shè)有監(jiān)控后臺的電源系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生緊急告警時(shí)，監(jiān)控模塊通過MODEM向監(jiān)控后臺發(fā)出告警信息。用戶可設(shè)置回叫次數(shù)、回叫時(shí)間間隔、回叫電話號碼（最多三組），設(shè)置時(shí)必須通過密碼校驗(yàn)。（6）干接點(diǎn)輸出功能監(jiān)控單元具有7個(gè)干接點(diǎn)信號輸出，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生任何告警時(shí)，用戶可根據(jù)需要設(shè)置成其中一個(gè)干接點(diǎn)信號輸出。目錄監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)監(jiān)控單元功能介紹監(jiān)控單元結(jié)構(gòu)樹監(jiān)控單元對外接口DPSM-C2監(jiān)控單元對外接口與微機(jī)監(jiān)測接口與UPS接口與其他設(shè)備接口與微機(jī)監(jiān)測間的通信接口物理接口

1、通訊接口：RS485/RS232接口（通用接口）。 信息傳輸方式：異步，起始位1位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1，無校驗(yàn)。數(shù)據(jù)傳輸速率：9.6kb/s。

2、通訊接口：TCP/IP接口（客專武廣、鄭西）實(shí)現(xiàn)方式：增加RS485轉(zhuǎn)TCP/IP轉(zhuǎn)換器。通訊方式 監(jiān)控單元與微機(jī)監(jiān)測的通訊方式為：監(jiān)測單元主動上傳模式，定時(shí)上傳一組信息，微機(jī)監(jiān)測超時(shí)收不到信息認(rèn)為通訊失敗。通訊協(xié)議采用《鐵路信號智能電源屏與微機(jī)監(jiān)測設(shè)備通訊協(xié)議》

微機(jī)監(jiān)測通信協(xié)議解釋導(dǎo)出監(jiān)控單元輸出端口

DPSM-C2監(jiān)控單元：COM2口連接線纜

232交叉連接線纜

接收端口 計(jì)算機(jī)串口 （DPSM-C2參數(shù):96008-N-1

）接收軟件

Windows下的“超級終端”

DPSM-C2監(jiān)控單元對外接口與微機(jī)監(jiān)測接口與UPS接口與其他設(shè)備接口與UPS間的通信接口物理接口通訊接口：RS485/RS232接口。傳輸方式和速率：根據(jù)UPS確定通訊方式

采用問答的方式進(jìn)行，UPS根據(jù)監(jiān)控模塊下發(fā)命令回復(fù)所需要的數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊UPS發(fā)送命令UPS回應(yīng)通信協(xié)議根據(jù)不同的UPS采用不同的協(xié)議常用的有：電總協(xié)議、U_talk協(xié)議、MODBUS協(xié)議UPS輸入、輸出、旁路各相電壓電流UPS輸入、輸出、旁路頻率UPS電池電壓、電流、后備時(shí)間UPS供電方式（電池、旁路、市電）UPS逆變器、整流器、電池電壓、負(fù)載狀態(tài)UPS輸入電壓、旁路電壓狀態(tài)說明：由于UPS信息通過和UPS通信獲取，根據(jù)UPS型號的不同，監(jiān)測的UPS信息會做相應(yīng)的變動。UPS監(jiān)測信息DPSM-C2監(jiān)控單元對外接口與微機(jī)監(jiān)測接口與UPS接口與其他設(shè)備接口廣州地鐵對SRS接口監(jiān)控單元直接對阿爾卡特的SRS傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容由阿爾卡特確定傳輸通道：以太網(wǎng)（監(jiān)控單元串口轉(zhuǎn)接）傳輸方式：監(jiān)控單元直接上傳（和微機(jī)監(jiān)測相同）沈陽地鐵

