CN112881853B - 一种利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路轨道电路补偿电容检测领域，具体涉及一种用于轨道电路的电务综合测试系统。包括车体、主机和显示表头，车体底面前后两端均设置有导向轮架，位于车体前后两端的导向轮架上分别转动连接有前导向轮和后导向轮，车体底部还设置有测距轮架，测距轮架位于两个导向轮架之间，测距轮架上设置有减震支架，减震支架上转动连接有测距轮，测距轮上设置有霍尔传感器，车体底部前端设置有感应线圈；主机包括锂电池单元和信号调节单元和数据运算处理单元，霍尔传感器、感应线圈和显示表头均与锂电池单元连接，霍尔传感器和感应线圈均与信号调节单元连接，显示表头与数据运算处理单元连接。操作简单，功能强大，灵活性强。

Description

一种利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法

技术领域

本发明涉及铁路轨道电路补偿电容检测领域，具体涉及一种利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法。

背景技术

为了能够尽大程度地延长信号的传输距离，在电气绝缘轨道电路上等间距地安装了若干个补偿电容。但由于受环境、天气以及人为等因素影响，补偿电容会产生电特性参数漂移或接触不良等，导致补偿电容老化、失效或丢失，最终直接地影响到轨道电路信号传输的质量，传输距离以及列车控制系统的正常运行，故而需对补偿电容经常检查。

如申请公布号CN103777119A的中国发明专利提供的一种车载补偿电容检测方法及系统，通过生成模拟信号并发送到电磁环路形成原生电磁场；该电磁环路由列车相邻的两个轮对和列车两侧的钢轨组成，所述电磁环路中还包括一补偿电容，该补偿电容位于所述两个轮对之间，与所述两个轮对并联于所述列车两侧的钢轨上；通过接收天线感应所述电磁环路上的次生电磁场，得到所述感应电流的感应信号；将感应信号与工控机中预存的标准感应信号进行比较，得到补偿电容的状态信息；并通过定位模块计算所述补偿电容的精确位置信息，可方便快速的判断补偿电容的相对容值和故障补偿电容的精确位置。但上述发明只提供了检测方法并未提供具体的机械结构，对于铁路工人的实际应用还有一段距离。

又如授权公告号CN212568954U的中国实用新型专利提供的一种轨道补偿电容测试装置，包括电容测试仪本体，所述电容测试仪本体的前表壁上端一侧安装有显示屏，所述电容测试仪本体前表壁且远离显示屏的一侧安装有控制按键和调试旋钮，所述控制按键位于调试旋钮的上方，所述电容测试仪本体的底端对称连接有连接块。虽然上述实用新型提供了具体的机械结构，但是该装置功能单一且灵活性较差。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，包括车体、设置在车体上的主机和与主机连接的显示表头，所述车体底面前后两端均设置有导向轮架，位于车体前端的导向轮架上转动连接有前导向轮，位于车体后端的导向轮架上转动连接有后导向轮，所述车体底部还设置有测距轮架，所述测距轮架位于两个导向轮架之间，所述测距轮架上设置有减震支架，所述减震支架上转动连接有测距轮，所述测距轮上设置有霍尔传感器，所述车体底部前端设置有感应线圈；

所述主机包括锂电池单元和与锂电池单元依次连接的信号调节单元和数据运算处理单元，所述霍尔传感器、感应线圈和显示表头均与锂电池单元连接，所述霍尔传感器和感应线圈均与信号调节单元连接，所述显示表头与数据运算处理单元连接。

信号调节单元和数据运算处理单元主要完成信号的放大、采集、滤波和运算，并将数据结果送显示表头。显示表头由LCD屏和按键等组成，主要功能完成数据结果的显示和提供人机操作交互接口。感应线圈用来感应轨道信受中的电流将钢轨中信号电流幅度转换为电压信号，送入设备主机。测距轮用来感应距离信息，测距轮转动时，霍尔传感器输出脉冲信号到设备主机，由主机运算出距离信息。后导向轮保证设备在钢轨上平稳移动，确保设备不会脱轨；

