CN207488431U - 一种弓网故障监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弓网故障监测装置，包括穿接在受电弓臂杆或电流引线上的弓网拉弧及电能获取传感器；安装在受电弓两端的两个振动冲击复合传感器；间隔安装在受电弓托板上的预设数量个网线经过传感器；分别与弓网拉弧及电能获取传感器、振动冲击复合传感器以及网线经过传感器连接的前置处理器，前置处理器用于获取各个传感器提取的信号并进行信息处理。本实用新型采用的是传感器信号监测的方式，成本低、容易维护且抗干扰能力强，并且后续进行故障分析时的数据量小、计算效率高，同时监测的故障类型更为多样。

Description

一种弓网故障监测装置

技术领域

本实用新型涉及安全监测技术领域，特别是涉及一种弓网故障监测装置。

背景技术

轨道交通大量采样的电动车辆，多数是使用受电弓向架空的专用电网取电的。铁路车辆多数使用25000V的交流高压电网，城市轨道交通车辆则常使用1500V或750V的(三相整流、带有脉动成分的)直流电网供电。车顶的受电弓与电网接触取用电能的过程中，时常因为受电弓长期与电网磨损等原因而出现故障“硬点”，并在行车中与之字形分布的电网相对运动时发生跳跃而导致瞬时断路分离和拉弧现象，烧损电网电线和受电弓，以致最终引发事故。

现有弓网故障检测基本都是采用图像的方法，但图像检测存在设备安装复杂，往往需要一系列的不同类型、不同角度、不同位置安装的多个摄像机，系统复杂、维护困难，且后期图像识别的数据量大、计算效率低、抗干扰差，同时对于受电弓上裂纹类的故障更是无能为力。

因此，如何设计一种简单可靠的弓网故障监测装置，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种弓网故障监测装置，采用的是传感器信号监测的方式，成本低、容易维护且抗干扰能力强，并且后续进行故障分析时的数据量小、计算效率高，同时监测的故障类型更为多样。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种弓网故障监测装置，包括：

穿接在受电弓臂杆或电流引线上的弓网拉弧及电能获取传感器；

安装在所述受电弓两端的两个振动冲击复合传感器；

间隔安装在所述受电弓托板上的预设数量个网线经过传感器；

分别与所述弓网拉弧及电能获取传感器、所述振动冲击复合传感器以及所述网线经过传感器连接的前置处理器，所述前置处理器用于获取各个传感器提取的信号并进行信息处理。

优选地，所述前置处理器包括：

分别与所述弓网拉弧及电能获取传感器连接的电源管理器、弓网拉弧信息处理器和电网断电信息处理器；

与所述网线经过传感器连接的网线经过信息处理器；

分别与两个所述振动冲击复合传感器连接的振动冲击信息处理器；

分别与所述弓网拉弧信息处理器、所述电网断电信息处理器、所述网线经过信息处理器和所述振动冲击信息处理器的输出端连接的发送/接收装置；

所述电源管理器的输出端分别连接所述振动冲击复合传感器、所述网线经过传感器、所述弓网拉弧信息处理器、所述电网断电信息处理器、所述网线经过信息处理器、所述振动冲击信息处理器以及所述发送/接收装置的供电端；所述电源管理器用于分别为以上各个处理器、各个传感器以及所述发送/接收装置提供相应大小的电源。

优选地，所述电源管理器具体包括5V稳压器、-5V稳压器以及3.6V稳压器；

所述5V稳压器连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的输出端，所述-5V 稳压器以及所述3.6V稳压器的输入端接到所述5V稳压器的输出端；

所述5V稳压器的正输出端分别连接所述振动冲击复合传感器、所述网线经过传感器、所述弓网拉弧信息处理器、所述电网断电信息处理器和所述网线经过信息处理器的正极供电端；

所述-5V稳压器的负输出端连接所述振动冲击信息处理器的负极供电端；

所述3.6V稳压器的正输出端连接所述发送/接收装置的正极供电端；

所述振动冲击复合传感器、所述网线经过传感器、所述弓网拉弧信息处理器、所述电网断电信息处理器、所述网线经过信息处理器和所述发送/接收装置的零极供电端，以及所述5V稳压器和所述3.6V稳压器的极零输出端均接地，所述-5V稳压器的极零输出端接地。

