CN104267250A - 一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，本装置主要包括：供电模块、遥控开关、i-Core2核心板、采集电路、雷电流传感器、授时模块、GPRS网络模块、机箱壳体、限位垫块等，架设在被监测接触网线路的回流导线上，当接触网遭受雷击时，雷电流传感器获得感应电压，经采集电路采集得到雷电流波形信号，通过无线网络将采集信息发送至上位机，通过取电线圈耦合取电方式对锂电池充电，无需外部电源。本发明为掌握雷电波形，科学防雷，雷击事故分析，雷击故障定位提供原始依据，结构简单，安装维护方便，工作可靠。

Description

一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置

 

技术领域

本发明属于高速铁路接触网系统雷电信息测量及防雷（故障定位、雷电波形采集）领域，涉及一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置。

背景技术

接触网是高速铁路的核心技术之一，作为电气化铁道牵引供电系统中的重要组成部分，担负着不间断地向沿线运行中的电力机车输送电能的重要任务，其运行质量的好坏、故障的多寡、抢修的快慢都将直接影响电气化铁路运输能力的发挥及其安全与稳定。

我国高速铁路分布越来越广阔，途径地区的气象条件差异较大，而且接触网的特点在于设备裸露于自然环境中，沿线架设，没有备用，对运行环境极为敏感，是电力牵引中一个比较薄弱的环节，易受自然环境特别是雷电的影响。如果接触网发生雷击等故障，短路点及附近电力设备中流过的短路电流可能达到额定电流的几倍乃至几十倍，将对电气设备造成严重损坏；由于列车高速度、高密度运行，供电设备一旦发生事故或险情，将直接影响车组正常运行和供电列车的生活用电，后果相当严重，会造成整个铁路运输的重大损失，严重干扰铁路运输秩序，损害铁路形象。因此，对尽快修复接触网系统雷击故障、确保不间断供电提出了更高的要求，即在雷击故障发生后，要求快速、准确的发现并排除故障，在尽可能短的时间内恢复供电。

目前，我国铁路部门查找接触网系统故障位置的方法主要是人工巡检法，即检测人员巡检或携带检测设备进行排查。然而，我国高速铁路接触网系统地域分布广泛，架设路径长，空间分布复杂，检测结果过分依赖操作人员的检测经验等因素，这导致了接触网系统故障检测效率低、检测精度难以保障以及检测成本过高等问题；特别是在恶劣环境下，给这项工作添加了更多困难，且会给检测人员带来一定的危险。因此，在接触网系统发生故障时，依靠目前的检测方法，很难快速、准确地查找出故障位置。

雷电流参数是研究雷电活动规律、雷电防护和防雷工程设计必须要考虑的参量，其采集和处理的实时性、可靠性是决策实时性、科学性的前提，雷电流信息的实时采集可以对雷害实行有效的监测和预警。而知道雷电流波形，我们就可得到有关雷电流的参数，如雷电流峰值、最大电流上升率、峰值时间等。因此，掌握雷电波形，能够科学地进行防雷设计，并为雷击事故分析和处理、雷击事故的责任判别提供原始依据。由于国内各地区的雷电活动极不平衡，加上领土广阔，地理环境复杂，地区经济发展不平衡等原因，导致雷电监测工作处在比较落后的状态。因此，建立一种经济、实用的雷电波形采集装置势在必行。

综上所述，能够监测雷电流参数，定位雷击故障点的接触网系统雷电波形在线监测装置为上述问题的解决提供了一条有效的途径。雷电波形在线监测装置可以采集雷电波形，分析雷电流参数，并且反应迅速，定位准确，为接触网系统雷击故障的及时抢修节省大量的时间，大大减少维护成本，提高高速铁路的运输效率。