監(jiān)控單元對浙大網(wǎng)新設(shè)備傳輸信息數(shù)據(jù)內(nèi)容與微機(jī)監(jiān)測相同傳輸通道：RS485

傳輸方式：監(jiān)控單元直接上傳與其他設(shè)備的通信接口—目前主要用于地鐵小節(jié)本節(jié)介紹了監(jiān)控單元與外部設(shè)備的軟硬件接口方式；目前除對微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)有標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議外，其他類型的設(shè)備暫時(shí)沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，需要與設(shè)備廠家溝通，確保協(xié)議的一致性，數(shù)據(jù)傳遞的正確性；信號電源設(shè)備維護(hù)第二章鐵路信號智能電源屏工作原理第一節(jié)系統(tǒng)工作原理第二節(jié)兩路切換原理第三節(jié)穩(wěn)壓原理第四節(jié)監(jiān)測原理第五節(jié)防雷原理22,9%Negligence4,6%Fire14%Unknown41%Others15,3%Others45%Lightning/Surges5,6%Water27,1%Theft,Vandalism0,8%Elemental

23,7%SurgesFig.1

損壞的原因Fig.2

在過去的幾年中平均損壞的原因雷電危害防雷原理鑒于雷擊的危害，人們對防雷越來越重視。一般說來，智能電源屏輸入輸出都采用了比較完善的防雷系統(tǒng)，同時(shí)考慮信號設(shè)備復(fù)雜的工作環(huán)境，系統(tǒng)給室外設(shè)備供電的輸出也設(shè)有一級輸出防雷，保證系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境下可靠工作。雷雨云雷電是雷雨云之間或在云地之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象，雷雨云是產(chǎn)生雷電的先決條件。雷雨云起電的機(jī)理目前主要有四種理論：

水滴破裂效應(yīng)：云中水滴在高速氣流中作激烈運(yùn)動，分裂成一些帶負(fù)電的較大顆粒和帶正電的較小顆粒，后者同時(shí)被上升氣流攜帶到高空，前者落在低空，這樣正負(fù)兩種電荷便在云層中被分離，這也就是造成90％的云層下部帶負(fù)電的原因。

吸電荷效應(yīng)：由于宇宙射線或其它電離作用，大氣中存在正負(fù)離子，又因?yàn)榭臻g存在電場，在電場力的作用下正負(fù)離子在云的上下層分別積累，從而使雷雨云帶電，又稱感應(yīng)起電。

水滴凍冰效應(yīng)：水滴在結(jié)冰過程中會產(chǎn)生電荷，冰晶帶正電荷，水帶負(fù)電荷，當(dāng)上升氣流把冰晶上的水分帶走時(shí)，就會導(dǎo)致電荷的分離，而使雷雨云帶電。

溫差起電效應(yīng)：實(shí)驗(yàn)證明在冰塊中存在著正離子（H+）和負(fù)離子（OH-），在溫度發(fā)生變化時(shí)，離子發(fā)生擴(kuò)散運(yùn)動并相互分離。積雨云中的冰晶和雹粒在對流的碰撞和摩擦運(yùn)動中會造成溫度差異，并因溫差起電，帶電的離子又因重力和氣候作用而分離擴(kuò)散，最后達(dá)到一定的動態(tài)平衡。綜上所述，雷雨云起電可能是某一機(jī)理也可能是多種機(jī)理的效應(yīng)而產(chǎn)生的。閃電由于雷雨云中不同部位聚集著不同極性的電荷，當(dāng)電荷積累達(dá)到一定程度時(shí)，在云團(tuán)與云團(tuán)之間，云團(tuán)與地面之間會產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，當(dāng)電場強(qiáng)度達(dá)到空氣擊穿強(qiáng)度時(shí)，便會發(fā)生正負(fù)電荷之間的放電現(xiàn)象，這種瞬間的強(qiáng)火花放電就是閃電。

