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电 气化 铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统及测量方法

阅读：128发布：2024-01-01

专利汇可以提供电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统及测量方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于铁路接触网承力索测量技术领域，公开了一种电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统及测量方法，激光测距仪上通过专用进口接入浪涌保护器，右侧并且通过导线连接有激光传感器和GPRS无线信号发射器，左侧通过导线连接太阳能蓄电池；传感器、微控制器和GPRS无线信号接收器集成设计，通过导线连接单片机，单片机通过导线连接无线信号发射装置。本发明可以实时监测电气化铁路接触网补偿装置AB值情况，如检测结果发生变化，影响设备安全，可及时派遣维护人员现场勘查进行维修；解决了现有检查手段检查不及时，劳动量大、上线检查存在安全隐患的问题，对电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量技术的发展具有重要的意义。，下面是电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统及测量方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统，其特征在于，所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统包括：
测量传感模块，与主控模块连接，用于利用激光对目标的距离进行准确测定，并将测定结果向信号采集模块传输，并且实时保护该系统不受雷击损害；
信号采集模块，与主控模块连接，用于远程采集测量传感模块的距离数据，并对采集的数据进行仪表转换，过程监控；
信号发射模块，与主控模块连接，用于实现信号采集模块采集的气化铁路接触网承力索AB值得数据进行全透明传输；
供电模块，与主控模块连接，用于实现对测量传感模块、信号采集模块、信号发射模块、主控模块的用电需求；
太阳能电力转换模块，与测量传感模块连接，用以实现对测量传感模块的用电需求；
主控模块，用于控制各个模块正常工作以及控制设备正常运转。
2.如权利要求1所述的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统，其特征在于，所述测量传感模块包括可见激光测距单元、GPRS单元、雷击保护单元。
3.如权利要求1所述的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统，其特征在于，所述信号采集模块包括无线传输单元、数据采集单元、报警单元。
4.如权利要求1所述的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统，其特征在于，所述信号发射模块包括工业级GPRS无线传输单元。
5.一种运行权利要求1～4任意一项所述的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量方法，其特征在于，所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统的测量方法具体包括：
第一步，测量传感模块通过可见激光测距单元检测计算出补偿装置坠砣串对地的高度B值，计算出坠砣B值的额定位移量值；
第二步，测量传感模块通过GPRS单元将可见激光测距单元检测的数据传输给信号采集模块；
第三步，信号采集模块远程接收采集测量传感模块传递的数据，并将数据进行仪表转换，实施过程监控，当采集数据超过或低于报警值时，终端主动立即发送报警信息到控制室；
第四步，信号发射模块内置的工业级GPRS无线数据传输单元将信号采集模块采集分析监控的数据通过GPRS无线网络全透明传输到用户设备中。
6.一种搭载权利要求1～4任意一项所述的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统的测量方法控制的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量装置，其特征在于，所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量装置设置有激光测距仪，浪涌保护器，太阳能板，激光传感器、太阳能蓄电池，锂电池组，GPRS无线信号发射器，壳体，传感器，微控制器，GPRS无线信号接收器，密封盒，单片机，无线信号发射装置，计算机；
所述激光测距仪上通过专用进口接入浪涌保护器，右侧并且通过导线连接有激光传感器和GPRS无线信号发射器，左侧通过导线连接太阳能蓄电池；传感器、微控制器和GPRS无线信号接收器集成设计，通过导线连接单片机，单片机通过导线连接无线信号发射装置。
7.如权利要求6所述的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量装置，其特征在于，激光测距仪、浪涌保护器、激光传感器和GPRS无线信号发射器设置于壳体中，壳体设置在坠砣的正下方地面上，太阳能板设置在相关坠砣所在的承力杆上。
8.如权利要求6所述的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量装置，其特征在于，蓄电池通过导线连接传感器微控制器和GPRS无线信号接收器集成电路、单片机和无线信号发射装置，并且设置于密封盒内。
9.一种如权利要求5所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量方法在接触网承载力检测中的应用。
10.一种如权利要求5所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量方法在接触网承载力检测系统。

