CN107449536A - 一种接触网张力补偿检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明给出一种接触网张力补偿检测方法及装置，所述方法包括：采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息；通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。可全天候工作，功耗低，布设简单。
Description
技术领域
本发明涉及供电接触网检测领域，尤其涉及一种接触网张力补偿检测方法及装置。
背景技术
接触网补偿器是自动调节接触线和承力索张力的补偿机构及其制动装置的总称。
当温度变化时，线索受温度变化的影响热胀冷缩出现伸长或缩短。由于在锚段两端线索下锚处安装了补偿器，在其坠砣串重力的作用下，能够自动调整线索的张力并保持线索弛度满足技术要求，从而使接触悬挂的稳定性与弹性得到了改善，提高了接触网运营质量。
补偿器由补偿滑轮、补偿绳、杵环杆、坠砣杆、坠砣块及连接零件组成。补偿滑轮分为定滑轮和动滑轮（构造相同），定滑轮改变受力方向，动滑轮除改变受力方向外还可省力和移动位置。滑轮一般都装有轴承。
偿器串接在锚段内线索两端与支柱固定处，根据接触悬挂类型的不同有不同的补偿器结构。
补偿器靠坠砣串的重力使线索的张力保持平衡。当温度变化时，线索的伸缩使坠砣串上升和降，当坠砣串升降超出允许范围时，如下降过多使坠砣串底面接触地面或上升过多使坠砣杆耳环孔卡在定滑轮槽中，都会使补偿器失去补偿作用。因此用补偿器的a 、b值来限定坠砣串的升降范围。
接触网锚段在下述因素作用下会出现偏移：1）中心锚结固定点两侧的张力不平衡导致锚段偏移；2）锚段内路基倾斜导致接触悬挂重量倾斜分布；3）风力或受电弓的冲击。
接触网锚段偏移会产生如下危害：破坏了接触悬挂的弹性性能，不利于高速受流；易造成受电弓脱弓或钻弓事故，因为锚段偏移会导致腕臂偏移，导致定位点的拉出值（“之”字值）改变；腕臂的严重偏移会导致承力索与接地物之间的距离不够而引起放电，造成馈电侧的断路器动作和承力索端断线等严重的接触网事故。
中心锚结，一般布置原则是使中心锚结固定点两侧线索的张力尽量相等，并尽可能靠近锚段中部。在特殊情况下，锚段长度较短时,可不设中心锚结，将锚段一端硬锚，另一端线索安装补偿器，此时的硬锚就相当于中心锚结。
在专利申请领域，针对接触网补偿器的检测，出现如下方法或装置：
申请号为CN201420633599.8，发明名称为“一种用于坠砣补偿方式的接触网线索张力监测装置”给出的装置由检测部分及后处理部分组成，检测部分为加速度传感器，安装于接触网坠砣上，且加速度传感器的应变方向垂直于坠砣的上表面；后处理部分由微处理器、显示单元组成，微处理器分别与显示单元、加速度传感器连接。
申请号为CN201621160956.9，发明名称为“铁路接触网张力补偿装置监测系统”给出的装置包括外壳，外壳上安装有电路板和电源，电源与电路板相连，电源用于给电路板供电，上述电路板上设有传感器、信号采集处理模块和无线传输模块；上述信号采集处理模块包括信号调理电路、模数转换电路和MCU模块。本实用新型的有益效果为：测距传感器和温度传感器经过信号调理电路和模数转换电路传输，进而使得信号传输的噪音更小，进而使得张力补偿装置的监测效果更好。
申请号为CN201620828264.0，发明名称为“接触网锚段张力状态监测装置”给出的装置包括包括支柱、控制盒与接触网张力补偿器，其特征在于：接触网张力补偿器安装反射板，接触网张力补偿器上方安装激光探头，激光探头和反射板对应设置，激光探头通过线路连接控制盒，控制盒设置电源装置。
申请号为CN201510001019.2，发明名称为"高铁接触网线索空间几何状态参数检测方法"公开了一种使用激光测距仪来测量接触网线索及重点设备机械几何参数数值；分别从温度变化导致线索变化量，接触线偏移随风速变化情况，不同时速列车通过时接触线摩擦偏移，掌握各种外界条件下接触网几何参数变化规律；建立电化学极化控制条件下空气中接触网腐蚀速率的理论模型，对其耐久性进行研究，形成综合评估系统；
现有技术存在的缺点包括：
申请号为CN201420633599.8，发明名称为“一种用于坠砣补偿方式的接触网线索张力监测装置”给出的在接触网坠砣上安装加速度传感器的方法，不能识别补偿棘轮卡死故障，因为补偿棘轮正常动作和补偿棘轮被卡死这两种情况下坠砣张力是相同的。
申请号为CN201621160956.9，发明名称为“铁路接触网张力补偿装置监测系统”给出的基于测距的装置，以及申请号为CN201620828264.0，发明名称为“接触网锚段张力状态监测装置”给出的基于激光测距的装置，虽然简单直观，但是不能在沙尘冰雪或烈日下可靠工作，不能实现全天候可靠检测，也不具备判断接触悬挂或锚段是否偏移的功能。
申请号为CN201510001019.2，发明名称为"高铁接触网线索空间几何状态参数检测方法"给出的接触网偏移检测，实现复杂，而且由于使用光学手段检测，不具备全天候检测的能力。
