专利名称：电气化铁路接触网运行状态在线监测系统的制作方法
技术领域：
电气化铁路接触网运行状态在线监测系统技术领域[0001 ] 本实用新型涉及电气化铁路接触网，尤其是涉及电气化铁路接触网运行状态在线监测系统。
背景技术：
[0002]在电气化铁路区段，当接触网发生断线故障时，若断点处接触线或承力索没有接地，变电所不会发生跳闸现象，这将导致故障无法及时发现，若有列车经过断线处所，断线缠绕列车设备，轻则造成故障范围扩大，重则导致接触网支柱折断，甚至列车脱线。[0003]目前电气化铁路普遍采用的接触网悬挂方式是全补偿链悬挂，当环境温度发生变化时，通过补偿滑轮和坠砣的运动来保证接触线及承力索张力的恒定。当补偿滑轮发生卡滞，或坠砣被盗或数量不正确时，将造成线索张力过大或过小。过大容易发生断线事故，过小则造成接触线驰度变大，列车取流不均，甚至发生弓网故障。在接触网锚段关节处，电连接线夹是连通不同区段接触网的电流通道，当电连接线夹因压力过小或锈蚀而导电不良时，将因大电流的通过而发生电气烧伤，从而引发接触网停电，甚至是断线事故。接触网隔离开关是电气化铁道牵引供电系统的重要设备之一，主要用于接触网的分段停电检修、分段停电作业及改变供电运行方式等，为切实掌握接触网隔离开关的分合状态，确保所有隔离开关运行状态处于有序可控，避免发生接触网故障的发生，很有必要对接触网隔离开关进行监视，传统的监视办法是使用远动系统，但由于开关数量较多，部分处所不具备通信通道、电源等远动设备安装条件，并且使用远动系统的投资较大，维护工作量大。在电气化铁路接触网电分相处，为配合电力机车通过电分相时自动断电与送电，在接触网电分相两侧的钢轨枕木上设有4处永久磁铁，以便电力机车接收到磁场信号后进行断路器的分合操作；为保证电力机车可靠的断电与送电，永久磁铁的磁性必须达到规定的强度，一旦强度降低，则有可能造成机车闯分相事故，因此需要经常对其磁场强度进行测量，工作量很大。发明内容[0004]本实用新型目的在于提供一种电气化铁路接触网运行状态在线监测系统，对接触网的关键技术参数进行实时在线监测，最大限度地避免接触网断线事故的发生或降低其危害程度，并降低接触网运行维护工作量。[0005]为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案:[0006]本实用新型所述的电气化铁路接触网运行状态在线监测系统，包括温度采样单元、张力及加速度采样单元、开关分合闸位置采样单元、磁场强度采样单元；所述温度采样单元、张力及加速度采样单元、开关分合闸位置采样单元、磁场强度采样单元分别通过无线方式与无线转发模块通信连接；所述无线转发模块通过无线方式与无线通信模块通信连接；所述无线通信模块通信接口与后台处理计算机通信连接。[0007]所述温度采样单元由温度传感器、连接于所述温度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；所述张力及加速度采样单元由张力传感器与加速度传感器、连接于所述张力与加速度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；所述开关分合闸位置采样单元由开关量采集模块或地磁传感器、连接于所述开关量采集模块或地磁传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；所述磁场强度采样单元由磁场强度传感器、连接于所述磁场强度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成。[0008]所述温度采样单元、张力及加速度采样单元、开关分合闸位置采样单元、磁场强度采样单元分别为集成的一体结构。[0009]本实用新型优点在于将所述一体结构的温度采样单元、张力及加速度采样单元、开关分合闸位置采样单元安装在与接触网承力索等电位的高压设备上，因此无需绝缘处理。通过温度采样单元、张力及加速度采样单元、开关分合闸位置采样单元、磁场强度采样单元将实时采集到的接触网线索张力、运动模式、线夹温度、开关位置、磁性枕木磁场强度等信息通过无线通信方式发送给后台处理计算机进行分析处理和故障判别，大大提高了工作效率和监测精度，降低了工作人员劳动强度。
[0010]图1是本实用新型所述系统的电路原理框图。[0011]图2是本实用新型所述温度采样单元、张力及加速度采样单元布置在接触网上的安装位置示意图。
具体实施方式
