CN205940820U - 一种受电弓受流状态弓网接触力检测装置及测量车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种受电弓受流状态弓网接触力检测装置及测量车，受电弓受流状态弓网接触力检测装置包括传感器单元、光发射模块、光纤解调器和信号处理单元，传感器单元包括四个光纤接触压力传感器，四个光纤接触压力传感器分别安装在被检测受电弓两条滑板两端的支撑部表面，光纤接触压力传感器的光输入端通过光纤和光发射模块的输出端相连，光纤接触压力传感器的光输出端通过光纤分别与光纤解调器相连，信号处理单元分别与光发射模块、光纤解调器相连；测量车包括测量车本体及前述受电弓受流状态弓网接触力检测装置。本实用新型具有测量准确性及可靠性好、抗电磁干扰、绝缘强度高的优点。

Description

一种受电弓受流状态弓网接触力检测装置及测量车

技术领域

本实用新型涉及弓网接触力检测设备，具体涉及一种受电弓受流状态弓网接触力检测装置及测量车。

背景技术

随着列车运行速度的提高,弓网间的动态性能变差，尤其是弓网随着列车运行速度的提高，弓网间的动态性能变差，弓网之间接触压力变化幅值增大，当接触压力过小时，接触电阻增大，将不能保证可靠的受流；当接触压力小于零时，就会出现离线现象。如果弓网之间不能保持可靠的接触，将不能保持良好的动态受流，严重时将造成供电故障，影响列车安全稳定的运行。因此，为了保证运行安全，需要定期采用检测设备对线路质量进行检查，其中弓网接触力是最主要的测量的参数，该参数是评估弓网受流质量和接触网动态运行状态、诊断接触网局部缺陷的关键参数。

目前的弓网接触力检测系统主要由检测受电弓、接触压力传感器组建、高压侧数据采集处理单元、光信号传输装置、供电隔离变压器、低压侧信号处理单元及弓网接触力检测数据分析处理系统、弓网接触力检测数据波形显示与分析系统、弓网接触力检测数据集成与处理系统组成。在受电弓滑板两端支撑点安装4个压力传感器，传感器产生的mV级电压信号，经屏蔽电缆传输至高压侧数据采集处理单元，进行放大、滤波、V/F转换等信号调理，转换和整形后成为适合光纤传输的数字量，经光信号传输装置高低压隔离后再送入低压侧光纤解调器，通过解调器把光信号再变成电信号，电信号经过整形、滤波后进行采集处理，最后经动态弓网接触力模型计算，实时输出弓网接触力的检测值。目前技术是将在受电弓不受流情况下的接触压力检测方案简单处理后应用到受电弓受流情况下的接触压力检测。目前技术虽解决了受电弓受流状态下高低压侧的数据传输问题（采用光纤通信的方式），但是传感器端（高压侧接触压力传感器）仍然是普通的电量传感器，所产生的mV级信号经过电缆进行传输极易受到电磁干扰，且传感器基本不能解决高压绝缘问题，具有很大的局限性。

综上所述，现有技术的缺点是采用传统的电量传感器，在受电弓受流情况下，极易受电磁干扰，且接触压力传感器绝缘强度不够，易损坏，不能保证测量的准确性。另外增加了高压侧数据处理单元，增加了系统的复杂度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种测量准确性及可靠性好、抗电磁干扰、绝缘强度高的受电弓受流状态弓网接触力检测装置及测量车。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种受电弓受流状态弓网接触力检测装置，包括传感器单元、光发射模块、光纤解调器和信号处理单元，所述传感器单元包括四个光纤接触压力传感器，所述四个光纤接触压力传感器分别安装在被检测受电弓两条滑板两端的支撑部表面，所述光纤接触压力传感器的光输入端通过光纤和光发射模块的输出端相连，所述光纤接触压力传感器的光输出端通过光纤分别与光纤解调器相连，所述信号处理单元分别与光发射模块、光纤解调器相连。