本发明给出一种锚段偏移识别方法及装置，用于克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、没有利用接触网补偿器动作信息识别接触悬挂状态这些缺点中的至少一种。
发明内容
本发明给出一种接触网张力补偿检测方法及装置，用于克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。
本发明给出一种接触网张力补偿检测方法,包括如下步骤：
采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息；
通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
本发明给出一种接触网张力补偿检测装置,包含如下模块：
补偿轮位置信息采集模块，无线电发送模块；其中，
补偿轮位置信息采集模块，用于采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息，包括重力传感器子模块、水平仪子模块、激光测距子模块和超声波测距子模块中的至少一种；
无线电发送模块，用于通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括调制子模块、射频放大电路和天线；
其中，
补偿轮位置信息采集模块通过数据传输接口将其采集到的接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至无线电发送模块。
本发明实施例给出的方法及装置，可以克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
图1为本发明实施例给出的一种接触网张力补偿检测方法流程图；
图2为本发明实施例给出的一种接触网张力补偿检测装置组成示意图；
图3为本发明实施例给出的一种接触网张力补偿检测装置结构布局一示意图；
图4为本发明实施例给出的一种接触网张力补偿检测装置结构布局二示意图。
实施例
本发明给出一种接触网张力补偿检测方法及装置，用于克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
下面结合附图，对本发明提供的一种接触网张力补偿检测方法举例、装置举例加以说明。
实施例一，一种接触网张力补偿检测方法举例
参见图1所示，本发明提供的一种接触网张力补偿检测方法实施例,包括如下步骤：
步骤S110,采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息；
步骤S120,通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
本实施例中，所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮、滑轮和鼓轮中的任一种；
所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接。
本实施例中，所述位于网络侧的处理器包括无线接入网内的数据处理节点、公网内的数据处理节点、专网内的数据处理节点或可接入无线接入网的车载数据处理节点中的任一种；
所述位于下锚现场的数据处理器包括可接入所述无线信道的车载数据处理节点和、可接入所述无线信道的便携终端节点和可接入所述无线信道的个人智能手机中的任一种。
本实施例给出的方法，其中，
所述获取采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息，包括如下至少一种信息：
获取补偿轮本体的空间位置信息；
获取补偿轮悬挂体的空间位置信息。
所述补偿轮本体的空间位置信息包括补偿轮本体的轴心位置信息或补偿轮本体边缘的空间位置信息；
优选地，所述补偿轮本体的空间位置信息为补偿轮本体的轴心位置信息。
所述补偿轮悬挂体的空间位置信息包括补偿轮悬挂体的倾角信息；
进一步地，使用所述补偿轮悬挂体的倾角信息确定所述补偿轮本体的空间位置信息。
本实施例所述的接触网补偿器的补偿轮，其在平衡状态下的位置不随补偿绳的伸缩而改变，为定滑轮、定棘轮或定鼓轮。
所述定滑轮、定棘轮或定鼓轮在概念上与动滑轮、动棘轮或动鼓轮相对应，动滑轮、动棘轮或动鼓轮的空间位置随补偿绳的伸缩而改变。
具体地，所述接触网补偿器的补偿轮位置信息，包括补偿轮的空间位置信息和空间位置变化信息中的至少一种；既包括补偿轮在平衡状态下的位置信息，也包括平衡状态改变后的位置信息。
通常，所述接触网补偿器的补偿轮位置会受环境因素的影响，环境因素包括风吹、受电弓冲击，在获取补偿轮位置信息的过程中需要提取或抑制环境因素的影响信息。
本实施例中，作为定滑轮、定棘轮和定鼓轮中任一种的补偿轮，在三个作用力的作用下处于位置平衡状态，这三个作用力分别为：坠砣的下拉力，承力索或接触线的横向拉力，锚柱的斜上方向的拉力；补偿轮在所述三个作用力的作用下，其位置处于平衡状态，处于平衡状态下的补偿轮的位置不会因为补偿绳的伸缩而改变其平衡位置。
