技术领域
[0001] 本实用新型属于轨道交通领域，尤其涉及一种高速铁路供电系统的过电压测量记录装置及使用所述高速铁路供电系统的过电压测量记录装置的高速铁路供电系统的过电压测量记录系统。
背景技术
[0002] 目前，现有的高速供电系统中只有牵引
变电所中由故障测距或故障录波装置，仅可以记录工频电压的变化情况，但对于高频震荡过电压，由于以上装置的电压
信号来源于含有铁磁元件的互感器，因此带宽极窄，不能检测和记录高速铁路供电系统的过电压。
[0003] 进一步地，现有的高速铁路供电系统中的故障测距或故障录波装置不能使高速电
气化铁路供电系统的高压设备与低压仪器设备完全隔离，而且也不具有较宽的频带宽度，以及能够检测和记录具有高频瞬态特征的过电压幅值及其
波形的功能。
[0004] 因此，有必要提供一种可以在高速动车组上能够满足要求的，不仅具有较宽的频带宽度，且能够检测和记录具有高频瞬态特征的过电压幅值及其波形的高速铁路过电压测量记录装置及其系统。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种可以在高速动车组上能够满足要求的，不仅具有较宽的频带宽度，且能够检测和记录具有高频瞬态特征的过电压幅值及其波形的高速铁路过电压测量记录装置及其系统。
[0006] 本实用新型的技术方案如下：一种高速铁路过电压测量记录装置包括实时接收高速铁路瞬变高频
电场信号的第一
电极、与所述第一电极之间形成均匀电场的第二电极、接收所述第一电极和所述第二电极之间电场信号的天线单元和用于将所述天线单元接收的电场信号转换为
光信号的光电转换单元，所述第一电极和所述第二电极相对间隔设置，所述天线单元与所述光电转换单元电连接设置。
[0007] 在本实用新型
实施例提供的高速铁路过电压测量记录装置中，所述天线单元包括天线和用于将所述天线接收的电场信号进行调节的阻抗器，所述天线贯穿所述第二电极，并与所述第二电极
电隔离设置；所述阻抗器与所述光电转换单元电连接设置。
[0008] 在本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录装置中，所述天线包括贯穿所述第二电极的天线本体、以及接收所述第一电极和所述第二电极之间电场信号的球状部，所述球状部设于所述天线本体的一端，并位于所述第一电极和所述第二电极之间；所述天线本体远离所述球状部的另一端与所述阻抗器电连接。
[0009] 在本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录装置中，所述第二电极是弯曲的面状电极，且所述第二电极朝向所述第一电极方向弯曲。
[0010] 在本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录装置中，所述光电转换单元是光电转换器。
[0011] 在本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录装置中，还包括具有电磁信号屏蔽功能并具有收容空间的壳体和用于固定所述壳体的
基座，所述壳体与所述基座固定连接设置。
[0012] 在本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录装置中，所述第一电极和所述第二电极均固定于所述壳体，且所述第一电极和所述第二电极之间的均匀电场收容于所述壳体的收容空间内。
[0013] 一种高速铁路过电压测量记录系统包括如上述所述的高速铁路过电压测量记录装置、用于显示并分析所述高速铁路过电压测量记录装置提供数据的数据显示分析仪和用于记录所述高速铁路过电压测量记录装置提供数据的数据记录仪，所述高速铁路过电压测量记录装置与高速铁路的高压带电
母线电连接，所述数据显示分析仪和所述数据记录仪分别通过光缆与所述高速铁路过电压测量记录装置的光电转换单元通信连接设置。
[0014] 在本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录系统中，所述高速铁路过电压测量记录装置通过基座固定于电
力机车或高速动车组的车体顶部。
[0015] 在本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录系统中，还包括用于为所述高速铁路过电压测量记录装置提供
电能的电压互感器，所述电压互感器与所述高速铁路过电压测量记录装置电连接设置。
[0016] 本实用新型的有益效果在于：所述高速铁路过电压测量记录装置和所述高速铁路过电压测量记录系统结构合理，技术先进，测量准确，高频响应特性好，安装方便且维护简单，适合于高速铁路供电系统中对过电压的准确测量和记录分析，能够做到被测信号与测量仪器仪表的完全隔离，保证变电所或动车组设备安全，确保运行检修和试验操作人员的人身安全。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录装置的结构示意图；
