無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路牽引供電領(lǐng)域，，特別涉及一種用于鐵路牽引供電接觸網(wǎng)的無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著我國(guó)電氣化鐵道的發(fā)展，電力機(jī)車(chē)的應(yīng)用越來(lái)越多。接觸網(wǎng)系統(tǒng)的供電性能直接影響受電弓的受流質(zhì)量和機(jī)車(chē)的運(yùn)行可靠性。一旦發(fā)生事故，造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失是很大的。
[0003]目前，接觸網(wǎng)導(dǎo)線上傳輸?shù)氖?5?30KV的高壓電，一旦發(fā)生漏電將對(duì)行車(chē)和地面人員帶來(lái)極大的安全隱患，因此檢測(cè)接觸網(wǎng)的絕緣性能至關(guān)重要。但是，目前牽引供電設(shè)備的維修仍采用定期停電檢修試驗(yàn)的方式，這樣的試驗(yàn)方式可能會(huì)出現(xiàn)過(guò)多的檢修和不必要的停機(jī)，而且所得出的測(cè)試結(jié)果不能全面反映設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的真實(shí)情況，并且停電對(duì)鐵路的正常運(yùn)行也會(huì)造成一定影響。因此，對(duì)接觸網(wǎng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，隨時(shí)診斷其絕緣狀況以避免惡性事故的發(fā)生是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法，用于監(jiān)測(cè)鐵路牽引供電接觸網(wǎng)的絕緣性能，通過(guò)該無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置可以判斷出接觸網(wǎng)的絕緣狀態(tài)，進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，檢測(cè)準(zhǔn)確，使用方便；同時(shí)該裝置具有安裝方便、可連續(xù)監(jiān)測(cè)、簡(jiǎn)單可靠、成本低、易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]根據(jù)公開(kāi)的實(shí)施例，本發(fā)明的第一方面提出了一種無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)鐵路牽引供電接觸網(wǎng)的絕緣性能，所述無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置包括:信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊，
[0006]其中，所述信號(hào)采集模塊包括用于將所述無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置固定在接觸網(wǎng)絕緣柱上的鐵環(huán)T以及電流互感器L ;
[0007]所述信號(hào)處理模塊包括整流橋電路以及I/V轉(zhuǎn)換器；
[0008]所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊包括無(wú)線傳輸芯片以及協(xié)調(diào)器；
[0009]所述信號(hào)采集模塊采集接觸網(wǎng)的電流信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)所述信號(hào)處理模塊，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，通過(guò)所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊傳送給外部的上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)處理，得到接觸網(wǎng)的泄漏電流大小，判斷接觸網(wǎng)的絕緣狀態(tài)。
[0010]進(jìn)一步地，所述I/V轉(zhuǎn)換器用電阻R實(shí)現(xiàn)，或者用積分電路法、霍爾傳感器方法、運(yùn)放直接搭接方法實(shí)現(xiàn)。
[0011]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊還包括電壓互感器，用于將外部的電源模塊的輸入電壓轉(zhuǎn)換為供電電壓。
[0012]無(wú)線傳輸模塊是通過(guò)高壓引流的方式進(jìn)行供電的。無(wú)線傳輸模塊的輸入電壓與供電電壓不相等，需要用電壓互感器轉(zhuǎn)換電壓大小。
[0013]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊還包括A/D轉(zhuǎn)換單元，用于將I/V轉(zhuǎn)換器兩端的電壓信號(hào)的電壓值進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0014]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊通過(guò)所述協(xié)調(diào)器與外部的上位機(jī)進(jìn)行無(wú)線連接，其中，所述協(xié)調(diào)器采用基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
[0015]進(jìn)一步地，所述信號(hào)采集模塊與所述信號(hào)處理模塊以及所述信號(hào)處理模塊和所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊均通過(guò)固定大小的雙列直插式排針連接。
[0016]進(jìn)一步地，所述鐵環(huán)大小可變，使之適用于各種類型的接觸網(wǎng)絕緣柱。
[0017]進(jìn)一步地，所述信號(hào)處理模塊的輸入端安裝一個(gè)保險(xiǎn)絲F，用于避免電流值過(guò)大損壞無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置；所述I/V轉(zhuǎn)換器兩端并聯(lián)一個(gè)電容C，用于過(guò)濾交流電流。
[0018]根據(jù)公開(kāi)的實(shí)施例，本發(fā)明的第二方面提出了一種基于上述無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)方法，包括下列步驟:
[0019]S1、用鐵環(huán)將無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置固定在接觸網(wǎng)的絕緣柱上；
[0020]S2、信號(hào)采集模塊采集接觸網(wǎng)絕緣柱上的泄漏電流；
