專利名稱：鐵路貫通線故障點定位裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鐵路貫通線故障定位領域，具體涉及鐵路貫通線故障點定位裝置。
背景技術：
鐵路貫通線主要承擔著沿線鐵路信號的供電，也承擔著沿線遠離城市的小車站的 生活供電，沿鐵路線全長分布，其可靠性對列車行車安全意義重大。鐵路貫通線分為大部分 架空線路和小部分電纜線路兩種，電纜線路主要分布于城市、隧道、橋梁等人口密集或不適 合架空線路的地方。 對于鐵路貫通線中電纜線路的故障目前已有成熟的辦法及設備進行故障點的預 定位及精確定位；而對于架空線路的故障如屬于人眼可直接觀察到的顯性故障一般通過巡 線亦很容易查找，但對于人眼無法觀察到的隱性故障此前沒有好辦法，存在運行維護人員 需要逐桿塔爬桿觀察或進一步測絕緣檢查、排查，非常費時費力，且不安全。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種結構筒單，使用及操作方便，不爬桿就可以快速定 位鐵路貫通線故障點的定位裝置。 為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型的技術方案是這樣解決的鐵路貫通線故 障點定位裝置，本實用新型的特殊之處在于由一個多功能恒流電子式高壓電橋，一個壓聲 同步跨步電壓定點儀組成，上述所說多功能恒流電子式高壓電橋電路又是由高壓電橋的內(nèi) 橋臂電路及外橋臂、電子檢流計和電子式大功率高壓電源組成，其電子式大功率高壓電源 由開關電源電路與脈寬調(diào)制電路連接，脈寬調(diào)制電路與高頻變壓器連接，高頻變壓器與倍 壓整流電路連接，高頻變壓器一端與電流測量電路連接，倍壓整流電路的直流高壓與電壓 測量電路連接，倍壓整流電路的直流高壓與高壓電橋的內(nèi)橋臂的平衡電位器連接，平衡電 位器一端接入?yún)⒖枷噍敵龆?，另一端接入故障相輸出端，多功能恒流電子式高壓電橋的?子檢流計分別通過故障測量參考相輸出端、另一測量故障相輸出端連接參考相線與故障相 線；上述所說壓聲同步跨步電壓定點儀由定點電源與探測器連接，探測器與接收器連接，所 述多功能恒流電子式高壓電橋由平衡電位器、待測貫通線、電子檢流計共同組成為多功能 恒流電子式高壓電橋的橋體。 本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有結構筒單，使用及操作方便，不爬桿就可以快速 定位故障點的特點，解決了大范圍盲目查找的問題，尤其是較好的解決了絕緣子隱性故障 點的查找難題，它具有 故障電阻值太大時可以燒穿降阻的優(yōu)點； 預定位大大縮小故障點巡查范圍的優(yōu)點，且其電源可以維持故障點電弧使得地面 觀察更直觀； 隱性故障點不爬桿準確定點的優(yōu)點。[0010] 其主要技術指標有測試距離范圍30km，測試電壓DC20kV，定點靈敏度3mV，供電 電源DC48V/12Ah或AC220V。 綜合上述優(yōu)點，大大縮短了故障搶修時間，可廣泛應用于鐵路，電力、企事單位，也 可以用于高、低壓電纜對地絕緣缺陷故障點的定位。

圖1為本實用新型多功能高壓恒流電子電橋的高壓恒流大功率電源原理示意框 圖； 圖2為高壓電橋的內(nèi)橋臂及電子檢流計原理示意框圖； 圖3為壓聲同步跨步電壓定點儀原理示意框圖； 圖4為多功能高壓恒流電子式電橋電子檢流計原理電路圖； 圖5為圖1原理電路圖； 圖6為圖3原理電路圖。
具體實施方式附圖為本實用新型的實施例。
