專利名稱：一種鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體的說，涉及一種鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高鐵(動(dòng)車)機(jī)車的運(yùn)行能量是通過機(jī)車頂部上方的接觸網(wǎng)(正極)與鐵軌(負(fù)極)提供的，其中機(jī)車供電設(shè)備通過車頂受電弓與接觸網(wǎng)接觸，電流通過受電弓連接的線路傳入機(jī)車供電設(shè)備，因此在車頂受電弓及其下方的線路必須與車體絕緣。目前國(guó)內(nèi)高鐵(動(dòng)車)普遍使用3個(gè)絕緣瓷瓶將車頂受電弓與車身隔離，由于鐵路機(jī)車運(yùn)行里程長(zhǎng)，所經(jīng)地區(qū)的地形、地理、氣候及污染源種類較多，而絕緣瓷瓶裸露在車頂，常年遭受風(fēng)吹雨淋，易被污染而導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低，在運(yùn)行中(尤其是雨、雪、霧天氣)容易發(fā)生高壓爬電污閃擊穿故障造成途停，嚴(yán)重危害運(yùn)輸安全。再者，安裝于高鐵(動(dòng)車)機(jī)車上的絕緣瓷瓶因常年遭受震動(dòng)、沖擊等極易出現(xiàn)老化破損或開裂現(xiàn)象，這也會(huì)造成絕緣瓷瓶絕緣性的下降。絕緣瓷瓶的各種問題若不及時(shí)清理或更換就會(huì)有被擊穿的危險(xiǎn)。絕緣瓷瓶被擊穿后會(huì)形成閃斷而造成整個(gè)機(jī)車供電線路中斷，嚴(yán)重威脅鐵路機(jī)車運(yùn)輸安全。電暈(電弧)放電現(xiàn)象是絕緣瓷瓶出現(xiàn)上述絕緣性故障的一種前兆，電暈(電弧)放電發(fā)出的光信號(hào)覆蓋日盲紫外波段，因此可以使用電暈監(jiān)測(cè)儀對(duì)絕緣瓷瓶的電暈放電現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而對(duì)絕緣瓷瓶的故障進(jìn)行前期診斷。電暈監(jiān)測(cè)儀可屏蔽日光對(duì)電暈監(jiān)測(cè)的干擾，具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、定位準(zhǔn)確、使用方便等諸多特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)日間電暈的檢測(cè)監(jiān)測(cè)。由于電暈(電弧)放電發(fā)出的日盲紫外光信號(hào)強(qiáng)度極其微弱，故要求探測(cè)距離越近越好。但是目前市場(chǎng)上使用較多、性能較好的電暈監(jiān)測(cè)儀的視角均較小，常見視角主要為5° X3.75。，而鐵路機(jī)車車頂?shù)?個(gè)絕緣瓷瓶間隔較大，使用單臺(tái)小視角電暈監(jiān)測(cè)儀不易同時(shí)覆蓋所有絕緣瓷瓶。同時(shí)，當(dāng)鐵路機(jī)車靠近至一定距離后，兩側(cè)的兩個(gè)絕緣瓷瓶也因視場(chǎng)區(qū)域有限而無法同時(shí)被監(jiān)測(cè)視場(chǎng)所覆蓋?？紤]到目前市場(chǎng)上電暈監(jiān)測(cè)儀單價(jià)較高，固定架設(shè)多個(gè)電暈監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行多目標(biāo)觀測(cè)的方案受成本所限不易推廣實(shí)施，因此有必要設(shè)計(jì)一種多目標(biāo)電暈監(jiān)測(cè)方案，通過使用單臺(tái)電暈監(jiān)測(cè)儀同時(shí)監(jiān)測(cè)三個(gè)絕緣瓷瓶的方法，為鐵路機(jī)車電暈監(jiān)測(cè)節(jié)省大量的設(shè)備費(fèi)用，并大大提高鐵路機(jī)車供電運(yùn)行安全系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過采用多組反射鏡拼接組合視場(chǎng)，使固定架設(shè)的單臺(tái)電暈監(jiān)測(cè)儀同時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)車頂部三個(gè)相互間隔較大的絕緣瓷瓶。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用技術(shù)方案為:一種鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括反射鏡組與電暈監(jiān)測(cè)儀；