优选地，所述弓网拉弧信息处理器具体包括检波器以及第一低通滤波器；

所述检波器的输入端连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的拉弧信号输出端，所述检波器的输出端连接所述第一低通滤波器的输入端；所述第一低通滤波器的输出端连接所述发送/接收装置。

优选地，所述检波器具体包括第一电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管和第二二极管；

所述第一低通滤波器包括第二电容、第三电容、第五电阻、第六电阻和第三运算放大器；

所述第一电容的第一端连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的拉弧信号输出端，所述第一电容的第二端分别连接所述第一运算放大器的正输入端以及通过所述第一电阻后接地；所述第一运算放大器的负输入端分别连接所述第二二极管的阳极和所述第二电阻的第一端；所述第一运算放大器的输入端分别连接所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极；所述第一二极管的阴极分别连接所述第三电阻的第一端和所述第二运算放大器的正输入端；所述第三电阻的第二端接地；所述第二运算放大器的负输入端分别连接所述第二电阻的第二端和所述第四电阻的第一端；所述第二运算放大器的输出端连接所述第四电阻的第二端后作为所述检波器的信号输出端；

所述检波器的信号输出端连接所述第五电阻的第一端；所述第五电阻的第二端分别连接所述第六电阻的第一端以及所述第二电容的第一端；所述第六电阻的第二端分别连接所述第三运算放大器的正输入端以及所述第三电容的第一端；所述第三电容的第二端接地；所述第三运算放大器的负输入端与其输出端、所述第二电容的第二端连接后作为所述第一低通滤波器的输出端。

优选地，所述网线经过信息处理器包括第二低通滤波器以及幅值鉴别触发器；

所述第二低通滤波器的输入端连接所述网线经过传感器的输出端，所述第二低通滤波器的输出端连接所述幅值鉴别触发器的输入端；所述幅值鉴别触发器的输出端连接所述发送/接收装置。优选地，所述第二低通滤波器包括第四电容、第五电容、第七电阻、第八电阻和第四运算放大器；

所述幅值鉴别触发器包括第一倒相放大器和第二倒相放大器；

所述第七电阻的第一端连接所述网线经过传感器的输出端，所述第七电阻的第二端分别连接所述第四电容的第一端和所述第八电阻的第一端；所述第八电阻的第二端分别连接所述第五电容的第一端和所述第四运算放大器的正输入端，所述第五电容的第二端接地；所述第四运算放大器的负输入端分别与其输出端以及所述第四电容的第二端连接后作为所述第二低通滤波器的信号输出端；

所述第二低通滤波器的信号输出端连接所述第一倒相放大器的输入端，所述第一倒相放大器的输出端连接所述第二倒相放大器的输入端，所述第二倒相放大器的输出端作为所述幅值鉴别触发器的输出端。

优选地，所述电网断电信息处理器包含整流器以及电网鉴别器；

所述整流器的输入端连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的电网断电信号输出端，所述整流器的输出端连接所述电网鉴别器的输入端；所述电网鉴别器的输出端连接所述发送/接收装置；

所述电网鉴别器用于依据所述整流器处理后的电网信号，在电网有电时输入逻辑高电平，在电网断电时输出逻辑低电平。

优选地，所述整流器包括第六电容、第七电容、第九电阻、第十电阻、第三二极管和第四二极管；

所述电网鉴别器包括第三倒相放大器和第四倒相放大器；

所述第六电容的第一端分别连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的电网断电信号输出端以及所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端接地；所述第六电容的第二端分别连接所述第三二极管的阳极和第四二极管的阴极，所述第三二极管的阴极分别连接所述第七电容的第一端和所述第十电阻的第一端后作为所述整流器的信号输出端；所述第四二极管的阳极、所述第七电容的第二端和所述第十电阻的第二端接地；

所述整流器的信号输出端连接所述第三倒相放大器的输入端，所述第三倒相放大器的输出端连接所述第四倒相放大器的输入端，所述第四倒相放大器的输出端作为所述电网鉴别器的输出端。

优选地，所述振动冲击信息处理器包括叠加器和低通谐振器；

所述叠加器的输入端连接所述振动冲击复合传感器的输出端，所述叠加器的输出端连接所述低通谐振器的输入端；所述低通谐振器的输出端连接所述发送/接收装置；

所述叠加器包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第五运算放大器；

所述低通谐振器包括第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第八电容、第九电容、第十电容以及第六运算放大器；

