专利名称：铁路贯通线故障点定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路贯通线故障定位领域，具体涉及铁路贯通线故障点定位装置。
背景技术：
铁路贯通线主要承担着沿线铁路信号的供电，也承担着沿线远离城市的小车站的 生活供电，沿铁路线全长分布，其可靠性对列车行车安全意义重大。铁路贯通线分为大部分 架空线路和小部分电缆线路两种，电缆线路主要分布于城市、隧道、桥梁等人口密集或不适 合架空线路的地方。 对于铁路贯通线中电缆线路的故障目前已有成熟的办法及设备进行故障点的预 定位及精确定位；而对于架空线路的故障如属于人眼可直接观察到的显性故障一般通过巡 线亦很容易查找，但对于人眼无法观察到的隐性故障此前没有好办法，存在运行维护人员 需要逐杆塔爬杆观察或进一步测绝缘检查、排查，非常费时费力，且不安全。
发明内容本实用新型的目的是提出一种结构筒单，使用及操作方便，不爬杆就可以快速定 位铁路贯通线故障点的定位装置。 为了克服现有技术的不足，本实用新型的技术方案是这样解决的铁路贯通线故 障点定位装置，本实用新型的特殊之处在于由一个多功能恒流电子式高压电桥，一个压声 同步跨步电压定点仪组成，上述所说多功能恒流电子式高压电桥电路又是由高压电桥的内 桥臂电路及外桥臂、电子检流计和电子式大功率高压电源组成，其电子式大功率高压电源 由开关电源电路与脉宽调制电路连接，脉宽调制电路与高频变压器连接，高频变压器与倍 压整流电路连接，高频变压器一端与电流测量电路连接，倍压整流电路的直流高压与电压 测量电路连接，倍压整流电路的直流高压与高压电桥的内桥臂的平衡电位器连接，平衡电 位器一端接入参考相输出端，另一端接入故障相输出端，多功能恒流电子式高压电桥的电 子检流计分别通过故障测量参考相输出端、另一测量故障相输出端连接参考相线与故障相 线；上述所说压声同步跨步电压定点仪由定点电源与探测器连接，探测器与接收器连接，所 述多功能恒流电子式高压电桥由平衡电位器、待测贯通线、电子检流计共同组成为多功能 恒流电子式高压电桥的桥体。 本实用新型与现有技术相比，具有结构筒单，使用及操作方便，不爬杆就可以快速 定位故障点的特点，解决了大范围盲目查找的问题，尤其是较好的解决了绝缘子隐性故障 点的查找难题，它具有 故障电阻值太大时可以烧穿降阻的优点； 预定位大大縮小故障点巡查范围的优点，且其电源可以维持故障点电弧使得地面 观察更直观； 隐性故障点不爬杆准确定点的优点。[0010] 其主要技术指标有测试距离范围30km，测试电压DC20kV，定点灵敏度3mV，供电 电源DC48V/12Ah或AC220V。 综合上述优点，大大縮短了故障抢修时间，可广泛应用于铁路，电力、企事单位，也 可以用于高、低压电缆对地绝缘缺陷故障点的定位。
图1为本实用新型多功能高压恒流电子电桥的高压恒流大功率电源原理示意框 图； 图2为高压电桥的内桥臂及电子检流计原理示意框图； 图3为压声同步跨步电压定点仪原理示意框图； 图4为多功能高压恒流电子式电桥电子检流计原理电路图； 图5为图1原理电路图； 图6为图3原理电路图。
具体实施方式附图为本实用新型的实施例。
以下结合附图对实用新型内容作进一步说明 参照附图所示，一种铁路贯通线故障定位装置由一个多功能高压恒流电子式高压 电桥，一个压声同步跨步电压定点仪组成，上述所说多功能高压恒流电子式高压电桥电路 又是由高压电桥的内桥臂电路及外桥臂、电子检流计和电子式大功率高压电源组成，其电 子式大功率高压电源由开关电源电路1与脉宽调制电路2连接，脉宽调制电路2与高频变 压器3连接，高频变压器3与倍压整流电路4连接，高频变压器3 —端与电流测量电路6连 接，倍压整流电路4的直流高压与电压测量电路5连接，倍压整流电路4的直流高压与高压 