弓网电弧在线监测及放电位置定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电气化铁路安全领域，更具体涉及到弓网电弧监测。
技术背景
[0002]接触网是电气化铁路的重要组成部分，而受电弓是通过接触网获取电力机车牵引电流的关键组件，因此接触网与受电弓的良好动态接触是电力机车稳定运行的前提保障。然而受电弓在大电流环境下被氧化是不可避免的，接触网悬挂、受电弓滑板缺陷等因素均有可能造成弓网接触不良。接触网与受电弓稍有不良接触，弓网之间就有可能产生电弧。该放电现象不仅严重恶化了弓网之间的受流质量，对电力机车的稳定运行产生影响，而且还会使接触网与受电弓加速损坏，极大地减少其使用寿命。因此对弓网电弧进行在线监测与定位就显得非常重要。
[0003]调研国内其他技术发现，弓网动态监测大多采用在受电弓滑板上安装压力传感器的方法。在受电弓滑板上安装压力传感器，通过压力参数监测弓网电弧，但该方法改变了受电弓原有的结构，弓网接触力不能准确真实的反映弓网接触关系。且压力传感器接触受电弓高压部分，存在一定的安全隐患。
[0004]另一种常用方法是在电力机车车顶安装光传感器，接收弓网电弧发出的紫外光，通过紫外光强弱判断是否发生弓网离线。但该方法受外界环境影响较大。在每天的不同时段或电力机车行驶至不同地域时，外界紫外光强度会发生改变，例如当光传感器正对太阳时，而弓网电弧放电又极小，则光传感器可能接收不到电弧发出的紫外光。如果当太阳黑子活动时，会伴随着强烈的紫外光发出，这会对系统的判断造成很大的误差。此外，光传感器虽然可以接收到弓网电弧所发出的紫外光，但无法对其放电频次进行确定。
[0005]然而弓网电弧发生会伴随着强烈的电磁信号产生，该电磁信号的波长区间非常大，如果能接收特定波长区间的电磁信号，便可以准确监测弓网电弧的发生以及大小。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型目的在于提供一个能够及时、准确地监测到弓网离线产生电弧，以及电弧发生位置的系统。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0007]一种弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，
[0008]至少包含一个车载弓网电弧监测装置，所述车载弓网电弧监测装置通过服务器连接于控制中心大屏幕以及数个客户端IE浏览器；
[0009]所述车载弓网电弧监测装置由超高频局部放电传感器、ARM处理器、存储器、GPS定位模块和3G无线数据传输模块组成，所述ARM处理器分别与超高频局部放电传感器、存储器、GPS定位模块和3G无线数据传输模块连接，其中，所述3G无线数据传输模块为车载弓网电弧监测装置与服务器的连接介质；
[0010]进一步地，所述的超高频局部放电传感器接收电磁信号频率范围是200M—700MHz ο
[0011]进一步地，所述的存储器为FLASH存储器。
[0012]进一步地，所述的超高频局部放电传感器接收弓网电弧发出的电磁信号同时，通过GPS定位模块将当前的GPS时间与弓网电弧经玮位置传送至ARM处理器，超高频局部放电传感器与GPS定位模块使用同一 GPS时间。
[0013]进一步地，所述ARM处理器将所接收的电磁信号、GPS时间与弓网电弧经玮位置信息进行匹配，计算出弓网电弧放电量与放电频次，再通过3G无线数据传输模块将数据传至服务器。
[0014]进一步地，所述服务器可连接多个客户端IE浏览器和一个控制中心大屏幕。
[0015]进一步地，所述的3G无线数据传输模块在电力机车运行期间，每隔10秒钟，将经过ARM处理器的数据发送到服务器。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0017]在本实用新型系统中，车载弓网电弧监测装置可安装在受电弓下方，不接触受电弓的高压部分，因此安全系数较高，并且不会影响电力机车的正常运行。装置内的ARM处理器可以根据接收到的电磁信号，计算出弓网电弧的放电量与放电频次。本系统通过GPS定位模块与全国电子地图和铁路网经玮度位置信息结合，可以监测到弓网电弧放电的具体位置。服务器将所有数据结合，通过软件在客户端IE浏览器和控制中心大屏幕上显示出来。技术人员根据软件所示，可以单独监测某趟电力机车运行过程中弓网电弧放电情况，也可以监测同一段线路上，不同电力机车运行过后，弓网电弧放电情况，并依此可以判断出是受电弓还是接触网受损。例如，若某趟列车运行过程中，有多处发现弓网电弧，而该线路上其他列车并无此状况，则说明该列车受电弓受损，则需要列车所属铁路分局对该列车受电弓进行检查维修；若多趟列车经过同一点时，均出现弓网电弧，而这些列车运行路线上其他位置几乎没有异常情况，则说明该点接触网受损，则需要管辖该段接触网的铁路分局对其进行检查维修。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型结构示意图
[0019]其中:l_n、第η个车载弓网电弧监测装置；2、手机基站无线信号；3、服务器；4_η、第η个客户端IE浏览器；5、控制中心大屏幕。
[0020]图2是车载弓网电弧监测装置结构示意图。
[0021]图3是系统监测某趟列车运行线路的软件界面示意图。
[0022]图4是系统监测某段线路的软件界面示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的描述。
[0024]至少包含一个车载弓网电弧监测装置I，所述车载弓网电弧监测装置I通过服务器3连接于控制中心大屏幕5以及数个客户端IE浏览器4 ;
