CN206193163U - 一种客车智能绝缘检测仪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种客车智能绝缘检测仪系统，包括远程控制设备和嵌入式控制器，所述远程控制设备和嵌入式控制器的通信链路之间连接有高压检测模块，所述远程控制设备包括FPGA控制模块，所述嵌入式控制器的输入端连接有光纤传感器控制阵列，所述高压检测模块包括声光报警模块，所述声光报警模块的输入端还连接有采样网络检测模块和输出电压调节电路，所述采样网络检测模块通过异步时钟检测器与远程控制设备进行数据交换，输出电压调节电路的输出端与嵌入式控制器的电源模块进行电压电流调节，具有体积小、寿命长、无触点、耐冲击、响应速度快、电气隔离效果好和抗干扰能力强等优点。

Description

一种客车智能绝缘检测仪系统

技术领域

本实用新型涉及绝缘检测通讯技术领域，具体为一种客车智能绝缘检测仪系统。

背景技术

客车供电系统在客车运行中起到了非常重要的作用。客车作为流动的公共场所，人流量大，容易发生火灾和漏电，特别是客车供电线路，存在高压，倘若发生漏电事故，后果不堪设想。客车供电系统的供电干线在电流的输送过程中起了非常关键的作用，它的绝缘性能的好坏将严重影响到整个客车的运行情况和旅客的生命安全。一般，电缆的绝缘材料在制造、运输、安装和使用过程中都有可能由于机械作用、热作用、电场作用、化学腐蚀等因素发生老化，绝缘损坏，导致电路短路，漏电，发生火灾，设备损坏等，以致破坏整个供电系统的正常运行，甚至造成人员伤亡。电缆在出厂前要进行一定电压下的绝缘电阻测试试验，以保证其正常工作，在使用期间更要定期进行绝缘电阻测试试验。尤其在雷雨时节，电缆会有不同程度的受潮或局部损伤，绝缘电阻减小，更要定期进行绝缘电阻测试试验。绝缘电阻的大小能灵敏地反映绝缘情况，测量绝缘电阻，是了解电缆绝缘情况的重要手段之一。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种客车智能绝缘检测仪系统，设计了性能稳定，操作简单，实用性强，自动化程度高，信息化功能完备的客车智能绝缘检测仪，既能极大的减轻铁路部门检测人员的劳动强度，又能确保客车安全运行，提高铁路运输管理和安全水平，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种客车智能绝缘检测仪系统，包括远程控制设备和嵌入式控制器，所述远程控制设备和嵌入式控制器的通信链路之间连接有高压检测模块，所述远程控制设备包括FPGA控制模块，所述FPGA控制模块的输入端连接有中央处理单元，FPGA控制模块的输出端连接有中继处理模块；所述嵌入式控制器的输入端连接有光纤传感器控制阵列，所述光纤传感器控制阵列内置有中心服务器，所述中心服务器的输入端连接有无线数据采集单元，中心服务器的输出端还连接有人机交互设备；所述高压检测模块包括声光报警模块，所述声光报警模块的输入端还连接有采样网络检测模块和输出电压调节电路，所述采样网络检测模块通过异步时钟检测器与远程控制设备进行数据交换，输出电压调节电路的输出端与嵌入式控制器的电源模块进行电压电流调节。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述FPGA控制模块包括主控芯片，所述主控芯片采用32位的SST89E564RD系列的处理芯片，且主控芯片的输入端连接有RS-485通信单元，主控芯片的电源端连接有电流调节模块。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述中央处理单元包括数据存储器和液晶显示屏控制器，所述数据存储器的输出端连接有云端存储模块，所述云端存储模块的输出端连接有数字图像处理单元，所述数字图像处理单元连接到液晶显示屏控制器的输入输出端。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述中继处理模块包括继电器切换矩阵、降压式电源变换器和高压检测模块，所述继电器切换矩阵的输入端连接有电缆控制器，所述降压式电源变换器的数据端与高压检测模块的输入端相连接。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述无线数据采集单元包括数据采集卡和网络配置器，所述网络配置器的输出端连接有全向接收天线，所述全向接收天线的输出端还通过无线数据接收器连接到数据采集卡的输入端。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述人机交互设备包括液晶显示屏、输入键盘和蜂鸣器，所述输入键盘的输入端连接有电平转换单元，蜂鸣器的输出端连接有语音合成控制器。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述采样网络检测模块包括全向网络放大器，所述全向网络放大器的输出端连接有网络隔离系统；所述输出电压调节电路包括高低压转换电路，所述高低压转换电路的输出端连接有小信号检测单元。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述声光报警模块的输出端还连接有光电采集器，所述光电采集器的输出端均连接有温度传感器和光电耦合电路，所述温度传感器的电源端与光电耦合电路的输出端相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该客车智能绝缘检测仪系统，采用嵌入式为主要控制单元，高性能双积分刀采样，专门针对客车供电干线相间和对地绝缘电阻的检测，该仪器除具有数字式兆欧表的一般优点，还具有多路自动切换、自动测量、声音报警、仪器自我保护等功能，因而在铁路安全检测方面有较强的实用性和一定的先进性，设计了性能稳定，操作简单，实用性强，自动化程度高，信息化功能完备的客车智能绝缘检测仪，既能极大的减轻铁路部门检测人员的劳动强度，又能确保客车安全运行，提高铁路运输管理和安全水平。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为降压式电源变换器模块电路原理图；

