一种接触网腕臂工作状态在线监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种接触网腕臂工作状态在线监测装置，该装置通过引入信号发射器、信号接收器以及相应的数据处理单元，实现了对腕臂结构部件的精准定位，进而实现了对腕臂运行状态异常的实时监测。设备在腕臂绝缘子两端无电气连接，不影响腕臂系统绝缘要求；设备体积小，不对腕臂系统工作造成影响。此外，利用超声波信号的优选方案具有以下突出技术优势：超声波对色彩和光照度不敏感；对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强有毒等恶劣环境中；超声波传感器结构简单、体积小、费用低，信息处理简单可靠，易于小型化和集成化。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及高速铁路接触网【技术领域】，具体涉及一种接触网腕臂工作状态在 线监测装置。 一种接触网腕臂工作状态在线监测装置
【背景技术】
[0002] 随着高速铁路建设里程的不断增加，高速铁路运营维护的要求不断提高，同时难 度也不断增大。铁路电气化是中国铁路发展重要目标。电气化铁路工程又称为"四电工程"， 包括"接触网"、"变电"、"信号"、"通信"，其中以接触网作为铁路电气化工程的主构架。接触 网主要包含以下几项内容：
[0003] 支持装置。支持装置是接触网中支持接触悬挂，并将其机械负荷传给支柱固定的 部分。支持装置包括腕臂、平腕臂（或水平拉杆、悬式绝缘子串）、棒式绝缘子及接触悬挂的 悬吊零件。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物需要的不同，支持装置表现为不同的形 式。
[0004] 定位装置。定位装置包括定位管、定位器、定位线夹及其连接零件，其作用是固定 接触线的横向位置，使接触线水平定位在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电 弓不脱离，使受电弓磨耗均匀，同时将接触线的水平负荷传给支柱。
[0005] 支柱与基础。支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接 触悬挂固定在规定的位置和高度上。
[0006] 接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。 因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。由于接触网是露天设 置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的，因此其运 行状态可能发生异常，进而影响体系整体的运行。而作为接触网的重要组成部分一腕臂 结构运行状态是值得重点监测的对象之一，那么如何及时对接触网腕臂的运行状态实现精 准检测、及时发现其异常状态成为一项亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0007] 本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种能够实时监测运行状态的接触网 腕臂工作状态在线监测装置。
[0008] 为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
[0009] -种接触网腕臂工作状态在线监测装置，包括支柱、平腕臂、斜腕臂、定位管、提拉 绳、定位器，支柱、平腕臂、斜腕臂三者构成三角框结构，定位管一端与斜腕臂相连接，提拉 绳一端与平腕臂相连接另一端与定位管相连接，定位器一端连接在定位管上，其特征在于 还包括第一信号发射器、第二信号发射器、第一信号接受器、第二信号接收器、第三信号接 受器、定位信息处理单元，其中第一信号发射器位于平腕臂上，第二信号发射器位于定位管 上，第一信号接收器、第二信号接收器、第三信号接收器固定于支柱上，三者通过线路与定 位信息处理单元相连接。
[0010] 优选的，还包括开关拉线，所述开关拉线一端连接在第二信号发射器上、另一端连 接在定位器上。
[0011] 优选的，所述第一信号发射器、第二信号发射器为超声波发射器，同时第一信号接 受器、第二信号接收器、第三信号接受器为超声波接收器。
[0012] 优选的，所述第一信号发射器、第二信号发射器为电磁波发射器，同时第一信号接 受器、第二信号接收器、第三信号接受器为电磁波接收器。
[0013] 此外，上述技术方案中的接触网腕臂工作状态在线监测装置，其特征在于所述接 触网腕臂可以是正定位腕臂或反定位腕臂。
