CN204129152U - 用于检测接触网电连接状态的便携式设备和检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于检测接触网电连接状态的便携式设备和检测系统，包括壳体、数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、无线数据远传模块、数据显示模块，其中，该数据接收模块、该数据处理模块、该数据存储模块、该无线数据远传模块、该数据显示模块位于该壳体中，其中：该数据接收模块配置成接收来自线夹状态采集器的线夹数据；该存储模块配置成用于存储所接收的线夹数据；该数据处理模块配置成根据该线夹数据来判断是否产生报警信号；该无线数据远传模块设置有天线并且配置成通过无线方式将该线夹数据传输至地面数据处理设备；该数据显示模块配置成显示该报警信号及其相应的该线夹数据。

Description

用于检测接触网电连接状态的便携式设备和检测系统

技术领域

本申请涉及检测技术领域，具体地，涉及铁路安全检测领域，更具体地，涉及用于检测接触网电连接状态的便携式设备和系统。 

背景技术

近年来，我国以及世界上的许多其他国家大力发展铁路技术，尤其是高铁技术，铁路运输无论对国家、企业的经营活动还是对人们的日常生活都起着举足轻重的作用。除了在铁路运输的高速、重载方面进行不断的研发，同时鉴于铁路运输安全的重要性，对于铁路运输过程中可能存在的安全隐患的监测也日益引起人们的注意。 

在列车运行过程中，通过接触网给列车供电，使得列车能够在线路上正常行驶。接触网上安装有数量很多的线夹，这些线夹在正常情况下电连接接触状态良好。但是由于运行过程中存在很多影响因素，例如，震动等，可能使得有些线夹松脱，破坏其电连接接触状态。为了使得线路上经过的列车能够正常行驶，需要保证该线路的接触网的各个线夹均保持良好的电连接接触状态，避免出现存在安全隐患的因素。因此，保证各个线路接触网上的线夹的电连接状态良好，是铁路部门的重要的任务。 

在创新实践的新思路指导下，京广、郑西、哈大等高铁相继开通。随着电气化铁路快速发展，供电专业的安全责任越来越重、运输组织对供电的要求越来越高。而牵引供电接触网运行环境特殊而复杂、物理变化多端， 供电载流量大、负荷变化快、电流冲击大，弓网取、授流关系恶劣等客观事实，使得供电系统不可避免的发生各种故障和事故。 

显然，现有技术中存在这样的需求，例如，预防电连接“松、脱、断、裂”等隐患，提高天窗运用效率，并弥补目前在用的各类检测产品之功能性不足。 

目前，对电连接线夹的状态监测主要通过人工目测，远距离现场作业和巡视，消耗作业时间和物力，检测速度慢，效率低下。一般只对重点部位和区域巡检，易出现漏检情况。为保证作业人员的人身安全，必须实施现场人身安全防护措施，增加作业人员和作业内容。 

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题中的至少一个问题，本实用新型的实用新型人研发了本实用新型。 

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于检测接触网线夹电连接状态的便携式设备，包括壳体、数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、无线数据远传模块、数据显示模块，其中，该数据接收模块、该数据处理模块、该数据存储模块、该无线数据远传模块、该数据显示模块位于该壳体中，其中：该数据接收模块配置成接收来自线夹状态采集器的线夹数据；该存储模块配置成用于存储所接收的线夹数据；该数据处理模块配置成根据该线夹数据来判断是否产生报警信号；该无线数据远传模块设置有天线并且配置成通过无线方式将该线夹数据传输至地面数据处理设备；该数据显示模块配置成显示该报警信号及其相应的该线夹数据。 

进一步地，该线夹数据包括被检测线夹的接触电阻和线夹编号，该线夹编号与线夹位置相对应；或者该线夹数据仅包括被检测线夹的接触电阻，而该线夹位置信号由该便携式设备自身测定。 