閃電過程中產(chǎn)生了強(qiáng)大的雷電流（目前觀測到的最大雷電電流幅值為430KA）和高電壓（雷電通道兩端電位差可達(dá)上萬伏），因此按功率為電壓與電流之積計(jì)算，雷電具有極強(qiáng)大的功率，從而構(gòu)成一次爆炸過程。雷電直擊到地面的建筑物和各種生物上，因其電效應(yīng)，熱效應(yīng)和機(jī)械力會造成嚴(yán)重的破壞和災(zāi)害。雷電的強(qiáng)大的破壞力，主要是由于它把雷云蘊(yùn)藏的能量在極短促的幾十微秒中釋放出來，它的功率巨大，但是由于放電時(shí)間太短，以功率乘以時(shí)間得出功的數(shù)值卻很小，只有幾十千瓦小時(shí)。在雷云對地的放電中，90%左右的地閃是在負(fù)極性的雷云和正極性的大地（含地面建筑物等）之間發(fā)生的，一般稱為負(fù)極性雷擊。相反，約有10%的雷擊呈正極性。因此，且以負(fù)極性雷擊為例說明地閃的結(jié)構(gòu)和過程。在負(fù)極性雷云的感應(yīng)下，地面呈現(xiàn)正極性電荷，并且隨電場分布的變化可以迅速集中到某個(gè)地點(diǎn)。然而，雷云與大地電場之間的空氣仍然是絕緣的，必須形成導(dǎo)電通道，地閃才能發(fā)生。于是，在大氣電場強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，大氣中的電子有足夠大的動能撞擊空氣分子，使其電離并加入撞擊，這種現(xiàn)象如同雪崩，為形成雷電通道起開路先鋒的作用。雷電隨著雷電通道的開辟而向地面探索著前進(jìn)。這種梯級先導(dǎo)稱為流柱，流柱在尋找一條電阻最小的通道，有時(shí)遇到阻力，便另辟通道，于是空中便出現(xiàn)了不同形狀的枝叉。在經(jīng)過多次放電，消失，再放電，再消失之后，梯級先導(dǎo)的通道前端已到達(dá)離地面很近的距離（10m~100m），這時(shí)它的趨向開始受到地面物體的影響。可以這樣理解，從通道前端伸出一支長10m~100m的長臂向四周探索著，這個(gè)臂長叫做“擊距”在標(biāo)準(zhǔn)中叫做“滾球半徑”其長短與雷電流幅值大小成正比。一旦接觸到地面物體或與地面提前先導(dǎo)相會便發(fā)生了閃擊，從地面物上沖出一股明亮的光柱，沿放電主通道達(dá)到雷云，完成一次回?fù)舴烹娀蛑鞣烹?。幾十毫秒之后，由雷云中伸出一條較暗的光柱，沿已開辟的主放電通道沖向地面，這就是第二次回?fù)舴烹?，以及第三、四次，最多達(dá)26次放電。這種多次放電只見于負(fù)極性雷擊，正極性雷擊只有一次放電。另有一種叫長時(shí)間放電雷擊。地閃結(jié)構(gòu)的典型情況地閃的全過程雷電流波形：圖11（a）是典型雷電流波形圖。假定該雷電流的幅值為100KA（第三類防雷建筑物設(shè)計(jì)防范標(biāo)準(zhǔn)）。從圖上可以看出幅值從0到100KA的上升時(shí)間是很短促的，在達(dá)到峰值后，雷電流以較長時(shí)間逐步降低。為用文字描述雷電波波形，IEC使用了波頭時(shí)間（T1），半值時(shí)間（T2）和平均陡度（I/T1）這樣一些概念。波頭時(shí)間（T1）：雷電流由幅值的10%（即100kA的10%為10kA），上升到90%（即100kA的90%為90kA）所需要的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間IEC規(guī)定了首次雷擊的參數(shù)值為10μs，后繼雷擊為0.25μs。半值時(shí)間（T2）雷電流由幅值10%上升到峰值，并逐淅下降到幅值50%（即100KA的50%為50kA）所需要的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間IEC規(guī)定了首次雷擊的參數(shù)值為350μs，后繼雷擊為100μs?？梢杂肨1/T2來表示波形，如10/350μs代表首次雷擊波形，0.25/100μs代表后繼雷擊波形。在過電壓保護(hù)試驗(yàn)時(shí)還常用8/20μs，1.2/50μs等波形。雷電波頻譜是研究避雷的重要依據(jù)。從雷電波頻譜結(jié)構(gòu)可以獲悉雷電波電壓、電流的能量在各頻段的分布，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以估算各頻帶范圍內(nèi)雷電沖擊的幅度和能量大小，進(jìn)而確定適當(dāng)?shù)谋芾状胧?。通過對雷電波的頻譜分析可知：1、雷電流主要分布在低頻部分，且隨著頻率的升高而遞減。在波尾相同時(shí)，波前越陡高次諧波越豐富。在波前相同的情況下，波尾越長，低頻部分越豐富；2、雷電的能量主要集中在低頻部分，約90%以上的雷電能量分布在頻率為10KHz以下。所以，只要防止10kHz以下頻率的雷電波竄入，就能把雷電波能量消減90%以上。雷電對設(shè)備產(chǎn)生危害的根源是雷電電磁脈沖。雷電電磁脈沖包括兩個(gè)方面，雷電流和雷電電磁場。雷電流是產(chǎn)生直擊雷過電壓的根源，而雷電電磁場則是產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓的根源。對設(shè)備而言，雷電過電壓的來源主要有以下幾種：1、感應(yīng)過電壓：