[0014] 以上技术方案的工作模式如下：信号发射器按一定时间间隔向信号接收器发射信 号，信号接受器接收到信号以后传输到定位信息处理单元，定位信息处理单元根据接收到 的位置数据计算出信号发射器的位置，进而确定平腕臂和定位管的位置信息。然后与存储 的正常情况下平腕臂和定位管的位置信息进行比对，如果出现较大偏差即判断腕臂工作状 态不正常。
[0015] 另外当定位器或者定位器线夹损坏时，固定在定位器或接触线上的开关拉线将被 拉动，使第二信号发射器的电源开关断开，停止发射信号。当信号接收器无法接受到第二信 号发射器的信号时，定位信息处理单元判定定位器出现故障。定位信息处理单元在检测到 平腕臂、定位管或者定位器出现故障后，将立即把故障位置、故障类型依次传送到锚段故障 信息处理模块、区间故障信息处理模块直至控制中心，以便尽快采取故障应对措施。监测腕 臂系统故障的类型通常包括：平腕臂挠度过大；由于腕臂底座销钉松脱、双耳套筒销钉松 脱等原因造成的平斜腕臂位置不正常；定位管支撑松脱、定位管与斜腕臂连接销钉松脱造 成的定位管位置不正常；定位器损坏、定位器线夹损坏等原因造成的定位器工作不正常。
[0016] 本实用新型的技术方案实现了对接触网腕臂运行状态的实时监测，引入信息处理 单元可以在当故障或状态异常发生时能够迅速做出反应；设备在腕臂绝缘子两端无电气连 接，不影响腕臂系统绝缘要求；设备体积小，不对腕臂系统工作造成影响。此外，利用超声波 信号的优选方案具有以下突出技术优势：超声波对色彩和光照度不敏感；对外界光线和电 磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强有毒等恶劣环境中；超声波传感器结 构简单、体积小、费用低，信息处理简单可靠，易于小型化和集成化。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明实施例1的结构示意图；
[0018] 图2是本发明实施例2的结构示意图；
[0019] 图3是本发明实施例2的故障信息统筹示意图；
[0020] 图4是本发明实施例3的结构示意图；
[0021] 图5是本发明实施例4的结构示意图；
[0022] 图中：
[0023] 1、支柱 2、平腕臂 3、斜腕臂
[0024] 4、定位管 5、提拉绳 6、定位器
[0025] 7、第一信号发生器8、第二信号发射器9、第一信号接收器
[0026] 10、第二信号接收器11、第三信号接收器12、定位信息处理单元
[0027] 13开关拉线
【具体实施方式】
[0028] 实施例1
[0029] -种接触网腕臂工作状态在线监测装置，具体是一种正定位腕臂，包括支柱1、平 腕臂2、斜腕臂3、定位管4、提拉绳5、定位器6,支柱1、平腕臂2、斜腕臂3三者构成三角框 结构，定位管4 一端与斜腕臂3相连接，提拉绳5 -端与平腕臂2相连接另一端与定位管4 相连接，定位器6 -端连接在定位管4上，其特征在于还包括第一信号发射器7、第二信号发 射器8、第一信号接受器9、第二信号接收器10、第三信号接受器11、定位信息处理单元12， 其中第一信号发射器7位于平腕臂2上，第二信号发射器位于定位管4上，第一信号接收器 9、第二信号接收器10、第三信号接收器11固定于支柱1上，三者通过线路与定位信息处理 单元12相连接。
[0030] 实施例2
[0031] -种接触网腕臂工作状态在线监测装置，具体是一种正定位腕臂，包括支柱1、平 腕臂2、斜腕臂3、定位管4、提拉绳5、定位器6,支柱1、平腕臂2、斜腕臂3三者构成三角框 结构，定位管4 一端与斜腕臂3相连接，提拉绳5 -端与平腕臂2相连接另一端与定位管4 相连接，定位器6 -端连接在定位管4上，其特征在于还包括第一信号发射器7、第二信号发 射器8、第一信号接受器9、第二信号接收器10、第三信号接受器11、定位信息处理单元12， 其中第一信号发射器7位于平腕臂2上，第二信号发射器位于定位管4上，第一信号接收器 9、第二信号接收器10、第三信号接收器11固定于支柱1上，三者通过线路与定位信息处理 单元12相连接。
[0032] 同时还包括开关拉线13,所述开关拉线13 -端连接在第二信号发射器8上、另一 端连接在定位器6上。
[0033] 上述信号接收器和信号发射器分别为超声波信号发射器和超声波信号接收器。 [0034] 装置在使用过程中，当定位器或者定位器线夹损坏时，固定在定位器或接触线上 的开关拉线将被拉动，使第二信号发射器的电源开关断开，停止发射信号。当信号接收器无 法接受到第二信号发射器的信号时，定位信息处理单元判定定位器出现故障。此外当定位 信息处理单元在检测到平腕臂、定位管或者定位器出现故障后，将立即把故障位置、故障类 型依次传送到锚段故障信息处理模块、区间故障信息处理模块直至控制中心，以便尽快采 取故障应对措施。监测腕臂系统故障的类型通常包括：平腕臂挠度过大；由于腕臂底座销 钉松脱、双耳套筒销钉松脱等原因造成的平斜腕臂位置不正常；定位管支撑松脱、定位管与 斜腕臂连接销钉松脱造成的定位管位置不正常；定位器损坏、定位器线夹损坏等原因造成 的定位器工作不正常。