图3为转换电路原理图。

图中：1-远程控制设备；2-嵌入式控制器；3-高压检测模块；4-FPGA控制模块；5-中央处理单元；6-中继处理模块；7-光纤传感器控制阵列；8-无线数据采集单元；9-人机交互设备；10-声光报警模块；11-采样网络检测模块；12-输出电压调节电路；13-主控芯片；14-RS-485通信单元；15-电流调节模块；16-数据存储器；17-液晶显示屏控制器；18-云端存储模块；19-数字图像处理单元；20-继电器切换矩阵；21-降压式电源变换器；22-高压检测模块；23-电缆控制器；24-中心服务器；25-数据采集卡；26-网络配置器；27-全向接收天线；28-无线数据接收器；29-液晶显示屏；30-输入键盘；31-蜂鸣器；32-电平转换单元；33-语音合成控制器；34-全向网络放大器；35-网络隔离系统；36-高低压转换电路；37-小信号检测单元；38-光电采集器；39-光电耦合电路；40-温度传感器；41-异步时钟检测器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1至图3，本实用新型提供一种技术方案：一种客车智能绝缘检测仪系统，包括远程控制设备1和嵌入式控制器2，所述远程控制设备1和嵌入式控制器2的通信链路之间连接有高压检测模块3，所述远程控制设备1包括FPGA控制模块4，所述FPGA控制模块4的输入端连接有中央处理单元5，FPGA控制模块4的输出端连接有中继处理模块6；所述嵌入式控制器2的输入端连接有光纤传感器控制阵列7，所述光纤传感器控制阵列7内置有中心服务器24，所述中心服务器24的输入端连接有无线数据采集单元8，中心服务器24的输出端还连接有人机交互设备9；所述高压检测模块3包括声光报警模块10，所述声光报警模块10的输入端还连接有采样网络检测模块11和输出电压调节电路12，所述采样网络检测模块11通过异步时钟检测器41与远程控制设备1进行数据交换，输出电压调节电路12的输出端与嵌入式控制器2的电源模块进行电压电流调节；

