CN112201537A - 一种交流灯丝转换继电器及其可靠性的在线监测方法 - Google Patents

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Abstract

一种交流灯丝转换继电器，通过在交流灯丝转换继电器线圈回路安装开关实现交流灯丝转换继电器的切换，其可靠性的检测方法则是对切换中的线圈电流和触点电流数据进行小波变换，将符合阈值的模极大值点作为断电时刻采样点和触点完全闭合时刻采样点，进而计算出转换时间，能够实时监测交流灯丝转换继电器的转换时间，进而评估交流灯丝转换继电器的可靠性，能够及时提供维修或预警信号，具有便捷性，实时性，稳定性等优点。

Description

一种交流灯丝转换继电器及其可靠性的在线监测方法
【技术领域】
本发明属于继电器检测领域，特别涉及一种交流灯丝转换继电器及其可靠性的在线监测方法。
【背景技术】
交流灯丝转换继电器的正常工作为铁路色灯信号机系统的正常运行提供了保障。按照国家标准要求，为了保障铁路色灯信号机的稳定性，要定期对交流灯丝转换继电器进行检修，保证其可靠性。
传统的交流灯丝转换继电器转换可靠性监测方法大多是将交流灯丝转换继电器拆卸之后，安装备用的合格交流灯丝转换继电器，将待测交流灯丝转换继电器带回生产车间使用相关继电器检测设备进行检测，检测合格后再安装回原位。对于使用交流灯丝转换继电器数量较少的场合，人工拆卸检测的方法具有一定的可行性，但对于广泛应用交流灯丝转换继电器的场合，频繁大量的进行交流灯丝转换继电器的拆卸检修，会对系统工作造成很大的影响，极大的耗费了人力物力，且检测周期长，过程繁琐。
本发明针对这一情况，提出了一种交流灯丝转换继电器及其可靠性的在线监测方法，能实时监测交流灯丝转换继电器的转换时间，进而实时评估交流灯丝转换继电器的可靠性，具有便捷性，实时性，稳定性等优点，可得到广泛推广和应用。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种交流灯丝转换继电器及其可靠性的在线监测方法，它可以克服现有交流灯丝转换继电器可靠性检测存在的不足，具有结构简单，容易实现，便捷性，实时性，稳定性等优点，可得到广泛推广和应用。
本发明的技术方案：一种交流灯丝转换继电器，包括线圈J回路和常闭触点NC回路，其特征在于在交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路分别安装一个电流变送器，即：电流变送器A2和电流变送器A1；其中，所述电流变送器A1连接在常闭触点NC和信号灯XD之间；所述电流变送器A2连接在交流灯丝转换继电器的线圈J和信号灯XD之间。
所述电流变送器A1连接在常闭触点NC和信号灯XD的副灯丝之间。
所述电流变送器A2连接在交流灯丝转换继电器的线圈J和信号灯XD的主灯丝之间。
所述交流灯丝转换继电器的线圈J回路上安装有开关K，通过开关K的闭合和断开实现交流灯丝转换继电器的切换操作。
所述开关K在未动作时保持常闭状态。
一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)在交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路分别安装的电流变送器，即：电流变送器A2和电流变送器A1，分别对交流灯丝转换继电器切换过程中的线圈J回路电流和常闭触点NC回路电流的变化进行监测；在交流灯丝转换继电器的线圈J回路安装开关K，用以实现交流灯丝转换继电器切换过程；
2)对步骤1)中的由两个电流变送器获取的关于交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路的原始电流数据进行处理，选取N次切换过程的电流数据，以采样点长度delta-s为计算区间，则交流灯丝转换继电器的转换时间计算公式为：
Figure BDA0002718902500000031
其中，s1为断电时刻T1对应采样点；s2为常闭触点NC完全闭合的时刻T2对应采样点；所述Fc是交流灯丝转换继电器的线圈J的电流和常闭触点NC的电流进行模数转换的采样率；
所述步骤2)中的N的选取可根据工程要求自由设定，取值范围在2次至50万次之间。
所述步骤2)中的采样长度delta-s的选取原则为：
delta-s＝ts×Fc
其中ts为时间间隔，根据TB/T2657-2016中对转换时间规定。
所述步骤2)中的N次切换过程的电流数据中，每次切换过程包括交流灯丝转换继电器的线圈J回路的电流和常闭触点NC回路的电流两组数据。
所述步骤2)中采样点s1的求取方法为：对采样长度delta-s范围内的交流灯丝转换继电器的线圈J的线圈电流信号采用离散平稳小波变换SWT(Stationary WaveletTransform)进行分解，分别获取小波系数和近似系数，确定小波系数模极大值，并选取模极大值最大值|M1max|，以ε1＝0.4*|M1max|作为设定阈值，大于设定阈值ε1的第一个模极大值点对应的采样点即为s1。
所述步骤2)中采样点s2的求取方法为：对采样长度delta-t范围内的常闭触点NC的触点电流信号采用离散平稳小波变换SWT进行分解，分别获取小波系数和近似系数，确定小波系数模极大值，选取模极大值最大值|M2max|，以ε2＝0.4*|M2max|作为设定阈值，大于设定阈值ε2的最后一个模极大值点对应的采样点即为s2。