使所述补偿轮的平衡状态发生改变的因素包括承力索断线、接触线断线、补偿绳断线、锚柱倾斜、平衡论卡住和坠砣卡住中的至少一种。
实际中，补偿轮的平衡状态发生改变即补偿轮的位置平衡状态发生改变，补偿轮的位置平衡状态发生改变伴随补偿轮本体的转动轴心位置改变和补偿轮悬挂体的倾角改变。
本实施例中，所述补偿轮悬挂体包括补偿轮本体的框架、将补偿轮本体的框架悬挂至承锚支柱的双环杆和将补偿轮本体的框架悬挂至承锚支柱的缆索中的任一种。
本实施例给出的方法，其中，
所述采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息，包括如下步骤：
使用安装在补偿轮悬挂体上的体重力传感器或电子水平仪获取补偿轮悬挂体的倾角信息；或
使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息。
具体地，所述重力传感器为加速度传感器的一种，该重力传感器安装在所述补偿轮的悬挂体上，用于检测补偿轮悬挂体的倾角是否发生变化；如果检测到检测补偿轮悬挂体的倾角变化大于预定的倾角变化门限，则认为补偿轮的空间位置发生了变化，或者，认为补偿轮的平衡状态发生了改变。
所述电子水平仪包括电容式或电感式水平仪。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用安装在补偿轮悬挂体上的体重力传感器或电子水平仪获取补偿轮悬挂体的倾角信息，包括如下步骤：
对采集到的补偿轮悬挂体的倾角值进行滤波处理，将滤波后的倾角数据通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器；或
判断补偿轮悬挂体的倾角值变化量是否大于预订的倾角变化门限，若是，则将新采集的倾角值或倾角变化量通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
所述对采集到的补偿轮悬挂体的倾角值进行滤波处理，将滤波后的倾角数据通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括:
对采集到的补偿轮悬挂体的倾角值进行平均或曲线拟合处理。
所述判断补偿轮悬挂体的倾角值变化量是否大于预订的倾角变化门限，包括：
计算最近采集的补偿轮悬挂体的倾角值与之前采集的偿轮悬挂体的倾角值之间的差值或比值，将差值的绝对值或比值与预订的倾角变化门限进行比较。
具体地，预订的倾角变化门限包括差值门限或比值门限；其中，
所述预订的倾角变化门限的差值门限的取值为15度或15度以内的角度值；
优选地，所述预订的倾角变化门限的差值门限的取值为5度或5度以内的角度值；
当所述预订的倾角变化门限的比值门限的取值为分贝值时，其取值范围在-10dB至+10dB之间的值；当预订的倾角变化门限为分贝值时，将小于负值门限和大于正值门限的测量角度值判为大于预订的倾角变化门限，将大于负值门限和小于正值门限的测量角度值判为小于预订的倾角变化门限。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息，包括：
使用安装在承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体或补偿轮本体相对于测距传感器的距离；或
使用安装在补偿轮悬挂体上的测距传感器获取补偿轮悬挂体相对于位置参照体的距离；
其中，所述位置参照体为承锚支柱的一部分或由承锚支柱支撑的物体；
所述测距传感器为超声波测距模块或激光测距模块。
所述使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息，进一步包括:
使用安装在补偿轮悬挂体上的第一测距传感器获取补偿轮悬挂体在水平方向上至水平位置参照体的第一距离值，使用安装在补偿轮悬挂体上的第二测距传感器获取补偿轮悬挂体在垂直方向上至垂直位置参照体的第二距离值；
使用所述第一和第二距离值确定补偿轮悬挂体在二维竖立区域内的位置。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用安装在补偿轮悬挂体上的测距传感器获取补偿轮悬挂体相对于位置参照体的距离，包括：
通过可转动关节将测距传感器壳体与补偿轮悬挂体相连接，使测距传感器的发射或接收口面的法线在测距传感器壳体的重力作用下处于水平或垂直状态。
具体地，所述可转动关节包括转轴或链接关节；
所述测距传感器壳体承载一个或两个测距模块，当承载两个测距模块时，其发射或接收口面的法线之间相互垂直。
本实施例给出的方法，其中，
所述通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括如下至少一种操作：
通过使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道、使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道和使用侧行链路（LTE Sidelink；LTE:LongTerm Evolution）技术规范构建的无线信道中的至少一种，将补偿轮空间位置信息和接触网所处状态中的至少一种发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
