CN207882358U - 一种地铁直流供电系统接触网防雷监测装置 - Google Patents

Abstract

一种地铁直流供电系统接触网防雷监测装置，包括：一磁通门电流传感器，预先穿套在避雷器的下端接线上；一避雷器动作计数器，串接于避雷器的下端接线上；一SPD智能监测传感器，安装于直流开关柜内；一接触网防雷监测箱；磁通门电流传感器输入到接触网防雷监测箱的模拟量输入通道；避雷器动作计数器输入到接触网防雷监测箱的开关量输入通道进行累加；SPD智能监测传感器通过以太网输入到接触网防雷监测箱的以太网端口(1)；接触网防雷监测箱的以太网通信端口(2)经交换机以TCP modbus协议传输到监控电脑。本实用新型可用以实时监测接触网避雷器的泄漏电流和动作次数，监测1500V开关柜体内浪涌保护器的浪涌电流大小和动作次数，并实现实时数据上传功能。

Description

一种地铁直流供电系统接触网防雷监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种防雷监测装置，尤其是涉及一种地铁直流供电系统中接触网防雷监测装置。

背景技术

目前，我国各种形式的城市轨道交通发展迅速，不管是高铁、城轨、地铁、或者有轨电车，不管是地上线路站点还是地下线路站点，不管是正线还是车辆段、变电所、或者停车场，都需要防治雷电灾害。每年，在轨道交通各个场所发生的雷击事故很多，并因此而造成的停电停运事故给运营部门和社会造成很大影响。随着轨道交通建设的发展，雷害问题日益突出，而雷电防护研究和设施相对滞后。接触网是轨道交通供电系统重要的一环，是轨道车辆运行的血脉。而在各种形式的轨道交通中，地上线路和车辆段是属于露天架空接触网的供电形式，架空接触网更容易遭受雷击。因此，在轨道交通领域，对于接触网的防雷治理需求非常明显，是地铁运营部门的一大痛点。

至今，在全国已投运轨道交通项目中，仅有部分线路通过接触网支柱顶端架设避雷线和避雷器来降低雷击闪络事故概率，未见其他雷电防护措施的研究报道。雷电防护手段单一、功能不完善，接触网防雷系统基本上属于孤立系统。在日常中，采用的现场人工巡检的方式，无法判断雷电入侵的次数、时间、大小、波形等，只能凭借经验进行防护，防雷系统的状态无法实时掌握。损坏前无法采取任何措施，损坏后无从下手检修，导致防护失效，系统可靠性差。故障响应时间长、不能及时排除被保护的设备长时间暴露于危险环境，增加设备损坏的可能性。对于运维绩效方面，分散被动维修，工作量大，成本高，运维责任划分不清。监控后台无法查询防雷数据，全凭借经验主观判断。由此可见，目前的接触网防雷系统已不能满足现代城轨系统高运行可靠性的要求。因此，需要更加全面和完善的专用装置用于接触网防雷系统的监测，以实现提前报警和保护。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种地铁直流供电系统中接触网防雷监测装置，用以实时监测防雷系统中接触网避雷器的泄漏电流和动作次数，监测1500V开关柜体内浪涌保护器(SPD)的浪涌电流大小和动作次数，并实现实时数据上传功能。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种地铁直流供电系统接触网防雷监测装置，所述的地铁直流供电系统中包括有监控室、1500V电房、1500V开关柜、接触网及其避雷器，1500V电房的直流开关柜内设有浪涌保护器(SPD)，所述的接触网通过绝缘子与支柱绝缘安装，避雷器安装于支柱上，避雷器的上端接线连接接触网，下端接线连接接地母排；其特征是：所述的接触网防雷监测装置包括：

一接触网防雷监测箱，具有多个模拟量输入通道和开关量输入通道以及2 个以太网通信端口；

一磁通门电流传感器S1，为闭环形式，输出4～20mA模拟量，量程为0～10mA，传感器预先穿套在避雷器的下端接线上，用于采集避雷器的泄漏电流；

一避雷器动作计数器C1，为机械式无源触点反馈型，避雷器动作计数器串接于避雷器的下端接线上，用于监测避雷器的动作次数；

一SPD智能监测传感器，安装于直流开关柜内，用于监测直流开关柜内的浪涌保护器(SPD)的浪涌电流及动作次数；

设在所述监控室的交换机和监控电脑；

所述的磁通门电流传感器S1将流过避雷器下端接线的泄漏电流测量以后，转化为模拟量信号输入到接触网防雷监测箱的模拟量输入通道；所述的避雷器动作计数器C1将避雷器动作次数以无源开关量反馈信号输入到接触网防雷监测箱的开关量输入通道进行累加；所述的SPD智能监测传感器将浪涌电流及动作次数转化为数字量通过以太网输入到接触网防雷监测箱的以太网端口1；所述接触网防雷监测箱的以太网通信端口2经交换机以TCP modbus协议传输到监控电脑。