电桥的内桥臂平衡电位器7连接，平衡电位器7 —端接入参考相输出端8，另一端接入故障 相输出端12，多功能恒流电子式高压电桥的电子检流计10分别通过故障测量参考相输出 端9、另一测量故障相输出端11连接待测量的参考相线与故障相线；其中平衡电位器7构 成内桥臂、测量参考相线与故障相线构成外桥臂；上述所说压声同步跨步电压定点仪由定 点电源13与探测器14连接，探测器14与接收器15连接，所述多功能恒流电子式高压电桥 由平衡电位器、待测贯通线、电子检流计共同组成为多功能恒流电子式高压电桥的桥体。 所述电子式大功率高压电源包括由高压电桥电源、压声同步跨步电压定点电源、 隐性高阻故障烧穿降阻电源。 所述电子式大功率高压电源的输出电压为OkV 20kV连续可调电源。 所述电子式大功率高压电源的高压部分为交直流供电，低压部分为普通干电池供电。 图4所示为电子电桥的电子检流计，即图2中电子检流计10的电路原理图，电桥 的高压电源经过平衡电位器7形成电桥测量输出信号且分别通过参考相输出端8接至待 测线路测量参考相线、故障相输出端12接至待测线路故障相线，电桥测量输入信号分别通 过测量参考相输出端9取自待测线路测量参考相线、测量故障相输出端11待测线路故障相 线，并送入由保护二极管Dl、二极管D2、二极管D3、二极管D4，电容C3、电容C4、电容C5、电
43/5页
容C6，电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8组成的前端信号调理电路进行保 护滤波处理，然后送入Ul放大器放大，再通过电阻R10接平衡指示标头，插座J3接灵敏度 调节电位器，平衡电位器7带有平衡比例刻度盘实现比例读数指示。插座Jl、插座J2、电阻 R1、电阻R2、电容C1、电容C2为电源电路。 图5所示为电子式大功率高压电源的电路原理图，电容C9、电容C10、电容C11、电 容C12、电容C13，芯片U2、芯片U3、芯片U4、芯片U5、芯片U6组成大功率高压电源的辅助电 源电路。芯片U7是给控制及波形发生与驱动专用大规模集成电路芯片U12提供时钟的晶 体振荡器。芯片U12产生的信号通过具有光电耦合器的驱动芯片U8、芯片U9、芯片U10、芯 片Ull推动功率放大管Ql、功率放大管Q2、功率放大管Q3、功率放大管Q4，其输出通过插座 J2接常规高频升压变压器并进一步经常规高频高压倍压整流电路升至电桥法预定位及压 声同步跨步电压定点需要的20kV高压输出。芯片U13是一个电源变换模块给数字电路提 供5V电源。插座JP1、插座JP2、插座JP3、插座JP4是连接插座，连接面板上的开关、电位 器、指示灯。 图6所示是压声同步跨步电压定点仪原理图。电容C27、电容C28，插座J6、插座 J7，芯片U15、芯片U16，是电源电路；从插座J8进来的探测器地表电位检测信号经电容器 C22、电容器C23，电阻R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39，电容C24、电容C25， 二极管D6、 二极管D7、二极管D8、二极管D9， K2，组成的电位信号调理电路进行滤波保护，送入放大器 U14放大，经电阻R41输出接指示表头；从插座J8进来的信号还接入声音同步电路，该电路 是一种由电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21，电阻R19、电 阻R22 电阻R31，K1，芯片U1，芯片U2组成的同步声音信号滤波、幅度调整、放大的信号调 理电路，其输出通过标准耳机插座EJ接到声音同步耳机上实现声音同步监听功能。图中指 示灯L4，电阻R42组成电源指示电路。 