以下結合附圖對實用新型內(nèi)容作進一步說明 參照附圖所示，一種鐵路貫通線故障定位裝置由一個多功能高壓恒流電子式高壓 電橋，一個壓聲同步跨步電壓定點儀組成，上述所說多功能高壓恒流電子式高壓電橋電路 又是由高壓電橋的內(nèi)橋臂電路及外橋臂、電子檢流計和電子式大功率高壓電源組成，其電 子式大功率高壓電源由開關電源電路1與脈寬調(diào)制電路2連接，脈寬調(diào)制電路2與高頻變 壓器3連接，高頻變壓器3與倍壓整流電路4連接，高頻變壓器3 —端與電流測量電路6連 接，倍壓整流電路4的直流高壓與電壓測量電路5連接，倍壓整流電路4的直流高壓與高壓 電橋的內(nèi)橋臂平衡電位器7連接，平衡電位器7 —端接入?yún)⒖枷噍敵龆?，另一端接入故障 相輸出端12，多功能恒流電子式高壓電橋的電子檢流計10分別通過故障測量參考相輸出 端9、另一測量故障相輸出端11連接待測量的參考相線與故障相線；其中平衡電位器7構 成內(nèi)橋臂、測量參考相線與故障相線構成外橋臂；上述所說壓聲同步跨步電壓定點儀由定 點電源13與探測器14連接，探測器14與接收器15連接，所述多功能恒流電子式高壓電橋 由平衡電位器、待測貫通線、電子檢流計共同組成為多功能恒流電子式高壓電橋的橋體。 所述電子式大功率高壓電源包括由高壓電橋電源、壓聲同步跨步電壓定點電源、 隱性高阻故障燒穿降阻電源。 所述電子式大功率高壓電源的輸出電壓為OkV 20kV連續(xù)可調(diào)電源。 所述電子式大功率高壓電源的高壓部分為交直流供電，低壓部分為普通干電池供電。 圖4所示為電子電橋的電子檢流計，即圖2中電子檢流計10的電路原理圖，電橋 的高壓電源經(jīng)過平衡電位器7形成電橋測量輸出信號且分別通過參考相輸出端8接至待 測線路測量參考相線、故障相輸出端12接至待測線路故障相線，電橋測量輸入信號分別通 過測量參考相輸出端9取自待測線路測量參考相線、測量故障相輸出端11待測線路故障相 線，并送入由保護二極管Dl、二極管D2、二極管D3、二極管D4，電容C3、電容C4、電容C5、電
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容C6，電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8組成的前端信號調(diào)理電路進行保 護濾波處理，然后送入Ul放大器放大，再通過電阻R10接平衡指示標頭，插座J3接靈敏度 調(diào)節(jié)電位器，平衡電位器7帶有平衡比例刻度盤實現(xiàn)比例讀數(shù)指示。插座Jl、插座J2、電阻 R1、電阻R2、電容C1、電容C2為電源電路。 圖5所示為電子式大功率高壓電源的電路原理圖，電容C9、電容C10、電容C11、電 容C12、電容C13，芯片U2、芯片U3、芯片U4、芯片U5、芯片U6組成大功率高壓電源的輔助電 源電路。芯片U7是給控制及波形發(fā)生與驅(qū)動專用大規(guī)模集成電路芯片U12提供時鐘的晶 體振蕩器。芯片U12產(chǎn)生的信號通過具有光電耦合器的驅(qū)動芯片U8、芯片U9、芯片U10、芯 片Ull推動功率放大管Ql、功率放大管Q2、功率放大管Q3、功率放大管Q4，其輸出通過插座 J2接常規(guī)高頻升壓變壓器并進一步經(jīng)常規(guī)高頻高壓倍壓整流電路升至電橋法預定位及壓 聲同步跨步電壓定點需要的20kV高壓輸出。芯片U13是一個電源變換模塊給數(shù)字電路提 供5V電源。插座JP1、插座JP2、插座JP3、插座JP4是連接插座，連接面板上的開關、電位 器、指示燈。 圖6所示是壓聲同步跨步電壓定點儀原理圖。電容C27、電容C28，插座J6、插座 J7，芯片U15、芯片U16，是電源電路；從插座J8進來的探測器地表電位檢測信號經(jīng)電容器 C22、電容器C23，電阻R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38、R39，電容C24、電容C25， 二極管D6、 二極管D7、二極管D8、二極管D9， K2，組成的電位信號調(diào)理電路進行濾波保護，送入放大器 U14放大，經(jīng)電阻R41輸出接指示表頭；從插座J8進來的信號還接入聲音同步電路，該電路 是一種由電容C15、電容C16、電容C17、電容C18、電容C19、電容C20、電容C21，電阻R19、電 阻R22 電阻R31，K1，芯片U1，芯片U2組成的同步聲音信號濾波、幅度調(diào)整、放大的信號調(diào) 理電路，其輸出通過標準耳機插座EJ接到聲音同步耳機上實現(xiàn)聲音同步監(jiān)聽功能。