具体地，所述使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道，包括在移动运营上运营频谱上构建的NB-IOT信道和在面许可频谱上构建的NB-IOT信道中的任一种。
所述使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道，包括从下锚处至车载LoRa无线节点、便携式LoRa无线节点、支持LoRa(Long Range)技术规范构的个人终端和远端LoRa无线节点中的任一种的无线信道。
所述使用侧行链路（LTE Sidelink；LTE:Long Term Evolution）技术规范构建的无线信道，包括从下锚处至车载无线终端、便携式无线测量终端、支持侧行链路（LTESidelink；LTE:Long Term Evolution）技术规范的个人终端中的任一种的无线信道。
所述数据处理器为接触悬挂状态信息处理器，位于锚段现场，包括安装在锚段现场、位于经过锚段现场的车载平台或位于锚段现场的便携式接触网状态信息处装置内中的任一种；和/或
所述数据处理器为接触悬挂状态信息处理器，位于远端，包括位于与公网或专网相连接的计算机服务器或数字信号处理设备内。
实施例二，一种接触网张力补偿检测装置举例
参见图2所示，本发明提供的一种接触网张力补偿检测装置实施例,包括：
补偿轮位置信息采集模块210，无线电发送模块220；其中，
补偿轮位置信息采集模块210，用于采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息，包括重力传感器子模块211、电子水平仪子模块212、超声波测距子模块213和激光测距子模块214中的至少一种；
无线电发送模块220，用于通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括调制子模块、射频放大电路和天线；
其中，
补偿轮位置信息采集模块通过数据传输接口将其采集到的接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至无线电发送模块。
具体地，补偿轮位置信息采集模块通过数据传输接口将其采集到的接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至无线电发送模块，包括：
补偿轮位置信息采集模块直接将其采集到的接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至无线电发送模块,由无线电发送模块将该数据发送至所述的数据处理器；或
补偿轮位置信息采集模块对其采集到的接触网补偿器补偿轮空间位置信息进行预处理后发送至无线电发送模块,由无线电发送模块将该数据发送至所述的数据处理器。
本实施例中，所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮、滑轮和鼓轮中的任一种；
所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接。
本实施例中，所述位于网络侧的处理器包括无线接入网内的数据处理节点、公网内的数据处理节点、专网内的数据处理节点或可接入无线接入网的车载数据处理节点中的任一种；
所述位于下锚现场的数据处理器包括可接入所述无线信道的车载数据处理节点和、可接入所述无线信道的便携终端节点和可接入所述无线信道的个人智能手机中的任一种。
本实施例给出的方法，其中，
所述获取采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息，包括如下至少一种信息：
获取补偿轮本体的空间位置信息；
获取补偿轮悬挂体的空间位置信息。
所述补偿轮本体的空间位置信息包括补偿轮本体的轴心位置信息或补偿轮本体边缘的空间位置信息；
优选地，所述补偿轮本体的空间位置信息为补偿轮本体的轴心位置信息。
所述补偿轮悬挂体的空间位置信息包括补偿轮悬挂体的倾角信息；
进一步地，使用所述补偿轮悬挂体的倾角信息确定所述补偿轮本体的空间位置信息。
本实施例所述的接触网补偿器的补偿轮，其在平衡状态下的位置不随补偿绳的伸缩而改变，为定滑轮、定棘轮或定鼓轮。
所述定滑轮、定棘轮或定鼓轮在概念上与动滑轮、动棘轮或动鼓轮相对应，动滑轮、动棘轮或动鼓轮的空间位置随补偿绳的伸缩而改变。
具体地，所述接触网补偿器的补偿轮位置信息，包括补偿轮的空间位置信息和空间位置变化信息中的至少一种；既包括补偿轮在平衡状态下的位置信息，也包括平衡状态改变后的位置信息。
通常，所述接触网补偿器的补偿轮位置会受环境因素的影响，环境因素包括风吹、受电弓冲击，在获取补偿轮位置信息的过程中需要提取或抑制环境因素的影响信息。