进一步地，该数据处理模块配置成：判断针对待检测线夹的该线夹数据中包含的该接触电阻是否大于预定阈值，以确定该待检测线夹的电连接接触状态。 

进一步地，该线夹状态采集器安装在该接触网中的电连接线上并且被构造成获取该线夹数据并发送至该便携式设备和/或车载中继装置。 

进一步地，该线夹状态采集器包括微电阻检测器、感应取电电源装置、采集器处理器、采集器无线通信装置，其中：该微电阻检测器配置成利用伏安法测量电连接接触电阻；该感应取电电源装置配置成通过电磁感应从该接触网获取电能为该线夹状态采集器供电；该采集器处理器配置成对由该微电阻检测器测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻并且控制该采集器无线通信装置的数据发送；该采集器无线通信装置配置成对该精确接触电阻进行打包发送。 

进一步地，该地面数据处理设备包括数据库、监听服务器、中心服务器、路由服务器、web系统，其中：该监听服务器配置成通过设置固定IP地址和端口号与该车载中继装置连接以进行无线数据传输并将接收到的车载接收线夹数据储存到该数据库的各个表格中；该中心服务器配置成推送根据由监听服务器接收的车载接收线夹数据确定的路由服务器列表至该数据库中的路由表；该路由服务器配置成根据该数据库中的该路由表来判断所接收的车载接收线夹数据是否存在不属于该地面数据处理设备所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在非本段线夹数据时，该路由服务器根据该路由表对数据进行转发；该数据库配置成存储该地面数据处理设备40所接收的车载接收线夹数据以及该路由表。 

进一步地，该便携式设备还包括报警提示装置，该报警提示装置包括扬声器、显示器、发光装置中的一个或任意组合，该报警提示装置接收来自该数据处理模块的报警信号并进行相应的报警。 

进一步地，该便携式设备还包括蓝牙打印设备，该蓝牙打印设备被构造成接收来自该数据处理模块的该报警信号及其相应的线夹数据并进行打印。 

进一步地，该便携式设备包括历史数据查询模块，该历史数据查询模块包括历史数据库，该历史数据库存储该便携式设备产生的报警信号及其相应的线夹数据以及产生报警信号的时间，进行查询。 

根据本实用新型的另一方面，提供一种用于检测接触网电连接状态的系统，包括上述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备、该线夹状态采集器以及该地面数据处理设备。 

利用根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备和系统，实现了优于现有技术的有益技术效果，例如，摆脱了传统的依靠人盯、眼看、手摸的传统检测方式。该便携式设备具有实时查询电连接的状态，3G数据无线通讯，LCD显示功能。工作人员利用便携式设备可以查询电连接的状态数据，并能够实时接收采集器发送的数据。该设备携带方便、操作简单，无需外部电源工作。并留有扩充接口，可以扩展GPS功能，能远程浏览电连接地理位置。其具有完善的功能和稳定的性能，对进一步提升供电设备管理信息化水平，对确保供电安全和运输高效畅通具有十分重要的意义。实现了铁道部关于推行供电安全风险管理，加强供电安全基础建设，提高供电设备运行质量的要求。 

附图说明

为了更清楚地描述本实用新型，提供如下附图，附图的目的在于使得本领域技术容易理解本实用新型并能够实现本实用新型的实施例，附图不旨在对本实用新型的保护范围进行限定，本实用新型的保护范围仅有所附权利要求所限定。在各附图中，相同的附图标记始终表示相同的部件。 

