專利名稱：At供電牽引網(wǎng)的非接觸式電磁感應故障定位裝置及其故障定位方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及牽引供電系統(tǒng)牽引網(wǎng)故障定位的方法，具體為一種非接觸式電磁感應量測的牽引網(wǎng)故障定位方法。
背景技術(shù)：
隨著我國鐵路的高速化、重載化的快速發(fā)展，AT供電方式由于供電距離長、牽引網(wǎng)電壓損耗小和抗干擾能力強等優(yōu)點，廣泛受到國內(nèi)外高速鐵路的青睞。在復線AT供電方式的基礎上，將上下行牽引網(wǎng)在牽引變電所出線處共用一臺斷路器，且將上下行牽引網(wǎng)的接觸線、鋼軌和正饋線在所有AT所都通過橫聯(lián)線對象并聯(lián)起來，即為全并聯(lián)AT供電方式。相比AT供電方式，全并聯(lián)AT供電的線路的載流能力更強，電磁污染更小，目前在我國幾乎所有的客運專線及城際鐵路均按全并聯(lián)AT供電方式設計，以適應牽引供電系統(tǒng)供電功率大、 供電區(qū)段長、可靠性要求高的需要。但全并聯(lián)AT供電方式接線上比較復雜，且接觸線是裸露架設在鐵軌的正上方，絕緣子長期暴露在大氣環(huán)境中，受到空氣的污染而使絕緣性能降低，導致牽引網(wǎng)線路易發(fā)生短路故障。針對全并聯(lián)AT供電方式的特點，現(xiàn)有的“吸上電流比”、“橫連線電流比”等接觸式故障測距方法，需要在AT所、分區(qū)所安裝接觸式檢測裝置以采集相應的電流量、電壓量，但這樣跨度較大(約50km)，故障距離的測量精度往往達不到要求。近年來，行波測距技術(shù)開始應用于牽引供電系統(tǒng)故障定位，但是行波信號的不確定性以及參數(shù)的頻變效應常導致行波信號的提取和處理十分困難；另外，由于不同監(jiān)測點時間不能精確同步、現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡不能批量傳輸故障數(shù)據(jù)等原因使行波測距定位方法原理上可行，但在實際應用中卻很難實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種AT供電牽引網(wǎng)的非接觸式電磁感應故障定位裝置， 該裝置的安裝運行成本低，定位精確度高、定位速度快，能更好地保證機車運行的安全、可靠和高效。本發(fā)明為實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種AT供電牽引網(wǎng)的非接觸式電磁感應故障定位裝置，其組成是AT供電方式的牽引網(wǎng)桿塔上安裝電磁感應故障定位器，在牽引變電所安裝帶GSM 信號接收模塊的遠程終端計算機；所述的電磁感應故障定位器由電磁感應線圈、電壓放大電路、單片機和GSM信號發(fā)射模塊依次相連構(gòu)成，且電壓放大電路、單片機和GSM信號發(fā)射模塊共用一個電源。本發(fā)明的第二個目的就是提供使用上述的故障定位裝置對AT供電牽引網(wǎng)進行故障定位的方法。本發(fā)明為實現(xiàn)其第二個發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種使用上述的故障定位裝置對AT供電牽引網(wǎng)進行故障定位的方法，其步驟是
1)電壓信號采集在AT供電牽引網(wǎng)相距0. 5 Ikm的桿塔上安裝電磁感應故障定位器，由定位器的電磁感應線圈實時感應牽引網(wǎng)電流產(chǎn)生的磁場的水平分量，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，再經(jīng)電壓放大電路放大后輸入單片機；2)電壓信號判別單片機對輸入的電壓信號進行判別，當輸入的電壓信號超過設定閥值，且其持續(xù)時間超出了設定時間，則判定該定位器所在位置的牽引網(wǎng)發(fā)生短路故障， 發(fā)出故障預警信號；3)預警信號發(fā)送與處理單片機發(fā)出故障預警信號后，定位器的GSM同步信號發(fā)射模塊將故障預警信號及定位器所在桿塔的屬性信息上傳至遠程終端計算機，由遠程終端計算機分析顯示出故障發(fā)生的位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是一、定位精度高。由于定位器采用電磁感應線圈對牽引網(wǎng)進行非接觸式電流信號故障檢測，因此定位器可以安裝在牽引網(wǎng)的桿塔上，從而使定位器的安裝間隔由現(xiàn)有的變電所的50km間距縮小為0. 5 1km，使檢測間距大大的縮小，明顯提高了牽引網(wǎng)的短路故障定位精度。二、定位信息準確。定位器將超過閥值且持續(xù)時間超過設定時間的輸入信號，才判定為檢測點發(fā)生了短路故障，從而將瞬時的各種干擾信號予以排除。發(fā)出的故障信號準確、可靠。三、定位速度快。定位器檢測出故障信號后，通過GSM無線傳輸方式及時地將故障信息上傳至遠程計算機實現(xiàn)牽引網(wǎng)故障信息的實時、準確的定位，從而能夠及時、準確的采取措施，保證列車運行的安全和可靠。通過終端計算機顯示的故障信息，檢修人員也能快速找到故障地點并進行排除，大量地節(jié)省尋找故障點的人力物力，減輕鐵路供電維護部門的勞動強度，可以盡早地排除故障恢復供電，提高列車運行的效率，減少由于停電造成的損失。四、定位器由電磁感應線圈、電壓放大電路、單片機、GSM信號發(fā)射模塊構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，整個裝置安裝運行的成本低；定位器安裝在接觸網(wǎng)的桿塔上，不與接觸線直接接觸，不會對機車的正常運行造成任何影響。上述的電源為太陽能電池板、太陽能充電控制器、蓄電池構(gòu)成的太陽能電源。采用太陽能電源供電，不從接觸線上引電，無需高壓^v)降壓裝置，既大大降低了成本，又保證了定位器的安全，同時也避免了采用其他電池供電需要隨時更換電池的麻煩。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


