CN102269791A - 铁路信号电缆断线故障在线监测及定位的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种铁路信号电缆断线故障在线监测及定位的方法，在铁路信号电缆每个分线盒的备用芯线对接线柱之间接入电阻，构成电阻网络，将备用芯线对形成若干个闭合回路，在所述电阻网络的一端或两端施加一恒定直流电压，检测流入所述电阻网络的电流值。通过检测回路电流值来反映回路电阻值变化，进而反映电缆芯线的状态并确定电缆芯线发生断线故障的位置。并以在线监测备用芯线对代替在用芯线对，进而在不影响正常列控信号传输的情况下实现了信号电缆的故障在线监测。

Description

铁路信号电缆断线故障在线监测及定位的方法
技术领域
本发明涉及电缆故障检测领域，具体涉及到铁路信号电缆断线故障在线监测及定位的方法。 
背景技术
铁路信号电缆是信号设备的重要组成部分，担负着传输列车控制信息的重要任务，是信息传送的必经通道。随着铁路向“高速、重载”方向的发展，信号电缆故障对铁路安全运营造成的影响越来越大，而且由于信号电缆的隐蔽敷设，造成电缆故障定位及处理难度增大，干扰正常的铁路运输秩序，影响运输畅通，严重时威胁和危害着人民生命财产的安全。 
目前检测铁路信号电缆断线故障主要有以下几种方法及装置： 
第一种为跟踪信号强度法。由发送端设备向所查铁路信号电缆内的金属部分发送交变的查找信号，然后由接收端沿线路跟踪接收此信号，通过比较信号强度的变化而判定断线故障点。例如：发送端至断线点问信号强度较强，越过断线点后强度骤减。但此法只适用于电缆长度较短且埋设较浅的场合，如电缆过长，则劳动强度过大。 
第二种低压脉冲反射回波法。由发送端设备向所查芯线发送一低压脉冲信号，此信号波沿芯线向终端传播，若途中遇断线等阻抗突变故障，则将产生反射回波信号。根据此反射信号返回的时间，再结合信号波在芯线内传播的速度(波速)即可计算出断线故障点距离。但此法也只适用于电缆较短且中间接头较少等情况。 
第三种为电桥法或参数值法。用电桥或参数表测出芯线至故障点的阻值或参数，再根据电缆参数换算为距离。此方法只能在待测信号电缆脱离原使用设备后离线测试，且需要双端配合，反复测试，劳动强度较大。 
以上方法在铁路信号电缆中间接头较少，线缆较短的情况下，可以在离线状态下比较准确地检测和定位故障点的位置。但随着铁路的发展，区间距离越来越长，因此区间信号电缆的敷设也越来越长，经分线盒的中间接头也越来越多，使得上述方法实施越来越困难，误差越来越大，因此对铁路信号电缆的故障检测与定位也越来越困难。而且再有，目前的铁路信号微机监测系统也通常配置有信号电缆绝缘监测系统，但该系统只能判断整条电缆的绝缘状态，且不能定位故障位置。 
综上所述，目前查找铁路信号电缆断线故障点的方法存在着不能在线准确定位故障点或查找速度慢，耗时费力效率低的不足。 
发明内容
为克服现有的铁路信号电缆断线查找方法及装置存在的不能准确定位故障点或不能在线监测或查找速度慢，耗时费力效率低的不足，本发明提供一种新的方法，它不仅能在线监测铁路信号电缆断线故障，而且能迅速定位断线故障区段，缩小故障查找范围，提高查找效率。 
本发明解决问题所采用的方法是： 
一种铁路信号电缆断线故障在线监测及定位的方法，在铁路信号电缆每个分线盒的备用芯线对接线柱之间接入电阻，构成电阻网络，将备用芯线对形成若干个闭合回路，在所述电阻网络的一端或两端施加一恒定直流电压，检测流入所述电阻网络的电流值。 
所述的方法，所述电阻网络中的电阻为阻值相同的固定阻值的电阻。 
所述的方法，在所述电阻网络的两端，通过两个开关控制所述恒定直流电压的通断，在左开右闭、左开右开、左闭右开的3种模式下分别检测流入所述电阻网络的电流值，通过3取2的判决逻辑进行准确定位。 
如果电缆发生断线故障，则电阻网络的阻值会相应发生变化，则可以在线监测其电阻阻值，利用回路阻值的变化来反映电缆状态，并以在线监测备用芯线对代替在用芯线对，进而在不影响正常列控信号传输的情况下实现了信号电缆的故障在线监测。并能迅速准确的判断故障发生的信号盒区段，在故障区段内再利用脉冲反射法等现有成熟的 方法二次精确定位故障点，极大的缩短了故障查找时间。 
本发明的有益效果是：能够在线监测铁路信号电缆断线故障并定位断线故障点位置，使查找快速，省时省力效率高。 