图1A示出了根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备(又称手持机)。 

图1B示出了根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备的内部结构示意图。 

图2示出了根据本实用新型的线夹状态采集器中存储的线夹编号与线夹位置对应表。 

图3示出了根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备中设定的报警判断表。 

图4A示出了根据本实用新型的线夹状态采集器在接触网上的安装示意图。 

图4B示出了根据本实用新型的线夹状态采集器的另一实施例，其同时向便携式设备和车载中继装置发送线夹数据。 

图5A示出了根据本实用新型的线夹状态采集器的内部结构示意图。 

图5B示出了根据本实用新型的线夹状态采集器的无源感应电源电路图。 

图5C示出了根据本实用新型的线夹状态采集器的对微电压信号进行采集放大处理的电路图。 

图6示出了根据本实用新型的地面数据处理设备40的结构示意图。 

图7示出了根据本实用新型的另一实施例的用于检测接触网电连接状态的便携式设备的内部结构示意图。 

图8示出了根据本实用新型的另一实施例的用于检测接触网电连接状态的便携式设备的内部结构示意图。 

图9示出了根据本实用新型的另一实施例的用于检测接触网电连接状态的便携式设备的内部结构示意图。 

具体实施方式

下面参照附图详细介绍本实用新型的示例性实施方式。提供这些示例性实施方式的目的是使得本领域普通技术人员能够清楚地理解本实用新型，并且根据这里的描述，能够实现本实用新型。附图和示例性的具体实施方式以及优选实施方式不旨在对本实用新型进行限定，本实用新型的范围由所附权利要求所限定。 

为了使得本领域技术人员能够清楚且容易地理解本实用新型，下面描述根据本实用新型的一些实施例。 

图1A示出了根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20(又称手持机)。图1B示出了根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20的内部结构示意图。 

参照附图1A和1B，根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20包括壳体、数据接收模块22、数据处理模块24、数据存储模块25、无线数据远传模块23、数据显示模块26，其中，该数据接收模块22、该数据处理模块24、该数据存储模块25、该无线数据远传模块23、该数据显示模块26位于该壳体中。根据不用设置，当便携式设备20仅设置成接收线夹的接触电阻时，需要便携式设备20自身提供位置定位，这时，优选地，便携式设备20可设置有定位装置，例如，GPS定位器，从而提供位置信息。 

附图中，该数据接收模块22配置成接收来自线夹状态采集器10的线夹数据；该存储模块配置成用于存储所接收的线夹数据；该数据处理模块24配置成根据该线夹数据来判断是否产生报警信号；该无线数据远传模块23设置有天线并且配置成通过无线方式将该线夹数据传输至地面数据处理设备40；该数据显示模块26配置成显示该报警信号及其相应的该线夹数据。 

作为优选的实施例，参见图2，图2示出了根据本实用新型的线夹状态采集器10中存储的线夹编号与线夹位置对应表。 

在根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20中，该线夹数据的内容可以根据期望进行不同的设定。例如，该线夹数据可以包括被检测线夹的接触电阻和线夹编号。这里要说明的是，在安装线夹时，对没有线夹进行编号，线夹编号与线夹所在的位置相对应，即，根据线夹编号可以推知线夹的位置，而针对该线夹安装线夹状态采集器10时，在该采集器10中设定该线夹编号，使得采集器10在发送数据时，可以将测得的接触电阻与线夹编号一同发出。图2给出了线夹编号与线夹位置对应表的一个示例当然也可以采用其他类似的形式。 

可替换地，该线夹数据可以仅包括被检测线夹的接触电阻，在这样的设计中，便携式设备20本身需要设置有定位装置，例如，GPS定位器，从而该线夹位置信号由该便携式设备20自身测定。 

作为优选的实施例，参见图3，图3示出了根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备中设定的报警判断表。 

在根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20中，该数据处理模块24可以如下配置，例如，预先设定一个或多个阈值，通过这些阈值，即，通过将针对待检测线夹的该线夹数据中包含的该接触 电阻与阈值相比较，判断其是否大于预定阈值，以确定该待检测线夹的电连接接触状态。 