感應(yīng)過電壓是指雷擊建筑物或其近區(qū)時(shí)，瞬態(tài)空間電磁場造成設(shè)備的損壞。感應(yīng)過電壓包括電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)兩個(gè)分量。靜電感應(yīng)過電壓是由電容性耦合產(chǎn)生的。而電磁感應(yīng)過電壓則是由電感性耦合產(chǎn)生的。對于建筑物內(nèi)的各種金屬環(huán)路或電子設(shè)備而言，電磁感應(yīng)分量大于靜電感應(yīng)分量2、雷電侵入波當(dāng)雷云之間或雷云對地放電時(shí)，在附近的金屬管線上產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓（包括靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩個(gè)分量，但對于長距離線路而言，靜電感應(yīng)過電壓分量分量遠(yuǎn)大于電磁感應(yīng)過壓分量）。該感應(yīng)過電壓也會以行波的形式竄入室內(nèi)，造成電子設(shè)備的損壞。3、反擊過電壓。

雷電反擊是指雷擊建筑物或其近區(qū)時(shí)，造成其附近設(shè)備的接地點(diǎn)處地電位的升高，使得設(shè)備外殼與設(shè)備的導(dǎo)電部分產(chǎn)生高過電壓（稱為反擊過電壓），而導(dǎo)致設(shè)備的損壞的現(xiàn)象。系統(tǒng)防護(hù)的原則

1、應(yīng)將系統(tǒng)及運(yùn)行環(huán)境作為一個(gè)整體來進(jìn)行考慮，防護(hù)應(yīng)該針對整體進(jìn)行，不應(yīng)該只考慮局部情況；

2、系統(tǒng)的保護(hù)可以分成線路保護(hù)和設(shè)備保護(hù)兩部分，兩者相輔相成，缺一不可。線路保護(hù)的作用主要是降低起源處的過電壓、過電流，從而減少對設(shè)備部分的危害。設(shè)備保護(hù)的作用主要是指經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)后，設(shè)備免于受到雷擊的損壞。

3、設(shè)備的防雷包括外部防雷和內(nèi)部防雷兩個(gè)部分，它們是一個(gè)有機(jī)的整體。

外部防雷主要是指防直擊雷，它是由接閃器、引下線和接地裝置組成。內(nèi)部防雷主要包括雷電感應(yīng)、放反擊、防雷電波侵入以及提供人身安全，它是指除了外部防雷系統(tǒng)外的所有附加措施。這些措施可能會減少雷電流在需要防雷的空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，防止雷電損壞機(jī)房內(nèi)的電氣設(shè)備或電子設(shè)備。系統(tǒng)防護(hù)的原則概率防護(hù)原則雷電防護(hù)是概率防護(hù)，我們不能提供100%的防護(hù)；1、雷電放電本身就有一定的概率性，雷電參數(shù)就有一定的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，這就決定了建立在這些具有統(tǒng)計(jì)特性的雷電參數(shù)之上的所有防護(hù)措施不能提供100%的防護(hù)。2、防雷裝置不能阻止雷電的形成。3、防雷器件不能理想地消除所有干擾電壓/電流。采取保護(hù)措施的根本目的在于保證由干擾引起的大部分能量不擴(kuò)散到設(shè)備的易損件及操作人員多級防護(hù)的原則是基于防雷區(qū)的劃分原則而定的從0級保護(hù)區(qū)到最內(nèi)層保護(hù)區(qū)，必須實(shí)行分級保護(hù)。對于電源系統(tǒng)，可將其分為1～I(xiàn)V級保護(hù)，從而將過電壓降到設(shè)備能承受的水平。多級防護(hù)原則區(qū)域描述LPZ0A區(qū)域內(nèi)的威脅，是由于直接閃電和充分雷電電磁場。內(nèi)部系統(tǒng)可能會受到充分雷電電涌電流。LPZ0B