所述第十一电阻的第一端和所述第十二电阻的第一端分别对应连接两个所述振动冲击复合传感器的输出端；所述第十一电阻和所述第十二电阻的第二端并接后，分别连接所述第十三电阻的第一端和所述第五运算放大器的负输入端；所述第五运算放大器的正输入端接地；所述第十三电阻的第二端与所述第五运算放大器的输出端连接后作为所述叠加器的信号输出端；

所述叠加器的信号输出端连接所述第十四电阻的第一端，所述第十四电阻的第二端分别连接所述第十五电阻的第一端和所述第八电容的第一端；所述第十五电阻的第二端分别连接所述第十电容的第一端和所述第十六电阻的第一端；所述第十六电阻的第二端分别连接所述第九电容的第一端和所述第六运算符放大器的正输入端，所述第六运算符放大器的负输入端分别连接所述第十七电阻的第一端和所述第十八电阻的第一端；所述第六运算符放大器的输出端分别和所述第十电容的第二端以及所述第十八电阻的第二端连接后作为所述低通谐振器的输出端；

所述第八电容、所述第九电容和所述第十七电阻的第二端接地。

本实用新型提供了一种弓网故障监测装置，通过设置在受电弓上相应部位的弓网拉弧及电能获取传感器、振动冲击复合传感器以及网线经过传感器获取受电弓上的各类信号并传递给前置处理器，由前置处理器依据接收到的信号，分析受电弓上的网线经过信息、拉弧信息、电能信息以及振动冲击信息等，进而实现弓网故障监测的功能。可见，本实用新型采用的是传感器信号监测的方式，相比图像监测方式，成本低、容易维护且抗干扰能力强，并且后续进行故障分析时的数据量小、计算效率高，且由于电网拉弧故障也会影响弓网拉弧及电能获取传感的电压信号等，故本实用新型能够检测受电弓上的拉弧类的故障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种弓网故障监测装置的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的电源管理器的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的弓网拉弧信息处理器的电路结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的网线经过信息处理器的电路结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的电网断电信息处理器的电路结构示意图；

图7为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的振动冲击信息处理器的电路结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种弓网故障监测装置，采用的是传感器信号监测的方式，成本低、容易维护且抗干扰能力强，并且后续进行故障分析时的数据量小、计算效率高，同时监测的故障类型更为多样。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本实用新型提供了一种弓网故障监测装置，参见图1所示，图1为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置的结构示意图；该装置包括：

穿接在受电弓臂杆或电流引线上的弓网拉弧及电能获取传感器2；

安装在受电弓两端的两个振动冲击复合传感器1(如图1中的11和12组件)；

间隔安装在受电弓托板上的预设数量个网线经过传感器3(用于识别网线与受电弓接触的位置)；该网线经过传感器3为光电漫反射式的，设置数量优选为4到5个，如图1所示，图1中设置有5个网线经过传感器31/32/33/34/35；其中，各个网线经过传感器3之间的间隔优选是相同的，但是具体的间隔大小本实用新型不作具体限定。

分别与弓网拉弧及电能获取传感器2、振动冲击复合传感器1以及网线经过传感器3连接的前置处理器4，前置处理器4用于获取各个传感器提取的信号并进行信息处理。

在一种具体实施例中，参见图2所示，图2为本实用新型提供的上述前置处理器4包括：

分别与弓网拉弧及电能获取传感器2连接的电源管理器421、弓网拉弧信息处理器422和电网断电信息处理器423；

与网线经过传感器3连接的网线经过信息处理器43；

分别与两个振动冲击复合传感器1连接的振动冲击信息处理器41；

分别与弓网拉弧信息处理器422、电网断电信息处理器423、网线经过信息处理器43和振动冲击信息处理器41的输出端连接的发送/接收装置44；

电源管理器421的输出端分别连接振动冲击复合传感器1、网线经过传感器3、弓网拉弧信息处理器422、电网断电信息处理器423、网线经过信息处理器43、振动冲击信息处理器41以及发送/接收装置44的供电端；电源管理器421用于分别为以上各个处理器、各个传感器以及发送/接收装置44提供相应大小的电源。

其中，电源管理器421将弓网拉弧及电能获取传感器2发送的电能信号进行相应的处理后，得到不同大小的电源电压来分别为不同的装置设备供电。

在优选实施例中，电源管理器421具体包括5V稳压器4211、-5V稳压器4212以及3.6V稳压器4213；参见图3所示，图3为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的电源管理器421的结构示意图；

