專利名稱：電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實用新型涉及電氣化鐵路接觸網(wǎng)，尤其是涉及電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]在電氣化鐵路區(qū)段，當接觸網(wǎng)發(fā)生斷線故障時，若斷點處接觸線或承力索沒有接地，變電所不會發(fā)生跳閘現(xiàn)象，這將導致故障無法及時發(fā)現(xiàn)，若有列車經(jīng)過斷線處所，斷線纏繞列車設備，輕則造成故障范圍擴大，重則導致接觸網(wǎng)支柱折斷，甚至列車脫線。[0003]目前電氣化鐵路普遍采用的接觸網(wǎng)懸掛方式是全補償鏈懸掛，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，通過補償滑輪和墜砣的運動來保證接觸線及承力索張力的恒定。當補償滑輪發(fā)生卡滯，或墜砣被盜或數(shù)量不正確時，將造成線索張力過大或過小。過大容易發(fā)生斷線事故，過小則造成接觸線馳度變大，列車取流不均，甚至發(fā)生弓網(wǎng)故障。在接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié)處，電連接線夾是連通不同區(qū)段接觸網(wǎng)的電流通道，當電連接線夾因壓力過小或銹蝕而導電不良時，將因大電流的通過而發(fā)生電氣燒傷，從而引發(fā)接觸網(wǎng)停電，甚至是斷線事故。接觸網(wǎng)隔離開關(guān)是電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的重要設備之一，主要用于接觸網(wǎng)的分段停電檢修、分段停電作業(yè)及改變供電運行方式等，為切實掌握接觸網(wǎng)隔離開關(guān)的分合狀態(tài)，確保所有隔離開關(guān)運行狀態(tài)處于有序可控，避免發(fā)生接觸網(wǎng)故障的發(fā)生，很有必要對接觸網(wǎng)隔離開關(guān)進行監(jiān)視，傳統(tǒng)的監(jiān)視辦法是使用遠動系統(tǒng)，但由于開關(guān)數(shù)量較多，部分處所不具備通信通道、電源等遠動設備安裝條件，并且使用遠動系統(tǒng)的投資較大，維護工作量大。在電氣化鐵路接觸網(wǎng)電分相處，為配合電力機車通過電分相時自動斷電與送電，在接觸網(wǎng)電分相兩側(cè)的鋼軌枕木上設有4處永久磁鐵，以便電力機車接收到磁場信號后進行斷路器的分合操作；為保證電力機車可靠的斷電與送電，永久磁鐵的磁性必須達到規(guī)定的強度，一旦強度降低，則有可能造成機車闖分相事故，因此需要經(jīng)常對其磁場強度進行測量，工作量很大。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型目的在于提供一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，對接觸網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)進行實時在線監(jiān)測，最大限度地避免接觸網(wǎng)斷線事故的發(fā)生或降低其危害程度，并降低接觸網(wǎng)運行維護工作量。[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取下述技術(shù)方案:[0006]本實用新型所述的電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括溫度采樣單元、張力及加速度采樣單元、開關(guān)分合閘位置采樣單元、磁場強度采樣單元；所述溫度采樣單元、張力及加速度采樣單元、開關(guān)分合閘位置采樣單元、磁場強度采樣單元分別通過無線方式與無線轉(zhuǎn)發(fā)模塊通信連接；所述無線轉(zhuǎn)發(fā)模塊通過無線方式與無線通信模塊通信連接；所述無線通信模塊通信接口與后臺處理計算機通信連接。[0007]所述溫度采樣單元由溫度傳感器、連接于所述溫度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；所述張力及加速度采樣單元由張力傳感器與加速度傳感器、連接于所述張力與加速度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；所述開關(guān)分合閘位置采樣單元由開關(guān)量采集模塊或地磁傳感器、連接于所述開關(guān)量采集模塊或地磁傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；所述磁場強度采樣單元由磁場強度傳感器、連接于所述磁場強度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成。[0008]所述溫度采樣單元、張力及加速度采樣單元、開關(guān)分合閘位置采樣單元、磁場強度采樣單元分別為集成的一體結(jié)構(gòu)。[0009]本實用新型優(yōu)點在于將所述一體結(jié)構(gòu)的溫度采樣單元、張力及加速度采樣單元、開關(guān)分合閘位置采樣單元安裝在與接觸網(wǎng)承力索等電位的高壓設備上，因此無需絕緣處理。通過溫度采樣單元、張力及加速度采樣單元、開關(guān)分合閘位置采樣單元、磁場強度采樣單元將實時采集到的接觸網(wǎng)線索張力、運動模式、線夾溫度、開關(guān)位置、磁性枕木磁場強度等信息通過無線通信方式發(fā)送給后臺處理計算機進行分析處理和故障判別，大大提高了工作效率和監(jiān)測精度，降低了工作人員勞動強度。


[0010]圖1是本實用新型所述系統(tǒng)的電路原理框圖。[0011]圖2是本實用新型所述溫度采樣單元、張力及加速度采樣單元布置在接觸網(wǎng)上的安裝位置示意圖。
具體實施方式