[0012]如图1、2所示，本实用新型所述的电气化铁路接触网运行状态在线监测系统，包括遗体结构的温度采样单元1、张力及加速度采样单元2、开关分合闸位置采样单元3、磁场强度采样单元4 ;所述温度采样单元1、张力及加速度采样单元2、开关分合闸位置采样单元3、磁场强度采样单元4分别通过无线方式与无线转发模块通信连接；所述无线转发模块通过无线方式与无线通信模块通信连接；所述无线通信模块通信接口与后台处理计算机通信连接。温度采样单元I由温度传感器、连接于所述温度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；张力及加速度采样单元2由张力传感器与加速度传感器、连接于所述张力与加速度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；开关分合闸位置采样单元3由开关量采集模块或地磁传感器、连接于所述开关量采集模块或地磁传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；磁场强度采样单元4由磁场强度传感器、连接于所述磁场强度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成。[0013]本实用新型工作原理简述如下:[0014]首先将张力及加速度采样单元安装于接触网的接触线及承力索上，或安装于接触线及承力索下锚处补偿绳上等受力与接触线及承力索张力成比例关系的相关线索或部件上；将开关分合闸位置采样单元安装于手动隔离开关操作机构及其传动部分上；将温度采样单元安装于电连接线的线夹上；将场强度采样单元安装在铁路接触网电分相处磁性枕木的磁铁附近。[0015]当接触网发生断线故障时，发生断线的接触线或承力索在补偿坠砣的牵引下顺线路方向快速向坠砣安装处偏移，通过张力及加速度采样单元检查线索偏移时的加速度值，判断是发生了断线故障还是由于温度变化而产生的正常缓慢偏移。检测到发生快速移动后，立即启动张力测量程序，通过张力大小，判断是否发生断线，并通过无线通信方式发出报警信息。[0016]当补偿滑轮发生卡滞，或坠砣被盗或数量不正确时，将造成线索张力过大或过小时，通过张力传感器测量线索张力，并于额定张力比较，判断张力异常后，通过无线通信发出报警信息。[0017]当电连接线夹因压力过小或锈蚀而导电不良时，线夹温度升高，温度采样单元测量发现温度超过正常值时，通过无线通信方式发出报警信息。[0018]当接触网开关分合位置发生变化后，连接于开关操作机构的开关量采集模块或地磁传感器即测量到开关分合位置或地球磁场方向发生变化值，并通过无线通信方式发出位置变化信息，由后台处理计算机记录隔离开关的状态和持续时间，根据设置的报警整定值判断是否需要发出报警。[0019]通过磁场强度传感器定时测量接触网电分相两侧的磁性枕木的磁场强度，当其强度低于规定数值时，通过无线通信方式发出报警信息。[0020]上述各传感器，在没有所监测故障发生时，定时启动进行测量，并通过无线通信方式将测量结果发送到后台处理计算机，由后台处理计算机对测量结果进行处理记录后以图形方式展现出来，实现接触网运行状态的实时在线监测。
权利要求1.一种电气化铁路接触网运行状态在线监测系统，其特征在于:包括温度采样单元(O、张力及加速度采样单元(2)、开关分合闸位置采样单元(3)、磁场强度采样单元(4)；所述温度采样单元(I)、张力及加速度采样单元(2)、开关分合闸位置采样单元(3)、磁场强度采样单元(4)分别通过无线方式与无线转发模块通信连接；所述无线转发模块通过无线方式与无线通信模块通信连接；所述无线通信模块通信接口与后台处理计算机通信连接。
2.根据权利要求1所述的电气化铁路接触网运行状态在线监测系统，其特征在于:所述温度采样单元(I)由温度传感器、连接于所述温度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；所述张力及加速度采样单元(2)由张力传感器与加速度传感器、连接于所述张力与加速度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；所述开关分合闸位置采样单元(3)由开关量采集模块或地磁传感器、连接于所述开关量采集模块或地磁传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成；所述磁场强度采样单元(4)由磁场强度传感器、连接于所述磁场强度传感器信号输出端的单片机、和与所述单片机通信连接的无线传输模块组成。
3.根据权利要求2所述的电气化铁路接触网运行状态在线监测系统，其特征在于:所述温度采样单元(I)、张力及加速度采样单元(2)、开关分合闸位置采样单元(3)、磁场强度采样单元(4)分别为集成的一体结构。
专利摘要本实用新型公开了一种电气化铁路接触网运行状态在线监测系统，包括温度采样单元、张力及加速度采样单元、开关分合闸位置采样单元、磁场强度采样单元；所述温度采样单元、张力及加速度采样单元、开关分合闸位置采样单元、磁场强度采样单元分别通过无线方式与无线转发模块通信连接；所述无线转发模块通过无线方式与无线通信模块通信连接；所述无线通信模块通信接口与后台处理计算机通信连接。本实用新型优点在于大大提高了工作效率和监测精度，降低了工作人员劳动强度。
文档编号G01R31/02GK203054148SQ20122073157
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者靳来生, 吴晓谦, 张宝奇, 李建民, 邓建峰, 夏小舫, 蔡艳莉 申请人:靳来生, 吴晓谦, 张宝奇