一种电气化铁路闪络电流数据采集系统的制作方法

本实用新型涉及数据采集系统技术领域，特别是涉及一种电气化铁路闪络电流数据采集系统。

背景技术：

闪络是指固体绝缘子周围的气体或液体电介质被击穿时，沿固体绝缘子表面放电的现象。其放电时的电压称为闪络电压。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种电气化铁路闪络电流数据采集系统，其应用电气化铁路闪络电流数据传感器，能够实现远程采集电气化铁路闪络电流数据，从而更加适于实用。

为了达到上述目的，本实用新型提供的电气化铁路闪络数据采集系统的技术方案如下：

本发明提供的电气化铁路闪络电流数据采集系统包括电气化铁路闪络故障定位器、中继器、服务器、终端设备，

所述电气化铁路闪络故障定位器包括信号采集单元、信号处理单元、通信 接口、终端设备，

所述信号采集单元用于采集电气化铁路沿线的闪络电流信号，

所述信号处理单元用于对所述闪络电流信号进行分析、处理，

其中，所述信号采集单元为带磁芯的罗氏线圈，所述罗氏线圈的一次绕组与二次绕组的匝数比≥1.5×10⁶∶1，所述磁芯为电气化铁路的电线；

所述电气化铁路闪络故障定位器通过所述通信接口将经过分析、处理的闪络电流信号发送给所述中继器，所述中继器再进一步通过通信线路将所述经过分析、处理的闪络电流信号发送给所述服务器，通过所述终端设备，能够查看上传至所述服务器上的经过分析、处理的闪络电流信号。

本实用新型提供的电气化铁路闪络数据采集系统还可采用以下技术措施进一步实现。

本发明提供的电气化铁路闪络电流数据采集系统包括电气化铁路闪络故障定位器、中继器、服务器、终端设备，

所述电气化铁路闪络故障定位器包括信号采集单元、信号处理单元、通信接口、终端设备，

所述信号采集单元用于采集电气化铁路沿线的闪络电流信号，

所述信号处理单元用于对所述闪络电流信号进行分析、处理，

其中，所述信号采集单元为带磁芯的罗氏线圈，所述罗氏线圈的一次绕组与二次绕组的匝数比≥1.5×10⁶∶1，所述磁芯为电气化铁路的电线；

所述电气化铁路闪络故障定位器通过所述通信接口将经过分析、处理的闪络电流信号发送给所述中继器，所述中继器再进一步通过通信线路将所述经过分析、处理的闪络电流信号发送给所述服务器，通过所述终端设备，能够查看上传至所述服务器上的经过分析、处理的闪络电流信号。

作为优选，所述电气化铁路闪络故障定位器还包括供电机构、电路板，所述供电机构包括蓄电池和/或太阳能电池板，

信号处理单元集成在所述电路板上，

所述供电机构用于为所述电路板供电。

作为优选，所述供电机构包括蓄电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板产生的电能能够存储于所述蓄电池。

作为优选，所述电气化铁路闪络故障定位器还包括自动感应式太阳能充电电路，所述自动感应式太阳能充电电路包括控制芯片、充电电缆，

所述控制芯片上包括数据采集引脚、数据反馈引脚、充电引脚、判断单元；所述蓄电池上设有第一引脚、第二引脚；所述数据采集引脚、数据反馈引脚、第一引脚、第二引脚之间构成回路，通过所述回路，所述控制芯片能够获取所述蓄电池的当前电压值，

所述充电引脚通过所述充电电缆连接于所述太阳能电池板，

当所述判断单元判断所述蓄电池的当前电压值≤充电阈值时，通过所述充电引脚将所述充电电缆拉到低电平，所述太阳能电池板、充电电缆、控制芯片、蓄电池导通，所述太阳能电池板向所述蓄电池充电；