本实施例中，作为定滑轮、定棘轮和定鼓轮中任一种的补偿轮，在三个作用力的作用下处于位置平衡状态，这三个作用力分别为：坠砣的下拉力，承力索或接触线的横向拉力，锚柱的斜上方向的拉力；补偿轮在所述三个作用力的作用下，其位置处于平衡状态，处于平衡状态下的补偿轮的位置不会因为补偿绳的伸缩而改变其平衡位置。
使所述补偿轮的平衡状态发生改变的因素包括承力索断线、接触线断线、补偿绳断线、锚柱倾斜、平衡论卡住和坠砣卡住中的至少一种。
实际中，补偿轮的平衡状态发生改变即补偿轮的位置平衡状态发生改变，补偿轮的位置平衡状态发生改变伴随补偿轮本体的转动轴心位置改变和补偿轮悬挂体的倾角改变。
本实施例中，所述补偿轮悬挂体包括补偿轮本体的框架、将补偿轮本体的框架悬挂至承锚支柱的双环杆和将补偿轮本体的框架悬挂至承锚支柱的缆索中的任一种。
本实施例给出的装置，其中，
补偿轮位置信息采集模块210，执行采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息的操作，具体包括如下操作步骤：
使用安装在补偿轮悬挂体上的体重力传感器或电子水平仪获取补偿轮悬挂体的倾角信息；或
使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息。
具体地，所述重力传感器为加速度传感器的一种，该重力传感器安装在所述补偿轮的悬挂体上，用于检测补偿轮悬挂体的倾角是否发生变化；如果检测到检测补偿轮悬挂体的倾角变化大于预定的倾角变化门限，则认为补偿轮的空间位置发生了变化，或者，认为补偿轮的平衡状态发生了改变。
具体地，所述电子水平仪包括电容式或电感式水平仪。
具体地，所述测距传感器包括激光测距传感器或超声波测距传感器。
本实施例给出的装置，其中，
补偿轮位置信息采集模块210执行的使用安装在补偿轮悬挂体上的体重力传感器或电子水平仪获取补偿轮悬挂体的倾角信息的操作，具体包括如下操作步骤：
对采集到的补偿轮悬挂体的倾角值进行滤波处理，将滤波后的倾角数据通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器；或
判断补偿轮悬挂体的倾角值变化量是否大于预订的倾角变化门限，若是，则将新采集的倾角值或倾角变化量通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
所述对采集到的补偿轮悬挂体的倾角值进行滤波处理，将滤波后的倾角数据通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括:
对采集到的补偿轮悬挂体的倾角值进行平均或曲线拟合处理。
所述判断补偿轮悬挂体的倾角值变化量是否大于预订的倾角变化门限，包括：
计算最近采集的补偿轮悬挂体的倾角值与之前采集的偿轮悬挂体的倾角值之间的差值或比值，将差值的绝对值或比值与预订的倾角变化门限进行比较。
具体地，预订的倾角变化门限包括差值门限或比值门限；其中，
所述预订的倾角变化门限的差值门限的取值为15度或15度以内的角度值；
当所述预订的倾角变化门限的比值门限的取值为分贝值时，其取值范围在-10dB至+10dB之间的值；当预订的倾角变化门限为分贝值时，将小于负值门限和大于正值门限的测量角度值判为大于预订的倾角变化门限，将大于负值门限和小于正值门限的测量角度值判为小于预订的倾角变化门限。
本实施例给出的装置，其中，
补偿轮位置信息采集模块210执行的使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息的操作，具体包括如下操作步骤：
使用安装在承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体或补偿轮本体相对于测距传感器的距离；或
使用安装在补偿轮悬挂体上的测距传感器获取补偿轮悬挂体相对于位置参照体的距离；
其中，所述位置参照体为承锚支柱的一部分或由承锚支柱支撑的物体；
所述测距传感器为超声波测距模块或激光测距模块。
所述使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息，进一步包括:
使用安装在补偿轮悬挂体上的第一测距传感器获取补偿轮悬挂体在水平方向上至水平位置参照体的第一距离值，使用安装在补偿轮悬挂体上的第二测距传感器获取补偿轮悬挂体在垂直方向上至垂直位置参照体的第二距离值；
使用所述第一和第二距离值确定补偿轮悬挂体在二维竖立区域内的位置。
本实施例给出的装置，其中，
补偿轮位置信息采集模块210执行的使用安装在补偿轮悬挂体上的测距传感器获取补偿轮悬挂体相对于位置参照体的距离的操作，具体包括如下操作步骤：
通过可转动关节将测距传感器壳体与补偿轮悬挂体相连接，使测距传感器的发射或接收口面的法线在测距传感器壳体的重力作用下处于水平或垂直状态。
具体地，所述可转动关节包括转轴或链接关节；
所述测距传感器壳体承载一个或两个测距模块，当承载两个测距模块时，其发射或接收口面的法线之间相互垂直。
本实施例给出的装置，其中，
无线电发送模块220执行的通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器的操作，包括如下至少一种操作：