具体包括以下步骤：

S1:使车体1在ZPW-2000轨道11上运动；

S2:连续记录电流幅度、钢轨长度信息和电容相应的位置点信息；

S3:将数据导入电脑软件后，形成连续的电流曲线以及电容位置点的信息；

S4:根据曲线的波形判定补偿电容好坏：在补偿电容对应位置点，轨道信号电流的幅度会出现一个波峰，如果在补偿电容位置电流出现波峰，则判定补偿电容正常；如果在补偿电容位置电流未出现波峰，则判定补偿电容失效；如果在补偿电容位置电流有波峰，但相对其他正常电容波峰处更加平缓，则判定补偿电容效力衰减。

作为优化，还包括推杆，所述显示表头转动连接在推杆上，其转动连接处设置有旋转阻尼，所述车体顶面前后两端分别设置有卡座和铰接座，所述卡座的一侧和铰接座的一侧均设置有手动夹钳，所述推杆一端铰接在铰接座内。

推杆存在展开和收纳两种状态，当推杆处于展开状态时，位于卡座一侧的手动夹钳打开，位于铰接座一侧的手动夹钳先打开，将推杆与车体所在平面呈钝角（具体角度本领域技术人员根据实际情况做调整）后，位于铰接座一侧的手动夹钳再关闭；当推杆处于收纳状态时，推杆位于卡座内，位于卡座一侧和铰接座一侧的手动夹钳均关闭。

进一步的，所述推杆上设置有提手，目的是当推杆处于收纳状态时方便搬运。

进一步的，所述推杆顶端设置有把手，目的是便于工人双手推动车体。

进一步的，所述测距轮架与减震支架转动连接，且连接处设置有扭簧，目的是利用扭簧减轻在车体运动中的振动。

作为优化，所述主机上连接有电机，所述电机连接有蜗杆，所述车体上设置有转动支撑座，所述蜗杆末端转动连接在转动支撑座上，所述车体上开设有传动口，所述传动口内转动连接有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述蜗轮两侧均设置有主动传送带槽，所述后导向轮上设置有与主动传送带槽位置相对应的从动传送带槽，所述蜗轮与后导向轮通过传送带连接。

进一步的，所述导向轮架外侧设置有防脱轨轮架，所述防脱轨轮架通过伸缩转动销转动连接在导向轮架上，所述防脱轨轮架上转动连接有防脱轨轮，所述车体底部与防脱轨轮架上均设置有弹簧座，且两相邻的弹簧座之间设置有拉簧。

伸缩转动销是具有伸缩功能的转动销，使用时将位于车体两侧的防脱轨轮架向两侧移动，使防脱轨轮能够卡在轨道上，在拉簧的拉力的作用下带动防脱轨轮架，进而带动防脱轨轮压紧轨道边缘，达到防脱轨的目的。

进一步的，所述主机设置在车体正中，所述主机两侧均设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板与锂电池单元连接。

进一步的，所述车体上设置有无线传感器，所述无线传感器分别与锂电池单元和数据运算处理单元连接。采集的信号通过无线传感器输送至计算机。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种用于轨道电路的电务综合测试系统，可以连续的测量ZPW-2000轨道信号的电流、载频频率、低频频率；可以连续的测量相敏轨道信号的电流、频率；可精确测量轨道的长度，并现场记录轨道上（应答器、补偿电容、钢轨线圈、绝缘节）及轨旁设备（信号机、转辙机、送受电）的位置及编号并写入设备，导入电脑，有效的克服了激光测距，GPS测距，尺子测距的一些缺点和使用条件限制，同时测量不受弯道，坡度，隧道等限制；连续轨道信号电流测量功能方便了电务工作人员快速查找和分析轨道电路断路、短路、混频等故障、精确测距功能方便了电务工作人员测量LKJ等相关信息；能够记录信息，存储连接电脑打印，导出Excel表格；测量精度高，操作简单，体积小，便于携带，同时测量不受弯道，坡度，隧道等限制（因前后增加的导向轮能牢固固定在钢轨上，不掉道；中间为磨砂轮加弹性压力轮）不打滑有效的克服了激光测距，GPS测距，尺子测距的一些缺点和使用条件限制；在测量过程中，连续记录电流幅度与钢轨长度信息和电容相应的位置点信息，将数据导入电脑软件后，形成连续的电流曲线以及电容位置点的信息，根据曲线的波形判定补偿电容好坏。

