CN107525581A - 接触网系统接触悬挂监测装置 - Google Patents

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肖卫民
张珹
田升平
张学武
聂晶鑫
韦刚
章洲
章一洲
王帅民
张晓栋
王玉环
吴亚飞
李银生
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Abstract

本发明涉及一种接触网系统接触悬挂监测装置，包括用于监测接触线振动数据的采集器和用于监测承力索状态数据的汇集器；采集器通过螺钉安装在接触线吊弦线夹上，汇集器通过卡箍安装于承力索；采集器和汇集器通过连接线缆或无线通信的方式进行数据传输。该产品结构简单易用，技术效果显著，可广泛应用于接触悬挂（承力索和接触线）在线监测产品设计的场合，满足接触网系统野外环境工作要求，实现了接触悬挂（接触线和承力索）舞动、振动、电流、温度的实时监测，可提供可靠、准确、全面的监测数据。

Description

接触网系统接触悬挂监测装置
技术领域
本发明涉及电气化铁路接触网监测技术领域，具体涉及一种接触网系统接触悬挂监测装置。
背景技术
电气化铁路接触网沿铁路线露天布置，线长点多且无备用。随着电气化铁路快速发展，特别是高速电气化铁路路网规模的扩大，铁路部门对牵引供电系统的运行安全提出了更高的要求，接触网系统是高速铁路供电系统的重要组成部分，其基础设施养护面临保障安全、提高效率、降低成本的迫切需求。
接触网系统常年遭受风、霜、雨、雪等自然环境的侵蚀，以及高速运行受电弓的冲击和振动，其机械和电气的性能状态都在动态变化中，在力与电的双重作用下工作，机械和电气方面的故障构成了接触网系统的主要故障。其中，接触线和承力索与机车受电弓受流质量直接相关，接触线作为无备用的供电设施，其工作性能的好坏直接影响机车运行状态和行车安全。在风荷载的作用下，接触悬挂（接触线和承力索）会发生振动或舞动现象，受持续振动或舞动的影响，接触悬挂的工作性能和耐疲劳特性会降低，如何实时定量监测接触悬挂（接触线和承力索）的振动和舞动，是保证列车可靠、安全运行的关键因素。目前，铁路电气化领域未出现适用于接触悬挂（接触线和承力索）系统的振动和舞动监测装置。
随着传感器和电子测量技术的飞速发展，接触网系统的状态监测技术也将有了较大的进步。采用先进的检测技术和现代化的检测设备对接触网系统进行实施监测是提高牵引供电系统安全可靠运行的保证，是实现电气化铁路智能状态检测和状态维修的重要手段，本发明可实现接触悬挂振动和舞动现象的实时定量在线监测。
发明内容
本发明的目的是提供一种接触网系统接触悬挂监测装置,实现接触悬挂（接触线和承力索）舞动、振动、电流、温度的实时监测，可提供可靠、准确、全面的监测数据。
本发明所采用的技术方案为：
接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
包括用于监测接触线振动数据的采集器和用于监测承力索状态数据的汇集器；
采集器通过螺钉安装在接触线吊弦线夹上，汇集器通过卡箍安装于承力索；
采集器和汇集器通过连接线缆或无线通信的方式进行数据传输。
采集器包括采集器外壳和采集器外壳内的振动传感器。
汇集器包括汇集器外壳和汇集器外壳内用于监测承力索实时状态的电子器件。
汇集器外壳为筒状结构，包括轴向对称的两部分，分别为汇集器上壳体和汇集器下壳体；
汇集器上壳体和汇集器下壳体上下对接并通过螺钉连接实现封闭。
汇集器外壳沿轴向设置有通孔，为承力索过孔，汇集器外壳两端收缩，端口安装卡箍。
汇集器外壳上部设置有凹槽，安装有太阳能板。
汇集器外壳下部安装有用于监测数据无线传输的天线。
采集器和汇集器通过连接线缆进行数据传输，连接线缆沿承力索吊弦线夹和接触线吊弦线夹之间的吊弦设置，穿插于吊弦外套的防护套管内。
本发明具有以下优点：
1、产品由汇集器、采集器、吊弦及连接线缆组成，其中，汇集器由太阳能板、电池、天线及通信电路组成，内部封装温度、电流等传感器设备及监测电路，整体结构为筒状，截面为圆形结构，抗风性能好，可以极大提升野外环境下产品工作的适应性、稳定性及可靠性；采集器内部封装振动传感器，整体结构为长方体，通过螺钉与吊弦线夹连接；吊弦一端通过承力索线夹与承力索相连，另一端通过接触线吊弦线夹与接触线连接。采集器通过连接线缆沿吊弦连接至固定在承力索上的汇集器，外部采用防护套封裹。
2、汇集器和采集器壳体采用螺钉连接，带有密封结构，安装密封胶圈，可实现壳体全封闭，可有效防止野外环境中沙尘、湿气的进入；
3、汇集器通过卡箍与承力索固定，卡箍表面上有滚花结构，且固定接触面上设置有橡胶垫片，可有效防止承力索在内部旋转运动；采集器通过螺钉固定在接触线吊弦线夹上，接触线吊弦线夹通过吊弦及承力索吊弦线夹与承力索相连。汇集器和采集器通过封裹在防护套内的连接线缆相连，实现两者间的数据通信。整体结构稳定、可靠，安装方便。
当汇集器和采集器采用无线通信模块式，可取消连接线缆，通过无线传输方式进行数据通信，装置整体结构简化。
4、汇集器和采集器外壳均采用铝合金材质，表面进行阳极氧化处理形成氧化膜，增加产品硬度、耐磨等特性，可有效提高产品的抗风沙性能；