通过使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道、使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道和使用侧行链路（LTE Sidelink；LTE:LongTerm Evolution）技术规范构建的无线信道中的至少一种，将补偿轮空间位置信息和接触网所处状态中的至少一种发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
具体地，所述使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道，包括在移动运营上运营频谱上构建的NB-IOT信道和在面许可频谱上构建的NB-IOT信道中的任一种。
所述使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道，包括从下锚处至车载LoRa无线节点、便携式LoRa无线节点、支持LoRa(Long Range)技术规范构的个人终端和远端LoRa无线节点中的任一种的无线信道。
所述使用侧行链路（LTE Sidelink；LTE:Long Term Evolution）技术规范构建的无线信道，包括从下锚处至车载无线终端、便携式无线测量终端、支持侧行链路（LTESidelink；LTE:Long Term Evolution）技术规范的个人终端中的任一种的无线信道。
所述数据处理器为接触悬挂状态信息处理器，位于锚段现场，包括安装在锚段现场、位于经过锚段现场的车载平台或位于锚段现场的便携式接触网状态信息处装置内中的任一种；和/或
所述数据处理器为接触悬挂状态信息处理器，位于远端，包括位于与公网或专网相连接的计算机服务器或数字信号处理设备内。
下面结合图3对使用重力传感器或电子水平仪实现的接触网张力补偿检测装置的结构形式及部署方式作进一步的描述。
图3中，补偿轮悬挂体310的一端通过转轴O悬挂在承锚支柱上，补偿轮悬挂体310的另一端通过转轴向补偿轮本体320提供承载力。
实际系统中，在接触网补偿器和接触网悬挂正常工作状态下，补偿轮本体的转轴位于位置A。
当接触网补偿器出现补偿轮卡死或坠砣卡死的状态后，补偿轮本体的转轴的位置会发生改变；其中，
一种改变方式是随温度上升导致的承力索或接触线的伸长而发生以补偿轮悬挂体310两端的转轴中心距离为半径的弧形位移，其补偿轮本体320的轴心从位置A沿曲线R移动至位置C；
另一种改变方式是随温度下降导致的承力索或接触线的缩短而发生以补偿轮悬挂体310两端的转轴中心距离为半径的弧形位移，其补偿轮本体的轴心从位置A沿曲线R移动至位置B。
当接触网补偿器出现承力索断线或接触线断线的状态后，补偿轮本体的转轴会从位置A沿曲线R移动至位置C；在位置C处，制动块330卡住棘轮的齿牙使棘轮不再转动。
参见图3所示，补偿轮位置信息采集模块210和无线电发送模块220被布设在补偿轮悬挂体310上，其中：
补偿轮位置信息采集模块210包含重力传感器子模块211或电子水平仪子模块212；
补偿轮位置信息采集模块210至无线电发送模块220之间存在数据传输接口，补偿轮位置信息采集模块210通过该接口将采集到的补偿轮位置信息发送至无线电发送模块220，无线电发送模块220将其接收到的补偿轮位置信息通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
图3中所示的无线电发送模块220也可以安装在补偿轮悬挂体310之外的位置上，通过有线接口从补偿轮位置信息采集模块210接收其采集的补偿轮位置信息。
下面结合图4对使用测距传感器实现的接触网张力补偿检测装置的结构形式及部署方式作进一步的描述。
图4中，补偿轮悬挂体310的一端通过转轴O悬挂在承锚支柱上，补偿轮悬挂体310的另一端通过转轴向补偿轮本体320提供承载力。
实际系统中，在接触网补偿器和接触网悬挂正常工作状态下，补偿轮本体的转轴位于位置A。
当接触网补偿器出现补偿轮卡死或坠砣卡死的状态后，补偿轮本体的转轴的位置会发生改变；其中，
一种改变方式是随温度上升导致的承力索或接触线的伸长而发生以补偿轮悬挂体310两端的转轴中心距离为半径的弧形位移，其补偿轮本体320的轴心从位置A沿曲线R移动至位置C；
另一种改变方式是随温度下降导致的承力索或接触线的缩短而发生以补偿轮悬挂体310两端的转轴中心距离为半径的弧形位移，其补偿轮本体的轴心从位置A沿曲线R移动至位置B。
当接触网补偿器出现承力索断线或接触线断线的状态后，补偿轮本体的转轴会从位置A沿曲线R移动至位置C；在位置C处，制动块330卡住棘轮的齿牙使棘轮不再转动。
图4中，补偿轮位置信息采集模块210和无线电发送模块220被布设在补偿轮悬挂体310上，其中：
补偿轮位置信息采集模块210包含超声波测距子模块213或激光测距子模块214，补偿轮位置信息采集模块210和无线电发送模块220的壳体与补偿轮悬挂体310之间通过可转动关节410实现连接；
