一種高速鐵路過電壓測量記錄裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軌道交通領(lǐng)域，尤其涉及一種高速鐵路供電系統(tǒng)的過電壓測量記錄裝置及使用所述高速鐵路供電系統(tǒng)的過電壓測量記錄裝置的高速鐵路供電系統(tǒng)的過電壓測量記錄系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有的高速供電系統(tǒng)中只有牽引變電所中由故障測距或故障錄波裝置，僅可以記錄工頻電壓的變化情況，但對于高頻震蕩過電壓，由于以上裝置的電壓信號來源于含有鐵磁元件的互感器，因此帶寬極窄，不能檢測和記錄高速鐵路供電系統(tǒng)的過電壓。
[0003]進(jìn)一步地，現(xiàn)有的高速鐵路供電系統(tǒng)中的故障測距或故障錄波裝置不能使高速電氣化鐵路供電系統(tǒng)的高壓設(shè)備與低壓儀器設(shè)備完全隔離，而且也不具有較寬的頻帶寬度，以及能夠檢測和記錄具有高頻瞬態(tài)特征的過電壓幅值及其波形的功能。
[0004]因此，有必要提供一種可以在高速動車組上能夠滿足要求的，不僅具有較寬的頻帶寬度，且能夠檢測和記錄具有高頻瞬態(tài)特征的過電壓幅值及其波形的高速鐵路過電壓測量記錄裝置及其系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可以在高速動車組上能夠滿足要求的，不僅具有較寬的頻帶寬度，且能夠檢測和記錄具有高頻瞬態(tài)特征的過電壓幅值及其波形的高速鐵路過電壓測量記錄裝置及其系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種高速鐵路過電壓測量記錄裝置包括實(shí)時接收高速鐵路瞬變高頻電場信號的第一電極、與所述第一電極之間形成均勻電場的第二電極、接收所述第一電極和所述第二電極之間電場信號的天線單元和用于將所述天線單元接收的電場信號轉(zhuǎn)換為光信號的光電轉(zhuǎn)換單元，所述第一電極和所述第二電極相對間隔設(shè)置，所述天線單元與所述光電轉(zhuǎn)換單元電連接設(shè)置。
[0007]在本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置中，所述天線單元包括天線和用于將所述天線接收的電場信號進(jìn)行調(diào)節(jié)的阻抗器，所述天線貫穿所述第二電極，并與所述第二電極電隔離設(shè)置;所述阻抗器與所述光電轉(zhuǎn)換單元電連接設(shè)置。
[0008]在本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置中，所述天線包括貫穿所述第二電極的天線本體、以及接收所述第一電極和所述第二電極之間電場信號的球狀部，所述球狀部設(shè)于所述天線本體的一端，并位于所述第一電極和所述第二電極之間；所述天線本體遠(yuǎn)離所述球狀部的另一端與所述阻抗器電連接。
[0009]在本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置中，所述第二電極是彎曲的面狀電極，且所述第二電極朝向所述第一電極方向彎曲。
[0010]在本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置中，所述光電轉(zhuǎn)換單元是光電轉(zhuǎn)換器。
[0011]在本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置中，還包括具有電磁信號屏蔽功能并具有收容空間的殼體和用于固定所述殼體的基座，所述殼體與所述基座固定連接設(shè)置。
[0012]在本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置中，所述第一電極和所述第二電極均固定于所述殼體，且所述第一電極和所述第二電極之間的均勻電場收容于所述殼體的收容空間內(nèi)。
[0013]—種高速鐵路過電壓測量記錄系統(tǒng)包括如上述所述的高速鐵路過電壓測量記錄裝置、用于顯示并分析所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置提供數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)顯示分析儀和用于記錄所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置提供數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄儀，所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置與高速鐵路的高壓帶電母線電連接，所述數(shù)據(jù)顯示分析儀和所述數(shù)據(jù)記錄儀分別通過光纜與所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置的光電轉(zhuǎn)換單元通信連接設(shè)置。
[0014]在本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄系統(tǒng)中，所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置通過基座固定于電力機(jī)車或高速動車組的車體頂部。