[0018] 图2是与图1所示高速铁路过电压测量记录装置的仪器室对应设置的端
子板的结构示意图；
[0019] 图3是本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录系统的结构示意图。
具体实施方式
[0020] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021] 除非上下文另有特定清楚的描述，本实用新型中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本实用新型并不对此进行限定。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。
[0022] 请参阅图1，是本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录装置的结构示意图。本实用新型提供的高速铁路过电压测量记录装置100包括具有电磁信号屏蔽功能并具有收容空间的壳体10、用于固定所述壳体10的基座20、实时接收高速铁路瞬变高频电场信号的第一电极30、与所述第一电极30之间形成均匀电场的第二电极40、接收所述第一电极30和所述第二电极40之间电场信号的天线单元50和用于将所述天线单元50接收的电场信号转换为光信号的光电转换单元60。其中，所述基座20设于所述壳体10的底部，并与所述壳体10固定连接设置；所述第一电极30和所述第二电极40均固定于所述壳体10内，且所述第一电极30和所述第二电极40之间的均匀电场收容于所述壳体10的收容空间内；所述天线单元50与所述光电转换单元60电连接设置。在本实施例中，所述光电转换单元60是光电转换器。
[0023] 所述壳体10整体呈椭球状，且具有多层结构。在本实施例中，所述壳体10包括从外向内依次设置的
外壳体11、金属屏蔽层12和内绝缘层13。所述外壳体11是绝缘的外壳体，可以采用
硅橡胶制成，并用于作为所述高速铁路过电压测量记录装置100的主绝缘层。所述金属屏蔽层12可以由薄
铜片制成，用于用以屏蔽外界的电磁
干扰信号。所述内绝缘层13可以由交联聚乙烯制成，为所述壳体10的内壁提供绝缘特性。
[0024] 而且，在本实施例中，所述壳体10围成用于收容天线的收容空间，所述内绝缘层13是所述收容空间的绝缘内壁，所述第一电极30和所述第二电极40之间的均匀电场收容于所述内绝缘层13围成的收容空间内。
[0025] 所述基座20设于所述高速铁路过电压测量记录装置100的底部，用于将所述高速铁路过电压测量记录装置100固定在
电力机车或高速动车组的车体顶部。优选地，所述基座20与电力机车或高速动车组的车体顶部通过螺钉固定连接。可选择地，所述基座20可以是由
金属加工而成并具有一定厚度的金属板，而且，所述基座20与所述壳体10的外壳体11固定连接设置。
[0026] 在所述基座20与所述外壳体11的连接处，所述外壳体11的内部还形成有用于收容所述天线单元50和所述光电转换单元60的仪器室14，所述仪器室14具有圆柱状空腔，并位于所述收容空间和所述基座20之间。
[0027] 所述第一电极30是由金属制备而成的金属电极，用以传导被测电压和电场。在本实施例中，所述第一电极30包括相互垂直设置并一体成型的固定部31和电极板32，所述固定部31贯穿并固定于所述壳体10，所述电极板32整体具有板状结构，并收容于所述壳体10的收容空间内。
[0028] 而且，在所述固定部31和所述壳体10之间还设置有金属屏蔽层绝缘护套70，所述金属屏蔽层绝缘护套70由高强度绝缘材料制备而成，包覆于所述固定部31外侧，并将所述固定部31和所述壳体10电绝缘隔离设置，从而保证所述金属屏蔽层12不带电。
[0029] 进一步地，在所述固定部31远离所述电极板32的一端还设置有均压罩33，所述均压罩33由铜材料制成，可以保证其结构和表面光滑无锐
角棱边。在本实施例中，所述均压罩33与所述固定部31
焊接连接。而且，所述均压罩33的上表面周围还形成有用于连接外部的高压信号的螺孔(未标示)。
[0030] 所述第二电极40是由薄金属片制备而成的天线罩，并与所述第一电极30相对间隔设置。在本实施例中，所述第二电极40是弯曲的面状电极，且所述第二电极40朝向所述第一电极30方向弯曲。
[0031] 具体地，所述第二电极40包括相互对称并电隔离设置的第一弧形电极41和第二弧形电极42，所述第一弧形电极41和所述第二弧形电极42均与所述第一电极30相对间隔设置，并均相互独立地与所述第一电极30之间形成电场。
[0032] 在本实施例中，所述第二电极40的第一弧形电极41和第二弧形电极42均固定于天线底座43，所述天线底座43由