[0025]所述车载弓网电弧监测装置I由超高频局部放电传感器6、ARM处理器7、存储器8,GPS定位模块9和3G无线数据传输模块2组成，所述ARM处理器7分别与超高频局部放电传感器6、存储器8、GPS定位模块9和3G无线数据传输模块2连接，其中，所述3G无线数据传输模块2为车载弓网电弧监测装置I与服务器3的连接介质；
[0026]所述车载弓网电弧监测装I置通过超高频局部放电传感器6接收弓网电弧所发出的电磁信号，并将此电磁信号通过ARM处理器7进行处理，同时使用GPS定位模块9记录GPS时间与弓网电弧经玮位置，将所有信息经ARM处理器7进行数据处理，再通过3G无线数据传输模块2将数据传至服务器3，服务器3将接受的数据与铁路网经玮度信息相匹配，并在电子地图上标记出来，服务器将实时统计结果储存在数据库，并通过IE浏览器4和控制中心大屏幕进行监测5。
[0027]其中3G无线数据传输模块2每隔10秒钟发送一次由ARM处理器7传送过来的信息，服务器3将在这10秒内受电弓经过的路程记为一点，如果系统监测到弓网电弧发出的电磁信号，服务器3便将该点在电子地图上相应位置用其他颜色标记出来。根据放电量与放电频次不同，可用不同颜色来表示。之后服务器将所有数据写入数据库。
[0028]通过客户端IE浏览器4和控制中心大屏幕5在线监测弓网电弧放电。可以通过服务器3单独监测某趟电力机车运行过程中弓网电弧放电情况，如图3所示；图3中柱状图横坐标表示车载监测装置所记录的记录点；纵坐标表示列车行驶至该段位置时，弓网电弧的放电量与放电频次。也可以监测同一段线路上，不同电力机车运行过后，弓网电弧放电情况，如图4所示，图4柱状图横坐标表示经过监测点的列车车次，纵坐标表示每趟列车行驶至该段位置时，弓网电弧的放电量与放电频次。
[0029]若出现GPS定位模块9、3G无线数据传输模块2无法正常工作的情况，如电力机车在隧道中行驶等，可通过ARM处理器7将处理后数据临时存入存储器8，待正常工作后，再将数据发送至服务器3。
[0030]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特点、本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
【主权项】
1.一种弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，其特征在于: 至少包含一个车载弓网电弧监测装置，所述车载弓网电弧监测装置通过服务器连接于控制中心大屏幕以及数个客户端IE浏览器； 所述车载弓网电弧监测装置由超高频局部放电传感器、ARM处理器、存储器、GPS定位模块和3G无线数据传输模块组成，所述ARM处理器分别与超高频局部放电传感器、存储器、GPS定位模块和3G无线数据传输模块连接，其中，所述3G无线数据传输模块为车载弓网电弧监测装置与服务器的连接介质。
2.根据权利要求1所述的一种弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，其特征在于:所述的超高频局部放电传感器接收电磁信号频率范围是200M — 700MHz。
3.根据权利要求1所述的一种弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，其特征在于:所述的存储器为FLASH存储器。
4.根据权利要求1所述的一种弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，其特征在于:所述的超高频局部放电传感器接收弓网电弧发出的电磁信号同时，通过GPS定位模块将当前的GPS时间与弓网电弧经玮位置传送至ARM处理器，超高频局部放电传感器与GPS定位模块使用同一 GPS时间。
5.根据权利要求1所述的一种弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，其特征在于:所述ARM处理器将所接收的电磁信号、GPS时间与弓网电弧经玮位置信息进行匹配，计算出弓网电弧放电量与放电频次，再通过3G无线数据传输模块将数据传至服务器。
6.根据权利要求1或5所述的一种弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，其特征在于:所述服务器可连接多个客户端IE浏览器和一个控制中心大屏幕。
7.根据权利要求1或5所述的弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，其特征在于:所述的3G无线数据传输模块在电力机车运行期间，每隔10秒钟，将经过ARM处理器的数据发送到服务器。
【专利摘要】本实用新型公开了弓网电弧在线监测及放电位置定位系统，至少包含一个车载弓网电弧监测装置，所述车载弓网电弧监测装置通过服务器连接于控制中心大屏幕以及数个客户端IE浏览器；所述车载弓网电弧监测装置由超高频局部放电传感器、ARM处理器、存储器、GPS定位模块和3G无线数据传输模块组成，所述ARM处理器分别与超高频局部放电传感器、存储器、GPS定位模块和3G无线数据传输模块连接，其中，所述3G无线数据传输模块为车载弓网电弧监测装置与服务器的连接介质。
【IPC分类】G01R31-12
【公开号】CN204536481
【申请号】CN201520248485
【发明人】唐柯, 马德明, 李畅婧, 梁红军, 郑志刚, 刘波, 张文浪, 赵子龙, 越岗, 田锋雪, 杜健锋, 赵丹, 杨江维
【申请人】长安大学, 陕西公众智能科技有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月22日