CN102052983A - 弓网接触压力监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了弓网接触压力监测装置，其在检测处的前、后侧上方均安装有负荷传感器和加速度传感器，负荷传感器和加速度传感器底部安装有绝缘支架，绝缘支架的底部安装有夹持接触线的绝缘的接触线夹子，接触线夹子通过顶端设置滑块插于支架的底部的滑槽中可沿滑槽滑动。本发明所述的弓网接触压力检测装置，加速度传感器和负荷传感器通过绝缘支架和接触线夹子与接触线组成钢性连接，通过测量受电弓通过时的压力与冲击加速度的变化，来测量弓网的接触压力。其能够方便、精确地对弓网接触压力进行实时、动态监测。
Description
技术领域
本发明涉及对在轨电力牵引机车车顶使用的受电弓的滑板与高压接触网的接触线间的接触压力进行实时监测的装置。
背景技术
受电弓是一种安装在电力牵引机车顶部，用以从高压接触网取得电能的电气设备。其通常由弓头部分滑板与接触线滑动接触受流。为了保证受电弓牵引电流的顺利流通，受电弓顶部的滑板和接触网的接触线之间必须可靠接触，并有一定的接触压力。特别对于近年来，高速铁路与城市轨道交通迅速发展，在电气化轨道交通系统中，稳定的受流是基本要求。为了保证稳定受流，需控制受电弓与接触线的接触压力在一定的范围中，即需要控制弓网接触压力，弓网接触压力过小，易造成离线，受电弓脱离接触线并产生电弧；弓网接触压力过大，接触线抬升量过大，会使接触线局部弯曲，引起接触线疲劳损伤，增大接触线磨耗，严重时造成弓网事故。
目前，对弓网接触压力的检测，还比较原始，通过先将接触网局部停电，然后由检测人员登至车顶，用测力装置(如弹簧秤等)手工将受电弓向下拉，测量受电弓与接触网恰好脱离接触时的拉力。此方法要求接触网局部断电，且需要多个工作人员同时配合操作，操作麻烦，费时费力，效率低、精度低、准确性差。同时，该人工测量方法不是在线动态检测，而是一种静态的模拟测试，并不能准确真实地测出实际运行时受电弓的接触压力。
此外， 通过在每根受电弓上加装力传感器和加速度传感器，也是一种实现受电弓接触压力动态测量的方法。这种方法虽然可实时检测受电弓在接触网上任意点的接触压力，但仍存在以下不足：1、传感器接近高压接触网，其绝缘及抗干扰能力要求高；2、其传感器安装载受电弓上，要求所有机车的受电弓上均加装，需要的传感器数量巨大，成本高，不经济。
发明内容
本发明旨在给出一种能够方便、精确地对弓网接触压力进行实时、动态监测的弓网压力监测装置。
本发明所述的弓网接触压力监测装置，包括在监测处的上方安装的纵向设置的固定框架，框架的沿纵向安装有两组传感器组，每组传感器组包括负荷传感器和加速度传感器，负荷传感器和加速度传感器底部安装有绝缘支架，所述绝缘支架的底部安装有从两侧夹持接触线的绝缘的接触线夹子，接触线夹子顶端设置滑块，支架的底部设置滑槽，接触线夹子的滑块嵌入支架的滑槽中可沿滑槽滑动。
本发明所述的弓网接触压力检测装置，加速度传感器和负荷传感器通过绝缘支架和接触线夹子与接触线组成钢性连接，通过测量受电弓通过时的压力与冲击加速度的变化，来测量弓网的接触压力。当运行的车辆通过该处时，车辆上的受电弓从底部向上托起接触导线，使得接触网与受电弓之间产生接触压力，该接触压力通过接触网绝缘支架由负荷传感器测量，同时由于受电弓经过速度很高，测量时的冲击振动会对负荷传感器测量结果产生影响，通过加速度传感器可对接触线产生的冲击振动进行测量修正。又由于接触线是硬线，受电弓经过时，抬升力会沿接触线传播一段距离，本发明固定框架的纵向安装有两组传感器组，可通过两组传感器的测量数据，确定弓网接触压力，其可优化传感觉器布局，提高测量精度。由于温度变化时，接触网会产生热胀冷缩的变化，引起接触线纵向移动。此时，如果绝缘子与接触线刚性连接，则连接处将位移，产生纵向拉力和扭转力，从而影响测量精度。本发明接触线夹子于绝缘支架通过滑块与滑槽的可移动方式安装，使接触线及接触线夹子沿滑槽纵向移动，实现测量装置与接触线纵向位置的自适应调整。对上述负荷传感器和加速度传感器的测量数据，通过数据采集装置实时采集，并有数据处理装置进行处理和计算，即可得出弓网接触压力。