所述的接触网防雷监测箱的组成和连接关系为：模拟量模块和开关量模块分别通过总线连接CPU，CPU又分别连接有以太网模块、电源模块、键盘指示灯和液晶显示模块；模拟量模块接收磁通门电流传感器信号，开关量模块接收避雷器动作计数器的累加触发信号，以太网模块接收SPD智能监测传感器的浪涌电流及动作次数、以及连接后台监控电脑。

所述的监控电脑，通过交换机与接触网防雷监测箱进行通信，通过数据库系统进行实时扫描接触网防雷监测数据，通过监控软件将接触网防雷监测数据进行显示和报警，并定期将防雷监测数据存入历史数据库。

工作原理：

为了监测接触网防雷系统的实时状态，通过磁通门电流传感器S1将流过避雷器下端接线的泄漏电流进行采集，转化为模拟量信号输入到接触网防雷监测箱的模拟量输入通道，从而实现对避雷器的泄漏电流进行监测；通过避雷器动作计数器C1将避雷器动作次数以无源开关量反馈信号输入到接触网防雷监测箱的开关量输入通道进行累加，从而实现对避雷器的动作次数进行监测；通过SPD 智能监测传感器将浪涌电流及动作次数转化为数字量通过以太网输入到接触网防雷监测箱的以太网端口1，从而实现对SPD的浪涌电流进行监测；通过接触网防雷监测箱的以太网通信端口2经交换机，以TCP modbus协议将接触网防雷系统的实时状态数据传输到后台监控电脑。

监控电脑通过交换机与接触网防雷监测箱进行通信，通过数据库系统进行实时扫描接触网防雷系统的实时状态，通过监控软件将接触网防雷系统的实时状态数据进行显示和报警，当出现避雷器、SPD动作时、上位机软件对动作次数和动作电流显示和报警，提示检修人员引起注意和进行检修，同时数据库系统对动作次数、动作电流及报警数据进行记录存储。

有益效果：本实用新型可实时监测接触网防雷系统的状态，并在事故发生时及时做出判断，提前采取措施，将事故危害程度减少到最小。通过接触网防雷监测箱采集雷器的动作次数及泄漏电流、SPD的动作次数及浪涌电流，将接触网防雷系统的实时状态传送至监控后台处理和显示，同时对动作次数和动作电流显示和报警，提示检修人员引起注意和进行检修，同时数据库系统对动作次数、动作电流进行存储、记录和分析，通过上位机软件对防雷数据形成历史曲线，判断防雷系统的优劣程度，提供状态评估分析，生成报表，提供预警功能。

附图说明

图1为本实用新型的组成和连接关系示意图；

图2为接触网防雷监测箱的组成和连接关系示意图。

图中附图标记指代：1-1500V电房，2-直流设备柜，3-1500V断路器，31-SPD， 32-SPD智能监测传感器，4-直流牵引线路，5-隔离开关，6-接触网，61-绝缘子， 62-接触网支柱，63-地铁车辆，64-避雷器，7-接触网防雷监测箱，8-交换机， 9-监控电脑，10-磁通门电流传感器，11-避雷器动作计数器

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型的地铁直流供电系统接触网防雷监测装置实施例。

地铁直流供电系统中包括有监控室、1500V电房1、直流牵引线路4、架空隔离开关5和接触网6，1500V电房1的直流设备柜体2内设有1500V直流断路器3和SPD31，接触网6通过绝缘子61与支柱绝缘安装，避雷器64安装于支柱上，避雷器64的上端接线连接接触网，下端接线连接接地母排。