5V稳压器4211连接弓网拉弧及电能获取传感器2的输出端；-5V稳压器 4212以及3.6V稳压器4213的输入端连接到5V稳压器4211的输出端；

5V稳压器4211的正输出端分别连接振动冲击复合传感器1、网线经过传感器3、弓网拉弧信息处理器422、电网断电信息处理器423和网线经过信息处理器43的正极供电端；

-5V稳压器4212的正输出端连接振动冲击信息处理器41的负极供电端；

3.6V稳压器4213的正输出端连接发送/接收装置44的正极供电端；

振动冲击复合传感器1、网线经过传感器3、弓网拉弧信息处理器422、电网断电信息处理器423、网线经过信息处理器43和发送/接收装置44的零极供电端，以及5V稳压器4211、-5V稳压器4212和3.6V稳压器4213的零极输出端均接地。

当然，以上仅为一种优选实施例，电源管理器421具体包含的稳压器的数量以及每个稳压器输出的稳压数值本实用新型不作具体限定。

在一具体实施例中，为了剔除弓网拉弧信号的高频成分而保留其幅度以便降低发送/接收装置44的速率要求，弓网拉弧信息处理器422具体包括检波器4221以及第一低通滤波器4222；

检波器4221的输入端连接弓网拉弧及电能获取传感器2的拉弧信号输出端，检波器4221的输出端连接第一低通滤波器4222的输入端；第一低通滤波器4222的输出端连接发送/接收装置44。

进一步可知，参见图4所示，图4为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的弓网拉弧信息处理器422的电路结构示意图；检波器4221具体包括第一电容C1、第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1和第二二极管D2；

第一低通滤波器4222包括第二电容C2、第三电容C3、第五电阻R5、第六电阻R6和第三运算放大器OP3；

第一电容C1的第一端连接弓网拉弧及电能获取传感器2的拉弧信号输出端，第一电容C1的第二端分别连接第一运算放大器OP1的正输入端以及通过第一电阻R1后接地；第一运算放大器OP1的负输入端分别连接第二二极管 D2的阳极和第二电阻R2的第一端；第一运算放大器OP1的输入端分别连接第一二极管D1的阳极和第二二极管D2的阴极；第一二极管D1的阴极分别连接第三电阻R3的第一端和第二运算放大器OP2的正输入端；第三电阻R3的第二端接地；第二运算放大器OP2的负输入端分别连接第二电阻R2的第二端和第四电阻R4的第一端；第二运算放大器OP2的输出端连接第四电阻R4 的第二端后作为检波器4221的信号输出端；

检波器4221的信号输出端连接第五电阻R5的第一端；第五电阻R5的第二端分别连接第六电阻R6的第一端以及第二电容C2的第一端；第六电阻R6 的第二端分别连接第三运算放大器OP3的正输入端以及第三电容C3的第一端；第三电容C3的第二端接地；第三运算放大器OP3的负输入端与其输出端、第二电容C2的第二端连接后作为第一低通滤波器4222的输出端。

在一具体实施例中，为了剔除偶然杂散干扰和远处物体对光电漫反射式网线经过传感器3的干扰而保留网线通过信息，网线经过信息处理器43包括第二低通滤波器431以及幅值鉴别触发器432；

第二低通滤波器431的输入端连接网线经过传感器3的输出端，第二低通滤波器431的输出端连接幅值鉴别触发器432的输入端；幅值鉴别触发器432 的输出端连接发送/接收装置44。进一步可知，参见图5所示，图5为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的网线经过信息处理器43的电路结构示意图；第二低通滤波器431包括第四电容C4、第五电容C5、第七电阻R7、第八电阻R8和第四运算放大器OP4；

幅值鉴别触发器432包括第一倒相放大器U1和第二倒相放大器U2；

第七电阻R7的第一端连接网线经过传感器3的输出端，第七电阻R7的第二端分别连接第四电容C4的第一端和第八电阻R8的第一端；第八电阻R8 的第二端分别连接第五电容C5的第一端和第四运算放大器OP4的正输入端，第五电容C5的第二端接地；第四运算放大器OP4的负输入端分别与其输出端以及第四电容C4的第二端连接后作为第二低通滤波器431的信号输出端；

第二低通滤波器431的信号输出端连接第一倒相放大器U1的输入端，第一倒相放大器U1的输出端连接第二倒相放大器U2的输入端，第二倒相放大器U2的输出端作为幅值鉴别触发器432的输出端。