优选地，所述光纤固定布置于被检测受电弓上。

优选地，所述信号处理单元包括依次相连的A/D转换模块、处理器和通讯接口模块，所述光纤解调器的输出端和A/D转换模块的输入端相连。

一种测量车，包括测量车本体，所述测量车本体的车顶上设有前述的受电弓受流状态弓网接触力检测装置。

本实用新型的受电弓受流状态弓网接触力检测装置具有下述优点：本实用新型包括传感器单元、光发射模块、光纤解调器和信号处理单元，传感器单元包括四个光纤接触压力传感器，四个光纤接触压力传感器分别安装在被检测受电弓两条滑板两端的支撑部表面，光纤接触压力传感器的光输入端通过光纤和光发射模块的输出端相连，光纤接触压力传感器的光输出端通过光纤分别与光纤解调器相连，信号处理单元分别与光发射模块、光纤解调器相连，通过采用光纤接触压力传感器替代传统mV级信号级别的普通电量传感器来对被检测受电弓两条滑板两端的支撑部表面的接触压力进行测量，解决了传统mV级信号级别的普通电量传感器的测量信号易受干扰、测量的准确性及可靠性不够的技术问题，具有测量准确性及可靠性好、抗电磁干扰、绝缘强度高的优点。

本实用新型的测量车包括本实用新型的受电弓受流状态弓网接触力检测装置，因此同样也具有本实用新型受电弓受流状态弓网接触力检测装置前述的优点，故在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图例说明：1、传感器单元；11、光纤接触压力传感器；2、光发射模块；3、光纤解调器；4、信号处理单元；41、A/D转换模块；42、处理器；43、通讯接口模块；5、被检测受电弓；51、滑条；6、测量车本体。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的受电弓受流状态弓网接触力检测装置包括传感器单元1、光发射模块2、光纤解调器3和信号处理单元4，传感器单元1包括四个光纤接触压力传感器11，四个光纤接触压力传感器11分别安装在被检测受电弓5两条滑板51（图1中仅仅绘制出一条进行示意）两端的支撑部表面，光纤接触压力传感器11的光输入端通过光纤和光发射模块2的输出端相连，光纤接触压力传感器11的光输出端通过光纤分别与光纤解调器3相连，信号处理单元4分别与光发射模块2、光纤解调器3相连。本实施例通过采用光纤接触压力传感器11替代传统mV级信号级别的普通电量传感器来对被检测受电弓两条滑板51两端的支撑部表面的接触压力进行测量，解决了传统mV级信号级别的普通电量传感器的测量信号易受干扰、测量的准确性及可靠性不够的技术问题，具有测量准确性及可靠性好、抗电磁干扰、绝缘强度高的优点。

光纤接触压力传感器11有极高的灵敏度和精度、固有的安全性好、抗电磁干扰、绝缘强度高、耐腐蚀、集传感与传输于一体、能与数字通信系统兼容等优点，概括如下：(1)高灵敏度。(2)轻细柔韧便于安装埋设。(3)电绝缘性及化学稳定性。光纤本身是一种高绝缘、化学性能稳定的物质，适用于电力系统及化学系统中需要高压隔离和易燃易爆等恶劣的环境中。(4)良好的安全性。光纤接触压力传感器11是电无源的敏感元件，故应用于测量中时，不存在漏电及电击等安全隐患。(5)抗电磁干扰。一般情况下光波频率比电磁辐射频率高，因此光在光纤中传播不会受到电磁噪声的影响。(6)可分布式测量。一根光纤可以实现长距离连续测控，能准确测出任一点上的应变、损伤、振动和温度等信息，并由此形成具备很大范围内的监测区域，提高对环境的检测水平。(7)使用寿命长。光纤的主要材料是石英玻璃，外裹高分子材料的包层，这使得它具有相对于金属传感器更大的耐久性。(8)传输容量大。以光纤为母线，用传输大容量的光纤代替笨重的多芯水下电缆采集收纳各感知点的信息，并且通过复用技术，来实现对分布式的光纤接触压力传感器11监测。光纤接触压力传感器11工作原理是用被测量的变化调制传输光光波的某一参数，使其随之变化，然后对已调制的光信号进行检测，从而得到被测物理量。在光纤接触压力传感器11中，由于光纤不仅可以作为光波的传播媒质，并且在光纤中传播的光波因外界因素的变化而改变，同时也可将光纤作为传感元件来探测如振幅、相位、偏振态、波长等物理量。光纤接触压力传感器11按其作用不同可分为两种类型：一类是功能型(传感型)传感器；另一类是非功能型(传光型)传感器。光纤作为敏感元件，光纤内传输的光被测量进行调制，使传输光的特性发生变化，如强度、相位、频率或偏振态等。 通过信号解调，得出被测信号，这类传感器称为功能型传感器。光纤在不仅在其中扮演导光媒质，并且扮演敏感元件。光在光纤内受被测量调制。非功能型传感器是用非光纤敏感元件来感知被测参量的变化，光纤仅作为信息的传输媒介。在非光纤型敏感元件上，使得光受到被测量调制。