所述反射鏡組位于電暈監(jiān)測(cè)儀正前方，由設(shè)置在同一水平線上的第一、第二、第三和第四平面反射鏡四塊平面反射鏡組成，所述四塊平面反射鏡的子午面均與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的子午面重合，所述四塊平面反射鏡與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的光軸呈銳角設(shè)置，第一和第三平面反射鏡組成的第一雙反射鏡組設(shè)置在所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭的光軸左側(cè)，第二和第四平面反射鏡組成的第二雙反射鏡組與第一雙反射鏡組對(duì)稱設(shè)置在所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭的光軸右側(cè)，第三和第四平面反射鏡之間留有間隙；
左側(cè)入射的光線經(jīng)過第一雙反射鏡組反射后進(jìn)入所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭，右側(cè)入射的光線經(jīng)過第二雙反射鏡組反射后進(jìn)入所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭，中間入射的光線從第三和第四平面反射鏡之間的間隙直接進(jìn)入所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭。優(yōu)選地，所述反射鏡組位于所述電暈監(jiān)測(cè)儀正前方Im之內(nèi)。優(yōu)選地，所述反射鏡組中4塊平面反射鏡均與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的光軸成40°至50°夾角，更優(yōu)選地，第一和第二反射鏡與該光軸成45°夾角，第三和第四反射鏡與該光軸成46.5°夾角。優(yōu)選地，所述鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在平直段軌道的上方，所述第一和第二反射鏡的反射面中心之間的間距與鐵路機(jī)車車頂兩端的兩個(gè)絕緣瓷瓶的間距相同。所述第三和第四反射鏡在所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭平面內(nèi)的投影分別覆蓋該鏡頭視場(chǎng)的左側(cè)和右側(cè)約三分之一的面積，第一反射鏡的面積與第三反射鏡覆蓋視場(chǎng)對(duì)應(yīng)，第二反射鏡的面積與第四反射鏡覆蓋視場(chǎng)對(duì)應(yīng)。所述反射鏡組中的平面反射鏡均為前表面鍍有保護(hù)膜的鍍鋁或鍍銀反射鏡，優(yōu)選地，該保護(hù)膜為氟化鎂保護(hù)膜。優(yōu)選地，所述電暈監(jiān)測(cè)儀中設(shè)有日盲紫外成像通道和可見光成像通道，即所述電暈監(jiān)測(cè)儀為日盲紫外和可見光雙通道成像儀，以便為日盲紫外圖像提供清晰的背景參考信
肩、O采用本發(fā)明所述的鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈檢測(cè)系統(tǒng)可在保證靈敏度的前提下，使用單臺(tái)電暈監(jiān)測(cè)儀對(duì)車頂三個(gè)間隔較大的絕緣瓷瓶實(shí)現(xiàn)低成本的電暈監(jiān)測(cè)，從而為鐵路機(jī)車領(lǐng)域節(jié)省大量的設(shè)備費(fèi)用，并大大提高鐵路機(jī)車供電運(yùn)行安全系數(shù)。


