受电弓动态试验测试系统的制作方法

文档序号:11121047阅读:1081来源:国知局
受电弓动态试验测试系统的制造方法与工艺

本发明涉及一种主要针对高速列车的受电弓动态试验测试系统。



背景技术:

目前关于受电弓的动态试验测试的主要方案是针对需要检测的每一个项点分别进行检测,没有将各个检测到的参数结合起来统一分析弓网受流性能。

经检索发现,中国实用新型专利:CN200920350834.X,公开了“高速铁路接触网-受电弓系统受流性能测试设备”,采用高压侧与低压侧相结合,接触式测量和非接触式测量相结合的方式,实现了对弓网动态接触力、硬点、拉弧检测、受电弓的动态高度测量,但其缺陷在于高压侧的供电模块不稳定,由于高压的特殊环境,可能造成采集到的信号所受干扰较大。此外,系统中没有牵引行车过程中的公里标信号和网流信号。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:克服上述现有技术的缺陷,提供一种受电弓动态试验测试系统。该系统可以根据受电弓工作状态,全面监测受电弓的各项指标,结合数字图像处理技术、测试技术、光纤通讯技术,将整个系统有机整合在一起。不仅能够准确得出拉弧产生的时间和燃弧率等指标,同时对受电弓的硬点、弓板动态高度曲线、弓网动态接触压力进行测量,并能根据系统测试的公里标信息得到异常值所在的位置,便于后续的相关弓网调整。

为了解决以上技术问题,本发明的一种受电弓动态试验测试系统,组成包括:高压端数据采集装置、低压端数据采集装置、和测试工作站,其特征在于:

所述高压端数据采集装置具有压力传感器、加速度传感器,以及依次连接的第一信号转接盒、IMC数据采集器、第一光纤收发器和第二光纤收发器,所述压力传感器和加速度传感器的信号输出端接入信号转接盒;受电弓碳滑板的两端与支撑弓板之间安装压力传感器,用于检测碳滑板上所承受的弓网之间的垂向力;加速度传感器粘贴于受电弓碳滑板的下表面,用于检测受电弓垂直方向的加速度;

所述低压端数据采集装置具有激光位移测距仪、速度传感器、电流传感器和紫外相机,激光位移测距仪和速度传感器的信号输出端第二经信号转接盒连接测试工作站的数据采集卡,电流传感器的信号输出端经第三信号转接盒连接数据采集卡,紫外相机的信号输出经第四信号转接盒连接测试工作站的图像采集卡;激光测距仪安装固定在车顶上,正对受电弓,用于检测受电弓的动态高度;速度传感器安装于车辆的轴端,用于探测车辆运行速度;电流传感器安装在车顶,用于监测受电弓主电缆的网流;紫外相机安装在车顶,紫外相机的可视范围包含受电弓的最低工作高度到最高工作高度,用于对弓网的接触点进行实时监测录像,测试工作站对紫外相机拍摄的视频进行处理,利用视频图像处理技术得到电弧反生的时间、地点、持续时间和电弧强度。

本发明还具有一下进一步的特征

1、所述第一信号转换盒位于受电弓绝缘子上方。

2、所述电流传感器为开环霍尔式电流传感器。

3、所述测试工作站具有数据和图像显示单元,以及数据和视频文件记录保存单元。

本发明测试系统的高压端测试单元包括弓网动态接触力测试、硬点测试。设备安装在受电弓上。数据采集器安装在受电弓绝缘子上方,数据通过光纤传输到机车带受电弓的车辆内部的测试工作站中。高压端以轻量化的锂电池为基础设计了电源供电模块,对高压端的硬件设备供电。低压端测试包括离线火花测试、受电弓滑板动态高度测试、网流监测、机车带受电弓的车辆速度探测。用于获取离线火花发生的时间、频次;受电弓滑板与机车带受电弓的车辆顶部的距离参数;机车带受电弓的车辆速度和公里标信息;网流参数。数据处理单元包括线上和线下两个模块。线上的数据处理模块能够直接得到表征弓网动态接触力的相关参数,能够判断硬点值是否符合要求并直接找到异常值所在的公里标段。线下的数据处理模块能够对受电弓产生的拉弧进行检测。生成的工程应用文件,可以针对不同工况下的受电弓视频图像进行拉弧检测。在检测手段上,设计了自由选择监测区域的模式,使试验人员的操作更加方便快捷,并有利于排除试验中的干扰。试验结果上,可以直接得出拉弧产生的次数、持续时间和产生的时间并统计出燃弧率。