补偿轮位置信息采集模块210包含的超声波测距子模块213或激光测距子模块214向位置参照体发射测距信号，所述向位置参照体发射测距信号包括在水平方向发射测距信号420和/或在垂直方向发射测距信号430。
具体地，所述测距信号420和430为超声波测距信号和激光测距信号中的任一种。
具体地，所述位置参照体包括承锚支柱承载的物体或承锚支柱本体中的任一种。
具体地，所述向位置参照体发射测距信号包括获取补偿轮位置信息采集模块210包含的测距基准点至位置参照体包含的测距基准点之间的距离；
进一步度，所述向位置参照体发射测距信号包括使用由所述测距信号获取的距离确定补偿轮在水平方向的位移和在垂直方向的位移中的至少一种。
补偿轮位置信息采集模块210至无线电发送模块220之间存在数据传输接口，补偿轮位置信息采集模块210通过该接口将采集到的补偿轮位置信息发送至无线电发送模块220，无线电发送模块220将其接收到的补偿轮位置信息通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
图4中所示的无线电发送模块220补偿轮位置信息采集模块210之间可以封装在一个壳体内，也可以封装在两个壳体内；当封装在两个壳体内时，两个模块之间通过有线接口传输补偿轮位置信息。
本发明实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术、无线电传输技术和互联网技术实现；本发明实施例提供的方法，可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现；本发明实施例提供的装置包含的模块或单元，可以采用电子元器件实现。
以上所述，只是本发明的较佳实施方案而已，并非用来限定本发明的保护范围。任何本发明所述领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的保护范围以所附权利要求的界定范围为准。
本发明给出测距方法及装置，克服了现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。
Claims (12)
1.一种接触网张力补偿检测方法,包括：
采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息；
通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
2.如权利要求1所述的方法，其中，
所述采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息，包括如下步骤：
使用安装在补偿轮悬挂体上的体重力传感器或电子水平仪获取补偿轮悬挂体的倾角信息； 或
使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息。
3.如权利要求2所述的方法，其中，
所述使用安装在补偿轮悬挂体上的体重力传感器或电子水平仪获取补偿轮悬挂体的倾角信息，包括如下步骤：
对采集到的补偿轮悬挂体的倾角值进行滤波处理，将滤波后的倾角数据通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器；或
判断补偿轮悬挂体的倾角值变化量是否大于预订的倾角变化门限，若是，则将新采集的倾角值或倾角变化量通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
4.如权利要求2所述的方法，其中，
所述使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息，包括：
使用安装在承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体或补偿轮本体相对于测距传感器的距离；或
使用安装在补偿轮悬挂体上的测距传感器获取补偿轮悬挂体相对于位置参照体的距离；
其中，所述位置参照体为承锚支柱的一部分或由承锚支柱支撑的物体；
所述测距传感器为超声波测距模块或激光测距模块。
5.如权利要求4所述的方法，其中，
所述使用安装在补偿轮悬挂体上的测距传感器获取补偿轮悬挂体相对于位置参照体的距离，包括：
通过可转动关节将测距传感器壳体与补偿轮悬挂体相连接，使测距传感器的发射或接收口面的法线在测距传感器壳体的重力作用下处于水平或垂直状态。
6.如权利要求1所述的方法， 其中，
所述通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括如下至少一种操作：
通过使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道、使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道和使用侧行链路技术规范构建的无线信道中的至少一种，将补偿轮空间位置信息和接触网所处状态中的至少一种发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