当所述判断单元判断所述蓄电池的当前电压值≥饱和阈值时，通过所述充电引脚将所述充电电缆拉到高电平，所述太阳能电池板停止向所述蓄电池充电；

其中，所述控制芯片和充电电缆集成于所述电路板上。

作为优选，所述通信接口为一天线。

作为优选，所述罗氏线圈、信号处理单元、通信接口、蓄电池、太阳能电池板、电路板、天线集成在一起，

所述电气化铁路闪络故障定位器还包括第一壳体、第二壳体、天线架；

所述第一壳体呈一圆筒形结构，所述天线架可拆卸地连接于所述第一壳体的一端，所述天线固定连接于所述天线架上；

所述第一壳体上设有一缺口，所述太阳能电池板固定于所述缺口处；

所述蓄电池设置于所述第一壳体内；

所述第二壳体包括底座和上盖，所述底座固定连接于所述第一壳体的另一端，所述上盖和所述底座之间活动连接，所述底座和所述上盖之间设有压线孔，电气化铁路的电线穿过所述压线孔，使得所述电线还沿轴向穿过所述罗氏线圈的中心。

作为优选，所述电气化铁路闪络故障定位器还包括铰接件和可拆卸锁紧件，

所述底座和所述上盖的一端通过所述铰接件铰接在一起；

所述可拆卸锁紧件能够在所述底座和所述上盖的另一端将所述底座和所述上盖可拆卸地连接在一起。

作为优选，所述铰接件包括转轴和销钉，

所述底座的一端设有缺口，所述上盖的一端设置有凸起，所述缺口与所述凸起能够相互嵌合在一起，在所述底座和所述上盖的嵌合处设有连通的通孔，所述转轴的一端设有止挡片，所述止挡片的直径大于所述通孔的直径，所述转轴同时穿过所述底座和所述上盖，使得所述上盖能够以所述转轴为中心旋转；所述转轴的另一端沿径向设有销孔，所述销钉穿设于所述销孔中；

所述可拆卸锁紧件为锁紧螺栓。

作为优选，所述电气化铁路闪络故障定位器还包括第一压线垫片、第二压线垫片，

所述第一压线垫片设置于所述底座上，所述第二压线垫片设置于所述上盖上，于所述第一压线垫片和所述第二压线垫片之间预留有所述压线孔。

作为优选，所述第一压线垫片和第二压线垫片由阻尼材质制成。

本实用新型提供的电气化铁路闪络电流数据采集系统包括电气化铁路闪络故障定位器、中继器、服务器、终端设备，多个电气化铁路闪络故障定位器包括信号采集单元、信号处理单元、通信接口、终端设备，电气化铁路闪络故障定位器通过通信接口将经过分析、处理的闪络电流信号发送给中继器，中继器再进一步通过通信线路将经过分析、处理的闪络电流信号发送给服务器，通过终端设备，能够查看上传至服务器上的经过分析、处理的闪络电流信号。其应用电气化铁路闪络电流数据传感器，能够实现远程采集电气化铁路闪络电流数据，从而节省人力资源。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的电气化铁路闪络电流数据采集系统的拓扑图；

图2为本发明实施例提供的电气化铁路闪络故障定位器的第一个典型方向的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电气化铁路闪络故障定位器中应用的上盖的一个典型方向的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电气化铁路闪络故障定位器的第二个典型方向的结构示意图；

图5为将图3拆下上盖后的示意图；

图6为将图4拆下电气化铁路的电线、第一压线垫片、第二压线垫片后的示意图；

图7为将图5拆下底座后的示意图；

图8为将图6拆下第一壳体之后的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的电气化铁路闪络故障定位器中应用的罗氏线圈的示意图；

图10为本发明实施例提供的电气化铁路闪络故障定位器中应用的自动感应式太阳能充电电路的示意图。

具体实施方式

本实用新型为解决现有技术存在的问题，一种电气化铁路闪络电流数据采集系统，其应用电气化铁路闪络电流数据传感器，能够实现远程采集电气化铁路闪络电流数据，从而更加适于实用。

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的电气化铁路闪络数据电流数据采集系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

参见附图1～9，本发明提供的电气化铁路闪络电流数据采集系统包括电气化铁路闪络故障定位器、中继器、服务器、终端设备，电气化铁路闪络故障定 位器包括信号采集单元、信号处理单元、通信接口、终端设备，信号采集单元用于采集电气化铁路沿线的闪络电流信号，信号处理单元用于对闪络电流信号进行分析、处理，其中，信号采集单元为带磁芯的罗氏线圈，罗氏线圈的一次绕组与二次绕组的匝数比≥1.5×10⁶∶1，磁芯为电气化铁路的电线；电气化铁路闪络故障定位器通过通信接口将经过分析、处理的闪络电流信号发送给中继器，中继器再进一步通过通信线路将经过分析、处理的闪络电流信号发送给服务器，通过终端设备，能够查看上传至服务器上的经过分析、处理的闪络电流信号。