例如，当接触电阻大于某一阈值时，表示线夹电连接接触不良，当接触电阻大于另一更大的阈值时，表示线夹的电连接处于断开状态。图3示例性地示出了报警判断表。 

如图3所示，设置两个阈值A1和A2，当数据处理模块24判断从采集器10接收的接触电阻小于或等于阈值A1时，可以确定相关的线夹的电连接状态良好，无需进行报警或维修；当数据处理模块24判断从采集器10接收的接触电阻大于A1且小于或等于A2时，可以确定相关的线夹的电连接状态不良，可能出现松脱的状态，发出一级报警，需要尽快(例如在一定时间内，例如，2天、3天、一周等)进行维修；当数据处理模块24判断从采集器10接收的接触电阻大于A2时，可以确定相关的线夹的电连接断开，发出二级报警，需要立即进行维修。这里给出的仅仅是示例性实例，目的仅在于更清楚地描述本申请的技术方案，本领域技术人员可以进行类似的设置，这同样包含在本申请的保护范围内。 

作为优选的实施例，参见图4A和4B，图4A示出了根据本实用新型的线夹状态采集器10在接触网上的安装示意图。图4B示出了根据本实用新型的线夹状态采集器10的另一实施例，其同时向便携式设备20和车载中继装置发送线夹数据。 

在本申请中，根据本实用新型的便携式设备20从线夹状态采集器接收数据。该线夹状态采集器10安装在该接触网中的电连接线上并且被构造成获取该线夹数据并发送至该便携式设备20和/或车载中继装置(参见图4A和4B)。 

如图4A所示，示出了线夹状态采集器10的安装状态，其中，该线夹状态采集器10具有采集器本体和从本体伸出的一根高温导线101(参见 图4A)，采集器本体和高温导线分别安装在待检测线夹所连接的两根电连接线上，从而能够通过测量线夹两端的电压而测得线夹的接触电阻值。 

这里需要说明的是，可以设计成线夹状态采集器10可以仅向便携式设备20发送数据，也可设置成线夹状态采集器10可以仅向车载中继装置发送数据，或者向二者同时发送数据。具体设置可以根据实际情况而定，这里不进行特定的限制。 

车载中继装置仅在整个监测系统中有着桥梁作用，它是采集器10和地面数据处理设备40之间通讯的纽带；车载中继装置先对采集器10发送的数据进行处理，然后通过GPRS网络将数据远传到地面数据处理中心服务器43端。 

作为优选的实施例，参见图5A和5B，图5A示出了根据本实用新型的线夹状态采集器10的内部结构示意图。图5B示出了根据本实用新型的线夹状态采集器的无源感应电源电路图。图5C示出了根据本实用新型的线夹状态采集器的对微电压信号进行采集放大处理的电路图。 

作为示例，该线夹状态采集器10可以包括微电阻检测器11、感应取电电源装置12、采集器处理器13、采集器无线通信装置14。 

优选地，该微电阻检测器11配置成利用伏安法测量电连接接触电阻，也可以使用其他测量原理，只要能够测量接触电阻即可，不同的测量原理也包含在本实用新型的保护范围内。 

优选地，该感应取电电源装置12配置成通过电磁感应从该接触网获取电能为该线夹状态采集器10供电；该采集器处理器13配置成对由该微电阻检测器11测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻值并且控制该采集器无线通信装置14的数据发送；该采集器无线通信装置14配置成对该精确接触电阻进行打包发送。 

这样设计的有益效果是，通过简单的结构实现了为该线夹状态采集器10供电，从而无需在线夹状态采集器10内设置电源模块，不仅节省了能源，并且也不会出现由于电源老化、失效而需要更换电源的操作，另外还节省了制造成本。 

作为优选实施例，参照图6，图6示出了根据本实用新型的地面数据处理设备40的结构示意图。 

该地面数据处理设备40包括数据库41、监听服务器42、中心服务器43、路由服务器44，其中：该监听服务器42配置成通过设置固定IP地址和端口号与该车载中继装置连接以进行无线数据传输并将接收到的车载接收线夹数据储存到该数据库41的各个表格中；该中心服务器43配置成推送根据由监听服务器42接收的车载接收线夹数据确定的路由服务器44列表至该数据库41中的路由表；该路由服务器44配置成根据该数据库41中的该路由表来判断所接收的车载接收线夹数据是否存在不属于该地面数据处理设备40所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在非本段线夹数据时，该路由服务器44根据该路由表对数据进行转发；该数据库41配置成存储该地面数据处理设备40所接收的车载接收线夹数据以及该路由表。 