总体来将，本发明具有操作简单，功能强大，在线路轨道信号改造和故障查找时，能为工作人员提供非常有利的帮助，以实现快速的故障查找和定位。

附图说明

图1为本发明实施例1的展开结构示意图；

图2为本发明实施例1的正视示意图；

图3为本发明实施例1的收纳结构示意图；

图4为本发明实施例2的整体结构示意图；

图5为图4中A部分的放大示意图；

图6为本发明实施例2的俯视示意图；

图7为本发明图6中A—A方向的剖视示意图；

图8为本发明的主机内部电路连接框图；

图9为补偿电容正常情况下的轨道电压分布曲线；

图10为补偿电容失效情况下的轨道电压分布曲线；

图11为本发明判定补偿电容失效与否的流程图。

其中，1、车体，2、主机，3、推杆，4、显示表头，5、前导向轮，6、后导向轮，7、测距轮，8、感应线圈，9、无线传感器，10、太阳能电池板，11、ZPW-2000轨道，12、蜗杆，13、蜗轮，14、传送带，101、铰接座，102、手动夹钳，103、导向轮架，104、测距轮架，105、减震支架，106、防脱轨轮架，107、防脱轨轮，108、转动支撑座，109、弹簧座，110、拉簧，301、提手，302、把手。

实施方式

为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例

如图1—图3和图8所示，本发明提供的一种用于轨道电路的电务综合测试系统，包括车体1、设置在车体1上的主机2和与主机2连接的显示表头4，所述车体1底面前后两端均设置有导向轮架103，位于车体1前端的导向轮架103上转动连接有前导向轮5，位于车体1后端的导向轮架103上转动连接有后导向轮6，所述车体1底部还设置有测距轮架104，所述测距轮架104位于两个导向轮架103之间，所述测距轮架104上设置有减震支架105，所述减震支架105上转动连接有测距轮7，所述测距轮7上设置有霍尔传感器，所述车体1底部前端设置有感应线圈8；

所述主机2包括锂电池单元和与锂电池单元依次连接的信号调节单元和数据运算处理单元，所述霍尔传感器、感应线圈8和显示表头4均与锂电池单元连接，所述霍尔传感器和感应线圈8均与信号调节单元连接，所述显示表头4与数据运算处理单元连接。

在本实施例中，还包括推杆3，所述显示表头4转动连接在推杆3上，所述车体1顶面前后两端分别设置有卡座和铰接座101，所述卡座的一侧和铰接座101的一侧均设置有手动夹钳102，所述推杆3一端铰接在铰接座101内。

在本实施例中，所述推杆3上设置有提手301。

在本实施例中，所述推杆3顶端设置有把手302。

在本实施例中，所述测距轮架104与减震支架105转动连接，且连接处设置有扭簧。

工作原理：铁路工人将手动夹钳102打开，使推杆3处于展开状态，并调节至舒适的角度，将车体1放置到ZPW-2000轨道11上，使前导向轮5和后导向轮6能够在ZPW-2000轨道11上运动，信号调节单元和数据运算处理单元主要完成信号的放大、采集、滤波和运算，并将数据结果送显示表头4。显示表头4由LCD屏和按键等组成，主要功能完成数据结果的显示和提供人机操作交互接口。感应线圈8用来感应轨道信受中的电流将钢轨中信号电流幅度转换为电压信号，送入设备主机2。测距轮7用来感应距离信息，测距轮7转动时，霍尔传感器输出脉冲信号到设备主机2，由主机2运算出距离信息。后导向轮6保证设备在钢轨上平稳移动，确保设备不会脱轨。