區(qū)域的保護(hù)，免受直接雷電閃爍，但那里的威脅是全面雷電電磁場。內(nèi)部系統(tǒng)可能會受到部分雷電電涌電流。LPZ1區(qū)域所在電涌電流是有限的，由目前的共享和結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品說明在邊境。空間屏蔽可能衰減雷電電磁場。LPZ2區(qū)域所在電涌電流可能會進(jìn)一步受到限制，由目前的共享和額外的結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品說明在邊境。額外的空間屏蔽可能被用來進(jìn)一步減弱雷電電磁場。定義防雷區(qū)（lpz）（摘自的IEC62305-4）浪涌電壓分類產(chǎn)生原因雷擊直接雷雷擊直接電殛電源或信號線感應(yīng)雷靜電感應(yīng)電磁感應(yīng)線路浪涌故障浪涌相線與地短路引起的過電壓一相開路引起的過電壓其它原因系統(tǒng)開關(guān)過電壓無負(fù)載時(shí)開關(guān)切斷電流容性或感性負(fù)載開關(guān)整流其它原因電磁感應(yīng)EMI/RFI*使用電吹風(fēng)，無繩電話等靜電感應(yīng)

人體靜電，摩擦靜電等瞬時(shí)過電壓的分類

防雷單元由于鐵路用防雷器有其特殊性，鐵標(biāo)要求其在不遭受雷電襲擊時(shí)沒有漏電流，因此主要由殼體、放電管、壓敏電阻等部分構(gòu)成。信號電源屏內(nèi)輸入防雷單元采用C＋D級防雷器組合，輸出防雷單元根據(jù)電源類型選取相應(yīng)防雷器或采用輸入防雷板組件。輸入防雷單元在電源屏中的位置如圖所示。防雷原理C級防雷器D級防雷盒防雷原理輸出防雷板防雷原理為了更好的保護(hù)信號電源設(shè)備，防雷措施的實(shí)施應(yīng)遵照“系統(tǒng)防雷、分級防雷和概率防雷”的原則，在兩路交流電輸入側(cè)（信號電源屏前端）需要加上B級防雷。依據(jù)2006年3月鐵運(yùn)〔2006〕26號文件即《鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見》規(guī)定，要求信號防雷箱的沖擊通流量≥40kA，相當(dāng)于最大放電電流應(yīng)達(dá)到80kA以上。參考：用于電源屏前端的H9系列全模防護(hù)防雷箱其沖擊通流量為40kA－60kA，最大通流量能達(dá)100KA以上。防雷原理鐵路信號設(shè)備雷電防護(hù)應(yīng)采取綜合防護(hù)的方法，主要為三個(gè)方面：改善電磁兼容環(huán)境條件，包含屏蔽、等電位設(shè)置以及合理布線；分區(qū)分級設(shè)置防雷保安器；良好接地措施Q8：鐵路信號設(shè)備雷電防護(hù)應(yīng)采取綜合防護(hù)的方法，主要有哪三個(gè)方面？防雷原理面對惡劣環(huán)境，我們應(yīng)付自如電源房進(jìn)線處，為用戶選配系統(tǒng)交流配電處模塊前端模塊內(nèi)防雷3L+NB級防雷交流模塊C級防雷D級防雷直流模塊輸出配電防雷信號設(shè)備輸入兩級防雷輸出防雷防雷原理泄放電流大ACPower信號電源40kA防雷原理通過C、D兩級防雷（有些機(jī)房外面也安裝了容量更大的B級防雷），能最大限度的防治雷電危害。輸出防雷主要防止輸出部分雷電危害。電源屏系統(tǒng)輸入防雷裝置至少可承受8/20μs電流沖擊波20kA、20次；8/20μs電流沖擊波40kA、1次。系統(tǒng)的輸出防雷裝置至少可承受8/20μS電流沖擊波5kA、10次。防雷原理