7.一种接触网张力补偿检测装置,包括：
补偿轮位置信息采集模块，无线电发送模块；其中，
补偿轮位置信息采集模块，用于采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息，包括重力传感器子模块、水平仪子模块、激光测距子模块和超声波测距子模块中的至少一种；
无线电发送模块，用于通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括调制子模块、射频放大电路和天线；
其中，
补偿轮位置信息采集模块通过数据传输接口将其采集到的接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至无线电发送模块。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，
补偿轮位置信息采集模块，执行采集接触网补偿器补偿轮空间位置信息的操作，具体包括如下操作步骤：
使用安装在补偿轮悬挂体上的体重力传感器或电子水平仪获取补偿轮悬挂体的倾角信息； 或
使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，
补偿轮位置信息采集模块执行的使用安装在补偿轮悬挂体上的体重力传感器或电子水平仪获取补偿轮悬挂体的倾角信息的操作，具体包括如下操作步骤：
对采集到的补偿轮悬挂体的倾角值进行滤波处理，将滤波后的倾角数据通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器；或
判断补偿轮悬挂体的倾角值变化量是否大于预订的倾角变化门限，若是，则将新采集的倾角值或倾角变化量通过无线信道发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，
补偿轮位置信息采集模块执行的使用安装在补偿轮悬挂体上或承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体和补偿轮本体中任一种的空间位置信息的操作，具体包括如下操作步骤：
使用安装在承锚支柱上的测距传感器获取补偿轮悬挂体或补偿轮本体相对于测距传感器的距离；或
使用安装在补偿轮悬挂体上的测距传感器获取补偿轮悬挂体相对于位置参照体的距离；
其中，所述位置参照体为承锚支柱的一部分或由承锚支柱支撑的物体；
所述测距传感器为超声波测距模块或激光测距模块。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，
补偿轮位置信息采集模块执行的使用安装在补偿轮悬挂体上的测距传感器获取补偿轮悬挂体相对于位置参照体的距离的操作，具体包括如下操作步骤：
通过可转动关节将测距传感器壳体与补偿轮悬挂体相连接，使测距传感器的发射或接收口面的法线在测距传感器壳体的重力作用下处于水平或垂直状态。
12.根据权利要求7所述的装置， 其中，
无线电发送模块执行的通过无线信道将采集的所述接触网补偿器补偿轮空间位置信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器的操作，包括如下至少一种操作：
通过使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道、使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道和使用侧行链路技术规范构建的无线信道中的至少一种，将补偿轮空间位置信息和接触网所处状态中的至少一种发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109490892A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司 | 一种下锚补偿装置的实时监控方法、装置和系统 |
| CN111220310A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-02 | 西南交通大学 | 一种接触网补偿装置运行监测与异常报警系统及方法 |
| CN113670200A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-19 | 和远智能科技股份有限公司 | 一种免维护坠砣位置测量装置和坠砣位置测量方法 |
Citations (1)
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| CN206960037U (zh) * | 2017-07-23 | 2018-02-02 | 浙江维思无线网络技术有限公司 | 一种接触网张力补偿检测装置 |
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2017
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