所述离散平稳小波变换SWT的具体实现为：选取采样长度delta-s的线圈电流或触点电流信号，采用Daubechies系列小波db4，按照选定好的小波分解层数进行小波分解，所述小波分解层数选择为4层；
所述小波分解层数是根据模数转换的采样率Fc和分解效果确定，一般取值为2-6。
3)重复步骤2)，并在所有的交流灯丝转换继电器的转换时间计算结果中，选择N次转换过程所得到的转换时间最大值Tcmax，将Tcmax与标准规定时间A进行对比，若Tcmax>A，则给出预警，此时，需要更换或维修该交流灯丝转换继电器。
所述步骤3)中标准规定时间A为TB/T2657-2016《JZSJC型交流灯丝转换继电器》中4.7的规定，继电器转换时间不大于0.1s。
本发明的优越性：两组电流变送器分别安装在线圈回路和常闭触点回路，分别检测切换过程中线圈和触点的电流状态，利用小波变换模极大值原理查找电流状态变化时刻，根据电流状态变化计算交流灯丝转换继电器的转换时间，并对转换时间进行判断，当转换时间超出标准则触发实时预警功能。该方法避免了频繁拆卸交流灯丝转换继电器的问题，并且能够准确及时的发现交流灯丝转换继电器故障。
【附图说明】
图1为本发明所涉一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法的电流变送器的布置原理示意图。
图2为本发明所涉一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法的计算流程图。
【具体实施方式】
如图1给出了本发明的一个实施方式附图，下面结合附图说明本发明的具体实施过程：
一种交流灯丝转换继电器，包括线圈J回路和常闭触点NC回路，如图1所示，其特征在于在交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路分别安装一个电流变送器，即：电流变送器A2和电流变送器A1；其中，所述电流变送器A1连接在常闭触点NC和信号灯XD之间；所述电流变送器A2连接在交流灯丝转换继电器的线圈J和信号灯XD之间。
所述电流变送器A1连接在常闭触点NC和信号灯XD的副灯丝之间，如图1所示。
所述电流变送器A2连接在交流灯丝转换继电器的线圈J和信号灯XD的主灯丝之间，如图1所示。
所述交流灯丝转换继电器的线圈J回路上安装有开关K，如图1所示，通过开关K的闭合和断开实现交流灯丝转换继电器的切换操作。
所述开关K在未动作时保持常闭状态，如图1所示。
一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法，如图2所示，其特征在于它包括以下步骤：
1)在交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路分别安装的电流变送器，即：电流变送器A2和电流变送器A1，分别对交流灯丝转换继电器切换过程中的线圈J回路电流和常闭触点NC回路电流的变化进行监测；在交流灯丝转换继电器的线圈J回路安装开关K，用以实现交流灯丝转换继电器切换过程；
2)对步骤1)中的由两个电流变送器获取的关于交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路的原始电流数据进行处理，选取N次切换过程的电流数据，本实施例中N优选可为10次，每次切换过程包括线圈电流和触点电流两组数据，以某一采样长度delta-s为计算区间，本实施例中delta-s优选可为140ms，分别计算断电时刻T1对应采样点s1和触点完全闭合时刻T2对应采样点s2，则交流灯丝转换继电器的转换时间计算公式为：
Figure BDA0002718902500000061
其中，s1为断电时刻T1对应采样点，其求取办法为：对采样长度delta-s范围内的交流灯丝转换继电器的线圈J的线圈电流信号采用离散平稳小波变换SWT进行分解，本实施例中采用Daubechies系列小波db4，按照选定好的小波分解层数进行4层小波分解，分别获取小波系数和近似系数，确定小波系数模极大值，并选取模极大值最大值|M1max|，以ε1＝0.4*|M1max|作为设定阈值，大于设定阈值ε1的第一个模极大值点对应的采样点即为s1；
s2为常闭触点NC完全闭合的时刻T2对应采样点，其求取办法为：对采样长度delta-t范围内的常闭触点NC的触点电流信号采用离散平稳小波变换SWT进行分解，本实施例中采用Daubechies系列小波db4，按照选定好的小波分解层数进行4层小波分解，分别获取小波系数和近似系数，确定小波系数模极大值，选取模极大值最大值|M2max|，以ε2＝0.4*|M2max|作为设定阈值，大于设定阈值ε2的最后一个模极大值点对应的采样点即为s2；
Fc是交流灯丝转换继电器的线圈J的电流和常闭触点NC的电流进行模数转换的采样率；
3)重复步骤2)，并在所有的交流灯丝转换继电器的转换时间计算结果中，选择N次转换过程所得到的转换时间最大值Tcmax，将Tcmax与TB/T2657-2016《JZSJC型交流灯丝转换继电器》中4.7的规定时间A进行对比，继电器转换时间不大于0.1s，若Tcmax>A，则给出预警，此时，需要更换或维修该交流灯丝转换继电器。