所述FPGA控制模块4包括主控芯片13，所述主控芯片13采用32位的SST89E564RD系列的处理芯片，且主控芯片13的输入端连接有RS-485通信单元14，主控芯片13的电源端连接有电流调节模块15；所述中央处理单元5包括数据存储器16和液晶显示屏控制器17，所述数据存储器16的输出端连接有云端存储模块18，所述云端存储模块18的输出端连接有数字图像处理单元19，所述数字图像处理单元19连接到液晶显示屏控制器17的输入输出端，所述中继处理模块6包括继电器切换矩阵20、降压式电源变换器21和高压检测模块22，所述继电器切换矩阵20的输入端连接有电缆控制器23，所述降压式电源变换器21的数据端与高压检测模块22的输入端相连接，所述无线数据采集单元8包括数据采集卡25和网络配置器26，所述网络配置器26的输出端连接有全向接收天线27，所述全向接收天线27的输出端还通过无线数据接收器28连接到数据采集卡25的输入端，所述人机交互设备9包括液晶显示屏29、输入键盘30和蜂鸣器31，所述输入键盘30的输入端连接有电平转换单元32，蜂鸣器31的输出端连接有语音合成控制器33，所述采样网络检测模块11包括全向网络放大器34，所述全向网络放大器34的输出端连接有网络隔离系统35；所述输出电压调节电路12包括高低压转换电路36，所述高低压转换电路36的输出端连接有小信号检测单元37，所述声光报警模块10的输出端还连接有光电采集器38，所述光电采集器38的输出端均连接有温度传感器40和光电耦合电路39，所述温度传感器40的电源端与光电耦合电路39的输出端相连接。

本实用新型的工作原理：所述远程控制设备以单片机为控制器，通过键盘操作，显示操作界面若按键符合要求，则首先进行相应的设置工作，比如设置客车的检测类型、车号次、测量模式和检验员代码等，再由单片机来触发光电继电器，继电器阵列可对U、V、W、N和P线进行任意组合，通过测量模式的选择，启动高压测量模块对不同线路的组合进行测量。将采样网络传入的测量值经刀转换位精度成二进制数字信号，并送入单片机，单片机根据预定的算法，计算出绝缘电阻值和吸收比，最后把所有数据包括时间、温度和湿度保存到存储器中，并用串行接口实现与上位机的通信。同时，测量后，若测量值在报警范围之内则蜂鸣器报警，此外在客车供电干线带电的情况下蜂鸣器也报警；

（1）所述直流高压电源模块是将整个电路部分集成在一个器件中。表面用金属材料外壳加独特的硅胶树脂配方封装，采用了先进的一转换升压技术，它具有体积小，重量轻，绝缘性高，性能稳定，可靠，功耗低，价格廉等优点，由于它的一体化结构，它不受振动影响，不受湿度影响，不受气体腐蚀，不怕灰尘油蚀，能在恶劣的环境中正常工作；

（2）该系统采用光电隔离器把外部输入带电信号和内部电路隔离开来，可以起到很好的安全保障作用。光电祸合器，是把发光器件一般为发光二极管和光敏器件封装在同一个密闭壳体内的光电转换器件。连接发光二极管的管脚为输入端，连接光敏器件光敏二极管、光敏晶体管、光电池等的管脚是输出端，在输入端加电信号，发光二极管发光，光敏器件受光照后，产生了电信号，并由输出端输出，这样，就实现了以光为媒介的电信号传输，而该器件的输入端与输出端是绝缘的。具有体积小、寿命长、无触点、耐冲击、响应速度快、电气隔离效果好和抗干扰能力强等优点。

该无人机巡检数据链路通信系统，通过设置中继站设备3，利用中继信号塔10连接遥测接收中继模块11和遥控发送中继模块12进行中继转发，实现测控数据及机载图像的超视距、远距离可靠传输；通过设置太阳能电池15，利用太阳能供电清洁环保无污染；通过设置人机交互设备9，利用液晶触摸屏29、麦克风30和扬声器31大大提高人机交互性能，更加便于操作；通过设置全景摄像头38和GPS定位器39，能够实现实时视频数据采集和装置定位，更加直观的确定当前电力线路是否出现故障；本实用新型能够实现直通和中继通信两种方式自由切换，减小地形等因素干扰，保证通信品质。