针对铁路贯通线的实际情况，其故障分段后的线路长度一般在几公里到几十公里 范围，首先引用高压电桥法原理进行故障点预定位解决了大范围盲目查找的问题，大大縮 短了故障抢修时间，其次在预定位故障点附近采用压声同步的跨步电压法进行不爬杆精确 定点，高效、安全、简单。 将高压电桥法原理引入铁路贯通线故障预定位，其电桥是多功能恒流电子式高压 电桥，包括电子式恒流高压电桥及其直流高压电源、故障精确定点用电子式恒流高压脉冲 电源、高阻故障烧穿降阻用电子式高压电源。 预定位完成后，用装置配套的高压电桥脉冲电源给待测线路施加压声同步用跨步 电压信号，在预定位的故障点附近杆塔下地面用压声同步的跨步电压定点仪进行精确定 点。当然，该定点仪亦可用于高低压电缆对地绝缘缺陷故障点的定点，且更加方便。
实施例 某铁路局某条铁路贯通线出现绝缘故障造成停电。 1、现场情况分析 1. 1分离与故障线路连接的其他电力设备如变压器等，通过常规绝缘与耐压试验 的办法进一步确认故障线路的故障相。
1. 2 了解故障线路沿线有无施工，自然灾害情况；确认故障线路全长。 2、利用多功能电子式高压恒流电桥进行故障点预定位
5[0036] 2. 1预定位接线 找一好相将其终端与故障相终端可靠短接，此好相作为高压电桥测试的参考回路 (参考外桥臂)，将本装置的多功能高压恒流电子电桥设置为电桥功能，按面板标识将装置 测量参考输出端8接到待测故障线路的参考相线、同时将装置故障测量参考相输出端9也 接到待测故障线路的参考相线，将装置测量故障输出端12接到待测故障线路的故障相线、 同时将装置测量故障输入端11也接到待测故障线路的故障相线，装置接地端可靠接大地， 测量信号经过参考相线与故障故障相线通过故障点与大地构成测试的电流回路，并保证装 置及操作人员工作安全。 2. 2预定位操作 检查接线后通过J3连接到面板上的灵敏度电位器启动多功能高压恒流电子电桥 的电子检流计电源开关，并右旋将灵敏度置最高，电子检流计的放大器U1带电；启动多功 能高压恒流电子电桥的高压部分的电源开关，图5的A1、U2、U3、U4、U5、U6、U13及其附属的 外围电阻、电容、二极管组成的辅助电源电路带电，并供电给U7、U12组成的控制及波形发 生器电路；调节装置面板升压旋钮观察面板电流表使高压源输出电流大于3mA，且越大越 好，升压是通过图5的U12产生脉宽调制波形并分别经过U8、U9、U10、U11驱动Q1、Q2、Q3、 Q4输出大功率脉宽调制信号，再经过J2连接到输出高频升压变压器升压到最高10kV，并经 二倍压整流电路变换为最高20kV通过电子检流计的平衡电位器输出施加到待测线路的参 考相与故障相上，调整平衡电位器使检流计平衡，此时检流计平衡电位器所带刻度盘即有 一个比例读数P，则故障点位置在L = pX2全长，如全长是20km，比例p是30%，则故障点 位置在12km处。预定位测试完成，降压、关闭装置电源开关。 3、故障点精确定点 3. l简单的目测巡线定点 将装置多功能高压恒流电子电桥置定点功能，按面板标识将定点输出接到故障相 并使其末端开路，携带成套装置的压声同步跨步电压定点仪到预定位位置，如此实施例的 12km处左右1-2个杆塔巡查，启动装置高压输出并使输出电流大于10mA，越大越好，看有无 异物搭接线路、绝缘子爆炸等显性(明显可见的故障)故障，或在高压源作用于故障点时故 障点处有无放电拉弧现象，如可见则已实现定点。如不可见则属隐性故障应按下述3. 2方 法定点。 3. 2利用压声同步跨步电压定点仪进行隐性故障点精确定点 组装定点仪的探测器14，将其输出连接至接收器手持盒15，开接收器电源开关， 在预定位位置如此实施例的12km处左右1-2个杆塔下的地面用探测器探测高压源通过故 障点的电流在地面形成的电位梯度分布以实现隐性故障点的不爬杆定点。