圖1為國(guó)內(nèi)高鐵(動(dòng)車)機(jī)車所用受電弓示意 圖2為本發(fā)明鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖3為本發(fā)明應(yīng)用于鐵路電氣化接觸網(wǎng)鋼柱上的示意 圖4為本發(fā)明應(yīng)用于高鐵(動(dòng)車)站臺(tái)的屋架上或隧道口的洞門處的示意 圖5為本發(fā)明電暈監(jiān)測(cè)儀所成圖像的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見圖1，為目前國(guó)內(nèi)鐵路機(jī)車車頂普遍使用的受電弓示意圖，受電弓1-1主要通過三個(gè)絕緣瓷瓶l-2a、l-2b、l-2c安裝于機(jī)車車頂。目前國(guó)內(nèi)鐵路機(jī)車所使用的受電弓弓頭長(zhǎng)度有1450mm、1950mm、2085mm、2160mm等，其中高鐵(動(dòng)車)機(jī)車上所使用的受電弓弓頭長(zhǎng)度主要為1950mm，本實(shí)施例以弓頭長(zhǎng)度為1950mm、受電弓通過三個(gè)絕緣瓷瓶l_2a、l_2b、l_2c安裝于機(jī)車車頂為例進(jìn)行說明，其兩端的兩個(gè)絕緣瓷瓶間隔約為1100mm。而目前市場(chǎng)上使用較多性能較好的電暈監(jiān)測(cè)儀的視角均較小，常見視角主要為5° X3.75。。因此，當(dāng)高鐵(動(dòng)車)機(jī)車靠近至一定距離后，兩側(cè)間隔約為IlOOmm的兩個(gè)絕緣瓷瓶因視場(chǎng)區(qū)域有限而無法同時(shí)被監(jiān)測(cè)視場(chǎng)所覆蓋。本發(fā)明提出的一種鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過在特定位置固定架設(shè)多個(gè)反射鏡拼接組合視場(chǎng)，使得單臺(tái)電暈監(jiān)測(cè)儀的視場(chǎng)可覆蓋機(jī)車頂部3個(gè)間隔較大的絕緣瓷瓶。參見圖2，為該鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，其包括反射鏡組2-1與電暈監(jiān)測(cè)儀2-2。絕緣瓷瓶1-2、反射鏡組2-1、電暈監(jiān)測(cè)儀2-2在光的傳播方向上依次排列。反射鏡組2-1與電暈監(jiān)測(cè)儀2-2固定安裝于鐵軌上方的建筑物或設(shè)施上，如圖3安裝于鐵路電氣化接觸網(wǎng)鋼柱上，或如圖4安裝于鐵路站臺(tái)的屋架上等，其中反射鏡組2-1位于電暈監(jiān)測(cè)儀2-2正前方，優(yōu)選的，反射鏡組2-1位于電暈監(jiān)測(cè)儀2-2正前方Im之內(nèi)以便于安裝、調(diào)試。如圖3或圖4，電暈監(jiān)測(cè)儀2-2前方的軌道為平直軌道，以使得鐵路機(jī)車運(yùn)行時(shí)三個(gè)絕緣瓷瓶在電暈監(jiān)測(cè)儀視場(chǎng)中的水平位置相對(duì)穩(wěn)定。反射鏡組2-1由第一至第四平面反射鏡2-la、2-lb、2_lc和2-ld組成，其所有反射鏡的子午面均與電暈監(jiān)測(cè)儀2-2鏡頭的子午面重合。第一和第二反射鏡2-la與2-lb反射面中心的間距與圖1所示兩端的兩個(gè)絕緣瓷瓶l-2a、l-2b的間距相同，第三反射鏡2-lc及第四反射鏡2-ld位于第一反射鏡2-la與第二反射鏡2-lb之間，且兩者在電暈監(jiān)測(cè)儀2-2鏡頭平面內(nèi)的投影分別覆蓋該鏡頭的左右約三分之一，第一反射鏡2-la、第二反射鏡2-lb的面積分別與第三反射鏡2-lc、第四反射鏡2-ld的覆蓋視場(chǎng)一一對(duì)應(yīng)。反射鏡組2-1中所有反射鏡均與電暈監(jiān)測(cè)儀2-2鏡頭的光軸成40°至50°夾角，優(yōu)選的，反射鏡組2-1中兩端第一、第二反射鏡2-la、2-lb與該光軸成45°夾角，第三、第四反射鏡2-lc、2-ld與該光軸成46.5°夾角，并使得電暈監(jiān)測(cè)儀2-2前方的光信號(hào)經(jīng)反射鏡組2-1反射后入射至電暈監(jiān)測(cè)儀2-2。為了使反射鏡組2-1中所有反射鏡均能反射日盲紫外光及可見光，第一至第四平面反射鏡2-la、2-lb、2-lc和2-ld為鍍鋁或鍍銀反射鏡，鍍鋁或鍍銀反射鏡前表面還鍍有保護(hù)膜，即有兩層鍍膜，先鍍鋁或銀，再度保護(hù)膜防止鋁或銀被氧化，其中鍍鋁或鍍銀反射鏡對(duì)日盲紫外光及可見光均具有高反射率，保護(hù)膜可以防止鋁或銀被氧化。優(yōu)選地，保護(hù)膜選取氟化鎂保護(hù)膜。