作为优选实施例，图7示出了根据本实用新型的另一实施例的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20的内部结构示意图。 

该便携式设备20还包括报警提示装置28，该报警提示装置28包括扬声器、显示器、发光装置中的一个或任意组合，该报警提示装置28接收来自该数据处理模块24的报警信号并进行相应的报警。 

例如，如果用户所在部门管辖的铁路线中出现不合格的线夹，则在预警信息中会实时的显示出不合格线夹的数量，同时伴随着强烈的系统报警 音，这样可以使用户及时的和相关部门联系，对不合格的线夹进行抢修等操作。 

作为优选实施例，图8示出了根据本实用新型的另一实施例的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20的内部结构示意图。 

该便携式设备20还包括蓝牙打印设备29，该蓝牙打印设备29被构造成接收来自该数据处理模块24的该报警信号及其相应的线夹数据并进行打印。 

图9示出了根据本实用新型的另一实施例的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20的内部结构示意图。 

该便携式设备20包括历史数据查询模块201，该历史数据查询模块201包括历史数据库41，该历史数据库41存储该便携式设备20产生的报警信号及其相应的线夹数据以及产生报警信号的时间，进行查询。从而实现了维修记录查询功能，并且对电连接每次维护的信息能够在历史曲线上查看该电连接线夹的维修记录，而且支持根据时间、地点查询维修记录的功能。 

通过上述设置的便携式设备20，能够实时查询电连接的状态，并且便携式设备20使用起来非常灵活，无需非要等到天窗时间才能进行检测，而是可以在任何时候，跟随线路上运行的车辆进行实时检测。 

作为示例性实例，便携式设备(手持机)参数可如下设置： 

1)主机性能：CPU:ARM9主频800MHz；操作系统：Microsoft Windows CE 6.0；内存：64MB SDRAM/128MB FLASH；显示屏：彩色TFT-LCD耐磨触摸屏，寸，万色，3.526分辨率240x320；键盘：20键，包含电源键、数字、英文键和功能键；扬声器：内置扬声器，可输出高清语音；电池：标称7.4V，2400mAh可充电锂电池； 

2)数据采集：2.4G无线技术：IEEE 802.15.4标准协议，通讯距离达到60m； 

3)无线通讯：3G:CDMA2000 1X EVDO； 

4)物理特性：外观设计：小巧工业级设计，支持单手操作；产品规格：180*78*38mm(不含打印机)，240*78*38(含打印机)；重量：不含电池380克，含标准电池468克(以实物为准)； 

5)使用环境：工作温度：-20℃～60℃；储存温度：-40℃～70℃；湿度：5％RH～95％RH(无凝露)。 

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种用于检测接触网电连接状态的系统，包括上述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备20、线夹状态采集器10以及地面数据处理设备40。 

利用根据本实用新型的用于检测接触网电连接状态的便携式设备和系统，解决了现有技术中存在的问题，实现了有益技术效果，例如，该便携式设备具有实时查询电连接的状态，3G数据无线通讯，LCD显示功能。工作人员利用便携式设备可以查询电连接的状态数据，并能够实时接收采集器发送的数据。该设备携带方便、操作简单，无需外部电源工作。并留有扩充接口，可以扩展GPS功能，能远程浏览电连接地理位置。具体地，能够实现以下功能：1)便携式设备利用了2.4G无线通讯、GPS定位、3G等技术，采用ARM9处理器，Windows CE操作系统开发的嵌入式产品；2)该产品性能稳定，携带方便，操作简单；3)该装置能够实时的接收采集器发送来的线夹状态信息，并能够把信息通过GPRS无线网络发送至网络服务器端；4)具有GPS定位功能。 

