针对行车集电器滑块的脱落报警系统、判断方法及应用与流程

本发明涉及行车安全监控领域，特别是一种针对行车集电器滑块的脱落报警系统、判断方法及应用。

背景技术：

目前在单极滑触线供电的行车中，普遍采用的是双集电器供电。所以，在运行过程中当其中一组的集电器滑块脱落时，行车电源不会中断。因驾驶室内视线等原因，一般情况下操作人员不能及时发现集电器滑块脱出滑触线。在此情况下，如果行车继续运行可能会出现着火或者滑触线短路，引起上游断路器跳闸，行车停运影响生产，更严重的影响整个车间的供电稳定性，造成更深层面的安全生产事故。

一种能够监测集电器滑块脱落的检测系统亟待研发。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种针对行车集电器滑块的脱落报警系统、判断方法及应用，用于解决前述技术问题中的至少一个。

具体地，其技术方案如下：

一种针对行车集电器滑块脱落的报警系统，包括：

两个电流采集模块，分别设置在所述行车的两个集电器上，用于采集每个所述集电器的三相电流；

控制模块，与所述电流采集模块电性连接，用于根据两个所述电流采集模块同相间的电流比较值判断滑块脱落的位置；

报警模块，与所述控制模块电性连接，用于根据所述滑块脱落位置进行报警。

所述电流采集模块，包括：

多个电流互感器，分别设置在所述集电器上，用于分别采集所述集电器的三相电流；

保险，设置在两个所述集电器的输出端，使两个所述集电器的输出端并联后输出；

电流变送器，与所述电流互感器分别电性连接，用于将所述电流互感器采集的电流转换为标准模拟信号；

所述电流变送器的输出端与所述控制模块连接，用于将所述标准模拟信号发送至所述控制模块内。

所述控制模块，包括：

cpu模块，与所述电流采集模块连接，用于根据两个所述电流采集模块同相间的电流比较值判断滑块脱落的位置；

供电电路，与两个所述集电器的输出端同时连接，用于为所述cpu模块供电。

所述供电电路，包括：

隔离开关；

整流模块，设置在所述隔离开关与所述cpu模块之间。

所述报警模块，包括：

多个led，与所述控制模块电性连接，用于根据所述控制模块的指令工作；

或，多个蜂鸣器，与所述控制模块电性连接，用于根据所述控制模块的指令工作。

一种行车集电器滑块脱落的判断方法，包括：

设定滑块脱落时的电流阈值；

通过电流采集模块分别采集两个所述集电器的感应电流；

将同相间的电流转换为标准模拟信号后，在控制模块中对同相间的电流进行比较，得到比较值；

将所述比较值与所述电流阈值进行比较，判断滑块脱落的位置。

一种行车集电器滑块脱落的判断方法，包括：

所述电流采集模块分别输出a相感应电流ia1、b相感应电流ib1、c相感应电流ic1以及a’相感应电流ia2、b’相感应电流ib2、c’相感应电流ic2；

将上述的感应电流值分别经过电流变送器转换为标准模拟量信号；

通过控制模块采集所述标准模拟量信号，并将同相间的标准模拟量信号进行比较，分别为：δia1＝ia2-ia1，δib1＝ib2-ib1，δic1＝ic2-ic1，δia2＝ia1-ia2，δib2＝ib1-ib2，δic2＝ic1-ic2；

将δia1、δib1、δic1、δia2、δib2以及δic2分别与各自的阈值进行对比，判断是否对应的滑块脱落。

所述“将δia1、δib1、δic1、δia2、δib2以及δic2分别与各自的阈值进行对比，判断是否对应的滑块脱落”，包括：

若δia1≥报警阈值a，则输出1号集电器a相滑块脱落报警,所述控制模块发出停车报警信号；

若δib1≥报警阈值b，则输出1号集电器b相滑块脱落报警,所述控制模块发出停车报警信号；

若δic1≥报警阈值c，则输出1号集电器c相滑块脱落报警,所述控制模块发出停车报警信号；

若δia2≥报警阈值d，则输出2号集电器a相滑块脱落报警,所述控制模块发出停车报警信号；

若δib2≥报警阈值e，则输出2号集电器b相滑块脱落报警,所述控制模块发出停车报警信号；

若δic2≥报警阈值f，则输出2号集电器c相滑块脱落报警,所述控制模块发出停车报警信号。

一种如上述的行车集电器滑块脱落的判断方法在单极滑触线供电的桥式及门式行车上的应用。

本发明至少具有以下有益效果：

根据本发明提供的针对行车集电器滑块的脱落报警系统，通过两个电流采集模块，分别采集设置在所述行车的两个集电器的感应电流；并在控制模块内将采集到的感应电流进行同相比较，根据电流比较值判断滑块脱落的位置，最后通过报警模块提醒使用者。本发明所述的脱落报警系统根据同相间电流的比较值作为判断依据，判断滑块的脱落位置，具有结构简单，判断位置准确的优点。

进一步地，本发明所述的行车集电器滑块脱落的判断方法，通过电流采集模块分别采集两个所述集电器的感应电流；将同相间的电流转换为标准模拟信号后，在控制模块中对同相间的电流进行比较，得到比较值；将所述比较值与所述电流阈值进行比较，判断滑块脱落的位置。本发明所述的判断方法依据同相间电流的比较值与相应的阈值进行比较；在检测到滑块脱落的位置后，通过控制模块发送报警指令，提醒使用者。本发明所述的判断方法逻辑简单，处理速度快，能够实现自动检测、自动报警，保证生产，提升生产安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明所述系统的结构框图。