[0035] 实施例3
[0036] -种接触网腕臂工作状态在线监测装置，具体是一种反定位腕臂，包括支柱1、平 腕臂2、斜腕臂3、定位管4、提拉绳5、定位器6,支柱1、平腕臂2、斜腕臂3三者构成三角框 结构，定位管4 一端与斜腕臂3相连接，提拉绳5 -端与平腕臂2相连接另一端与定位管4 相连接，定位器6 -端连接在定位管4上，其特征在于还包括第一信号发射器7、第二信号发 射器8、第一信号接受器9、第二信号接收器10、第三信号接受器11、定位信息处理单元12， 其中第一信号发射器7位于平腕臂2上，第二信号发射器位于定位管4上，第一信号接收器 9、第二信号接收器10、第三信号接收器11固定于支柱1上，三者通过线路与定位信息处理 单元12相连接。
[0037] 上述信号接收器和信号发射器分别为红外线信号发射器和红外线信号接收器。
[0038] 实施例4
[0039] -种接触网腕臂工作状态在线监测装置，具体是一种反定位腕臂，包括支柱1、平 腕臂2、斜腕臂3、定位管4、提拉绳5、定位器6,支柱1、平腕臂2、斜腕臂3三者构成三角框 结构，定位管4 一端与斜腕臂3相连接，提拉绳5 -端与平腕臂2相连接另一端与定位管4 相连接，定位器6 -端连接在定位管4上，其特征在于还包括第一信号发射器7、第二信号发 射器8、第一信号接受器9、第二信号接收器10、第三信号接受器11、定位信息处理单元12， 其中第一信号发射器7位于平腕臂2上，第二信号发射器位于定位管4上，第一信号接收器 9、第二信号接收器10、第三信号接收器11固定于支柱1上，三者通过线路与定位信息处理 单元12相连接。
[0040] 同时还包括开关拉线13,所述开关拉线13 -端连接在第二信号发射器8上、另一 端连接在定位器6上。
[0041] 上述信号接收器和信号发射器分别为电磁波信号发射器和电磁波信号接收器。
[0042] 以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳 实施例，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的申请范围内所做的任何修改、等同替 换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种接触网腕臂工作状态在线监测装置，包括支柱（1)、平腕臂（2)、斜腕臂（3)、定 位管（4)、提拉绳（5)、定位器（6)，支柱（1)、平腕臂（2)、斜腕臂（3)三者构成三角框结构， 定位管（4) 一端与斜腕臂（3)相连接，提拉绳（5) -端与平腕臂（2)相连接另一端与定位管 (4)相连接，定位器（6) -端连接在定位管（4)上，其特征在于还包括第一信号发射器（7)、 第二信号发射器（8)、第一信号接受器（9)、第二信号接收器（10)、第三信号接受器（11)、定 位信息处理单元（12)，其中第一信号发射器（7)位于平腕臂（2)上，第二信号发射器位于定 位管（4)上，第一信号接收器（9)、第二信号接收器（10)、第三信号接收器（11)固定于支柱 (1)上，三者通过线路与定位信息处理单元（12)相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种接触网腕臂工作状态在线监测装置，其特征在于还包括 开关拉线（13)，所述开关拉线（13) -端连接在第二信号发射器（8)上、另一端连接在定位 器（6)上。
3. 根据权利要求1所述的一种接触网腕臂工作状态在线监测装置，其特征在于所述第 一信号发射器（7)、第二信号发射器（8)为超声波发射器，同时第一信号接受器（9)、第二信 号接收器（10)、第三信号接受器（11)为超声波接收器。
4. 根据权利要求1所述的一种接触网腕臂工作状态在线监测装置，其特征在于所述第 一信号发射器（7)、第二信号发射器（8)为电磁波发射器，同时第一信号接受器（9)、第二信 号接收器（10)、第三信号接受器（11)为电磁波接收器。
5. 根据权利要求1?4任一项所述的一种接触网腕臂工作状态在线监测装置，其特征 在于所述接触网腕臂为正定位腕臂或反定位腕臂。
【文档编号】G01D21/02GK203908589SQ201420291952
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】白裔峰, 蒋先国, 罗健, 王国梁 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司