实施例

如图4—图7所示，与实施例1不同的是，所述主机2上连接有电机，所述电机连接有蜗杆12，所述车体1上设置有转动支撑座108，所述蜗杆12末端转动连接在转动支撑座108上，所述车体1上开设有传动口，所述传动口内转动连接有蜗轮13，所述蜗轮13与蜗杆12啮合，所述蜗轮13两侧均设置有主动传送带14槽，所述后导向轮6上设置有与主动传送带14槽位置相对应的从动传送带14槽，所述蜗轮13与后导向轮6通过传送带14连接。

在本实施例中，所述导向轮架103外侧设置有防脱轨轮架106，所述防脱轨轮架106通过伸缩转动销转动连接在导向轮架103上，所述防脱轨轮架106上转动连接有防脱轨轮107，所述车体1底部与防脱轨轮架106上均设置有弹簧座109，且两相邻的弹簧座109之间设置有拉簧110。

在本实施例中，所述主机2设置在车体1正中，所述主机2两侧均设置有太阳能电池板10，所述太阳能电池板10与锂电池单元连接。

在本实施例中，所述车体1上设置有无线传感器9，所述无线传感器9分别与锂电池单元和数据运算处理单元连接，所述无线传感器与计算机远程连接，所述锂电池的单元与电机之间设置有开关。

工作原理：计算机通过无线传感器控制锂电池的单元与电机之间的开关，启动电机，电机转动带动蜗杆12转动，进而带动蜗轮13转动，使传送带14带动后导向轮6转动，最终实现车体1在ZPW-2000轨道11上的运动。

本发明可以用来快速的测试ZPW-2000轨道11电路中补偿电容的好坏。测试原理依据轨道电路中补偿电容的作用原理，在补偿电容对应位置点，轨道信号电流的幅度会出现一个波峰，而设备通过连续的测量并显示钢轨中轨道信号电流，根据电流变化的趋势，就可以判定补偿电容位置电流是否出现波峰，并根据波峰的幅度判定补偿电容是否失效。

如图11所示，一种利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，具体包括以下步骤：

S1:使车体1在ZPW-2000轨道11上运动；

S2:连续记录电流幅度、钢轨长度信息和电容相应的位置点信息；

S3:将数据导入电脑软件后，形成连续的电流曲线以及电容位置点的信息；

S4:根据曲线的波形判定补偿电容好坏：在补偿电容对应位置点，轨道信号电流的幅度会出现一个波峰，如果在补偿电容位置电流出现波峰，则判定补偿电容正常，如图9所示；如果在补偿电容位置电流未出现波峰，则判定补偿电容失效，如图10所示；如果在补偿电容位置电流有波峰，但相对其他正常电容波峰处更加平缓，则判定补偿电容效力衰减，效力衰减程度可根据大数据分析判断。

其中补偿电容测量支持两种模式：

一种为人工模式，由人工根据设备测量的连续电流值，判定电流变化趋势与电容的位置关系，从而判定补偿电容好坏。设备在钢轨上向补偿电容靠近并接近时，电流应有连续的上升趋势，在设备向远离补偿电容离去时，电流应有连续的下降趋势否则判定为补偿电容失效。

一种为软件分析模式，在测量过程中，连续记录电流幅度与钢轨长度信息和电容相应的位置点信息，将数据导入电脑软件后，形成连续的电流曲线以及电容位置点的信息，根据曲线的波形判定补偿电容好坏。