说明书全文

电气化 铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统及测量方法

技术领域

[0001] 本发明属于铁路接触网补偿装置测量技术领域，尤其涉及一种电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统及测量方法。

背景技术

[0002] 目前，最接近的现有技术：电气化铁路中，接触网是架设在铁路线路上空，向电力机车提供电能的输电线路。额定电压为25kv。接触网没有备用，且长年暴露于铁路线上方，受风雨侵蚀、温度变化影响较大。为了保证接触网受温度变化后线索弛度、张力的变化能够安全稳定，因此设置了接触网补偿装置，补偿装置起着非常重要的作用。而坠砣，主要用于电气化铁路接触网下锚补偿装置中，其作用是调整承力索或接触线的补偿张力，是接触网补偿装置的重要组成零部件，一般的重量是25kg/块，坠砣码放在坠砣杆上，再悬吊到补偿绳上，补偿绳一般是15-18米，长度分别为2100mm、2450mm、3550mm。现阶段，电气化铁路接触网用坠砣主要有三种类型：铁制坠砣、钢筋混凝土坠砣和复合型坠砣。

[0003] 坠砣串底部的对地位移量(我们定义为B值)和坠砣串顶部对补偿定滑轮的位移量(我们定义为A值)反映出接触网线索受温度变化影响发生的变化情况和线索张力的变化情况。由此，对于坠砣的对地位移量变化的在线测量就显得尤为重要。

[0004] 现在通常的做法之一靠人工上线路现场测量，该方法效率低，且存在安全风险隐患，无法满足现代电气化铁路高速、高密度的运行要求；通常的做法之二利用自动化接触网检测设备，该设备一般安装在专用的轨道车辆上，如接触网检测车、轨道检测车、综合检测车或接触网作业车等，由各铁路主管部门负责调度，定期或不定期地对接触网进行检测，每两次检测时间间隔短则半个月，长则数个月不等，虽可获得相对准确的接触网检测数据，但该数据一般为静态参数检测数据，而线路周边环境随时间会有所变化，如气温等，所测量得到的数据仅为测量时刻的情况，无法得到长时间持续变化的测量数据，因此无法实时持续反映接触网补偿装置AB值变化情况。

[0005] 综上所述，现有技术存在的问题是：现在电气化铁路接触网补偿装置AB值检测方法通常为人工上线路现场测量和利用自动化接触网检测设备进行检测，此两种方法均只能反应当时的静态参数检测数据，不能反应接触网补偿装置AB值的实时数据，并且现有检测方法严重浪费人力，增加了运行成本和安全隐患。

[0006] 解决上述技术问题的难度：如何采取其他措施，在不使用人工上线路现场测量和自动化接触网检测设备的情况下，对电气化铁路接触网补偿装置AB值进行实时监控。

[0007] 解决上述技术问题的意义：解决上述技术问题，可以实时监测电气化铁路接触网补偿装置AB值情况，发现检测结果异常，可及时派遣维护人员现场勘查进行维修；解决了现有检测手段检测不及时，劳动量大的问题，对电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量技术的发展具有重要的意义。

发明内容

[0008] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统及测量方法。

[0009] 本发明是这样实现的，一种电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统，所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统包括：

[0010] 测量传感模块，与主控模块连接，包括可见激光测距单元、GPRS单元和雷击保护单元，用于利用激光对目标的距离进行准确测定，并将测定结果向信号采集模块传输，并且实时保护该系统不受雷击损害；

[0011] 信号采集模块，与主控模块连接，包括无线传输单元、数据采集单元和报警单元，用于远程采集测量传感模块的距离数据，并对采集的数据进行仪表转换，过程监控；

[0012] 信号发射模块，与主控模块连接，包括工业级GPRS无线传输单元，用于实现信号采集模块采集的气化铁路接触网补偿装置AB值得数据进行全透明传输；

[0013] 供电模块，与主控模块连接，用于实现对测量传感模块、信号采集模块、信号发射模块、主控模块的用电需求；

[0014] 太阳能电力转换模块，与测量传感模块连接，用以实现对测量传感模块的用电需求；

[0015] 主控模块，用于控制各个模块正常工作以及控制设备正常运转。

[0016] 进一步，所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统的测量方法，具体包括：

[0017] 第一步，测量传感模块通过可见激光测距单元检测计算出补偿装置坠砣串底部的对地位移量，从而计算出坠砣的额定位移量值(根据高速铁路规范，对地距离不应小于300mm)；