圖中指 示燈L4，電阻R42組成電源指示電路。 針對鐵路貫通線的實際情況，其故障分段后的線路長度一般在幾公里到幾十公里 范圍，首先引用高壓電橋法原理進行故障點預定位解決了大范圍盲目查找的問題，大大縮 短了故障搶修時間，其次在預定位故障點附近采用壓聲同步的跨步電壓法進行不爬桿精確 定點，高效、安全、簡單。 將高壓電橋法原理引入鐵路貫通線故障預定位，其電橋是多功能恒流電子式高壓 電橋，包括電子式恒流高壓電橋及其直流高壓電源、故障精確定點用電子式恒流高壓脈沖 電源、高阻故障燒穿降阻用電子式高壓電源。 預定位完成后，用裝置配套的高壓電橋脈沖電源給待測線路施加壓聲同步用跨步 電壓信號，在預定位的故障點附近桿塔下地面用壓聲同步的跨步電壓定點儀進行精確定 點。當然，該定點儀亦可用于高低壓電纜對地絕緣缺陷故障點的定點，且更加方便。
實施例 某鐵路局某條鐵路貫通線出現(xiàn)絕緣故障造成停電。 1、現(xiàn)場情況分析 1. 1分離與故障線路連接的其他電力設備如變壓器等，通過常規(guī)絕緣與耐壓試驗 的辦法進一步確認故障線路的故障相。
1. 2 了解故障線路沿線有無施工，自然災害情況；確認故障線路全長。 2、利用多功能電子式高壓恒流電橋進行故障點預定位
5[0036] 2. 1預定位接線 找一好相將其終端與故障相終端可靠短接，此好相作為高壓電橋測試的參考回路 (參考外橋臂)，將本裝置的多功能高壓恒流電子電橋設置為電橋功能，按面板標識將裝置 測量參考輸出端8接到待測故障線路的參考相線、同時將裝置故障測量參考相輸出端9也 接到待測故障線路的參考相線，將裝置測量故障輸出端12接到待測故障線路的故障相線、 同時將裝置測量故障輸入端11也接到待測故障線路的故障相線，裝置接地端可靠接大地， 測量信號經(jīng)過參考相線與故障故障相線通過故障點與大地構成測試的電流回路，并保證裝 置及操作人員工作安全。 2. 2預定位操作 檢查接線后通過J3連接到面板上的靈敏度電位器啟動多功能高壓恒流電子電橋 的電子檢流計電源開關，并右旋將靈敏度置最高，電子檢流計的放大器U1帶電；啟動多功 能高壓恒流電子電橋的高壓部分的電源開關，圖5的A1、U2、U3、U4、U5、U6、U13及其附屬的 外圍電阻、電容、二極管組成的輔助電源電路帶電，并供電給U7、U12組成的控制及波形發(fā) 生器電路；調(diào)節(jié)裝置面板升壓旋鈕觀察面板電流表使高壓源輸出電流大于3mA，且越大越 好，升壓是通過圖5的U12產(chǎn)生脈寬調(diào)制波形并分別經(jīng)過U8、U9、U10、U11驅(qū)動Q1、Q2、Q3、 Q4輸出大功率脈寬調(diào)制信號，再經(jīng)過J2連接到輸出高頻升壓變壓器升壓到最高10kV，并經(jīng) 二倍壓整流電路變換為最高20kV通過電子檢流計的平衡電位器輸出施加到待測線路的參 考相與故障相上，調(diào)整平衡電位器使檢流計平衡，此時檢流計平衡電位器所帶刻度盤即有 一個比例讀數(shù)P，則故障點位置在L = pX2全長，如全長是20km，比例p是30%，則故障點 位置在12km處。預定位測試完成，降壓、關閉裝置電源開關。 3、故障點精確定點 3. l簡單的目測巡線定點 將裝置多功能高壓恒流電子電橋置定點功能，按面板標識將定點輸出接到故障相 并使其末端開路，攜帶成套裝置的壓聲同步跨步電壓定點儀到預定位位置，如此實施例的 12km處左右1-2個桿塔巡查，啟動裝置高壓輸出并使輸出電流大于10mA，越大越好，看有無 異物搭接線路、絕緣子爆炸等顯性(明顯可見的故障)故障，或在高壓源作用于故障點時故 障點處有無放電拉弧現(xiàn)象，如可見則已實現(xiàn)定點。如不可見則屬隱性故障應按下述3. 2方 法定點。 3. 2利用壓聲同步跨步電壓定點儀進行隱性故障點精確定點 組裝定點儀的探測器14，將其輸出連接至接收器手持盒15，開接收器電源開關， 在預定位位置如此實施例的12km處左右1-2個桿塔下的地面用探測器探測高壓源通過故 障點的電流在地面形成的電位梯度分布以實現(xiàn)隱性故障點的不爬桿定點。