附图说明
图1是区间信号电缆的敷设示意图。 
图2是信号电缆经分线盒连接示意图。 
图3信号电缆断线在线监测的原理示意图。 
图4为图3单端电源模式下，电流表9读数与信号电缆1断线未知的关系示意图； 
图5为多分支电缆模式下的实施方式。 
具体实施方式
下面通过结合图1到图3说明信号电缆断线在线监测及定位方法的具体实施过程。 
图1中信号电缆1由车站信号柜6引出，通过分线盒3连接在一起。这样在区间车站信号柜6之间，有若干个分线盒3，分线盒3之间连接了若干条信号电缆1，而每根信号电缆1又有若干对芯线2，但每根信号电缆1至少留有一对备用芯线2。区间信号电缆1由分线盒3分成了若干段，每段长度一般在1-3km之间，每根总长在10到30km之间。 
如图2所示，在分线盒3内，两根信号电缆1的芯线2经接线柱4和连接片9连接贯通，在分线盒3内的备用芯线对的两根芯线2的接线柱4之间接入电阻5，从而将备用芯线对构成回路。依次在每个分线盒3的备用芯线对2的接线柱4之间接入电阻5，这样就将信号电缆1的备用芯线2构成了闭合回路，然后在回路的一端或两端施加恒压直流电源7，就形成了如图3所示的信号电缆断线在线监测及定位原理图。 
在图3中，信号电缆芯线2等效电阻与电阻5构成了电路回路，恒压直流电源7通过开关8施加在回路的两端，根据开关8的不同形式，可以形成3种模式：单端电源模式(2种)和双端电源模式。在不同的模式下，恒压直流电压源7的电压U与电流表9读取的电流值I的比值就是该回路的电阻值。因此，当信号电缆1的芯线2在发生断线故障时，必然反映在电流表9的读数上，并且不同位置断线，回路的电阻值也不同， 也即电流表9的读数也不同，因此可以根据电流表9的读数来反映信号电缆的状态并且在断线发生时指示断线发生的位置。 
图4给出了图3单端电源模式下，即右端开关8断开、左端开关8闭合的情况下，电流表9读数与信号电缆1断线未知的关系示意图，横坐标11为断线故障的位置，纵坐标10为监测电流。信号电缆1完整时电流表读数为曲线12所示，在有一处断线故障的情况下，断线位置与检测电流的关系为曲线13所示。当测得电流表9的电流读数时，该检测电流如位于曲线12上，则说明该信号电缆未发生故障，处于完好状态。如果该电流位于曲线13上，则说明该信号电缆发生断线故障，且根据该电流在曲线13上的位置对应的横坐标位置来给出该断线故障的位置。例如该检测电流在曲线13上对应于横坐标3和4点之间，则说明该信号电缆第3段发生断线故障。 
如图3所示，同理，还可以改变开关8的状态，通过两个开关采用如下三种组合：左开右闭、左开右开、左闭右开的3种模式下，测得的监测电流表9的三个读数，进一步通过3取2的判决逻辑来准确定位断线故障的位置，例如左开右闭、左开右开、左闭右开3种模式下，判断出的断线位置分别为第3段、第4段、第3段，那么根据3取2的判决逻辑就可以确定在第3段发生了断线故障。 
图5给出了在多分支电缆模式下的实施方式。即在中间分线盒3的出线带有多分支信号电缆的方式中，仍然通过对每个分支电缆的分线盒3的接线柱4之间接入电阻5，并在其末端加入恒压直流电源7，还可根据开关8的不同状态，得到不同的电流表9读数，依按照上述方法判决电缆芯线的状态，如断线故障发生后，还可定位故障发生的位置。 
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (3)

1.一种铁路信号电缆断线故障在线监测及定位的方法，其特征在于，在铁路信号电缆每个分线盒的备用芯线对接线柱之间接入电阻，构成电阻网络，将备用芯线对形成若干个闭合回路，在所述电阻网络的一端或两端施加一恒定直流电压，检测流入所述电阻网络的电流值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电阻网络中的电阻为阻值相同的固定阻值电阻。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电阻网络的两端，通过两个开关控制所述恒定直流电压的通断，在左开右闭、左开右开、左闭右开的3种模式下分别检测流入所述电阻网络的电流值，通过3取2的判决逻辑进行准确定位。
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