[0018] 第二步，测量传感模块通过GPRS单元将可见激光测距单元检测的数据传输给信号采集模块；

[0019] 第三步，信号采集模块远程接收采集测量传感模块传递的数据，并将数据进行仪表转换，实施过程监控，当采集数据超过或低于报警值时，终端主动立即发送报警信息到控制室；

[0020] 第四步，信号发射模块内置的工业级GPRS无线数据传输单元将信号采集模块采集分析监控的数据通过GPRS无线网络全透明传输到用户设备中。

[0021] 本发明的另一目的在于提供一种电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量装置，所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量装置有激光测距仪，浪涌保护器，太阳能板，激光传感器、太阳能蓄电池，锂电池组，GPRS无线信号发射器，壳体，传感器，微控制器，GPRS无线信号接收器，密封盒，单片机，无线信号发射装置，计算机；

[0022] 所述激光测距仪上通过专用进口接入浪涌保护器，右侧并且通过导线连接有激光传感器和GPRS无线信号发射器，左侧通过导线连接太阳能蓄电池；传感器、微控制器和GPRS无线信号接收器集成设计，通过导线连接单片机，单片机通过导线连接无线信号发射装置。

[0023] 进一步，激光测距仪、浪涌保护器、激光传感器和GPRS无线信号发射器设置于壳体中，壳体设置在坠砣的正下方地面上，太阳能板设置在相关坠砣所在的承力杆上。

[0024] 进一步，蓄电池通过导线连接传感器微控制器和GPRS无线信号接收器集成电路、单片机和无线信号发射装置，并且设置于密封盒内。

[0025] 本发明的优点及积极效果为：本发明结构简单，对检测数据超出标准位移量值时，可进行报警信号输出，并将报警点的超出位移量标注为红色的模拟信号通过GPS信号上传至管理中心，管理中心根据报警点的位置编号和位移量的超出数值做出判断评估是否进行派修或是调整补偿装置AB值等。本发明解决了现有检测手段检测不及时，劳动量大的问题，对电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量技术的发展具有重要的意义。附图说明

[0026] 图1是本发明实施例提供的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量装置的结构示意图；

[0027] 图2是本发明实施例提供的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统的结构示意图；

[0028] 图3是本发明实施例提供的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统测量方法的流程图；

[0029] 图中：1、激光测距仪；2、浪涌保护器；3、太阳能板；4、激光传感器；5、太阳能蓄电池；6、锂电池组；7、GPRS无线信号发射器；8、壳体；9、传感器；10、微控制器；11、GPRS无线信号接收器；12、密封盒；13、单片机；14、无线信号发射装置；15、计算机；16、坠砣；17、承力杆；18、太阳能电力转换模块；19、测量传感模块；20、信号采集模块；21、中控模块；22、供电模块；23、信号发射模块。

具体实施方式

[0030] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

[0031] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统及测量方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

[0032] 实施例1：

[0033] 如图1所示，本发明实施例提供的电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量装置设置有激光测距仪1、浪涌保护器2、太阳能板3、激光传感器4、太阳能蓄电池5、锂电池组6、GPRS无线信号发射器7、壳体8、传感器9、微控制器10、GPRS无线信号接收器11、密封盒12、单片机13、无线信号发射装置14、计算机15。

[0034] 所述激光测距仪1上通过专用进口接入浪涌保护器2，右侧并且通过导线连接有激光传感器4和GPRS无线信号发射器7，左侧通过导线连接太阳能蓄电池5；传感器9、微控制器10和GPRS无线信号接收器11集成设计，通过导线连接单片机13，单片机13通过导线连接无线信号发射装置14。

[0035] 在本实施例中：激光测距仪1、浪涌保护器2、激光传感器4和GPRS无线信号发射器7设置于壳体8中，壳体8设置在坠砣的正下方地面上，太阳能板3设置在相关坠砣16所在的承力杆17上。

