CN205826847U - 基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，所述异物侵限监测设备包括双电网监测设备，所述检测系统包括终端传感器、轨旁控制器、信号处理单元、交换机、监测单元、维护终端和数据中心，所述双电网监测设备设置在铁路沿线被监测点上，每一段的双电网监测设备均连接至相应的连接有轨旁控制器的终端传感器，所述轨旁控制器并列连接至信号处理单元，所述信号处理单元、监测单元、维护终端和数据中心通过交换器相互通信；所述终端传感器包括低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器。本实用新型能够实现异物侵限监测设备的故障确认和精确定位。

Description

基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统

技术领域

本实用新型属于电网监控系统技术领域，尤其涉及基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统。

背景技术

铁路双电网异物入侵系统，是运用在公跨铁立交桥设置异物侵限监测设备以实时监测各双电网监测设备的状态的系统。当发生异物侵限时，立即通过监控单元向信号列控系统、联锁系统发送控制命令，通过信号列控系统、联锁系统使列车自动停车，并向列车调度员发送实时监测信息和异物侵限报警信息，以降低异物入侵对铁路运输造成的生命和财产损失。

异物侵限监测设备虽然已在现有高速铁路中有广泛的应用，但是还是存在着一些不足，还有待进一步改进和完善。目前通常运用双电网监测设备作为异物侵限监测设备，但在运用时，一方面，由于现场安装双电网监测设备接点多，施工时容易出现焊接错误、焊接不实、虚接等现象；另一方面，由于长期受列车及车辆通过时产生的震动影响，造成线缆脱焊故障，导致异物侵限监测系统误报率较高；因此需要对双电网监测设备进行监测。

但现有的监测方法多采用电桥法、脉冲电流法、多次脉冲法、声测定点法、声磁法、音频感应法等，这些方法虽然能够诊断、定位，但是都不能精确定位、产生误报、受外界干扰影响较大、操作不便等。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，利用输入的低压脉冲信号传播到阻抗不匹配点发生反射的原理，能够实现异物侵限监测设备的故障确认和精确定位；该设备简单直观，不需要知道电缆的准确长度等原始资料，具有较强的实用性。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，异物侵限监测设备包括双电网监测设备，利用双电网信号回路监测是否有异特侵入铁路沿线，检测系统包括终端传感器、轨旁控制器、信号处理单元、交换机、监测单元、维护终端和数据中心，所述双电网监测设备设置在铁路沿线被监测点(公跨铁路桥或隧道入口)，每一段的双电网监测设备均连接至相应的连接有轨旁控制器的终端传感器，所述终端传感器包括低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器，各所述轨旁控制器并列连接至信号处理单元，所述信号处理单元、监测单元、维护终端和数据中心通过交换器相互通信。

进一步的是，所述信号处理单元包括数据采集单元、数据处理单元、供电单元和通讯单元，所述数据采集单元的输入端连接轨旁控制器的输出端，所述数据采集单元、数据处理单元和通讯单元依次连接，所述供电单元分别连接至所述数据采集单元、数据处理单元和通讯单元。

进一步的是，所述通讯单元采用无线传输模块。

进一步的是，所述信号处理单元、监测单元、维护终端和数据中心与交换机通过无线网络连接。以实现远程操控。

进一步的是，在所述低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器间设置内部阻抗平衡单元，所述内部阻抗平衡单元包括差分放大器和平衡参数调节电路；

在所述低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器间通过差分放大器相连，差分放大器的输入端连接低压脉冲发射传感器，差分放大器的输出端连接低压脉冲接收传感器，且差分放大器的反向输入端还连接有平衡参数调节电路。

采用此结构能够压缩甚至消除掉接收的发送脉冲，从而减少或消除掉测量盲区，并且可以较大限度地增加放大电路增益，提高故障点反射脉冲的幅值，而不会使放大电路“阻塞”造成脉冲反射波形失真。

进一步的是，所述监测单元和维护终端采用PC机。

进一步的是，所述数据中心采用远程通讯的计算机。

采用本技术方案的有益效果：

提出的基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，能够。

采用低压脉冲反射法的技术手段进行检测，不仅可以检测故障的位置，同是可以确定故障的类型。在实际应用中，脉冲信号在电缆芯线中的传播过程中会遇到多种阻抗不匹配点，例如接头、短路点、断路点、材质不均衡点等，均会产生反射波，通过识别反射脉冲的起始位置、形状及幅度，即可以判别故障的性质，并测量故障点或者阻抗不匹配点的距离，实现双电网的故障确认和定位。利用轨旁控制器中的低压脉冲接收传感器获得反射波形，并通过故障波形和无故障波形的对比，获得准确的故障位置和故障类型。