圖1是本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的定位器的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖3是是本發(fā)明實施例的定位器的電源的電路結(jié)構(gòu)框具體實施例方式實施例
圖1、圖2示出，本發(fā)明的一種具體實施方式
是，一種AT供電牽引網(wǎng)的非接觸式電磁感應故障定位裝置，其組成是AT供電方式的牽引網(wǎng)桿塔上安裝電磁感應故障定位器1，在牽引變電所安裝帶 GSM信號接收模塊的遠程終端計算機2 ；所述的電磁感應故障定位器由電磁感應線圈11、電壓放大電路12、單片機13和GSM信號發(fā)射模塊14依次相連構(gòu)成，且電壓放大電路12、單片機13和GSM信號發(fā)射模塊14共用一個電源15。圖3示出，本例的電源15為太陽能電池板15A、太陽能充電控制器15B、蓄電池15C 構(gòu)成的太陽能電源。采用本例的故障定位裝置對AT供電牽引網(wǎng)進行故障定位的方法，其步驟是1)電壓信號采集在AT供電牽引網(wǎng)相距0. 5 Ikm的桿塔上安裝電磁感應故障定位器1，由定位器1的電磁感應線圈11實時感應牽引網(wǎng)電流產(chǎn)生的磁場的水平分量，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，再經(jīng)電壓放大電路12放大后輸入單片機13 ；2)電壓信號判別單片機13對輸入的電壓信號進行判別，當輸入的電壓信號超過設定閥值，且其持續(xù)時間超出了設定時間，則判定該定位器1所在位置的牽引網(wǎng)發(fā)生短路故障，發(fā)出故障預警信號；單片機13的設定閥值通常為該定位器正常狀況下的平均值的3倍，設定時間一般為 20ms ο3)預警信號發(fā)送與處理單片機13發(fā)出故障預警信號后，定位器1的GSM同步信號發(fā)射模塊14將故障預警信號及定位器1所在桿塔的屬性信息上傳至遠程終端計算機2， 由遠程終端計算機2分析顯示出故障發(fā)生的位置。
權(quán)利要求
1.一種AT供電牽引網(wǎng)的非接觸式電磁感應故障定位裝置，其組成是AT供電方式的牽引網(wǎng)桿塔上安裝電磁感應故障定位器(1)，在牽引變電所安裝帶GSM 信號接收模塊的遠程終端計算機O)；所述的電磁感應故障定位器(1)由電磁感應線圈 (11)、電壓放大電路(12)、單片機(13)和GSM信號發(fā)射模塊(14)依次相連構(gòu)成，且電壓放大電路(12)、單片機(13)和GSM信號發(fā)射模塊(14)共用一個電源(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種AT供電牽引網(wǎng)的非接觸式電磁感應故障定位裝置，其特征在于，所述的電源(15)為太陽能電池板(15A)、太陽能充電控制器(15B)、蓄電池(15C) 構(gòu)成的太陽能電源。
3.一種使用權(quán)利要求1所述的故障定位裝置對AT供電牽引網(wǎng)進行故障定位的方法，其步驟是1)電壓信號采集在AT供電牽引網(wǎng)相距0.5 Ikm的桿塔上安裝電磁感應故障定位器⑴，由定位器⑴的電磁感應線圈(11)實時感應牽引網(wǎng)電流產(chǎn)生的磁場的水平分量，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，再經(jīng)電壓放大電路(1 放大后輸入單片機(13)；2)電壓信號判別單片機(13)對輸入的電壓信號進行判別，當輸入的電壓信號超過設定閥值，且其持續(xù)時間超出了設定時間，則判定該定位器(1)所在位置的牽引網(wǎng)發(fā)生短路故障，發(fā)出故障預警信號；3)預警信號發(fā)送與處理單片機(13)發(fā)出故障預警信號后，定位器(1)的GSM同步信號發(fā)射模塊(14)將故障預警信號及定位器(1)所在桿塔的屬性信息上傳至遠程終端計算機O)，由遠程終端計算機( 分析顯示出故障發(fā)生的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種AT供電牽引網(wǎng)的非接觸式電磁感應故障定位裝置，其組成是AT供電方式的牽引網(wǎng)桿塔上安裝電磁感應故障定位器(1)，在牽引變電所安裝帶GSM信號接收模塊的遠程終端計算機(2)；所述的電磁感應故障定位器由電磁感應線圈(11)、電壓放大電路(12)、單片機(13)和GSM信號發(fā)射模塊(14)依次相連構(gòu)成，且電壓放大電路(12)、單片機(13)和GSM信號發(fā)射模塊(14)共用一個電源(15)。該裝置的安裝運行成本低，定位精確度高、定位速度快，能更好地保證機車運行的安全、可靠和高效。
文檔編號G01R31/08GK102226829SQ20111007485
公開日2011年10月26日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者何正友, 吳雙, 林圣 , 胡海濤, 錢澄浩 申請人:西南交通大學