電暈監(jiān)測(cè)儀2-2采用市場(chǎng)上使用較多的日盲紫外/可見光雙通道成像設(shè)備，如江蘇紫峰光電科技有限公司生產(chǎn)的ZF-Sl雙通道電暈監(jiān)測(cè)儀或以色列Ofil公司生產(chǎn)的雙通道日盲紫外成像儀，其可以在可見光背景圖像上疊加日盲紫外圖像以確定電暈放電的位置，具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、定位準(zhǔn)確、使用方便等特點(diǎn)。當(dāng)然，在不要求準(zhǔn)確定位機(jī)車頂部放電絕緣瓷瓶而只需要監(jiān)測(cè)是否有放電現(xiàn)象時(shí)，所述電暈監(jiān)測(cè)儀2-2也可以為日盲紫外單通道成像模塊。優(yōu)選的，本實(shí)施例選用視角為5° X3.75。的電暈監(jiān)測(cè)儀，因?yàn)槠湫阅茌^好、成像質(zhì)量高。參見圖2，在使用該鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，假設(shè)圖2中A、B、C分別對(duì)應(yīng)于鐵路機(jī)車車頂?shù)娜齻€(gè)相互間隔較大的絕緣瓷瓶，當(dāng)鐵路機(jī)車在一段平直的軌道上由遠(yuǎn)及近駛向電暈監(jiān)測(cè)儀2-2時(shí)，絕緣瓷瓶A上電暈發(fā)出的光信號(hào)被平面反射鏡2-la和2-lc兩次反射后入射至電暈監(jiān)測(cè)儀2-2 ;絕緣瓷瓶C上電暈發(fā)出的光信號(hào)被平面反射鏡2-lb和2-ld兩次反射后入射至電暈監(jiān)測(cè)儀2-2 ;絕緣瓷瓶B上電暈發(fā)出的光信號(hào)由平面反射鏡2-lc和2-ld之間的間隙直接入射至電暈監(jiān)測(cè)儀2-2，電暈監(jiān)測(cè)儀中所成圖像的示意圖如圖5所示，因而使用單臺(tái)電暈監(jiān)測(cè)儀即可同時(shí)監(jiān)測(cè)相互間隔較大的3個(gè)受電弓絕緣瓷瓶的電暈放電現(xiàn)象。參見圖3和圖4，圖3和圖4為分別將本發(fā)明所述電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝于鐵路電氣化接觸網(wǎng)的鋼柱上及安裝于鐵路站臺(tái)的屋架上的示意圖，其安裝要求及工作方式與上述說明內(nèi)容相同，此處不再另行描述。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的數(shù)量、弓網(wǎng)絕緣瓷瓶間的間距以及弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的排布方式發(fā)生改變時(shí)，可對(duì)本實(shí)施例所述技術(shù)方案作相應(yīng)變化以適應(yīng)實(shí)際需要。因此以上所介紹的僅為本發(fā)明專利的較佳實(shí)施例而已，不能以此來限定本發(fā)明專利的權(quán)利范圍，依本發(fā)明專利權(quán)利要求所做的等同變化，仍屬于本發(fā)明專利所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，該系統(tǒng)包括反射鏡組與電暈監(jiān)測(cè)儀； 所述反射鏡組位于電暈監(jiān)測(cè)儀正前方，由設(shè)置在同一水平線上的第一、第二、第三和第四平面反射鏡四塊平面反射鏡組成，所述四塊平面反射鏡的子午面均與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的子午面重合，所述四塊平面反射鏡與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的光軸呈銳角設(shè)置，第一和第三平面反射鏡組成的第一雙反射鏡組設(shè)置在所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭的光軸左側(cè)，第二和第四平面反射鏡組成的第二雙反射鏡組與第一雙反射鏡組對(duì)稱設(shè)置在所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭的光軸右側(cè)，第三和第四平面反射鏡之間留有間隙； 