虽然已经示出并描述了本实用新型的优选实施方式，但是可以对其进行各种更改和替换，这并不背离本实用新型的精神和范围。因此，将理解的是，已经通过示例而非限定的方式描述了本实用新型。 

Claims (10)

1.一种用于检测接触网线夹电连接状态的便携式设备，其特征在于，包括壳体、数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、无线数据远传模块、数据显示模块，其中，所述数据接收模块、所述数据处理模块、所述数据存储模块、所述无线数据远传模块、所述数据显示模块位于所述壳体中，其中：

所述数据接收模块配置成接收来自线夹状态采集器的线夹数据；

所述存储模块配置成用于存储所接收的线夹数据；

所述数据处理模块配置成根据所述线夹数据来判断是否产生报警信号；

所述无线数据远传模块设置有天线并且配置成通过无线方式将所述线夹数据传输至地面数据处理设备；

所述数据显示模块配置成显示所述报警信号及其相应的所述线夹数据。

2.根据权利要求1所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备，其特征在于，所述线夹数据包括被检测线夹的接触电阻和线夹编号，所述线夹编号与线夹位置相对应；或者所述线夹数据仅包括被检测线夹的接触电阻，而所述线夹位置信号由所述便携式设备自身测定。

3.根据权利要求2所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备，其特征在于，所述数据处理模块配置成：

判断针对待检测线夹的所述线夹数据中包含的所述接触电阻是否大于预定阈值，以确定该待检测线夹的电连接接触状态。

4.根据权利要求1所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备，其特征在于，所述线夹状态采集器安装在所述接触网中的电连接线上并且被构造成获取所述线夹数据并发送至所述便携式设备和/或车载中继装置。

5.根据权利要求4所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备，其特征在于，所述线夹状态采集器包括微电阻检测器、感应取电电源装置、采集器处理器、采集器无线通信装置，其中：

所述微电阻检测器配置成利用伏安法测量电连接接触电阻；

所述感应取电电源装置配置成通过电磁感应从所述接触网获取电能为所述线夹状态采集器供电；

所述采集器处理器配置成对由所述微电阻检测器测得的接触电阻进行滤波得到精确接触电阻并且控制所述采集器无线通信装置的数据发送；

所述采集器无线通信装置配置成对所述精确接触电阻进行打包发送。

6.根据权利要求1所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备，其特征在于，所述地面数据处理设备包括数据库、监听服务器、中心服务器、路由服务器、web系统，其中：

所述监听服务器配置成通过设置固定IP地址和端口号与所述车载中继装置连接以进行无线数据传输并将接收到的车载接收线夹数据储存到所述数据库的各个表格中；

所述中心服务器配置成推送根据由监听服务器接收的车载接收线夹数据确定的路由服务器列表至所述数据库中的路由表；

所述路由服务器配置成根据所述数据库中的所述路由表来判断所接收的车载接收线夹数据是否存在不属于所述地面数据处理设备所在区段的非本段线夹数据，其中，当存在非本段线夹数据时，所述路由服务器根据所述路由表对数据进行转发；

所述数据库配置成存储所述地面数据处理设备所接收的车载接收线夹数据以及所述路由表。

7.根据权利要求1所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备，其特征在于，所述便携式设备还包括报警提示装置，所述报警提示装置包括扬声器、显示器、发光装置中的一个或任意组合，所述报警提示装置接收来自所述数据处理模块的报警信号并进行相应的报警。

8.根据权利要求1所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备，其特征在于，所述便携式设备还包括蓝牙打印设备，所述蓝牙打印设备被构造成接收来自所述数据处理模块的所述报警信号及其相应的线夹数据并进行打印。

9.根据权利要求1所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备，其特征在于，所述便携式设备包括历史数据查询模块，所述历史数据查询模块包括历史数据库，所述历史数据库存储所述便携式设备产生的报警信号及其相应的线夹数据以及产生报警信号的时间，进行查询。

10.一种检测系统，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于检测接触网电连接状态的便携式设备、所述线夹状态采集器以及所述地面数据处理设备。