本发明的弓网接触压力监测装置，能够自动的对弓网的接触压力进行实时监测，测量方便、精度高。同时，其测量过程中能对冲击振动进行补偿，对温度变化引起的热胀冷缩进行自适应调整，能更进一步的提高测量精度。
附图说明
图1 为本发明所述弓网接触压力监测装置的立体安装示意图；
图2 为本发明所述弓网接触压力监测装置的正面安装示意图；
图3 为监测装置与接触线的局部安装示意图；
图4 为传感器组的安装示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3，一种弓网接触压力监测装置，接触线1上方有纵向布置的固定框架2，固定框架的前、后两端均安装有负荷传感器3和加速度传感器4，负荷传感器和加速度传感器底部安装有绝缘支架5，所述绝缘支架的底部安装有从两侧夹持接触线的绝缘的接触线夹子6，接触线夹子顶端设置滑块7，支架的底部设置滑槽8，接触线夹子的滑块嵌入支架底部的滑槽中可沿滑槽滑动。
如图4，所述负荷传感器3和加速度传感器4可安装在固定框架两端设置的封闭盒体10内，盒体的内底面为水平基板9上，负荷传感器3和加速度传感器4固定在水平基板上，封闭合体的底部再与绝缘支架固连。水平基板可以提高测量的精度；封闭盒体可以防止积尘，可以防止传感器因积尘影起的测量误差。
所述绝缘支架5的中部可安装盘形绝缘子11，通过盘形绝缘子能够隔绝高压，减少高压串入对测量精度的影响。安装的盘形绝缘子11可仅一个，也可为由两个、三个甚至是更多盘形绝缘子串成的绝缘子串，以更可靠的隔绝高压。
所述绝缘支架的中段可安装高度调节器，其可根据安装及使用情况，调整绝缘支架的长度。
各负荷传感器和加速度传感器可连接动态应变处理模块，动态应变处理模块可实时采集各负荷传感器和各加速度传感器的信号，并经处理和计算得出受电弓与接触网的弓网接触压力。
由于接触线有高压，负荷传感器又是接触测量压力，为了进一步消除高电压的影响，避免高电压强电流的串入，而影响测量精度，负荷传感器和加速度传感器到信号端可采用线性光耦合器组成的模拟信号隔离电路。
Claims (7)
1.弓网接触压力监测装置，其特征在于：包括在监测处的上方安装的横向设置的固定框架，框架的沿纵向安装有两组传感器组，每组传感器组包括负荷传感器和加速度传感器，负荷传感器和加速度传感器底部安装有绝缘支架，所述绝缘支架的底部安装有从两侧夹持接触线的绝缘的接触线夹子，接触线夹子顶端设置滑块，支架的底部设置滑槽，接触线夹子的滑块嵌入支架底部的滑槽中可沿滑槽滑动。
2.根据权利要求1所述的弓网接触压力监测装置，其特征在于：所述负荷传感器和加速度传感器安装在固定框架两端设置的封闭盒体内，盒体的内底面为水平基板上，负荷传感器和加速度传感器固定在水平基板上，封闭合体的底部与绝缘支架固连。
3.根据权利要求1所述的弓网接触压力监测装置，其特征在于：所述绝缘支架的中部安装盘形绝缘子。
4.根据权利要求1所述的弓网接触压力监测装置，其特征在于：所述绝缘支架的中段安装有高度调节器。
5.根据权利要求1所述的弓网接触压力监测装置，其特征在于：负荷传感器和加速度传感器到信号端采用线性光耦合器组成的模拟信号隔离电路。
6.根据权利要求1所述的弓网接触压力监测装置，其特征在于：各负荷传感器和加速度传感器连接动态应变测试模块，动态应变处理模块实时采集各负荷传感器和各加速度传感器的信号，并计算得出测量的受电弓接触压力。
7.根据权利要求3所述的弓网接触压力监测装置，其特征在于：绝缘支架中部安装的盘形绝缘子有两个以上构成绝缘子串。
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