CN210051842U - 铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，首先本实用新型通过温度数据采集单元、接地环流数据采集单元、工频波形数据采集和处理单元和高频波形数据采集和处理单元来对温度、接地环流、工频信号和高频信号进行采集，将采集到的数据分别与正常的数据进行对比分析，发现数据异常则进行预警，并根据异常数据来对故障进行快速定位，实现了对铁路电力贯通电缆线路及电缆附件进行综合性全方位的智能实时在线监测，实现电力贯通电缆故障前预警及故障后定位的功能，极大地满足了铁路电力贯通电缆线路智能运维需求，提高了铁路电力贯通电缆线路故障分析和查找的效率，为铁路电力供电系统安全、可靠、稳定运行提供了有力保障。

Description

铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置

技术领域

本实用新型涉及故障预警及定位装置技术领域，更具体的说是涉及铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置。

背景技术

我国高速铁路电力供电系统采用双条电力贯通电缆线路的供电方式，两座配电所之间设置一级负荷电力贯通电缆线路和综合负荷电力贯通电缆线路，两条电力贯通电缆线路均采用单芯电力电缆供电形式。目前，高速铁路电力贯通电缆线路没有综合性全方位的故障前预警及故障后定位的在线监测装置，现有装置不能系统性的在线监测电力贯通电缆及电缆附件的运行工况，包括电缆两端电缆头连接运行状况、电缆金属层接地状况及电缆护层保护器运行状况。电力贯通电缆线路或电缆附件故障发生时，现有装置无法进行故障综合性分析判断，无法及时找到造成故障的直接原因。往往由于不能及时查找到故障的直接原因并及时消除故障恢复供电，对铁路的安全正常运行会造成一定影响，严重时造成铁路停运和发生事故。

因此，如何实现对铁路电力贯通电缆线路及电缆附件进行综合性全方位的实时在线监测，实现电力贯通电缆故障前预警及故障后定位的功能，以满足铁路电力贯通电缆线路的运维需求，提升铁路电力供电系统的自动化水平，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，其目的在于实现对铁路电力贯通电缆及电缆头连接运行状况、电缆金属层接地状况及电缆护层保护器运行状况实时在线监测，进行电缆故障的综合性分析判断，实现电力贯通电缆故障前预警及故障后定位的功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，包括：在线故障预警及定位单元、数据采集模块和CPU处理单元；

所述在线故障预警及定位单元和所述数据采集模块均与所述CPU处理单元相连，所述在线故障预警及定位单元与所述数据采集模块相连；

所述数据采集模块包括温度数据采集单元和接地环流数据采集单元，所述温度数据采集单元和所述接地环流数据采集单元均与所述CPU处理单元相连。

优选的，所述数据采集模块还包括温度预警单元和接地环流预警单元；

所述温度数据采集单元通过所述温度预警单元与所述在线故障预警及定位单元相连；

所述接地环流数据采集单元通过所述接地环流预警单元与所述在线故障预警及定位单元相连。

优选的，所述数据采集模块还包括工频波形数据采集和处理单元以及高频波形数据采集和处理单元；

所述工频波形数据采集和处理单元以及所述高频波形数据采集和处理单元均与所述在线故障预警及定位单元相连。

优选的，还包括通信模块单元、授时时钟单元、USB接口单元、电源模块单元和存储模块单元，且所述通信模块单元、所述授时时钟单元、所述USB接口单元、所述电源模块单元和所述存储模块单元均分别与所述CPU处理单元相连。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，首先本实用新型通过温度数据采集单元、接地环流数据采集单元、工频波形数据采集和处理单元和高频波形数据采集和处理单元来对温度、接地环流、工频信号和高频信号进行采集，将采集到的数据分别与正常的数据进行对比分析，发现数据异常则进行预警，并根据异常数据来对故障进行快速定位，实现了对铁路电力贯通电缆线路及电缆附件进行综合性全方位的智能实时在线监测，实现电力贯通电缆故障前预警及故障后定位的功能，极大地满足了铁路电力贯通电缆线路智能运维需求，提高了铁路电力贯通电缆线路故障分析和查找的效率，为铁路电力供电系统安全、可靠、稳定运行提供了有力保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的工作原理示意图。

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。

本实用新型实施例公开了铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，如图1所示，包括：在线故障预警及定位单元、数据采集模块和CPU处理单元；