本发明受电弓状态测试系统具有以下优点:

1)、根据受电弓工作状态的特殊性,将检测系统分为了高压端和低压端,高压端设备安装在受电弓上,但是整体不会与车顶(大地)接触,保证了系统和受电弓运行的安全;

2)、在技术上,充分利用了数字图像处理技术、测试技术、光纤通讯技术和高级程序语言编程,将整个系统有机的整合在一起,在数据采集阶段,将各个不同测点、运用的不同硬件设备统一起来,用一种程序语言将其统一在一个界面,极大的方便了使用者的操作,降低了系统的复杂程度;

3)、在硬件设备的选用上,充分考虑到了各设备的机械、电气等特性,从使用效果、工装、安全性等各方面进行了周全的考虑,并对工装设计进行了合理的规划,让整套系统实用性更强,操作更为简单。并充分考虑到了不同测点所需设备的差异,设计并调试了相应的集成模块,将部分必须的硬件设备整合在一起,极大的提高了系统的集成度。在高压端供电模块,使用了轻量化锂电池供电,在高压环境更安全稳定;

4)、对于拉弧检测,根据相关标准,选用高帧率的紫外相机来拍摄在受电弓的工作过程中产生的电弧,并编写拉弧检测的图像程序,可以从试验过程中得到的受电弓的运行视频中得到拉弧产生的次数、持续时间和产生的时间;

5)、在系统的软件开发上,创新性地使用了LabVIEW为开发平台,没有拘泥于硬件设备自带的采集程序,而是自主进行设计并开发,这样不仅提高了系统的集成性,也留有了后续开发的接口,便于进行调试和完善相关功能,也增强了对测试系统的控制。

6)、在功能实现上,本检测系统具有弓网动态接触压力、硬点冲击检测,接触线动态高度、网流监测、速度探测、公里标信息的显示、离线火花的检测功能和受电弓工作状态监视功能。

7)、在数据处理上,能够直接得到表征弓网动态接触力的相关参数,能够判断硬点值是否符合要求并直接找到异常值所在的公里标段,能够通过图像处理技术,得到离线火花发生的时间、频次并统计出离线率。

附图说明

图1为本发明受电弓动态检测系统整体结构图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

如图1所示,本实施例受电弓动态试验测试系统,组成包括:高压端数据采集装置103、低压端数据采集装置205、和测试工作站207。

高压端数据采集装置103具有压力传感器101、加速度传感器102,以及依次连接的第一信号转接盒、IMC数据采集器、第一光纤收发器104和第二光纤收发器206,压力传感器101和加速度传感器102的信号输出端接入信号转接盒;受电弓碳滑板的两端与支撑弓板之间安装压力传感器,用于检测碳滑板上所承受的弓网之间的垂向力;加速度传感器粘贴于受电弓碳滑板的下表面,用于检测受电弓垂直方向的加速度。

低压端数据采集装置205具有激光位移测距仪201、速度传感器202、电流传感器203和紫外相机204,激光位移测距仪201和速度传感器202的信号输出端第二经信号转接盒连接测试工作站207的数据采集卡,电流传感器203(电流传感器为开环霍尔式电流传感器)的信号输出端经第三信号转接盒连接测试工作站207的数据采集卡,紫外相机204的信号输出经第四信号转接盒连接测试工作站207的图像采集卡;激光测距仪201安装固定在车顶上,正对受电弓,用于检测受电弓的动态高度;速度传感器安装于车辆的轴端,用于探测车辆运行速度;电流传感器203安装在车顶,用于监测受电弓主电缆的网流;紫外相机204安装在车顶,紫外相机204的可视范围包含受电弓的最低工作高度到最高工作高度,用于对弓网的接触点进行实时监测录像,测试工作站207对紫外相机204拍摄的视频进行处理,利用视频图像处理技术得到电弧反生的时间、地点、持续时间和电弧强度。

测试工作站207具有数据和图像显示单元208,以及数据和视频文件记录保存单元209。

除上述实施例外,本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

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