本发明实施例提供的电气化铁路闪络故障定位器包括信号采集单元、信号处理单元、通信接口、终端设备，信号采集单元用于采集电气化铁路沿线的闪络电流信号，信号处理单元用于对闪络电流信号进行分析、处理，通过通信接口，闪络电流信号的分析、处理结果能够发送给终端设备；其中，信号采集单元为带磁芯的罗氏线圈，罗氏线圈的一次绕组与二次绕组的匝数比≥1.5×10⁶∶1，磁芯为电气化铁路的电线。当塔杆绝缘子发生沿面闪络时，工频闪络电流i(t)沿绝缘子表面的电弧通道到达塔杆上的接地线，然后沿接地线流入大地。该电流在接地线周围产生交变的磁场，磁力线以接地线为圆心显现同心圆。交变的磁场被罗氏线圈感应到，经过信号处理电路转换成电压信号U_out输出。在这种情况下，只需要对本发明提供的电气化铁铁路闪络故障定位器的安装位置加以定位，即可对闪络故障进行定位。

电气化铁路工频闪络电流传感器的最核心探测部件就是基于罗氏线圈的闪络电流探测模块。它是由两块U型铁组成闭合的铁心和绕组组成。在实际使用中通过物理的方法使其组成一个闭合的回路。它的一次绕组匝数与二次匝数的匝数比为1500000∶1，就是说当闭合回路工作时，输入电流为1500A时，输出电 流为1mA。这种大的输入输出比在电气化铁路环境的应用中非常关键。因为在电气化铁路中，电压都在千伏以上，闪络电流都在1000A级别以上。

本实施例中，电气化铁路闪络故障定位器51a、51b、51c共同对应一个中继器51，电气化铁路闪络故障定位器52a、52b、52c共同对应一个中继器52，电气化铁路闪络故障定位器53a、53b、53c共同对应一个中继器53，中继器51、52、53共同对应一个服务器54，终端设备55a、55b、55c共同对应一个服务器54。其中，终端设备可以是PC或者手持终端。

其中，电气化铁路闪络故障定位器还包括供电机构、电路板，供电机构包括蓄电池和/或太阳能电池板。信号处理单元集成在电路板上，供电机构用于为电路板供电。

其中，供电机构包括蓄电池和太阳能电池板，太阳能电池板产生的电能能够存储于蓄电池。

参见附图10，电气化铁路闪络故障定位器还包括自动感应式太阳能充电电路，自动感应式太阳能充电电路包括控制芯片41、充电电缆44。控制芯片41上包括数据采集引脚、数据反馈引脚、充电引脚、判断单元；蓄电池42上设有第一引脚、第二引脚；数据采集引脚、数据反馈引脚、第一引脚、第二引脚之间构成回路，通过回路，控制芯片41能够获取蓄电池42的当前电压值。充电引脚通过充电电缆44连接于太阳能电池板43。当判断单元判断蓄电池42的当前电压值≤充电阈值时，通过充电引脚将充电电缆拉到低电平，太阳能电池板43、充电电缆44、控制芯片41、蓄电池42导通，太阳能电池板43向蓄电池42充电。当判断单元判断蓄电池42的当前电压值≥饱和阈值时，通过充电引脚将充电电缆44拉到高电平，太阳能电池板43停止向蓄电池42充电；其中，控制芯片41和充电电缆44集成于电路板上。本实施例中，控制芯片41上还包括充 电饱和指示引脚和充电饱和报警机构，充电饱和指示引脚能够触发充电饱和报警机构。报警机构选自指示灯、蜂鸣器、qq消息、短信、微信消息、语音消息中的一种或者几种。自动感应式太阳能充电电路还包括放电引脚，放电引脚外接一≥10kΩ的电阻后接地。从而，当无需对目标蓄电池42进行充电时，能够将太阳能电池板43产生的电能通过线路45和该电阻释放。控制芯片41的型号为CN3063。蓄电池42为锂电池。控制芯片41还用于对充电模式进行控制，充电模式包括涓流充电模式、恒流充电模式、恒压充电模式、恒温充电模式、睡眠模式。自动感应式太阳能充电电路还包括充电状态指示机构，充电状态指示机构用于指示太阳能电池板正在向目标蓄电池充电的状态。自动感应式太阳能充电电路还包括温度传感器，温度传感器用于监测目标蓄电池的当前温度数据，并将当前温度数据反馈至控制芯片，控制芯片根据当前温度数据调整充电模式。充电阈值为2.4V，饱和阈值为4.2V。