在线故障预警及定位单元和数据采集模块均与CPU处理单元相连，在线故障预警及定位单元与数据采集模块相连；

数据采集模块用于实现数据的采集，并将采集到的数据发送至在线故障预警及定位单元；

在线故障预警及定位单元用于对采集到的数据进行故障分析，对故障进行预警和定位，并将检测到的故障信息发送至CPU处理单元；

CPU处理单元用于处理所检测到的故障；

其中，数据采集模块包括温度数据采集单元和接地环流数据采集单元，温度数据采集单元和接地环流数据采集单元均与CPU处理单元相连；

温度数据采集单元用于实时采集温度数据；

接地环流数据采集单元用于实时采集接地线上电流大小的数据。

更进一步地，数据采集模块还包括温度预警单元和接地环流预警单元；

温度数据采集单元通过温度预警单元与在线故障预警及定位单元相连；

接地环流数据采集单元通过接地环流预警单元与在线故障预警及定位单元相连；

其中温度预警单元和接地环流预警单元均用于对故障进行预警，并将故障信息发送至在线故障预警及定位单元。

更进一步地，数据采集模块还包括工频波形数据采集和处理单元以及高频波形数据采集和处理单元；

工频波形数据采集和处理单元以及高频波形数据采集和处理单元均与在线故障预警及定位单元相连；

其中工频波形数据采集和处理单元以及高频波形数据采集和处理单元分别用于对工频信号和高频信号实时采集及分析处理。

更进一步地，还包括通信模块单元、授时时钟单元、USB接口单元、电源模块单元和存储模块单元，且通信模块单元、授时时钟单元、USB接口单元、电源模块单元和存储模块单元均分别与CPU处理单元相连。

铁路电力贯通电缆故障预警及定位方法，如图2所示，具体包括：将铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置需要两套同时使用，设置于铁路电力贯通电缆线路两端的配电所或箱变内。电力贯通电缆故障预警及定位装置通过分别对铁路电力贯通电缆线路进行温度、接地环流、电流和电压进行采集完成实时监测，通过对采集到的数据和正常数据进行对比分析，发现数据异常后进行预警并对故障进行定位，最后将故障信息发送至装置后台主站进行进一步处理。

更进一步地，三个单芯电缆头温度传感器通过光纤将温度数据传送给光电数据处理器后，由数据处理器传送电信号给本实用新型中的该故障预警定位装置中的温度数据采集单元。三条单芯电缆金属层接地环流互感器通过电流变送器将接地环流数据的电信号传送给该装置的接地环流数据采集单元。由于铁路电力贯通电缆线路包括一级负荷贯通电缆和综合负荷贯通电缆，该装置至少可采集6个电缆头的温度数据装置以及6条单芯电缆金属层接地环流数据。

在线故障预警及定位单元同时采集相应电缆线路的工频和高频电流和电压数据，本装置还可以通过电流电压的异常来判断数据是否异常进而来判断线路上是否存在故障。

该装置的工作原理为：

通过温度数据采集单元和接地环流数据采集单元对温度和接地环流数据进行采集，并分别将采集到的数据发送至温度预警单元和接地环流预警单元进行数据的分析，当发现数据异常则通过温度预警单元和接地环流预警单元进行在先预警，并将故障信息发送至在线故障预警及定位装置；工频波形数据采集和处理单元和高频波形数据采集和处理单元分别采集工频信号和高频信号，并对采集到的信号数据进行分析，当发现工频信号或高频信号数据异常后将故障信息发送至在线故障预警及定位装置；在线故障预警及定位单元实现综合预警；

另外在线故障预警及定位单元还用于对故障进行定位，并通过以下方式来进行定位：当某一个电缆头温度异常时，说明该电缆头连接发生故障，当某一条电缆金属层接地环流发生异常时，说明该条电缆护层保护器被击穿了，需要进行更换；电缆本体遭受突发外力事件破坏电缆时，通过工频波形数据采集和处理单元、高频波形数据采集和处理单元的数据异常情况来及时定位故障点并发出故障定位报警。

在线故障预警及定位单元在预警定位后将故障信息发送至CPU处理单元，通过CPU处理单元来进一步对故障分析处理。

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。

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，在其它实施例中实现。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 (4)

1.铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，其特征在于，包括：在线故障预警及定位单元、数据采集模块和CPU处理单元；

所述在线故障预警及定位单元和所述数据采集模块均与所述CPU处理单元相连，所述在线故障预警及定位单元与所述数据采集模块相连；

所述数据采集模块包括温度数据采集单元和接地环流数据采集单元，所述温度数据采集单元和所述接地环流数据采集单元均与所述CPU处理单元相连。

2.根据权利要求1所述的铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括温度预警单元和接地环流预警单元；

所述温度数据采集单元通过所述温度预警单元与所述在线故障预警及定位单元相连；

所述接地环流数据采集单元通过所述接地环流预警单元与所述在线故障预警及定位单元相连。

3.根据权利要求1所述的铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括工频波形数据采集和处理单元以及高频波形数据采集和处理单元；

所述工频波形数据采集和处理单元以及所述高频波形数据采集和处理单元均与所述在线故障预警及定位单元相连。

4.根据权利要求1所述的铁路电力贯通电缆故障预警及定位装置，其特征在于，还包括通信模块单元、授时时钟单元、USB接口单元、电源模块单元和存储模块单元，且所述通信模块单元、所述授时时钟单元、所述USB接口单元、所述电源模块单元和所述存储模块单元均分别与所述CPU处理单元相连。

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