图2为电流采集模块电路原理图。

图3为控制模块的部分原理图。

图4为控制模块的另一部分原理图。

图5为报警模块原理图。

需要明确的是：图3与图4中的符号“a”，“b”所标注的导线为相互连接的导线。

具体实施方式

如图1，一种针对行车集电器滑块脱落的报警系统，包括：两个电流采集模块、智能模块以及报警模块；其中，两个电流采集模块分别设置在所述行车的两个集电器上，用于采集每个所述集电器的三相电流；智能模块与所述电流采集模块电性连接，用于根据两个所述电流采集模块同相间的电流比较值判断滑块脱落的位置；报警模块与所述智能模块电性连接，用于根据所述滑块脱落位置进行报警；优选的，在使用时，2个集电器都对应三相电的a，b,c三相电，共计六个检测支路。

如图2，所述电流采集模块，包括：3个电流互感器、保险以及电流变送器；其中，3个电流互感器分别设置在所述集电器上，用于分别采集所述集电器的三相电流；保险设置在两个所述集电器的输出端，使两个所述集电器的输出端并联后输出；电流变送器与所述电流互感器分别电性连接，用于将所述电流互感器采集的电流转换为标准模拟信号；所述电流变送器的输出端与所述智能模块连接，用于将所述标准模拟信号发送至所述智能模块内。

优选的，2个集电器对应的六个检测支路上分别设置电流互感器ta进行检测，图2中的ta1-ta6表示六个不同的电流互感器；电流互感器采集的小电流经过电流变送器xt进行变换，转换为4-20ma的标准模拟量信号。

图3～5，所述智能模块，包括：cpu模块、供电电路；其中，cpu模块与所述电流采集模块连接，用于根据两个所述电流采集模块同相间的电流比较值判断滑块脱落的位置；供电电路与两个所述集电器的输出端同时连接，用于为所述cpu模块供电；优选的，cpu模块可以是plc或单片机；供电电路提供plc或单片机工作所需电压；在工作时，cpu模块采集电流变送器输出的4-20ma的标准模拟量信号，并根据该标准模拟量信号进行比较计算，从而获得滑块脱落的位置。

优选的，所述供电电路，包括：隔离开关qf和整流模块ps1；整流模块ps1设置在所述隔离开关qf与所述cpu模块之间。

本文所述的报警模块可以是光报警模块，包括：6个led或6个蜂鸣器；这些led或蜂鸣器均与所述智能模块电性连接，用于根据所述智能模块的指令工作；工作时，cpu模块判定哪一路的滑块脱落，则发出信号控制对应该路的led或蜂鸣器工作，从而起到报警的作用。

一种行车集电器滑块脱落的判断方法，包括：设定滑块脱落时的电流阈值；通过电流采集模块分别采集两个所述集电器的感应电流；将同相间的电流转换为标准模拟信号后，在控制模块中对同相间的电流进行比较，得到比较值；将所述比较值与所述电流阈值进行比较，判断滑块脱落的位置。

具体的，假设2个集电器分别为1号集电器和2号集电器；报警时采用蜂鸣器报警；并且，安装时需要对行车原有的电源进线进行改造：从集电器过来的行车电源电缆穿过电流互感器进入到隔离开关，从隔离开关再进入行车总电源断路器；在驾驶室内安装一套plc(可编程序控制器)系统或单片机系统充当控制模块和一套报警装置，如上述的声光报警装置，充当报警模块。

所述电流采集模块分别输出a相感应电流ia1、b相感应电流ib1、c相感应电流ic1以及a’相感应电流ia2、b’相感应电流ib2、c’相感应电流ic2；将上述的感应电流值分别经过电流变送器转换为标准模拟量信号；通过智能模块采集所述标准模拟量信号，并将同相间的标准模拟量信号进行比较，分别为：δia1＝ia2-ia1，δib1＝ib2-ib1，δic1＝ic2-ic1，δia2＝ia1-ia2，δib2＝ib1-ib2，δic2＝ic1-ic2；将δia1、δib1、δic1、δia2、δib2以及δic2分别与各自的阈值进行对比，判断是否对应的滑块脱落；

若δia1≥报警阈值a，则输出1号集电器a相滑块脱落报警,所述智能模块发出停车报警信号，“1号集电器a相”蜂鸣器h2触发；；

若δib1≥报警阈值b，则输出1号集电器b相滑块脱落报警,所述智能模块发出停车报警信号，“1号集电器b相”蜂鸣器h3触发；；

若δic1≥报警阈值c，则输出1号集电器c相滑块脱落报警,所述智能模块发出停车报警信号，“1号集电器c相”蜂鸣器h4触发；

若δia2≥报警阈值d，则输出2号集电器a相滑块脱落报警,所述智能模块发出停车报警信号，“2号集电器a相”蜂鸣器h5触发；

若δib2≥报警阈值e，则输出2号集电器b相滑块脱落报警,所述智能模块发出停车报警信号，“2号集电器b相”蜂鸣器h6触发；

若δic2≥报警阈值f，则输出2号集电器c相滑块脱落报警,所述智能模块发出停车报警信号，“2号集电器c相”蜂鸣器h7触发。

一种如上述的行车集电器滑块脱落的判断方法在单极滑触线供电的桥式及门式行车上的应用。

本发明安装方便，所述的系统独立成套，行车原有控制系统保持不动，只对电源进线进行简单改造即可使用，成本低。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。