一種高速鐵路過電壓測(cè)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(cè)量記錄裝置及使用所述高速鐵路供電系統(tǒng)的過電壓測(cè)量記錄裝置的高速鐵路供電系統(tǒng)的過電壓測(cè)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(cè)距或故障錄波裝置,僅可以記錄工頻電壓的變化情況,但對(duì)于高頻震蕩過電壓,由于以上裝置的電壓信號(hào)來源于含有鐵磁元件的互感器,因此帶寬極窄,不能檢測(cè)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(cè)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(cè)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(dòng)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(cè)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(cè)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(dòng)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(cè)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(cè)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(cè)量記錄裝置包括實(shí)時(shí)接收高速鐵路瞬變高頻電場(chǎng)信號(hào)的第一電極、與所述第一電極之間形成均勻電場(chǎng)的第二電極、接收所述第一電極和所述第二電極之間電場(chǎng)信號(hào)的天線單元和用于將所述天線單元接收的電場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換單元,所述第一電極和所述第二電極相對(duì)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(cè)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(chǎng)信號(hào)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(cè)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(chǎng)信號(hào)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(cè)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(cè)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(cè)量記錄裝置中,還包括具有電磁信號(hào)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(cè)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(chǎng)收容于所述殼體的收容空間內(nèi)。
[0013]—種高速鐵路過電壓測(cè)量記錄系統(tǒng)包括如上述所述的高速鐵路過電壓測(cè)量記錄裝置、用于顯示并分析所述高速鐵路過電壓測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量記錄系統(tǒng)中,所述高速鐵路過電壓測(cè)量記錄裝置通過基座固定于電力機(jī)車或高速動(dòng)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(cè)量記錄系統(tǒng)中,還包括用于為所述高速鐵路過電壓測(cè)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(cè)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(cè)量記錄裝置和所述高速鐵路過電壓測(cè)量記錄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理,技術(shù)先進(jìn),測(cè)量準(zhǔn)確,高頻響應(yīng)特性好,安裝方便且維護(hù)簡(jiǎn)單,適合于高速鐵路供電系統(tǒng)中對(duì)過電壓的準(zhǔn)確測(cè)量和記錄分析,能夠做到被測(cè)信號(hào)與測(cè)量?jī)x器儀表的完全隔離,保證變電所或動(dòng)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(cè)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(cè)量記錄裝置的儀器室對(duì)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(cè)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(duì)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(gè)的形式存在,也可以多個(gè)的形式存在,本發(fā)明并不對(duì)此進(jìn)行限定。可以理解,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(qǐng)參閱圖1,是本發(fā)明實(shí)施例提供的高速鐵路過電壓測(cè)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(cè)量記錄裝置100包括具有電磁信號(hào)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(shí)接收高速鐵路瞬變高頻電場(chǎng)信號(hào)的第一電極30、與所述第一電極30之間形成均勻電場(chǎng)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(chǎng)信號(hào)的天線單元50和用于將所述天線單元50接收的電場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)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(chǎng)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(cè)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(hào)。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(chǎng)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(cè)量記錄裝置100的底部,用于將所述高速鐵路過電壓測(cè)量記錄裝置100固定在電力機(jī)車或高速動(dòng)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(dòng)車組的車體頂部通過螺釘固定連接??蛇x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(cè)電壓和電場(chǎng)。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(hào)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(duì)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(duì)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(duì)間隔設(shè)置,并均相互獨(dú)立地與所述第一電