5、汇集器内部集成低功耗的惯性元器件及相关电路，可监测承力索舞动、振动、电流及温度等信息，外部设置太阳能电池板供电，持续为电子器件供电，确保系统实时工作；采集器内部集成振动传感器，固定于接触线吊弦线夹上，可监测接触线舞动、振动等信息。
当汇集器和采集器采用无线通信模块时，此时无连接电缆，采集器工作供电可考虑采用感应充电方式从接触线上感应取电。
6、汇集器外部设置有天线，具备远程传输数据功能，便于运营管理机构统一分析数据，及时发现系统安全隐患予以排除，可大幅度提牵引供电系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为采集器安装示意图。
图中，1-汇集器上壳体，2-采集器外壳，3-承力索，4-汇集器下壳体，5-天线，6-卡箍，7-太阳能板，8-振动传感器，9-吊弦，10-汇集器，11-采集器，12-承力索吊弦线夹，13-接触线吊弦线夹，14-防护套管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明涉及一种接触网系统接触悬挂监测装置，包括用于监测接触线振动数据的采集器11和用于监测承力索3状态数据的汇集器10。采集器11通过螺钉安装在接触线吊弦线夹13上，汇集器10通过卡箍6安装于承力索3。采集器11和汇集器10通过连接线缆或无线通信的方式进行数据传输。
采集器11包括采集器外壳2和采集器外壳2内的振动传感器8，用于监测接触线的振动数据，通过对加速度数据的分析计算，确认接触线振动时的振动频率、振动幅度、最大位移等参数。
汇集器10包括长方体形状的汇集器外壳和汇集器外壳内用于监测承力索3实时状态的电子器件，电子器件包括低功耗电子器件、惯性元器件等集成电路，可进行承力索舞动、振动计算，并能监测其电流和温度信息，可实现承力索的实时监测和数据传输。汇集器外壳为筒状结构，包括轴向对称的两部分，分别为汇集器上壳体1和汇集器下壳体4；汇集器上壳体1和汇集器下壳体4上下对接并通过螺钉连接实现封闭，封闭后为圆柱形的筒状结构，具有良好的抗风性能。汇集器下壳体4带有密封结构，内含密封胶圈，可有效防止野外环境中湿气、沙尘的进入。汇集器外壳沿轴向设置有通孔，为承力索3过孔，孔径可以根据不同规格承力索的直径进行适应性调整。汇集器外壳两端收缩，端口安装卡箍3，卡箍10内表面上设计有滚花结构，同时在卡箍10与承力索的接触面上设置有橡胶垫片，可以有效防止承力索的旋转运动。汇集器外壳上部设置有凹槽，安装有太阳能板7。汇集器外壳下部安装有用于监测数据无线传输的天线5。
采集器11和汇集器10通过连接线缆进行数据传输时，连接线缆沿承力索吊弦线夹12和接触线吊弦线夹13之间的吊弦9设置，穿插于吊弦9外套的防护套管内。吊弦9在接触悬挂中接触线和承力索定位点一侧约100mm处的接触线和承力索3之间设置。
该产品结构简单易用，技术效果显著，可广泛应用于接触悬挂（承力索和接触线）在线监测产品设计的场合，满足接触网系统野外环境工作要求。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
包括用于监测接触线振动数据的采集器（11）和用于监测承力索（3）状态数据的汇集器（10）；
采集器（11）通过螺钉安装在接触线吊弦线夹（13）上，汇集器（10）通过卡箍（6）安装于承力索（3）；
采集器（11）和汇集器（10）通过连接线缆或无线通信的方式进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
采集器（11）包括采集器外壳（2）和采集器外壳（2）内的振动传感器（8）。
3.根据权利要求1所述的接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
汇集器（10）包括汇集器外壳和汇集器外壳内用于监测承力索（3）实时状态的电子器件。
4.根据权利要求3所述的接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
汇集器外壳为筒状结构，包括轴向对称的两部分，分别为汇集器上壳体（1）和汇集器下壳体（4）；
汇集器上壳体（1）和汇集器下壳体（4）上下对接并通过螺钉连接实现封闭。
5.根据权利要求4所述的接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
汇集器外壳沿轴向设置有通孔，为承力索（3）过孔，汇集器外壳两端收缩，端口安装卡箍（3）。
6.根据权利要求4所述的接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
汇集器外壳上部设置有凹槽，安装有太阳能板（7）。
7.根据权利要求4所述的接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
汇集器外壳下部安装有用于监测数据无线传输的天线（5）。
8.根据权利要求1所述的接触网系统接触悬挂监测装置，其特征在于：
采集器（11）和汇集器（10）通过连接线缆进行数据传输，连接线缆沿承力索吊弦线夹（12）和接触线吊弦线夹（13）之间的吊弦（9）设置，穿插于吊弦（9）外套的防护套管内。
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