该客车智能绝缘检测仪系统，采用嵌入式为主要控制单元，高性能双积分刀采样，专门针对客车供电干线相间和对地绝缘电阻的检测，该仪器除具有数字式兆欧表的一般优点，还具有多路自动切换、自动测量、声音报警、仪器自我保护等功能，因而在铁路安全检测方面有较强的实用性和一定的先进性，设计了性能稳定，操作简单，实用性强，自动化程度高，信息化功能完备的客车智能绝缘检测仪，既能极大的减轻铁路部门检测人员的劳动强度，又能确保客车安全运行，提高铁路运输管理和安全水平。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种客车智能绝缘检测仪系统，包括远程控制设备（1）和嵌入式控制器（2），所述远程控制设备（1）和嵌入式控制器（2）的通信链路之间连接有高压检测模块（3），其特征在于：所述远程控制设备（1）包括FPGA控制模块（4），所述FPGA控制模块（4）的输入端连接有中央处理单元（5），FPGA控制模块（4）的输出端连接有中继处理模块（6）；所述嵌入式控制器（2）的输入端连接有光纤传感器控制阵列（7），所述光纤传感器控制阵列（7）内置有中心服务器（24），所述中心服务器（24）的输入端连接有无线数据采集单元（8），中心服务器（24）的输出端还连接有人机交互设备（9）；所述高压检测模块（3）包括声光报警模块（10），所述声光报警模块（10）的输入端还连接有采样网络检测模块（11）和输出电压调节电路（12），所述采样网络检测模块（11）通过异步时钟检测器（41）与远程控制设备（1）进行数据交换，输出电压调节电路（12）的输出端与嵌入式控制器（2）的电源模块进行电压电流调节。

2.根据权利要求1所述的一种客车智能绝缘检测仪系统，其特征在于：所述FPGA控制模块（4）包括主控芯片（13），所述主控芯片（13）采用32位的SST89E564RD系列的处理芯片，且主控芯片（13）的输入端连接有RS-485通信单元（14），主控芯片（13）的电源端连接有电流调节模块（15）。

3.根据权利要求1所述的一种客车智能绝缘检测仪系统，其特征在于：所述中央处理单元（5）包括数据存储器（16）和液晶显示屏控制器（17），所述数据存储器（16）的输出端连接有云端存储模块（18），所述云端存储模块（18）的输出端连接有数字图像处理单元（19），所述数字图像处理单元（19）连接到液晶显示屏控制器（17）的输入输出端。

4.根据权利要求1所述的一种客车智能绝缘检测仪系统，其特征在于：所述中继处理模块（6）包括继电器切换矩阵（20）、降压式电源变换器（21）和高压检测模块（22），所述继电器切换矩阵（20）的输入端连接有电缆控制器（23），所述降压式电源变换器（21）的数据端与高压检测模块（22）的输入端相连接。

5.根据权利要求1所述的一种客车智能绝缘检测仪系统，其特征在于：所述无线数据采集单元（8）包括数据采集卡（25）和网络配置器（26），所述网络配置器（26）的输出端连接有全向接收天线（27），所述全向接收天线（27）的输出端还通过无线数据接收器（28）连接到数据采集卡（25）的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种客车智能绝缘检测仪系统，其特征在于：所述人机交互设备（9）包括液晶显示屏（29）、输入键盘（30）和蜂鸣器（31），所述输入键盘（30）的输入端连接有电平转换单元（32），蜂鸣器（31）的输出端连接有语音合成控制器（33）。

7.根据权利要求1所述的一种客车智能绝缘检测仪系统，其特征在于：所述采样网络检测模块（11）包括全向网络放大器（34），所述全向网络放大器（34）的输出端连接有网络隔离系统（35）；所述输出电压调节电路（12）包括高低压转换电路（36），所述高低压转换电路（36）的输出端连接有小信号检测单元（37）。

8.根据权利要求1所述的一种客车智能绝缘检测仪系统，其特征在于：所述声光报警模块（10）的输出端还连接有光电采集器（38），所述光电采集器（38）的输出端均连接有温度传感器（40）和光电耦合电路（39），所述温度传感器（40）的电源端与光电耦合电路（39）的输出端相连接。