外電網(wǎng)引入機(jī)房建筑物應(yīng)采用多級雷電防護(hù)。第Ⅰ級設(shè)在戶外交流電源饋線引入處（配電盤）（電力部門未做雷電防護(hù)時(shí)，第Ⅰ級設(shè)在電力開關(guān)箱后）；第Ⅱ級設(shè)在電源屏電源引入側(cè)；第Ⅲ級設(shè)在微電子設(shè)備（指計(jì)算機(jī)終端電源穩(wěn)壓器或UPS電源前）。第Ⅰ級電源防雷應(yīng)有故障聲光報(bào)警、雷電計(jì)數(shù)和狀態(tài)顯示（三相電源每一相線均應(yīng)有狀態(tài)顯示）等功能。電源防雷應(yīng)采用信號電源防雷箱方式，信號防雷箱設(shè)置地點(diǎn)應(yīng)符合防火要求。信號設(shè)備機(jī)房的電源應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)。三相電源供電的機(jī)房，應(yīng)采用L（相線）—L、L—PE（保護(hù)地線）和N（中性線）—PE全模防護(hù)的并聯(lián)三相電源防雷箱；單相電源供電的機(jī)房，應(yīng)采用L—N、L—PE和N—PE的單相電源防雷箱。防雷原理熔斷器熔斷器的作用是：當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時(shí)，伴隨著電流不斷升高，有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)，若電路中正確地安置了熔斷器，那么，熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時(shí)間，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。防雷原理中常見器件特性熔斷器的工作原理

當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體發(fā)熱量：Q=0.24I2RT；其中Q是發(fā)熱量，0.24是一個(gè)常數(shù)，I是流過導(dǎo)體的電流，R是導(dǎo)體的電阻，T是電流流過導(dǎo)體的時(shí)間；當(dāng)制作熔斷器的材料及其形狀確定了，其電阻R就相對確定了。電流與電阻的大小確定了產(chǎn)生熱量的速度，熔斷器的構(gòu)造與安裝狀況確定了熱量耗散的速度；若產(chǎn)生熱量的速度小于熱量耗散的速度時(shí)，熔斷器是不會熔斷的。若產(chǎn)生熱量的速度等于熱量耗散的速度時(shí)，在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)它也不會熔斷。若產(chǎn)生熱量的速度大于熱量耗散的速度時(shí)，那么產(chǎn)生的熱量就會越來越多。又因?yàn)樗幸欢ū葻峒百|(zhì)量，其熱量的增加就表現(xiàn)在溫度的升高上，當(dāng)溫度升高到熔斷器的熔點(diǎn)以上時(shí)熔斷器就發(fā)生了熔斷。這就是熔斷器的工作原理。常見器件特性熔斷器由三個(gè)部分組成：一是熔體部分；熔斷時(shí)起到切斷電流的作用，同一類、同一規(guī)格熔斷器的熔體，材質(zhì)要相同、幾何尺寸要相同、電阻值盡可能地小且要一致，最重要的是熔斷特性要一致；二是電極部分，通常有兩個(gè)，它是熔體與電路聯(lián)接的重要部件，它必須有良好的導(dǎo)電性，不應(yīng)產(chǎn)生明顯的安裝接觸電阻；三是支架部分，熔斷器的熔體一般都纖細(xì)柔軟的，支架的作用就是將熔體固定并使三個(gè)部分成為剛性的整體便于安裝、使用，它必須有良好的機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性、耐熱性和阻燃性，在使用中不應(yīng)產(chǎn)生斷裂、變形、燃燒及短路等現(xiàn)象；