其中，通信接口为一天线16。

其中，罗氏线圈23、天线16、蓄电池35、太阳能电池板3、电路板32集成在一起。电气化铁路闪络故障定位器还包括第一壳体1、第二壳体、天线架15。第一壳体1呈一圆筒形结构，天线架15可拆卸地连接于第一壳体1的一端，天线16通过固定孔27固定连接于天线架15上。第一壳体1上设有一缺口，太阳能电池板3固定于缺口处。蓄电池35设置于第一壳体1内。第二壳体包括底座4和上盖5，底座4固定连接于第一壳体1的另一端，上盖5和底座4之间活动连接，底座4和上盖5之间设有压线孔，电气化铁路的电线12穿过压线孔，使得电线12还沿轴向穿过罗氏线圈23的中心。

本实施例中，输出端通过线圈27通过第一接线端子28和第二接线端子29引出。

其中，电气化铁路闪络故障定位器还包括铰接件和可拆卸锁紧件。底座4和上盖5的一端通过铰接件铰接在一起。可拆卸锁紧件能够在底座4和上盖5的另一端将底座4和上盖5可拆卸地连接在一起。安装时，打开该可拆卸锁紧件，使得上盖5以铰接件为旋转中心相对于底座4旋转后，能够将本发明实施例提供的电气化铁路闪络故障定位器装设在电气化铁路的电线12上。然后再使得上盖5以铰接件为旋转中心相对于底座4旋转后，通过该可拆卸锁紧件即可将本发明实施例提供的电气化铁路故障定位器固定在电气化铁路的电线12上。

其中，铰接件包括转轴13和销钉14。底座4的一端设有缺口(两底座凸起19之间)，上盖5的一端设置有凸起18，缺口(两底座凸起19之间)与凸起18能够相互嵌合在一起，在底座4和上盖5的嵌合处设有连通的通孔20-24，转轴13的一端设有止挡片，止挡片的直径大于通孔20-24的直径，转轴13同时穿过底座4和上盖5，使得上盖5能够以转轴13为中心旋转；转轴13的另一端沿径向设有销孔，销钉14穿设于销孔中。可拆卸所进件为锁紧螺栓21。

其中，电气化铁路闪络故障定位器还包括第一压线垫片9、第二压线垫片6。第一压线垫片9设置于底座4上，第二压线垫片6设置于上盖5上，于第一压线垫片9和第二压线垫片6之间预留有压线孔。其中，第一压线垫片9包括第一侧翼10、第一适配半孔11，第一压线垫片9通过第一侧翼固定在底座4上；第二压线垫片6包括第二侧翼7和第二适配半孔8，第二压线垫片6通过第二侧翼7固定在上盖5上；第一适配半孔11和第二适配半孔8对合后形成压线孔，供电气化铁路的电线穿过。

其中，第一压线垫片9和第二压线垫片6由阻尼材质制成。从而避免本发明提供的电气化铁路闪络故障定位器相对于电气化铁路的电线12发生转动或者滑动。

此外，本发明实施例提供的电气化铁路闪络固粘固定位器还包括电池仓33，电池仓33包括上挡板31、下挡板34以及设置在上挡板31和下挡板34之间的侧壁，在上挡板31、侧壁和下挡板34之间形成容置空间，续电器35容置在该容置空间内。

天线架16通过侧孔37与第一壳体可拆卸地连接在一起，以便通过拆卸该天线架15取出电池仓33。

天线架15与电池仓33的下挡板34之间设有第一支柱36，电路板32与电池仓33的上挡板31之间设有第二支柱30，使得电路板32、电池仓33、天线架15相对独立地设置。

此外，第一壳体1还可以为分体式，包括第一部分1和第二部分2，以便通过分离第一部分1和第二部分2将本发明实施例提供的电气化铁路闪络故障定位器拆开。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。