介电常数小的绝缘材料制成，并通过螺钉固定于所述壳体10的内绝缘层13上。可选择地，所述第一弧形电极41和所述第二弧形电极42也可以通过螺钉固定于所述天线底座43上。
[0033] 所述天线单元50包括天线51和用于将所述天线51接收的电场信号进行调节的阻抗器52，所述天线51贯穿所述第二电极40，并与所述第二电极40电隔离设置；所述阻抗器52与所述光电转换单元60电连接设置，并可以对所述电场信号起到阻抗匹配和放大作用。
[0034] 所述天线51包括贯穿所述第二电极40的天线本体511、以及接收所述第一电极30和所述第二电极40之间电场信号的球状部512，所述球状部512设于所述天线本体511的一端，并位于所述第一电极30和所述第二电极40之间；所述天线本体511远离所述球状部512的另一端与所述阻抗器52电连接。在本实施例中，所述天线本体511由金属短棒制备而成，并与所述球状部512为一体成型结构。
[0035] 具体地，所述天线本体511穿过所述天线底座43，并从所述第二电极40的第一弧形电极41和第二弧形电极42之间的间隔内穿出并延伸至所述第一电极30和所述第二电极40之间，从而使得所述球状部512位于所述第一电极30和所述第二电极40之间均匀电场内，从而方便所述球状部512接收所述均匀电场的电场信号。
[0036] 其中，在本实施例中，所述阻抗器52和所述光电转换单元60均收容并固定于所述仪器室14内。优选地，所述阻抗器52和所述光电转换单元60均通过螺钉固定在所述仪器室14内。
[0037] 而且，在所述仪器室14内还可以设置有为所述阻抗器52和所述光电转换单元60提供直流电能的电源盒80，所述电源盒80分别与所述阻抗器52和所述光电转换单元60电连接。
[0038] 请参阅图2，是与图1所示高速铁路过电压测量记录装置100的仪器室14对应设置的
端子板的结构示意图。所述
端子板90为所述高速铁路过电压测量记录装置100提供信号
接口和电源接口，并包括与所述电源盒80对应设置的电源端子91、与所述阻抗器52对应设置的阻抗调节旋钮92和与所述光电转换单元60对应连接的光缆连接器93。
[0039] 可选择地，所述端子板90通过螺钉与所述壳体10固定连接，所述光缆连接器93通过螺钉与所述端子板90固定连接。
[0040] 请参阅图3，是本实用新型实施例提供的高速铁路过电压测量记录系统的结构示意图。所述高速铁路过电压测量记录系统200包括检测并接收高度铁路的过电压信息的高速铁路过电压测量记录装置100、用于显示并分析所述高速铁路过电压测量记录装置100提供数据的数据显示分析仪210、用于记录所述高速铁路过电压测量记录装置100提供数据的数据记录仪220和用于为所述高速铁路过电压测量记录装置100提供电能的电压互感器230，所述高速铁路过电压测量记录装置100与高速铁路的高压带电母线300电连接，所述数据显示分析仪210和所述数据记录仪220分别通过光缆与所述高速铁路过电压测量记录装置100的光电转换单元60通信连接设置，所述电压互感器230与所述高速铁路过电压测量记录装置100电连接设置。而且，所述高速铁路过电压测量记录装置100通过所述基座20固定于电力机车或高速动车组的车体顶部。
[0041] 具体地，所述数据显示分析仪210和所述数据记录仪220分别通过光缆与所述光缆连接器93通信连接，并进而与所述光电转换单元60通信连接。所述电压互感器230通过
导线与所述电源端子91电连接，并进而与所述电源盒80电连接。
[0042] 当所述高速铁路过电压测量记录系统200工作时，所述高压带电母线300通过高压信号
电缆将被测高压信号引导至所述第一电极20，并改变所述第一电极20和所述第二电极30之间的均匀电场。所述天线单元50检测所述均匀电场的电场信号的改变，并将改变的电场信号发送至所述光电转换单元60。所述光电转换单元60将电厂信号转变为光信号，并通过光缆分别发送至所述数据显示分析仪210和所述数据记录仪220，从而完成数据记录和波形分析，并且完全隔离了高压设备与低压仪器仪表设备，保障了人身和设备安全，实现了高速铁路供电系统过电压的检测和记录。
[0043] 相较于
现有技术，本实用新型提供的高速铁路过电压测量记录装置100和高速铁路过电压测量记录系统200结构合理，技术先进，测量准确，高频响应特性好，安装方便且维护简单，适合于高速铁路供电系统中对过电压的准确测量和记录分析，能够做到被测信号与测量仪器仪表的完全隔离，保证变电所或动车组设备安全，确保运行检修和试验操作人员的人身安全。
[0044] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0045] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