功能简介

一般测距模式

该模式下可以精确测量轨道的长度，该模式仅测量和显示轨道的长度，不检测轨道信号电流，不判断补偿电容好坏。

测距+移频模式

该模式下可以精确测量轨道的长度，并可以连续测量钢轨中移频信号的电流幅度、载频频率、低频频率，并将距离和信号电流等相关信息关联显示，在该模式下，可以人工判断补偿电容的好坏，并可以同步人工判断闭塞区间轨道电路是否存在短路或断路故障。

距离+相敏模式

该模式下可以精确测量轨道的长度，并可以连续测量钢轨中相敏信号的电流幅度、频率，可以判定相敏轨道电路是否存在短路或断路故障。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (8)

1.一种利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，其特征在于：该电务综合测试系统包括车体、设置在车体上的主机和与主机连接的显示表头，所述车体底面前后两端均设置有导向轮架，位于车体前端的导向轮架上转动连接有前导向轮，位于车体后端的导向轮架上转动连接有后导向轮，所述车体底部还设置有测距轮架，所述测距轮架位于两个导向轮架之间，所述测距轮架上设置有减震支架，所述减震支架上转动连接有测距轮，所述测距轮上设置有霍尔传感器，所述车体底部前端设置有感应线圈；

所述主机包括锂电池单元和与锂电池单元依次连接的信号调节单元和数据运算处理单元，所述霍尔传感器、感应线圈和显示表头均与锂电池单元连接，所述霍尔传感器和感应线圈均与信号调节单元连接，所述显示表头与数据运算处理单元连接；

还包括推杆，所述显示表头转动连接在推杆上，所述车体顶面前后两端分别设置有卡座和铰接座，所述卡座的一侧和铰接座的一侧均设置有手动夹钳，所述推杆一端铰接在铰接座内；

具体包括以下步骤：

S1：使车体1在ZPW-2000轨道11上运动；

S2：连续记录电流幅度、钢轨长度信息和电容相应的位置点信息；

S3：将数据导入电脑软件后，形成连续的电流曲线以及电容位置点的信息；

S4：根据曲线的波形判定补偿电容好坏：在补偿电容对应位置点，轨道信号电流的幅度会出现一个波峰，如果在补偿电容位置电流出现波峰，则判定补偿电容正常；如果在补偿电容位置电流未出现波峰，则判定补偿电容失效；如果在补偿电容位置电流有波峰，但相对其他正常电容波峰处更加平缓，则判定补偿电容效力衰减。

2.根据权利要求1所述的利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，其特征在于：所述推杆上设置有提手。

3.根据权利要求2所述的利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，其特征在于：所述推杆顶端设置有把手。

4.根据权利要求3所述的利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，其特征在于：所述测距轮架与减震支架转动连接，且连接处设置有扭簧。

5.根据权利要求1所述的利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，其特征在于：所述主机上连接有电机，所述电机连接有蜗杆，所述车体上设置有转动支撑座，所述蜗杆末端转动连接在转动支撑座上，所述车体上开设有传动口，所述传动口内转动连接有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述蜗轮两侧均设置有主动传送带槽，所述后导向轮上设置有与主动传送带槽位置相对应的从动传送带槽，所述蜗轮与后导向轮通过传送带连接。

6.根据权利要求5所述的利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，其特征在于：所述导向轮架外侧设置有防脱轨轮架，所述防脱轨轮架通过伸缩转动销转动连接在导向轮架上，所述防脱轨轮架上转动连接有防脱轨轮，所述车体底部与防脱轨轮架上均设置有弹簧座，且两相邻的弹簧座之间设置有拉簧。

7.根据权利要求6所述的利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，其特征在于：所述主机设置在车体正中，所述主机两侧均设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板与锂电池单元连接。

8.根据权利要求7所述的利用电务综合测试系统判定补偿电容失效与否的方法，其特征在于：所述车体上设置有无线传感器，所述无线传感器分别与锂电池单元和数据运算处理单元连接。

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