近年来，针对雷电流监测装置的研究，我国已经取得了一定的研究成果，并且部分成果已经投入实际应用。发明专利CN 101937015 A公开了一种架空输电线路雷电流和雷电压波形参数在线监测装置，它包括:电压传感器、电流传感器、取电线圈、电压调理及储能模块等，其特点是可以通过钳口式罗果夫斯基线圈电流传感器和电容耦合式电压传感器分别采集导线上的雷电流和雷电压信号（然而，该装置没有时钟单元为雷电流发生提供时间记录）。发明专利CN 101923109 A公开了输电线路导线雷击波形监测系统，该系统包括主机、可与主机通过GPRS网络连接的服务器、复数个设于线路上的与主机无线通信相连的分机，其特点是分机主要对雷电流信号进行采集及调理，主机主要对接收自分机的信息进行处理及存储，服务器主要进行系统设置、基础数据管理、数据统计分析等（然而，该系统的电能仅仅是由取能互感器通过感应取电来供应的，并没有蓄电池，因此，该系统在线路断电及遭受雷击时均无法正常工作）。发明专利CN 103592506 A公开了一种架空输电线路雷电流在线监测装置，由MSP430单片机、FPGA现场可编程门阵列、触发电路、AD采集匹配电路等组成，其特点是装置由太阳能电池供电，包含有多个架设在输电杆塔绝缘子及杆塔避雷线上的传感器，采用唤醒工作，不工作时休眠的模式，已达到降低功耗的目的（然而，其太阳能电池加蓄电池的供电方式存在以下问题：1、天气对太阳能电池的影响较大，连续的阴雨天可能会造成蓄电池电量不足，进而设备无法正常工作）。发明专利CN 103412185 A公开了一种雷电流检测装置，包括信号调理单元、取能单元和采集单元，其特点是外壳包括线圈屏蔽盒、采集屏蔽盒等，信号取样保持单元和取能单元在雷击发生时，能够同时起作用，实时监测雷击发生信息，不需要外加触发电路（然而，该装置只记录雷击发生的时刻、幅值和极性，并不对雷电流其它的参数进行记录）。

总体来说，目前针对普通高压输电线路雷电流参数的测量及研究较多，部分研究缺乏实验基础，并且存在缺陷，针对雷电流频率高、持续时间短暂等特性，相关的装置或系统采样频率及时钟精度尚不理想。有关高速铁路接触网系统雷电波形的监测或研究较少，但可以借鉴普通高压输电线路雷电流测量的部分研究成果，同时根据高速铁路接触网系统本身及其所处环境的特点来开展接触网系统雷电波形监测研究。

发明内容

本发明主要是解决现有技术存在的问题，并结合高速铁路接触网系统本身及其所处环境的特点，提供了一种能够实时采集接触网系统雷电波形，能够在被指定IP的远程上位机操作，实现自主供电，高精授时和对铁路接触网雷电信号的高频采样，能够为科学地进行防雷设计、雷击事故分析和处理、雷击事故的责任判别提供原始依据；其反应迅速及定位准确的特点能够为接触网系统雷击故障的及时抢修节省大量的时间，大大减少维护成本，保障高速铁路的运输安全，提高高速铁路的运输效率，具有巨大的经济价值和社会价值的一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，其特征在于：包括机箱壳体以及设置在机箱壳体内的供电模块、遥控开关、i-Core2核心板、采集电路、雷电流传感器、授时模块、GPRS网络模块、机箱壳体、限位垫块；所述供电模块与遥控开关相连，遥控开关（2）连接电路板，电路板上安装有i-Core2核心板及采集电路，雷电流传感器放置在限位垫块的卡槽内，并与电路板上的采集电路相连，授时模块及GPRS网络模块均与电路板上的i-Core2核心板相连，授时模块的授时天线及GPRS网络模块的数传天线均通过下外壳的过线孔安装在装置外侧；

所述i-Core2核心板包括高频信号采集芯片FPGA及核心控制芯片STM32，FPGA芯片主要负责控制数据的高速采集，STM32芯片主要接收处理时钟信号以及控制数据收发；

所述采集电路包括信号预处理电路，采样触发电路，高频采集电路及AD转换芯片；雷电流传感器所得感应电压经衰减处理后，连接采样触发电路以启动采样，同时连接信号预处理电路、高频采集电路及AD转换芯片以在启动采样后获得雷电波形数字信号。

 

在上述的一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，所述供电模块包括锂电池与充放电单元，锂电池与充放电单元相连，充放电单元与电路板连接；充放电单元用于从接触网导线上获取电能，为锂电池充电，同时对锂电池起保护作用，保证在一定的时间内，电池状态良好，在线监测装置有充足的电能供应。