探测器检测到的 信号送到J8，从插座J8进来的探测器检测信号经电容器C22、电容器C23，电阻R32、 R33、 R34、 R35、 R36、 R37、 R38、 R39，电容C24、电容C25， 二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管 D9， K2，组成的电位信号调理电路进行滤波保护，送入放大器U14放大，经电阻R41输出接指 示表头；从插座J8来的信号还接入声音同步电路，该电路是一种由电容C15、电容C16、电容 C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21，电阻R19、电阻R22 电阻R31，K1，芯片Ul，芯 片U2组成的同步声音信号滤波、幅度调整、放大的信号调理电路，其输出通过标准耳机插 座EJ接到声音同步耳机上实现声音同步监听功能。只有故障点杆塔下定点仪指示有信号，其余杆塔下无信号，实现不爬杆定点目的。
权利要求一种铁路贯通线故障点定位装置，其特征在于由一个多功能恒流电子式高压电桥，一个压声同步跨步电压定点仪组成，上述所说多功能恒流电子式高压电桥电路又是由高压电桥的内桥臂电路及外桥臂、电子检流计和电子式大功率高压电源组成，其电子式大功率高压电源由开关电源电路(1)与脉宽调制电路(2)连接，脉宽调制电路(2)与高频变压器(3)连接，高频变压器(3)与倍压整流电路(4)连接，高频变压器(3)一端与电流测量电路(6)连接，倍压整流电路(4)的直流高压与电压测量电路(5)连接，倍压整流电路(4)的直流高压与高压电桥的内桥臂的平衡电位器(7)连接，平衡电位器(7)一端接入参考相输出端(8)，另一端接入故障相输出端(12)，多功能恒流电子式高压电桥的电子检流计(10)分别通过测量参考相输出端(9)、另一测量故障相输出端(11)连接参考相线与故障相线；上述所说压声同步跨步电压定点仪由定点电源(13)与探测器(14)连接，探测器(14)与接收器(15)连接。
2. 根据权利要求1所述铁路贯通线故障点定位装置，其特征在于所述多功能恒流电子 式高压电桥由平衡电位器、待测贯通线、电子检流计共同组成为多功能恒流电子式高压电 桥的桥体。
3. 根据权利要求1所述铁路贯通线故障点定位装置，其特征在于所述电子式大功率高 压电源包括高压电桥电源、压声同步跨步电压定点电源、隐性高阻故障烧穿降阻电源。
4. 根据权利要求书l所述铁路贯通线故障点定位装置，其特征在于所述电子式大功率 高压电源的输出电压为0kV 20kV连续可调电源。
5. 根据权利要求书l所述铁路贯通线故障点定位装置，其特征在于所述电子式大功率 高压电源的高压部分为交直流供电，低压部分为普通干电池供电。
专利摘要本实用新型公开了一种铁路贯通线故障点定位装置。装置由高压电桥，压声同步跨步电压定点仪组成，电桥电路由内桥臂电路及外桥臂和大功率高压电源组成，其高压电源由开关电源电路依次与脉宽调制电路，高频变压器连接，高频变压器输出连接倍压整流电路，倍压整流电路连接电流测量电路、电压测量电路，倍压整流电路与高压电桥内桥臂的平衡电位器连接，平衡电位器接入测量参考相线和故障相线，压声同步跨步电压定点仪由定点电源连接检测器和接收器。具有结构筒单，操作方便，不爬杆快速定位线路故障点的优点，可广泛用于铁路，电力、企事业单位，也可用于高低压电缆对地绝缘缺陷故障点的定点。
文档编号G01R31/08GK201532435SQ20092003462
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月17日 优先权日2009年9月17日
发明者冯彦军, 左平, 席春堂, 王勇科, 王学义, 邢挺, 陆正弦 申请人:西安福润德电子科技有限公司