[0021]S3、通過(guò)電流互感器，將采集到的泄漏電流進(jìn)行放大；
[0022]S4、放大后的泄漏電流通過(guò)整流橋電路，將交流電流變成直流電流；
[0023]S5、上述直流電流經(jīng)過(guò)I/V轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)；
[0024]S6、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊按照預(yù)定的周期采集電壓信號(hào)；
[0025]S7、將上述步驟中采集到的電壓信號(hào)的電壓值，通過(guò)協(xié)調(diào)器無(wú)線傳送給外部的上位機(jī)；
[0026]S8、外部的上位機(jī)根據(jù)采集到的電壓信號(hào)的電壓值，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，得到泄漏電流值，并判斷接觸網(wǎng)絕緣狀態(tài)是否良好。
[0027]進(jìn)一步地，所述步驟S8中，若所述步驟S6中采集的電壓信號(hào)的電壓值超過(guò)設(shè)定的閾值，說(shuō)明接觸網(wǎng)絕緣狀態(tài)出現(xiàn)異常，上位機(jī)發(fā)出預(yù)警；否則，說(shuō)明絕緣狀態(tài)良好。
[0028]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0029]1、本發(fā)明通過(guò)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊，接收信號(hào)處理模塊監(jiān)測(cè)到的電壓信號(hào)，減少了多余線路，避免了與多余線路有關(guān)的維修與檢查。
[0030]2、本發(fā)明可以實(shí)時(shí)檢測(cè)接觸網(wǎng)絕緣狀態(tài)，不需要定時(shí)維修，減輕了人力物力。
[0031]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性高，且成本較低，便于推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明中公開(kāi)的無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本實(shí)施例一中公開(kāi)的無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置中信號(hào)采集模塊及信號(hào)處理模塊的電路圖；
[0034]圖3是本實(shí)施例一中公開(kāi)的無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置中信號(hào)采集模塊及信號(hào)處理模塊的另一電路圖；
[0035]圖4是本實(shí)施例二中公開(kāi)的無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)方法的流程步驟圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037]實(shí)施例一
[0038]本實(shí)施例一所述的無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)鐵路牽引供電接觸網(wǎng)的絕緣性能，通過(guò)該無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置可以判斷出接觸網(wǎng)的絕緣狀態(tài)，進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。
[0039]所述的無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置包括:信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。信號(hào)采集模塊包括將所述無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置固定在接觸網(wǎng)絕緣柱上的鐵環(huán)T、電流互感器L。信號(hào)處理模塊包括整流橋電路、I/V轉(zhuǎn)換器、電容C、保險(xiǎn)絲F。信號(hào)處理模塊的輸入端安裝一個(gè)保險(xiǎn)絲F，避免電流值過(guò)大，損壞無(wú)線絕緣監(jiān)測(cè)裝置，在I/V轉(zhuǎn)換器兩端并聯(lián)一個(gè)電容，進(jìn)一步過(guò)濾交流電流。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊包括無(wú)線傳輸芯片、電壓互感器、放大器等，在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊中還包括一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換裝置，用于對(duì)信號(hào)處理模塊采集到的電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0040]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述信號(hào)處理模塊中的鐵環(huán)大小可變，使之適用于各種類型的接觸網(wǎng)絕緣柱。
[0041]所述的信號(hào)采集模塊以及信號(hào)處理模塊的電路組成如附圖2所示，包括將絕緣監(jiān)測(cè)裝置固定在接觸網(wǎng)絕緣柱上的鐵環(huán)T、電流互感器L、整流橋電路、I/V轉(zhuǎn)換器、電容C及保險(xiǎn)絲F。
[0042]在本實(shí)施例中，I/V轉(zhuǎn)換器用電阻R實(shí)現(xiàn)，此時(shí)的信號(hào)采集模塊以及信號(hào)處理模塊的電路組成如附圖3所示。
[0043]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述I/V轉(zhuǎn)換器還可以采用任意一種方法，例如積分電路法、霍爾傳感器方法、運(yùn)放直接搭接的方法等。
[0044]上述信號(hào)處理模塊的輸出端1，2和數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊通過(guò)固定大小的雙列直插式排針連接，信號(hào)采集模塊與信號(hào)處理模塊也是通過(guò)固定大小的雙列直插式排針連接。
[0045]數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊與外部的上位機(jī)通過(guò)協(xié)調(diào)器無(wú)線連接；數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊中的協(xié)調(diào)器可以采用任意