在上述的一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，所述充放电单元包括取电线圈、整流电路、升压电路及充放电控制电路，取电线圈为一种可分式穿心线圈，套装在接触网导线上，从其上获取感应电压，与取电线圈相连的整流电路再对感应电压进行稳压整流，输出稳定的12V电压值，整流电路输出的电压再由与其相连的升压模块进行升压处理，升压模块输出电压再传输至充方电控制电路，充放电控制电路与锂电池相连，该充放电控制电路用于在接收到升压电路输出的电压时将对锂电池进行充电，电池充满时断开，电池电压不足时断开，以达到确保系统输入电压值和保护锂电池的作用。

在上述的一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，所述机箱壳体包括外壳、内隔板、线夹等，外壳与内隔板组成封闭隔间及开放隔间，线夹与外壳相连组成箱体；机箱壳体能够实现系统所有部件的安装及固定；其金属外壳可以使安装于其内部的电路免受外部环境中复杂电磁场的干扰，起到很好的电磁隔离作用；所述外壳包括上外壳及下外壳，上外壳及下外壳均为中空半圆筒，上下外壳均有安装密封条的凹槽，从而使整个装置有更好的密封效果，起到防水、防尘及防其它异物的作用；中空半圆筒有定位阶梯及螺钉孔，定位阶梯用来限制内隔板的位置，以便于安装；内隔板包括上半圆板、上平板与下半圆板、下平板，上半圆板与上平板连接成上内隔板，下半圆板与下平板连接成下内隔板；圆板板开有半圆形缺口、连接孔及过线孔，其中过线孔可以方便电路间的导线连接，半圆板可以将上（下）外壳分成两个隔间，从而便于合理布置电路器件，优化装置空间布局；上下平板的端面均开有螺钉孔，以便于连接上述外壳及半圆板，平面上开有过线孔，以方便上述上下箱中电路间的导线连接；内隔板放置在上（下）外壳的定位阶梯上，通过螺钉与上（下）外壳连接，内隔板与上（下）外壳组成封闭的隔间，该封闭隔间可以使其内部的电路免受外部环境中复杂电磁场的干扰，起到第二次电磁隔离的同时，也可以减少内部电路之间的电磁影响，增加雷电信号采样结果的可靠性与真实性； 

所述上内隔板以及下内隔板将外壳内部的空间分割为三个空间，分别是上部空间、下部空间、以及位于中部空间；锂电池、充放电控制电路、升压电路以及整流电路设置在上部空间内；取电线圈、雷电流传感器、限位垫块设置在中部空间；限位垫块安放于上述下箱开放隔间中，采用树脂材质，垫块中开有两个弧形槽，用于安放上述传感器模块与取电线圈，以使接触网导线处于两者的中心，并限制两者上下方向及沿导线方向的移动；其余部件设置在下部空间；上外壳及下外壳分别通过前线夹和后线夹以及螺钉连接固定在接触网导线上；内部穿有接触网导线的套管设置在机箱壳体前后端；线夹开有圆弧夹线槽、紧固螺栓孔及外壳连接孔，通过拧紧紧固螺栓使线夹夹紧在接触网铜模预绞线上，用于固定在线监测装置的位置，限制其沿导线的移动及绕导线的转动。

因此，本发明具有如下优点： 1.采用的超高速AD采样单元，采样速率50M，可以在雷击发生的短暂时间内迅速采集到雷电波形信号，采集的雷电波形准确度高；2.所用的FPGA芯片，反应速度快，数据处理迅速，能够快速而准确地获取雷电信号采样数据；3.所选授时模块为超高精度时钟单元，授时精度达到20ns，从而可以大大减少故障测距的误差，支持北斗与GPS导航双系统，增加了系统的可靠性；4.安装于机箱内由取电线圈等组成的充电单元，可以直接从接触网中获取电能，经转换后为锂电池充电，该充电单元不受自然环境因素的影响，能够为锂电池提供持续充足的电能，保障在线监测装置的电能供应；5.在供电模块与核心电路板间安装遥控开关，可以使用遥控器进行远距离控制，便于地面操作人员对整个装置进行开启与关闭；6.在线监测装置上（下）箱体中设有封闭隔间和开放隔间，优化空间布局，密封的金属外壳可以起到防水、防尘、防其它异物的作用，同时还可以减少外部环境中复杂电磁场对内部电路的干扰，起到隔离防护的作用，封闭隔间可以使安装于其中的电路避免相互间的电磁干扰及外部环境电磁的干扰，起到二次隔离防护的作用；7.在线监测装置机箱壳体结构设计简单，加工方便， 成本低，安装简单，便于拆装维修；8.系统设置区域ID和设备ID，一台主机可在GPRS网络内实现对接触网的多条线路进行同时监测。