在一具体实施例中，为了获取电网有电的工频信号幅度信息并实现量化为数字信息，以便降低发送/接收装置44的量化要求，电网断电信息处理器423 包含整流器4231以及电网鉴别器4232；

整流器4231的输入端连接弓网拉弧及电能获取传感器2的电网断电信号输出端，整流器4231的输出端连接电网鉴别器4232的输入端；电网鉴别器 4232的输出端连接发送/接收装置44；

电网鉴别器4232用于依据整流器4231处理后的电网信号，在电网有电时输入逻辑高电平，在电网断电时输出逻辑低电平。

其中，整流器4231能够将弓网拉弧及电能获取传感器2发送的电网断电信号进行平滑整流，并输出平滑电压值电网鉴别器4232，电网鉴别器4232的逻辑高电平可以为5V，逻辑低电平可以为0V，当然，这里的逻辑高电平和逻辑低电平均可自由设置，本实用新型对此不作限定。

进一步可知，参见图6所示，图6为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的电网断电信息处理器423的电路结构示意图；整流器4231包括第六电容C6、第七电容C7、第九电阻R9、第十电阻R10、第三二极管D3和第四二极管D4；

电网鉴别器4232包括第三倒相放大器U3和第四倒相放大器U4；

第六电容C6的第一端分别连接弓网拉弧及电能获取传感器2的电网断电信号输出端以及第九电阻R9的第一端，第九电阻R9的第二端接地；第六电容C6的第二端分别连接第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阴极，第三二极管D3的阴极分别连接第七电容C7的第一端和第十电阻R10的第一端后作为整流器4231的信号输出端；第四二极管D4的阳极、第七电容C7的第二端和第十电阻R10的第二端接地；

整流器4231的信号输出端连接第三倒相放大器U3的输入端，第三倒相放大器U3的输出端连接第四倒相放大器U4的输入端，第四倒相放大器U4 的输出端作为电网鉴别器4232的输出端。

在一具体实施例中，为了简化振动冲击复合传感器1所获的受电弓振动和弓网故障冲击信息的采集、传输繁琐程度，利用两个振动冲击复合传感器1 和对于弓网信息的互补性(参见图1，当故障冲击发生在，受电弓的第一端时，振动冲击复合传感器11信号强大，而受电弓的第二端的振动冲击复合传感器 12的信号微弱)，振动冲击信息处理器41包括叠加器411和低通谐振器412；

叠加器411的输入端连接振动冲击复合传感器1的输出端，叠加器411的输出端连接低通谐振器412的输入端；低通谐振器412的输出端连接发送/接收装置44；

其中，这里的叠加器411是用于将两个振动冲击复合传感器1的信号通过加法器叠加为一个信号，低通谐振器412是用于降低叠加信号由振动冲击复合传感器1的机械谐振决定的冲击广义共振信息频率范围，以降低发送/接收装置44的传输频带、同时保真低频振动信号。

进一步可知，参见图7所示，图7为本实用新型提供的一种弓网故障监测装置中的振动冲击信息处理器41的电路结构示意图。叠加器411包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第五运算放大器OP5；

低通谐振器412包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10 以及第六运算放大器OP6；

第十一电阻R11的第一端和第十二电阻R12的第一端分别对应连接两个振动冲击复合传感器1的输出端；第十一电阻R11和第十二电阻R12的第二端并接后，分别连接第十三电阻R13的第一端和第五运算放大器OP5的负输入端；第五运算放大器OP5的正输入端接地；第十三电阻R13的第二端与第五运算放大器OP5的输出端连接后作为叠加器411的信号输出端；

叠加器411的信号输出端连接第十四电阻R14的第一端，第十四电阻R14 的第二端分别连接第十五电阻R15的第一端和第八电容C8的第一端；第十五电阻R15的第二端分别连接第十电容C10的第一端和第十六电阻R16的第一端；第十六电阻R16的第二端分别连接第九电容C9的第一端和第六运算符放大器的正输入端，第六运算符放大器的负输入端分别连接第十七电阻R17的第一端和第十八电阻R18的第一端；第六运算符放大器的输出端分别和第十电容C10的第二端以及第十八电阻R18的第二端连接后作为低通谐振器412 的输出端；