探測器檢測到的 信號送到J8，從插座J8進來的探測器檢測信號經(jīng)電容器C22、電容器C23，電阻R32、 R33、 R34、 R35、 R36、 R37、 R38、 R39，電容C24、電容C25， 二極管D6、二極管D7、二極管D8、二極管 D9， K2，組成的電位信號調(diào)理電路進行濾波保護，送入放大器U14放大，經(jīng)電阻R41輸出接指 示表頭；從插座J8來的信號還接入聲音同步電路，該電路是一種由電容C15、電容C16、電容 C17、電容C18、電容C19、電容C20、電容C21，電阻R19、電阻R22 電阻R31，K1，芯片Ul，芯 片U2組成的同步聲音信號濾波、幅度調(diào)整、放大的信號調(diào)理電路，其輸出通過標準耳機插 座EJ接到聲音同步耳機上實現(xiàn)聲音同步監(jiān)聽功能。只有故障點桿塔下定點儀指示有信號，其余桿塔下無信號，實現(xiàn)不爬桿定點目的。
權利要求一種鐵路貫通線故障點定位裝置，其特征在于由一個多功能恒流電子式高壓電橋，一個壓聲同步跨步電壓定點儀組成，上述所說多功能恒流電子式高壓電橋電路又是由高壓電橋的內(nèi)橋臂電路及外橋臂、電子檢流計和電子式大功率高壓電源組成，其電子式大功率高壓電源由開關電源電路(1)與脈寬調(diào)制電路(2)連接，脈寬調(diào)制電路(2)與高頻變壓器(3)連接，高頻變壓器(3)與倍壓整流電路(4)連接，高頻變壓器(3)一端與電流測量電路(6)連接，倍壓整流電路(4)的直流高壓與電壓測量電路(5)連接，倍壓整流電路(4)的直流高壓與高壓電橋的內(nèi)橋臂的平衡電位器(7)連接，平衡電位器(7)一端接入?yún)⒖枷噍敵龆?8)，另一端接入故障相輸出端(12)，多功能恒流電子式高壓電橋的電子檢流計(10)分別通過測量參考相輸出端(9)、另一測量故障相輸出端(11)連接參考相線與故障相線；上述所說壓聲同步跨步電壓定點儀由定點電源(13)與探測器(14)連接，探測器(14)與接收器(15)連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述鐵路貫通線故障點定位裝置，其特征在于所述多功能恒流電子 式高壓電橋由平衡電位器、待測貫通線、電子檢流計共同組成為多功能恒流電子式高壓電 橋的橋體。
3. 根據(jù)權利要求1所述鐵路貫通線故障點定位裝置，其特征在于所述電子式大功率高 壓電源包括高壓電橋電源、壓聲同步跨步電壓定點電源、隱性高阻故障燒穿降阻電源。
4. 根據(jù)權利要求書l所述鐵路貫通線故障點定位裝置，其特征在于所述電子式大功率 高壓電源的輸出電壓為0kV 20kV連續(xù)可調(diào)電源。
5. 根據(jù)權利要求書l所述鐵路貫通線故障點定位裝置，其特征在于所述電子式大功率 高壓電源的高壓部分為交直流供電，低壓部分為普通干電池供電。
專利摘要本實用新型公開了一種鐵路貫通線故障點定位裝置。裝置由高壓電橋，壓聲同步跨步電壓定點儀組成，電橋電路由內(nèi)橋臂電路及外橋臂和大功率高壓電源組成，其高壓電源由開關電源電路依次與脈寬調(diào)制電路，高頻變壓器連接，高頻變壓器輸出連接倍壓整流電路，倍壓整流電路連接電流測量電路、電壓測量電路，倍壓整流電路與高壓電橋內(nèi)橋臂的平衡電位器連接，平衡電位器接入測量參考相線和故障相線，壓聲同步跨步電壓定點儀由定點電源連接檢測器和接收器。具有結構筒單，操作方便，不爬桿快速定位線路故障點的優(yōu)點，可廣泛用于鐵路，電力、企事業(yè)單位，也可用于高低壓電纜對地絕緣缺陷故障點的定點。
文檔編號G01R31/08GK201532435SQ20092003462
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權日2009年9月17日
發(fā)明者馮彥軍, 左平, 席春堂, 王勇科, 王學義, 邢挺, 陸正弦 申請人:西安福潤德電子科技有限公司