附图说明

图1为本实用新型的基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型中信号处理单元的结构示意图；

图3为本实用新型中内部阻抗平衡单元的结构图示意图；

图4为本实用新型中异物侵限监测设备检测系统的现场安装示意图。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1所示，基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，异物侵限监测设备包括双电网监测设备，检测系统包括终端传感器、轨旁控制器、信号处理单元、交换机、监测单元、维护终端和数据中心，所述双电网监测设备设置在铁路沿线被监测点(公跨铁路桥或隧道入口)，每一段的双电网监测设备均连接至相应的连接有轨旁控制器的终端传感器，所述终端传感器包括低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器，各所述轨旁控制器并列连接至信号处理单元，所述信号处理单元、监测单元、维护终端和数据中心通过交换器相互通信。

作为上述实施例的优化方案，如图2所示，所述信号处理单元包括数据采集单元、数据处理单元、供电单元和通讯单元，所述数据采集单元的输入端连接轨旁控制器的输出端，所述数据采集单元、数据处理单元和通讯单元依次连接，所述供电单元分别连接至所述数据采集单元、数据处理单元和通讯单元。

所述通讯单元采用无线传输模块。

所述信号处理单元、监测单元、维护终端和数据中心与交换机通过无线网络连接。以实现远程操控。

作为上述实施例的优化方案，如图3所示，在所述低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器间设置内部阻抗平衡单元，所述内部阻抗平衡单元包括差分放大器和平衡参数调节电路；

在所述低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器间通过差分放大器相连，差分放大器的输入端连接低压脉冲发射传感器，差分放大器的输出端连接低压脉冲接收传感器，且差分放大器的反向输入端还连接有平衡参数调节电路。

采用此结构能够压缩甚至消除掉接收的发送脉冲，从而减少或消除掉测量盲区，并且可以较大限度地增加放大电路增益，提高故障点反射脉冲的幅值，而不会使放大电路“阻塞”造成脉冲反射波形失真。

低压脉冲发射传感器同时向被测对象与内部平衡参数调节电路发射脉冲，而低压脉冲接收传感器接收到的信号是被测对象与内部平衡参数调节电路上信号的差值，调节内部平衡网络参数，使其与被测对象的波阻抗一致，则发送脉冲在被测对象与内部平衡参数调节电路上产生的信号相同，低压脉冲接收传感器接收到的信号为零，而当反射脉冲到来时，内部平衡参数调节电路上无信号出现，反射脉冲全部送到低压脉冲接收传感器上去。

作为上述实施例的优选方式，所述监测单元和维护终端采用PC机。

所述数据中心采用远程通讯的计算机。

如图4所示，为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：

当异物入侵导致双电网设备故障时，利用双电网监测设备输入的低压脉冲信号传播到轨旁控制器，数据采集单元实时采集轨旁控制器收到反射回的脉冲信号，经过数据处理单元判断双电网的故障确认和定位，并通过对比获得获得准确的故障位置和故障类型。

然后由交换器及时上送至监控单元进行报警、故障处理等相关操作，同时故障信息同步到数据中心供领导进行分析及决策，及时处理现场故障，避免列车行车安全事故发生及旅客生命安全等，以保证高速铁路系统的正常安全运行。维护终端仅作系统维护使用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，异物侵限监测设备包括双电网监测设备，其特征在于，检测系统包括终端传感器、轨旁控制器、信号处理单元、交换机、监测单元、维护终端和数据中心，所述双电网监测设备设置在铁路沿线被监测点，每一段的双电网监测设备均连接至相应的连接有轨旁控制器的终端传感器，所述终端传感器包括低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器，各所述轨旁控制器并列连接至信号处理单元，所述信号处理单元、监测单元、维护终端和数据中心通过交换器相互通信。

2.根据权利要求1所述的基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，其特征在于，所述信号处理单元包括数据采集单元、数据处理单元、供电单元和通讯单元，所述数据采集单元的输入端连接轨旁控制器的输出端，所述数据采集单元、数据处理单元和通讯单元依次连接，所述供电单元分别连接至所述数据采集单元、数据处理单元和通讯单元。

3.根据权利要求2所述的基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，其特征在于，所述通讯单元采用无线传输模块。

4.根据权利要求3所述的基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，其特征在于，所述信号处理单元、监测单元、维护终端和数据中心与交换机通过无线网络连接。

5.根据权利要求1所述的基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，其特征在于，在所述低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器间设置内部阻抗平衡单元，所述内部阻抗平衡单元包括差分放大器和平衡参数调节电路；

在所述低压脉冲发射传感器和低压脉冲接收传感器间通过差分放大器相连，差分放大器的输入端连接低压脉冲发射传感器，差分放大器的输出端连接低压脉冲接收传感器，且差分放大器的反向输入端还连接有平衡参数调节电路。

6.根据权利要求1所述的基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，其特征在于，所述监测单元和维护终端采用PC机。

7.根据权利要求6所述的基于低压脉冲反射技术的异物侵限监测设备检测系统，其特征在于，所述数据中心采用远程通讯的计算机。