第八电容C8、第九电容C9和第十七电阻R17的第二端接地。

本实用新型提供了一种弓网故障监测装置，通过设置在受电弓上相应部位的弓网拉弧及电能获取传感器、振动冲击复合传感器以及网线经过传感器获取受电弓上的各类信号并传递给前置处理器，由前置处理器依据接收到的信号，分析受电弓上的网线经过信息、拉弧信息、电能信息以及振动冲击信息等，进而实现弓网故障监测的功能。可见，本实用新型采用的是传感器信号监测的方式，相比图像监测方式，成本低、容易维护且抗干扰能力强，并且后续进行故障分析时的数据量小、计算效率高，且由于电网拉弧故障也会影响弓网拉弧及电能获取传感的电压信号等，故本实用新型能够检测受电弓上的拉弧类的故障。

以上的几种具体实施方式仅是本实用新型的优选实施方式，以上几种具体实施例可以任意组合，组合后得到的实施例也在本实用新型的保护范围之内。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，相关专业技术人员在不脱离本实用新型精神和构思前提下推演出的其他改进和变化，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种弓网故障监测装置，其特征在于，包括：

穿接在受电弓臂杆或电流引线上的弓网拉弧及电能获取传感器；

安装在所述受电弓两端的两个振动冲击复合传感器；

间隔安装在所述受电弓托板上的预设数量个网线经过传感器；

分别与所述弓网拉弧及电能获取传感器、所述振动冲击复合传感器以及所述网线经过传感器连接的前置处理器，所述前置处理器用于获取各个传感器提取的信号并进行信息处理。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前置处理器包括：

分别与所述弓网拉弧及电能获取传感器连接的电源管理器、弓网拉弧信息处理器和电网断电信息处理器；

与所述网线经过传感器连接的网线经过信息处理器；

分别与两个所述振动冲击复合传感器连接的振动冲击信息处理器；

分别与所述弓网拉弧信息处理器、所述电网断电信息处理器、所述网线经过信息处理器和所述振动冲击信息处理器的输出端连接的发送/接收装置；

所述电源管理器的输出端分别连接所述振动冲击复合传感器、所述网线经过传感器、所述弓网拉弧信息处理器、所述电网断电信息处理器、所述网线经过信息处理器、所述振动冲击信息处理器以及所述发送/接收装置的供电端；所述电源管理器用于分别为以上各个处理器、各个传感器以及所述发送/接收装置提供相应大小的电源。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电源管理器具体包括5V稳压器、-5V稳压器以及3.6V稳压器；

所述5V稳压器连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的输出端，所述-5V稳压器以及所述3.6V稳压器的输入端接到所述5V稳压器的输出端；

所述5V稳压器的正输出端分别连接所述振动冲击复合传感器、所述网线经过传感器、所述弓网拉弧信息处理器、所述电网断电信息处理器和所述网线经过信息处理器的正极供电端；

所述-5V稳压器的正输出端连接所述振动冲击信息处理器的负极供电端；

所述3.6V稳压器的正输出端连接所述发送/接收装置的正极供电端；

所述振动冲击复合传感器、所述网线经过传感器、所述弓网拉弧信息处理器、所述电网断电信息处理器、所述网线经过信息处理器和所述发送/接收装置的零极供电端，以及所述5V稳压器和所述3.6V稳压器的极零输出端均接地，所述-5V稳压器的极零输出端接地。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述弓网拉弧信息处理器具体包括检波器以及第一低通滤波器；

所述检波器的输入端连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的拉弧信号输出端，所述检波器的输出端连接所述第一低通滤波器的输入端；所述第一低通滤波器的输出端连接所述发送/接收装置。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述检波器具体包括第一电容、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管和第二二极管；

所述第一低通滤波器包括第二电容、第三电容、第五电阻、第六电阻和第三运算放大器；

所述第一电容的第一端连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的拉弧信号输出端，所述第一电容的第二端分别连接所述第一运算放大器的正输入端以及通过所述第一电阻后接地；所述第一运算放大器的负输入端分别连接所述第二二极管的阳极和所述第二电阻的第一端；所述第一运算放大器的输入端分别连接所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极；所述第一二极管的阴极分别连接所述第三电阻的第一端和所述第二运算放大器的正输入端；所述第三电阻的第二端接地；所述第二运算放大器的负输入端分别连接所述第二电阻的第二端和所述第四电阻的第一端；所述第二运算放大器的输出端连接所述第四电阻的第二端后作为所述检波器的信号输出端；