[0036] 在本实施例中：蓄电池组6通过导线连接传感器9微控制器10和GPRS无线信号接收器11集成电路、单片机13和无线信号发射装置14，并且设置于密封盒12内。

[0037] 在本实施例中：激光测距仪1由激光发射器、接收器、钟频振荡器及距离计数器等组成。

[0038] 在本实施例中：浪涌保护器2通过专用进口连接激光测距仪1，以确保系统不会超过耐压极限，在雷暴天气感应到雷浪涌时，将过载电流汇入大地。

[0039] 在本实施例中：GPRS无线信号接收器11和GPRS无线信号发射器7采用433MHz无线通讯。

[0040] 在本实施例中：密封盒12采用径向密封，无螺钉设计，对用户操作没有特殊要求。防护等级达到IP67。

[0041] 在本实施例中：单片机13具备调节运行参数，按照用户自定义的方式运行，如数据通讯间隔，数据保存间隔等。可以通过控制室远程设置，也可以在现场设置。并且单片机13具备上下限报警功能，当采集数据超过或低于报警值时，单片机13主动立即发送报警信息到控制室，上下限参数可以通过控制室的计算机远程为终端设置。

[0042] 在本实施例中：无线信号发射装置14设置有标准RS-485数据接口，可以方便的连接RTU、PLC、工控机等设备，仅需一次性完成初始化配置。

[0043] 在本实施例中：太阳能供电采用DC12v供电，功率为72w。

[0044] 实施例2：

[0045] 如图2所示，所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统包括：

[0046] 测量传感模块19，与主控模块连接，包括可见激光测距单元、GPRS单元和雷击保护单元，用于利用激光对目标的距离进行准确测定，并将测定结果向信号采集模块传输，并且实时保护该系统不受雷击损害；

[0047] 信号采集模块20，与主控模块连接，包括无线传输单元、数据采集单元和报警单元，用于远程采集测量传感模块的距离数据，并对采集的数据进行仪表转换，过程监控；

[0048] 信号发射模块23，与主控模块连接，包括工业级GPRS无线传输单元，用于实现信号采集模块采集的气化铁路接触网承力索AB值得数据进行全透明传输；

[0049] 供电模块22，与主控模块连接，用于实现对测量传感模块、信号采集模块、信号发射模块、主控模块的用电需求；

[0050] 太阳能电力转换模块18，与测量传感模块连接，用以实现对测量传感模块的用电需求；

[0051] 主控模块21，用于控制各个模块正常工作以及控制设备正常运转。

[0052] 实施例3：

[0053] 如图3所示，所述电气化铁路接触网补偿装置AB值在线测量系统的测量方法，具体包括：

[0054] S01：测量传感模块通过可见激光测距单元检测计算出坠砣对地的位移量B值，从而计算出坠砣的额定位移量值(根据高速铁路规范，对地距离不应小于300mm)；

[0055] S02：测量传感模块通过GPRS单元将可见激光测距单元检测的数据传输给信号采集模块；

[0056] S03：信号采集模块远程接收采集测量传感模块传递的数据，并将数据进行仪表转换，实施过程监控，当采集数据超过或低于报警值时，终端主动立即发送报警信息到控制室；

[0057] S04：信号发射模块内置的工业级GPRS无线数据传输单元将信号采集模块采集分析监控的数据通过GPRS无线网络全透明传输到用户设备中。

[0058] 本发明在使用时，激光测距仪1检测计算出坠砣对地面的位移量B值，从而计算出坠砣16的额定位移量值(根据高速铁路规范，对地距离不应小于300mm)，连接在激光测距仪1上的激光传感器4将检测的数据收集并通过GPRS无线信号发射器7传递给GPRS无线信号接收器11，无线信号接收器11接收的数据信号通过传感器9、微控制器10对数据进行仪表转换，单片机13对仪表转换的数据进行过程监控，当采集数据超过或低于报警值时，单片机13会将报警点的超出位移量标注为红色的模拟信号通过无线信号发射装置14立即发送至管理控制室，管理控制室根据报警点的位置编号和位移量的超出数值做出判断评估是否进行派修或是调整补偿装置AB值等。

[0059] 以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

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