附图说明

图1本发明的应用示意图。

图2本发明的雷电波形在线监测装置的外观图。

图3本发明的雷电波形在线监测装置的内部模块安装图。

图4本发明的雷电波形在线监测装置的系统功能框图。

图5本发明的雷电波形在线监测装置的取电线圈取电原理框图。

图中：1-上外壳， 2- M6螺栓，3-前线夹，4-套管，5-导线，6-M10螺栓， 7-M3螺钉，8-下外壳，9-后线夹，10-锂电池，11-上平板，12-充放控制电路，13-升压电路，14-整流电路，15-上半圆板，16-取电线圈，17-雷电流传感器，18-限位垫块，19-下半圆板，20-授时模块，21-遥控开关，22-电路板，23-GPRS网络模块，24-下平板，25-i-Core2核心板，26-立柱，27-授时天线，28-数传天线。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

实施例：

如图1所示，为高速铁路接触网系统雷电波形在线监测网络， 网络中应配备一台固定IP的上位机，网络可以覆盖含GPRS信号的所有区域，在区域内的若干线路上布网，而每条被监测的接触网线路上都安装有若干个本发明所述用于监测雷电波形的装置，制定的装置由装置中固化的区域ID和设备ID唯一识别。

本发明中，雷电波形在线监测装置的外观图如图2所示，在线监测装置的机箱壳体呈圆柱筒状，分为上下两个箱体，箱体的上外壳1及下外壳8均采用铝合金材料，这样不但可以减小整个装置的重量，同时还可以防止内部电路模块遭受外部复杂电磁场的干扰，起到电磁屏蔽的作用；上外壳1与下外壳8在对接处都加装有密封条，以起到防水、防尘、防其它异物的作用；上外壳1及下外壳8的两端均分别用螺栓2连接一个前线夹3和一个后线夹9，现场安装本发明装置时，在前线夹3、后线夹9与导线5之间加装套管4，套管4可以增加摩擦系数，并起到密封的作用，并用紧固螺栓6拧紧。 

如图3所示，为本发明的雷电波形在线监测装置的内部模块安装图，锂电池10、充放电控制电路12、升压电路13、整流电路14依次连接，安装于上箱的封闭隔间内，整流电路14用导线穿过上半圆板15的过线孔与安装于箱体开放隔间，并放置在限位垫块18中的取电线圈16相连接，组成整个供电模块；雷电流传感器17也放置在限位垫块18的卡槽中，其通过导线穿过下半圆板19的过线孔与安装于下箱封闭隔间中的电路板22的信号接收端相连，电路板22通过立柱26固定在下平板24上，授时模块20通过立柱固定在电路板22的上方，遥控开关21粘接在下平板上，GPRS网络模块23通过螺钉固定在下平板24上，授时天线27及数传天线28均安装在下箱的前端面。

如图4所示，为本发明的雷电波形在线监测装置的硬件总体框图，本装置硬件主要由供电模块、遥控开关21、i-Core2核心板25、采集电路、雷电流传感器17、授时模块20、GPRS网络模块23组成。剖分式取电线圈16套在接触网导线5上，其取电原理框图如图5所示，当在线监测装置所在接触网区段有电流通过时，取电线圈16便会得到感应电压，然后与其相连接的整流电路14便会对感应电压进行稳压整流，输出稳定的12V电压值，升压电路13对12V的电压进行升压处理，以满足锂电池充电电压的要求，升压后的电压值输送给充放电控制电路12，该才开始为与其相连接的锂电池10充电，在锂电池10充满电时或者电池电压不足时断开，以达到确保系统输入电压值和保护锂电池的作用，锂电池10再经过充放电控制电路12的调压处理后输出12V电压，然后输送给电路板22，在电路板22与充放电控制电路12间安装有遥控开关21，以便于地面操作人员对整个装置人为的开启与关闭；电路板22上的调压电路会将输入电压变换成不同的电压值以给AD芯片、i-Core2核心板25、授时模块20及GPRS网络模块23供应所需电压。