所述检波器的信号输出端连接所述第五电阻的第一端；所述第五电阻的第二端分别连接所述第六电阻的第一端以及所述第二电容的第一端；所述第六电阻的第二端分别连接所述第三运算放大器的正输入端以及所述第三电容的第一端；所述第三电容的第二端接地；所述第三运算放大器的负输入端与其输出端、所述第二电容的第二端连接后作为所述第一低通滤波器的输出端。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述网线经过信息处理器包括第二低通滤波器以及幅值鉴别触发器；

所述第二低通滤波器的输入端连接所述网线经过传感器的输出端，所述第二低通滤波器的输出端连接所述幅值鉴别触发器的输入端；所述幅值鉴别触发器的输出端连接所述发送/接收装置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二低通滤波器包括第四电容、第五电容、第七电阻、第八电阻和第四运算放大器；

所述幅值鉴别触发器包括第一倒相放大器和第二倒相放大器；

所述第七电阻的第一端连接所述网线经过传感器的输出端，所述第七电阻的第二端分别连接所述第四电容的第一端和所述第八电阻的第一端；所述第八电阻的第二端分别连接所述第五电容的第一端和所述第四运算放大器的正输入端，所述第五电容的第二端接地；所述第四运算放大器的负输入端分别与其输出端以及所述第四电容的第二端连接后作为所述第二低通滤波器的信号输出端；

所述第二低通滤波器的信号输出端连接所述第一倒相放大器的输入端，所述第一倒相放大器的输出端连接所述第二倒相放大器的输入端，所述第二倒相放大器的输出端作为所述幅值鉴别触发器的输出端。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电网断电信息处理器包含整流器以及电网鉴别器；

所述整流器的输入端连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的电网断电信号输出端，所述整流器的输出端连接所述电网鉴别器的输入端；所述电网鉴别器的输出端连接所述发送/接收装置；

所述电网鉴别器用于依据所述整流器处理后的电网信号，在电网有电时输入逻辑高电平，在电网断电时输出逻辑低电平。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述整流器包括第六电容、第七电容、第九电阻、第十电阻、第三二极管和第四二极管；

所述电网鉴别器包括第三倒相放大器和第四倒相放大器；

所述第六电容的第一端分别连接所述弓网拉弧及电能获取传感器的电网断电信号输出端以及所述第九电阻的第一端，所述第九电阻的第二端接地；所述第六电容的第二端分别连接所述第三二极管的阳极和第四二极管的阴极，所述第三二极管的阴极分别连接所述第七电容的第一端和所述第十电阻的第一端后作为所述整流器的信号输出端；所述第四二极管的阳极、所述第七电容的第二端和所述第十电阻的第二端接地；

所述整流器的信号输出端连接所述第三倒相放大器的输入端，所述第三倒相放大器的输出端连接所述第四倒相放大器的输入端，所述第四倒相放大器的输出端作为所述电网鉴别器的输出端。

10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述振动冲击信息处理器包括叠加器和低通谐振器；

所述叠加器的输入端连接所述振动冲击复合传感器的输出端，所述叠加器的输出端连接所述低通谐振器的输入端；所述低通谐振器的输出端连接所述发送/接收装置；

所述叠加器包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第五运算放大器；

所述低通谐振器包括第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第八电容、第九电容、第十电容以及第六运算放大器；

所述第十一电阻的第一端和所述第十二电阻的第一端分别对应连接两个所述振动冲击复合传感器的输出端；所述第十一电阻和所述第十二电阻的第二端并接后，分别连接所述第十三电阻的第一端和所述第五运算放大器的负输入端；所述第五运算放大器的正输入端接地；所述第十三电阻的第二端与所述第五运算放大器的输出端连接后作为所述叠加器的信号输出端；

所述叠加器的信号输出端连接所述第十四电阻的第一端，所述第十四电阻的第二端分别连接所述第十五电阻的第一端和所述第八电容的第一端；所述第十五电阻的第二端分别连接所述第十电容的第一端和所述第十六电阻的第一端；所述第十六电阻的第二端分别连接所述第九电容的第一端和所述第六运算符放大器的正输入端，所述第六运算符放大器的负输入端分别连接所述第十七电阻的第一端和所述第十八电阻的第一端；所述第六运算符放大器的输出端分别和所述第十电容的第二端以及所述第十八电阻的第二端连接后作为所述低通谐振器的输出端；

所述第八电容、所述第九电容和所述第十七电阻的第二端接地。