如图1所示，光纤固定布置于被检测受电弓5上，从而能够保护光纤。

如图1所示，信号处理单元4包括依次相连的A/D转换模块41、处理器42和通讯接口模块43，光纤解调器3的输出端和A/D转换模块41的输入端相连。被检测受电弓两条滑板51两端支撑点安装四个光纤接触压力传感器11（每条滑板51安装2个），光发射模块2发射光信号进入光纤接触压力传感器11，光纤接触压力传感器11检测被检测受电弓5两条滑板51两端的支撑部表面的压力后输出的光信号经光纤传输至光纤解调器3，通过光纤解调器3把光信号再变成电信号，电信号经过A/D转换模块41进行整形、滤波后被处理器42采集即可获得受电弓受流状态弓网接触力检测信号。参见图1，本实施例中处理器42通过通讯接口模块43和接触网检测数据前置处理系统相连，接触网检测数据前置处理系统用于将全车同步定位系统公里标、速度以及本实施例受电弓受流状态弓网接触力检测装置输出的受电弓受流状态弓网接触力检测信号进行前置处理，然后分别输出给接触网检测数据波形显示与处理系统、接触网检测数据集成与处理系统，接触网检测数据波形显示与处理系统用于完成接触网检测数据的波形显示，接触网检测数据集成与处理系统用于接触网检测数据的集成和处理。

本实施例的受电弓受流状态弓网接触力检测装置既可以单独，此外也可以集成在测量车上，以便于快速对受电弓进行检测。参见图1，应用本实施例的受电弓受流状态弓网接触力检测装置的测量车包括测量车本体6，测量车本体6的车顶上设有本实施例的受电弓受流状态弓网接触力检测装置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种受电弓受流状态弓网接触力检测装置，其特征在于：包括传感器单元（1）、光发射模块（2）、光纤解调器（3）和信号处理单元（4），所述传感器单元（1）包括四个光纤接触压力传感器（11），所述四个光纤接触压力传感器（11）分别安装在被检测受电弓（5）两条滑板（51）两端的支撑部表面，所述光纤接触压力传感器（11）的光输入端通过光纤和光发射模块（2）的输出端相连，所述光纤接触压力传感器（11）的光输出端通过光纤分别与光纤解调器（3）相连，所述信号处理单元（4）分别与光发射模块（2）、光纤解调器（3）相连。

2.根据权利要求1所述的受电弓受流状态弓网接触力检测装置，其特征在于：所述光纤固定布置于被检测受电弓（5）上。

3.根据权利要求1或2所述的受电弓受流状态弓网接触力检测装置，其特征在于：所述信号处理单元（4）包括依次相连的A/D转换模块（41）、处理器（42）和通讯接口模块（43），所述光纤解调器（3）的输出端和A/D转换模块（41）的输入端相连。

4.一种测量车，包括测量车本体（6），其特征在于：所述测量车本体（6）的车顶上设有权利要求1或2或3所述的受电弓受流状态弓网接触力检测装置。