其中，

1、供电模块用于为整个在线监测装置提供电能供应；

2、锂电池采用4块3.7V标准锂电池，经过调压处理，给系统提供12V稳定电源，同时为遥控开关，i-Core2核心板，采集电路，授时模块和网络模块提供电能；

3、遥控开关（21）用于控制供电模块与核心电路板间线路的接通与断开，可以使用遥控器在一定距离内进行控制，以便于地面操作人员人为的对整个装置的开启与关闭；

4、i-Core2核心板，包括高频信号采集芯片FPGA及核心控制芯片STM32，安装于电路板上，用于系统控制和数据回传。

5、高频信号采集FPGA芯片，为多功能、低功耗的现场可编程门阵列，负责控制数据的高速采集及存储，当其接收到比较逻辑器件提供的触发信号后，会发出高速采样的启动命令，并控制通过总线输出的采样数据的存储；

6、核心控制STM32芯片，为高性能、低成本、低功耗的嵌入式的ARM处理器，对各部件工作电压进行实时监控，并综合处理各个模块返回的信息，按照要求打包发送到指定端口；控制系统采集模式和休眠模式的切换；

7、采集电路中信号预处理电路，包含采集电压的降压处理，共模处理，滤波部分，将传感器的输出电压变换成系统能够采集的范围，通过共模处理，降低系统噪声；

8、采样触发，采样触发在有感应电压信号的情况下，进行比较逻辑判断，感应信号对于设定值，提供触发信号给FPGA芯片，以启动对传感器输出感应电压信号进行高速采样；

9、高频采集，为系统的核心，将传感器所给出的电压信号，迅速捕获，并将其推送至后续处理器件，此部分电路PCB电路等长布线；

10、AD转换，主要是AD转换芯片，将采集到的模拟电压信号，快速转换成数字信号，以备存储和传输；

11、雷电流传感器，即为罗氏线圈传感器，用于将大幅值的雷电流信号转换成0-50V的电压信号，以便于后续采样；

12、授时模块，为超高精度时钟单元，包括高精度零漂有源晶振、RTC时钟和BD+GPS 时钟同步授时三个部分，在装置工作过程中，该模块为其提供精确的时钟信息；

13、高精度零漂有源晶振，主要为授时系统提供高精度时钟源，0.1PPM时钟精度可保证系统运行于100M主频时，时钟频率误差在10HZ以内，保证系统高速同步采样时具有高度一致的时钟间隔对齐性；

14、RTC时钟，主要功能是在一定的外部条件下持续保持系统时钟，以获得精准的事件时刻记录；

15、BD+GPS授时模块，为北斗与GPS双卫星授时系统支持，北斗导航系统在时钟同步方面相对GPS系统的1PPS同步脉冲，该脉冲标准为1HZ，在双卫星授时系统的同步下，时钟同步的精度可达20ns，可以准确地进行多个在线监测装置相互之间的时钟同步和雷电故障定位；

16、GPRS网络模块，为工业级3G路由器，采用高性能工业级无线模块，高性能工业级32位通信处理器，支持低功耗模式，其上集成有RS232/以太网接口，可以实现与连接核心电路板的连接，通过GPRS网络将采样、处理后的雷电波形数字信号传输到远程的上位机，同时上位机也可以向在线监测装置发送控制命令，从而实现在线监测装置与上位机间信息的相互传输；

当接触网导线发生雷击时，雷电流传感器17就会得到感应电压，但该感应电压并不能直接被采集，而是要先经过信号预处理电路，进行感应电压的降压处理，共模处理，滤波等处理过程，将雷电流传感器17输出的感应电压变换到系统能够采集的电压范围内，通过共模处理，可以降低系统噪声；同时雷电流传感器17输出的感应电压还进入比较比较逻辑门与设定值进行比较逻辑判断，并会提供触发信号给i-Core2核心板25中的FPGA芯片，以启动对经过预处理后的电压信号进行高频采集，高频采集过程中将传感器所给出的电压信号，迅速捕获，并将其传输至后续处理器件；采集到的模拟电压信号要经过AD转换芯片，该芯片会将其快速转换成数字信号，以备存储和传输；获得的数字信号传输给i-Core2核心板25，同时授时模块20会将采集雷电信号时的时钟记录传输给i-Core2核心板25，i-Core2核心板25再对所有的数字信息进行最后的处理，然后控制GPRS网络模块23将采样、处理后的雷电波形数字信号传输到远程的上位机，同时上位机也可以向在线监测装置发送控制命令，从而实现在线监测装置与上位机间信息的相互传输。