電力電路及大功率設(shè)備所使用的熔斷器，不僅有一般熔斷器的三個(gè)部分，而且還有滅弧裝置，因?yàn)檫@類熔斷器所保護(hù)的電路不僅工作電流較大，而且當(dāng)熔體發(fā)生熔斷時(shí)其兩端的電壓也很高，往往會出現(xiàn)熔體已熔化（熔斷）甚至已汽化，但是電流并沒有切斷，其原因就是在熔斷的一瞬間在電壓及電流的作用下，熔斷器的兩電極之間發(fā)生拉弧現(xiàn)象。這個(gè)滅弧裝置必須有很強(qiáng)的絕緣性與很好的導(dǎo)熱性，且呈負(fù)電性。石英砂就是常用的滅弧材料。

另外，還有一些熔斷器有熔斷指示裝置，它的作用就是當(dāng)熔斷器動作（熔斷）后其本身發(fā)生一定的外觀變化，易于被維修人員發(fā)現(xiàn)，例如：發(fā)光、變色、彈出固體指示器等。

熔斷速度可分為：特慢速熔斷器（一般用TT表示）、慢速熔斷器（一般用T表示）、中速熔斷器（一般用M表示）、快速熔斷器（一般用F表示）、特快速熔斷器（一般用FF表示）。慢速熔斷器的延時(shí)特性表現(xiàn)在電路出現(xiàn)非故障脈沖電流時(shí)保持完好而能對長時(shí)間的過載提供保護(hù)。電路在開關(guān)瞬間的電流大于幾倍正常工作電流，為浪涌電流。普通的熔斷器是承受不了這種電流的，若使用更大規(guī)格的熔斷器，電路過載時(shí)又得不到保護(hù)。慢速熔斷器的熔體經(jīng)特殊加工而成，具有吸收能量的作用，調(diào)整能量吸收量就能使它即可以抗住沖擊電流又能對過載提供保護(hù)

保險(xiǎn)絲的額定電流不是使保險(xiǎn)絲熔斷的電流；而是一種規(guī)格；熔斷器的"熔斷系數(shù)"一般在1.1至1.5之間，它是"常規(guī)不熔斷電流"與"額定電流"的比值。即使流過熔斷器的電流大于它的額定電流而未超過常規(guī)不熔斷電流，熔斷器也不應(yīng)該發(fā)生熔斷現(xiàn)象。

熔斷器熔斷與否取決于流過它的電流的大小，與電路的工作電壓無關(guān)。熔斷器的額定電壓是從安全使用熔斷器角度提出的，是熔斷器處于安全工作狀態(tài)所安置的電路的最高工作電壓。只有這樣熔斷器才能安全有效地工作，否則，在熔斷器熔斷時(shí)將會出現(xiàn)持續(xù)飛弧和被電壓擊穿而危害電路的現(xiàn)象。

熔斷器的電壓降是熔斷器在額定電流條件下，其兩端的電壓降。它反映了熔斷器的內(nèi)阻，其值不應(yīng)過大。若將內(nèi)阻（電壓降）過大的熔斷器安裝在電路中，它將影響電路的系統(tǒng)參數(shù)，使得電路不能正常工作。標(biāo)準(zhǔn)對電壓降不僅有其值的上限規(guī)定，而且對其一致性也作了規(guī)定。

熔斷器的溫升是指熔斷器中流過1.1倍（110%）額定電流時(shí)，熔斷器的溫度上升值，即實(shí)測溫度減去環(huán)境溫度的值。UL標(biāo)準(zhǔn)將其上限規(guī)定在75℃。熔斷器的熔體對溫度較為敏感，在長時(shí)間高溫工作下，它的熔點(diǎn)及阻抗將發(fā)生變化，引起熔斷器老化，即使未發(fā)生熔斷，最好進(jìn)行更換。

當(dāng)介于常規(guī)不熔斷電流與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定分?jǐn)嗄芰Γǖ碾娏鳎┲g的電流作用于熔斷器時(shí)，熔斷器應(yīng)能可靠動作。熔斷器被安置的電路的預(yù)期故障電流必須小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定分?jǐn)嗄芰﹄娏鳎駝t，當(dāng)故障發(fā)生熔斷器熔斷時(shí)會出現(xiàn)持續(xù)飛弧、引燃、熔斷器燒毀、連同接觸件一起熔融、熔斷器標(biāo)記無法辨認(rèn)等現(xiàn)象。

熔斷器的選擇涉及下列因素：

1.正常工作電流。

2.施加在