左側(cè)入射的光線經(jīng)過第一雙反射鏡組反射后進(jìn)入所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭，右側(cè)入射的光線經(jīng)過第二雙反射鏡組反射后進(jìn)入所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭，中間入射的光線從第三和第四平面反射鏡之間的間隙直接進(jìn)入所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述反射鏡組位于所述電暈監(jiān)測(cè)儀正前方Im之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述反射鏡組中的4塊平面反射鏡均與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的光軸成40°至50°夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述反射鏡組中的第一和第二反射鏡與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的光軸成45°夾角，第三和第四反射鏡與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的光軸成46.5°夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在平直段軌道的上方，所述第一和第二反射鏡的反射面中心之間的間距與鐵路機(jī)車車頂兩端的兩個(gè)絕緣瓷瓶的間距相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述第三和第四反射鏡在所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭平面內(nèi)的投影分別覆蓋該鏡頭的左右約三分之一的面積，第一反射鏡的面積與第三反射鏡覆蓋視場(chǎng)對(duì)應(yīng)，第二反射鏡的面積與第四反射鏡覆蓋視場(chǎng)對(duì)應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述反射鏡組中的平面反射鏡為鍍鋁或鍍銀反射鏡，鍍鋁或鍍銀反射鏡的前表面還鍍有保護(hù)膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述反射鏡組中的平面反射鏡所鍍的保護(hù)膜為氟化鎂保護(hù)膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述電暈監(jiān)測(cè)儀為日盲紫外和可見光雙通道成像設(shè)備。
全文摘要
一種鐵路機(jī)車弓網(wǎng)絕緣瓷瓶的電暈監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其包括反射鏡組與電暈監(jiān)測(cè)儀；所述反射鏡組位于電暈監(jiān)測(cè)儀正前方，由設(shè)置在同一水平線上的第一、第二、第三和第四平面反射鏡四塊平面反射鏡組成，所述四塊平面反射鏡的子午面均與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的子午面重合，所述四塊平面反射鏡與所述電暈監(jiān)測(cè)儀鏡頭的光軸呈銳角設(shè)置，第一和第三平面反射鏡組成的第一雙反射鏡組設(shè)置在所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭的光軸左側(cè)，第二和第四平面反射鏡組成的第二雙反射鏡組與第一雙反射鏡組對(duì)稱設(shè)置在所述電暈監(jiān)測(cè)儀的鏡頭的光軸右側(cè)，第三和第四平面反射鏡之間留有間隙。本發(fā)明能對(duì)車頂三個(gè)間隔較大的絕緣瓷瓶實(shí)現(xiàn)低成本的電暈監(jiān)測(cè)，節(jié)省大量的設(shè)備費(fèi)用。
文檔編號(hào)G01R31/12GK103207357SQ20131012423
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者朱曦, 李想, 孔夏麗 申請(qǐng)人:江蘇紫峰光電科技有限公司