本发明的高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置具有多个工作模式，包括充电模式、采集模式及待机模式，当接触网导线通电时，本发明装置处于充电模式，充放电单元将会对锂电池10进行充电；当接触网导线断电时，本发明装置处于待机模式，此时电路板22上高速采集部分处于未工作状态，从而可以降低系统功耗，起到节能的作用；当接触网导线遭受雷击时，本发明装置处于采集模式，电路板22上的i-Core2核心板25与采集电路开始采集雷电信号，GPRS网络模块23开始将雷电波形数据及授时模块20的时钟数据回传给上位机。

本发明的高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置在现场安装时，要安装在接触网的回流导线上，这样既不会影响列车正常的行驶，又不会遗漏接触网遭受雷击时的雷电信号，当接触线或者回流线遭受雷击时，雷电流都会流经在线监测装置，进而采集到雷电波形数据。

以上所述仅为本发明的优先实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，其特征在于：包括机箱壳体以及设置在机箱壳体内的供电模块、遥控开关（21）、i-Core2核心板（25）、采集电路、雷电流传感器（17）、授时模块（20）、GPRS网络模块（23）、机箱壳体、限位垫块（18）；所述供电模块与遥控开关（21）相连，遥控开关（21）连接电路板（22），电路板上安装有i-Core2核心板（25）及采集电路，雷电流传感器（17）放置在限位垫块（18）的卡槽内，并与电路板（22）上的采集电路相连，授时模块（20）及GPRS网络模块（23）均与电路板(22)上的i-Core2核心板（25）相连，授时模块（20）的授时天线（27）及GPRS网络模块（23）的数传天线（28）均通过下外壳（8）的过线孔安装在装置外侧；

所述i-Core2核心板（25）包括高频信号采集芯片FPGA及核心控制芯片STM32，FPGA芯片主要负责控制数据的高速采集，STM32芯片主要接收处理时钟信号以及控制数据收发；

所述采集电路包括信号预处理电路，采样触发电路，高频采集电路及AD转换芯片；雷电流传感器（17）所得感应电压经衰减处理后，连接采样触发电路以启动采样，同时连接信号预处理电路、高频采集电路及AD转换芯片以在启动采样后获得雷电波形数字信号。

2.根据权利要求1所述的一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，其特征在于：所述供电模块包括锂电池（10）与充放电单元，锂电池（10）与充放电单元相连，充放电单元与电路板（22）连接；充放电单元为锂电池充电，同时对锂电池起保护作用。

3.根据权利要求1所述的一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，其特征在于：所述充放电单元包括取电线圈（16）、整流电路（14）、升压电路（13）及充放电控制电路（12），取电线圈（16）为一种可分式穿心线圈，套装在接触网导线上，从其上获取感应电压，与取电线圈（16）相连的整流电路(14)再对感应电压进行稳压整流，整流电路(14)输出的电压再由与其相连的升压模块（13）进行升压处理，升压模块（13）输出电压再传输至充方电控制电路（12），充放电控制电路（12）与锂电池（10）相连。

4.根据权利要求3所述的一种高速铁路接触网系统雷电波形在线监测装置，其特征在于：所述机箱壳体包括外壳、内隔板、线夹等，外壳与内隔板组成封闭隔间及开放隔间，线夹与外壳相连组成箱体；所述外壳包括上外壳（1）及下外壳（8），上外壳（1）及下外壳（8）均为中空半圆筒；内隔板包括上半圆板（15）、上平板（11）与下半圆板（19）、下平板（24），上半圆板（15）与上平板（11）连接成上内隔板，下半圆板（19）与下平板（24）连接成下内隔板；所述上内隔板以及下内隔板将外壳内部的空间分割为三个空间，分别是上部空间、下部空间、以及位于中部空间；锂电池（10）、充放电控制电路（12）、升压电路（13）以及整流电路（14）设置在上部空间内；取电线圈（16）、雷电流传感器（17）、限位垫块（18）设置在中部空间；其余部件设置在下部空间；上外壳（1）及下外壳（8）分别通过前线夹（3）和后线夹（9）以及螺钉连接固定在接触网导线上；内部穿有接触网导线的套管（4）设置在机箱壳体前后端。