[0012]如圖1、2所示，本實用新型所述的電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括遺體結(jié)構(gòu)的溫度采樣單元1、張力及加速度采樣單元2、開關(guān)分合閘位置采樣單元3、磁場強度采樣單元4 ;所述溫度采樣單元1、張力及加速度采樣單元2、開關(guān)分合閘位置采樣單元3、磁場強度采樣單元4分別通過無線方式與無線轉(zhuǎn)發(fā)模塊通信連接；所述無線轉(zhuǎn)發(fā)模塊通過無線方式與無線通信模塊通信連接；所述無線通信模塊通信接口與后臺處理計算機通信連接。溫度采樣單元I由溫度傳感器、連接于所述溫度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；張力及加速度采樣單元2由張力傳感器與加速度傳感器、連接于所述張力與加速度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；開關(guān)分合閘位置采樣單元3由開關(guān)量采集模塊或地磁傳感器、連接于所述開關(guān)量采集模塊或地磁傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；磁場強度采樣單元4由磁場強度傳感器、連接于所述磁場強度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成。[0013]本實用新型工作原理簡述如下:[0014]首先將張力及加速度采樣單元安裝于接觸網(wǎng)的接觸線及承力索上，或安裝于接觸線及承力索下錨處補償繩上等受力與接觸線及承力索張力成比例關(guān)系的相關(guān)線索或部件上；將開關(guān)分合閘位置采樣單元安裝于手動隔離開關(guān)操作機構(gòu)及其傳動部分上；將溫度采樣單元安裝于電連接線的線夾上；將場強度采樣單元安裝在鐵路接觸網(wǎng)電分相處磁性枕木的磁鐵附近。[0015]當接觸網(wǎng)發(fā)生斷線故障時，發(fā)生斷線的接觸線或承力索在補償墜砣的牽引下順線路方向快速向墜砣安裝處偏移，通過張力及加速度采樣單元檢查線索偏移時的加速度值，判斷是發(fā)生了斷線故障還是由于溫度變化而產(chǎn)生的正常緩慢偏移。檢測到發(fā)生快速移動后，立即啟動張力測量程序，通過張力大小，判斷是否發(fā)生斷線，并通過無線通信方式發(fā)出報警信息。[0016]當補償滑輪發(fā)生卡滯，或墜砣被盜或數(shù)量不正確時，將造成線索張力過大或過小時，通過張力傳感器測量線索張力，并于額定張力比較，判斷張力異常后，通過無線通信發(fā)出報警信息。[0017]當電連接線夾因壓力過小或銹蝕而導電不良時，線夾溫度升高，溫度采樣單元測量發(fā)現(xiàn)溫度超過正常值時，通過無線通信方式發(fā)出報警信息。[0018]當接觸網(wǎng)開關(guān)分合位置發(fā)生變化后，連接于開關(guān)操作機構(gòu)的開關(guān)量采集模塊或地磁傳感器即測量到開關(guān)分合位置或地球磁場方向發(fā)生變化值，并通過無線通信方式發(fā)出位置變化信息，由后臺處理計算機記錄隔離開關(guān)的狀態(tài)和持續(xù)時間，根據(jù)設置的報警整定值判斷是否需要發(fā)出報警。[0019]通過磁場強度傳感器定時測量接觸網(wǎng)電分相兩側(cè)的磁性枕木的磁場強度，當其強度低于規(guī)定數(shù)值時，通過無線通信方式發(fā)出報警信息。[0020]上述各傳感器，在沒有所監(jiān)測故障發(fā)生時，定時啟動進行測量，并通過無線通信方式將測量結(jié)果發(fā)送到后臺處理計算機，由后臺處理計算機對測量結(jié)果進行處理記錄后以圖形方式展現(xiàn)出來，實現(xiàn)接觸網(wǎng)運行狀態(tài)的實時在線監(jiān)測。
權(quán)利要求1.一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括溫度采樣單元(O、張力及加速度采樣單元(2)、開關(guān)分合閘位置采樣單元(3)、磁場強度采樣單元(4)；所述溫度采樣單元(I)、張力及加速度采樣單元(2)、開關(guān)分合閘位置采樣單元(3)、磁場強度采樣單元(4)分別通過無線方式與無線轉(zhuǎn)發(fā)模塊通信連接；所述無線轉(zhuǎn)發(fā)模塊通過無線方式與無線通信模塊通信連接；所述無線通信模塊通信接口與后臺處理計算機通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度采樣單元(I)由溫度傳感器、連接于所述溫度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；所述張力及加速度采樣單元(2)由張力傳感器與加速度傳感器、連接于所述張力與加速度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；所述開關(guān)分合閘位置采樣單元(3)由開關(guān)量采集模塊或地磁傳感器、連接于所述開關(guān)量采集模塊或地磁傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成；所述磁場強度采樣單元(4)由磁場強度傳感器、連接于所述磁場強度傳感器信號輸出端的單片機、和與所述單片機通信連接的無線傳輸模塊組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度采樣單元(I)、張力及加速度采樣單元(2)、開關(guān)分合閘位置采樣單元(3)、磁場強度采樣單元(4)分別為集成的一體結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型公開了一種電氣化鐵路接觸網(wǎng)運行狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括溫度采樣單元、張力及加速度采樣單元、開關(guān)分合閘位置采樣單元、磁場強度采樣單元；所述溫度采樣單元、張力及加速度采樣單元、開關(guān)分合閘位置采樣單元、磁場強度采樣單元分別通過無線方式與無線轉(zhuǎn)發(fā)模塊通信連接；所述無線轉(zhuǎn)發(fā)模塊通過無線方式與無線通信模塊通信連接；所述無線通信模塊通信接口與后臺處理計算機通信連接。本實用新型優(yōu)點在于大大提高了工作效率和監(jiān)測精度，降低了工作人員勞動強度。
文檔編號G01R31/02GK203054148SQ20122073157
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者靳來生, 吳曉謙, 張寶奇, 李建民, 鄧建峰, 夏小舫, 蔡艷莉 申請人:靳來生, 吳曉謙, 張寶奇