[0015]在本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄系統(tǒng)中，還包括用于為所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置提供電能的電壓互感器，所述電壓互感器與所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置電連接設(shè)置。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置和所述高速鐵路過電壓測量記錄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，技術(shù)先進(jìn)，測量準(zhǔn)確，高頻響應(yīng)特性好，安裝方便且維護(hù)簡單，適合于高速鐵路供電系統(tǒng)中對過電壓的準(zhǔn)確測量和記錄分析，能夠做到被測信號與測量儀器儀表的完全隔離，保證變電所或動車組設(shè)備安全，確保運(yùn)行檢修和試驗(yàn)操作人員的人身安全。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是與圖1所示高速鐵路過電壓測量記錄裝置的儀器室對應(yīng)設(shè)置的端子板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。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。
[0021]除非上下文另有特定清楚的描述，本發(fā)明中的元件和組件，數(shù)量既可以單個的形式存在，也可以多個的形式存在，本發(fā)明并不對此進(jìn)行限定?？梢岳斫?，本文中所使用的術(shù)語“和/或”涉及且涵蓋相關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)目中的一者或一者以上的任何和所有可能的組合。
[0022]請參閱圖1，是本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供的高速鐵路過電壓測量記錄裝置100包括具有電磁信號屏蔽功能并具有收容空間的殼體10、用于固定所述殼體10的基座20、實(shí)時接收高速鐵路瞬變高頻電場信號的第一電極30、與所述第一電極30之間形成均勻電場的第二電極40、接收所述第一電極30和所述第二電極40之間電場信號的天線單元50和用于將所述天線單元50接收的電場信號轉(zhuǎn)換為光信號的光電轉(zhuǎn)換單元60。其中，所述基座20設(shè)于所述殼體10的底部，并與所述殼體10固定連接設(shè)置;所述第一電極30和所述第二電極40均固定于所述殼體10內(nèi)，且所述第一電極30和所述第二電極40之間的均勻電場收容于所述殼體10的收容空間內(nèi)；所述天線單元50與所述光電轉(zhuǎn)換單元60電連接設(shè)置。在本實(shí)施例中，所述光電轉(zhuǎn)換單元60是光電轉(zhuǎn)換器。
[0023]所述殼體10整體呈橢球狀，且具有多層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，所述殼體10包括從外向內(nèi)依次設(shè)置的外殼體11、金屬屏蔽層12和內(nèi)絕緣層13。所述外殼體11是絕緣的外殼體，可以采用硅橡膠制成，并用于作為所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置100的主絕緣層。所述金屬屏蔽層12可以由薄銅片制成，用于用以屏蔽外界的電磁干擾信號。所述內(nèi)絕緣層13可以由交聯(lián)聚乙烯制成，為所述殼體10的內(nèi)壁提供絕緣特性。
[0024]而且，在本實(shí)施例中，所述殼體10圍成用于收容天線的收容空間，所述內(nèi)絕緣層13是所述收容空間的絕緣內(nèi)壁，所述第一電極30和所述第二電極40之間的均勻電場收容于所述內(nèi)絕緣層13圍成的收容空間內(nèi)。
[0025]所述基座20設(shè)于所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置100的底部，用于將所述高速鐵路過電壓測量記錄裝置100固定在電力機(jī)車或高速動車組的車體頂部。優(yōu)選地，所述基座20與電力機(jī)車或高速動車組的車體頂部通過螺釘固定連接。可選擇地，所述基座20可以是由金屬加工而成并具有一定厚度的金屬板，而且，所述基座20與所述殼體10的外殼體11固定連接設(shè)置。
[0026]在所述基座20與所述外殼體11的連接處，所述外殼體11的內(nèi)部還形成有用于收容所述天線單元50和所述光電轉(zhuǎn)換單元60的儀器室14，所述儀器室14具有圓柱狀空腔，并位于所述收容空間和所述基座20之間。
[0027]所述第一電極30是由金屬制備而成的金屬電極，用以傳導(dǎo)被測電壓和電場。在本實(shí)施例中，所述第一電極30包括相互垂直設(shè)置并一體成型的固定部31和電極板32，所述固定部31貫穿并固定于所述殼體10，所述電極板32整體具有板狀結(jié)構(gòu)，并收容于所述殼體10的收容空間內(nèi)。
[0028]而且，在所述固定部31和所述殼體10之間還設(shè)置有金屬屏蔽層絕緣護(hù)套70，所述金屬屏蔽層絕緣護(hù)套70由高強(qiáng)度絕緣材料制備而成，包覆于所述固定部31外側(cè)，并將所述固定部31和所述殼體10電絕緣隔離設(shè)置，從而保證所述金屬屏蔽層12不帶電。
[0029]進(jìn)一步地，在所述固定部31遠(yuǎn)離所述電極板32的一端還設(shè)置有均壓罩33，所述均壓罩33由銅材料制成，可以保證其結(jié)構(gòu)和表面光滑無銳角棱邊。在本實(shí)施例中，所述均壓罩33與所述固定部31焊接連接。而且，所述均壓罩33的上表面周圍還形成有用于連接外部的高壓信號的螺孔(未標(biāo)示)。
[0030]所述第二電極40是由薄金屬片制備而成的天線罩，并與所述第一電極30相對間隔設(shè)置。在本實(shí)施例中，所述第二電極40是彎曲的面狀電極，且所述第二電極40朝向所述第一電極30方向彎曲。
[0031]具體地，所述第二電極40包括相互對稱并電隔離設(shè)置的第一弧形電極41和第二弧形電極42，所述第一弧形電極41和所述第二弧形電極42均與所述第一電極30相對間隔設(shè)置，并均相互獨(dú)立地與所述第一電