Claims (10)

1.一种交流灯丝转换继电器，包括线圈J回路和常闭触点NC回路，其特征在于在交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路分别安装一个电流变送器，即：电流变送器A2和电流变送器A1；其中，所述电流变送器A1连接在常闭触点NC和信号灯XD之间；所述电流变送器A2连接在交流灯丝转换继电器的线圈J和信号灯XD之间。
2.根据权利要求1所述一种交流灯丝转换继电器，其特征在于所述电流变送器A1连接在常闭触点NC和信号灯XD的副灯丝之间；所述电流变送器A2连接在交流灯丝转换继电器的线圈J和信号灯XD的主灯丝之间。
3.根据权利要求1所述一种交流灯丝转换继电器，其特征在于所述交流灯丝转换继电器的线圈J回路上安装有开关K，通过开关K的闭合和断开实现交流灯丝转换继电器的切换操作。
4.根据权利要求3所述一种交流灯丝转换继电器，其特征在于所述开关K在未动作时保持常闭状态。
5.一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)在交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路分别安装的电流变送器，即：电流变送器A2和电流变送器A1，分别对交流灯丝转换继电器切换过程中的线圈J回路电流和常闭触点NC回路电流的变化进行监测；在交流灯丝转换继电器的线圈J回路安装开关K，用以实现交流灯丝转换继电器切换过程；
2)对步骤1)中的由两个电流变送器获取的关于交流灯丝转换继电器的线圈J回路和常闭触点NC回路的原始电流数据进行处理，选取N次切换过程的电流数据，以采样点长度delta-s为计算区间，则交流灯丝转换继电器的转换时间计算公式为：
Figure RE-FDA0002796281120000021
其中，s1为断电时刻T1对应采样点；s2为常闭触点NC完全闭合的时刻T2对应采样点；所述Fc是交流灯丝转换继电器的线圈J的电流和常闭触点NC的电流进行模数转换的采样率；
3)重复步骤2)，并在所有的交流灯丝转换继电器的转换时间计算结果中，选择N次转换过程所得到的转换时间最大值Tcmax，将Tcmax与标准规定时间A进行对比，若Tcmax>A，则给出预警，此时，需要更换或维修该交流灯丝转换继电器。
6.根据权利要求5所述一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法，其特征在于所述步骤2)中的N的选取可根据工程要求自由设定，取值范围在2次至50万次之间。
7.根据权利要求5所述一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法，其特征在于所述步骤2)中的采样长度delta-s的选取原则为：
delta-s＝ts×Fc
其中ts为时间间隔，根据TB/T2657-2016中对转换时间规定。
8.根据权利要求5所述一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法，其特征在于所述步骤2)中的N次切换过程的电流数据中，每次切换过程包括交流灯丝转换继电器的线圈J回路的电流和常闭触点NC回路的电流两组数据。
9.根据权利要求5所述一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法，其特征在于所述步骤2)中采样点s1的求取方法为：对采样长度delta-s范围内的交流灯丝转换继电器的线圈J的线圈电流信号采用离散平稳小波变换SWT进行分解，分别获取小波系数和近似系数，确定小波系数模极大值，并选取模极大值最大值|M1max|，以ε1＝0.4*|M1max|作为设定阈值，大于设定阈值ε1的第一个模极大值点对应的采样点即为s1；
所述步骤2)中采样点s2的求取方法为：对采样长度delta-t范围内的常闭触点NC的触点电流信号采用离散平稳小波变换SWT进行分解，分别获取小波系数和近似系数，确定小波系数模极大值，选取模极大值最大值|M2max|，以ε2＝0.4*|M2max|作为设定阈值，大于设定阈值ε2的最后一个模极大值点对应的采样点即为s2；
所述离散平稳小波变换SWT的具体实现为：选取采样长度delta-s的线圈电流或触点电流信号，采用Daubechies系列小波db4，按照选定好的小波分解层数进行小波分解；所述小波分解层数是根据模数转换的采样率Fc和分解效果确定，一般取值为2-6。
10.根据权利要求5所述一种交流灯丝转换继电器可靠性在线监测方法，其特征在于所述步骤3)中标准规定时间A为TB/T2657-2016《JZSJC型交流灯丝转换继电器》中4.7的规定，继电器转换时间不大于0.1s。
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GB2110486A (en) * 1981-11-27 1983-06-15 Engineering M L Automatic filament- changeover apparatus for multi- filament lamp installations
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CN201796130U (zh) * 2010-08-12 2011-04-13 常琦 一种铁路信号监测电路

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