接触网防雷监测装置包括：一接触网防雷监测箱7，具有多个模拟量输入通道和开关量输入通道以及2个以太网通信端口；设在监控室的交换机8和监控电脑9；磁通门电流传感器10，为闭环形式，输出4～20mA模拟量，量程为0～10mA，传感器10预先穿套在避雷器64的下端接线上，用于采集避雷器64的泄漏电流；避雷器动作计数器11，为机械式无源触点反馈形式，避雷器动作计数器11串接于避雷器64的下端接线上，用于监测避雷器64的动作次数；SPD智能监测传感器32，安装于直流设备柜2内，用于监测直流设备柜2内的浪涌保护器(SPD) 31的浪涌电流及动作次数；磁通门电流传感器10将流过避雷器64下端接线的泄漏电流测量以后，转化为模拟量信号输入到接触网防雷监测箱7的模拟量输入通道；避雷器动作计数器11将避雷器64动作次数以无源开关量反馈信号输入到接触网防雷监测箱7的开关量输入通道进行累加；SPD智能监测传感器32 将浪涌电流及动作次数转化为数字量通过以太网输入到接触网防雷监测箱7的以太网端口1；接触网防雷监测箱7的以太网通信端口2经交换机8以TCP modbus 协议传输到监控电脑9。

接触网防雷监测箱的组成和连接关系为：依次连接的模拟量模块、开关量模块、CPU和以太网模块，其中的CPU还分别连接有电源模块、键盘指示灯和液晶显示模块；模拟量模块接收磁通门电流传感器信号，开关量模块接收避雷器动作计数器的累加触发信号，以太网模块接收SPD智能监测传感器的浪涌电流及动作次数，以及连接后台监控电脑。

所述的监控电脑，通过交换机与接触网防雷监测箱进行通信，通过数据库系统进行实时扫描接触网防雷监测数据，通过监控软件将接触网防雷监测数据进行显示和报警，并定期将防雷监测数据存入历史数据库。

Claims (3)

1.一种地铁直流供电系统接触网防雷监测装置，所述的地铁直流供电系统中包括有监控室、1500V电房、1500V开关柜、接触网及其避雷器，1500V电房的直流开关柜内设有浪涌保护器，所述的接触网通过绝缘子与支柱绝缘安装，避雷器安装于支柱上，避雷器的上端接线连接接触网，下端接线连接接地母排；其特征是：所述的接触网防雷监测装置包括：

一接触网防雷监测箱，具有多个模拟量输入通道和开关量输入通道以及2个以太网通信端口；

一磁通门电流传感器S1，为闭环形式，输出4～20mA模拟量，量程为0～10mA，传感器预先穿套在避雷器的下端接线上，用于采集避雷器的泄漏电流；

一避雷器动作计数器C1，为机械式无源触点反馈形式，避雷器动作计数器串接于避雷器的下端接线上，用于监测避雷器的动作次数；

一SPD智能监测传感器，安装于直流开关柜内，用于监测直流开关柜内的浪涌保护器的浪涌电流及动作次数；

设在所述监控室的交换机和监控电脑；

所述的磁通门电流传感器S1将流过避雷器下端接线的泄漏电流测量以后，转化为模拟量信号输入到接触网防雷监测箱的模拟量输入通道；所述的避雷器动作计数器C1将避雷器动作次数以无源开关量反馈信号输入到接触网防雷监测箱的开关量输入通道进行累加；所述的SPD智能监测传感器将浪涌电流及动作次数转化为数字量通过以太网输入到接触网防雷监测箱的以太网端口(1)；所述接触网防雷监测箱的以太网通信端口(2)经交换机以TCPmodbus协议传输到监控电脑。

2.根据权利要求1所述的地铁直流供电系统接触网防雷监测装置，其特征是：所述的接触网防雷监测箱的组成和连接关系为：模拟量模块和开关量模块分别通过总线连接CPU，CPU又分别连接有以太网模块、电源模块、键盘指示灯和液晶显示模块；模拟量模块接收磁通门电流传感器信号，开关量模块接收避雷器动作计数器的累加触发信号，以太网模块接收SPD智能监测传感器的浪涌电流及动作次数，以及连接后台监控电脑。

3.根据权利要求2所述的地铁直流供电系统接触网防雷监测装置，其特征是：所述的监控电脑，通过交换机与接触网防雷监测箱进行通信，通过数据库系统进行实时扫描接触网防雷监测数据，通过监控软件将接触网防雷监测数据进行显示和报警，并定期将防雷监测数据存入历史数据库。