TW201124294A - Monitoring device for de-energized catenary systems or overhead lines - Google Patents

Description

201124294 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係一種在鋪設或維修未接通電厳 __ 髮之滑接線設備、 接地導線、滑接線及電纜設備期間的 万竊用的監控裝置 【先前技術】 [0002] 099145779 尤其是在新建電氣化鐵路或其後續的番* 电虱化工程期間， 需要進行許多建造及組裝工作，如果县& K倀長的路段，這 些工作可能會耗時很多的月。由於工地

地會隨著施工進度 從起點開始一直往前移動’因此通常只有正在施工的 地會有防竊監控’以防止有價，值的建射被竊 以及值鲶雪六 m λα 由承重鋼索、滑接線、拉繩i電位及保護措施用的接地 電纜及接地導線構成的滑接線設備， 滑接線設備及電賴備，所使用的都是高償的材料。尤 其是這些設備使用的有色金屬及/或含有色金屬的材料， 即使是當成廢鐵賣也可以賣到报好的價錢;，因此更容易 引起宵小的覬覦。

尤其是位於人口射㈣及/或生活水平較低的新建路段 最容易遭竊。為了減少竊盜造成的金緣及時間損失，有 必要從遠端就能夠確認是否有竊盜行為正在發生，而且 還要能夠知道竊盜行為發生的地點，這樣就可以立刻派 出保全人員或警察到事發現場，以盡可能及早阻止竊盜 行為，以盡可能將損失控制在可接受的程度内。 到目前為止，在通車之前唯一可能的監控方式是對新建 路段進行不定期或定期性的檢查。自這個時間點起，也 就是自整冑s段接通額$電壓起’遭竊的可能性就趨近 表單編號Α0101 第4頁/共丨5頁 201124294 於’ ^接線官理系統會對線路中斷及接地進行全 天候的η。滑接料理系統會不斷進行料檢測，— 旦發現線路中斷或接地的情況，就會立刻發出報。 但是對新建路線上的未接通電壓的滑接線設備或滑接線 則無法進行這樣的監控。 即使是已接通額定電壓的滑接線設備，在不注意的情況 下，屬於滑接線的接地電纖也可能部分或全部被偷。 【發明内容】 [0003] 本發明的目的是提出—種在鋪設或維修未接通電壓之严 接線設備麵接___賊_，就這種監二 裝置應盡可能易於實現、可以快輕__可以監控 事先設定的段落。 ' 工 為了達到上述目的，本發明提出一種對未氣通電壓之滑 接線成備的監控裝置，其中滑接線㈣義承重鋼索、 ⑺接線及吊架、拉繩、接地導線架空線及電規設備所 Ο 構成此種監控裝置之特徵為：潜接線或秦空線及/或電 繞《又備被劃分成嗔數僻各具有兩個平行分路的區段同 時將每個區段的分路的-個尾端彼此短接 ’以形成導線 電阻，其中區段的自由端透過一個可事先設定大小的測 量電阻及一個電壓源分別與一個封閉的電路接通，同時 每-個電路均連接一個測量回路電流用的測量裝置，測 量裝置有配備-個監控裝置，其作歧在回路電流超出 或低於規定的極限值時使警報裝置發出警報。 最好是將滑接線或架空線及/或電纜設備劃分成長度相同 的區段。 滑接線設備被劃分成複數個區段，其中每個區段都是由 表單編號Α0101 第5頁/共15頁 1003037340-0 201124294 滑接線段及所屬的承重鋼索段及吊架所構成，各區段的 長度大約在2km至8km之間。 此外，區段構成的每一個電路都連接一個相同大小的穩 定的電壓源，該電壓源最好是提供5V的直流電壓。 根據本發明的另外一種呈現方式，電路（SI-SK )透過所 1 η 屬的測量裝置（MV)與一個多工器（ΜΡ)連接，多工器（ΜΡ) 的一端連接一個具有計算單元（AE)的中央計算機（CPU) ，其中多工器（ΜΡ)有配備一個節拍發生器（TG)，其作用 是按一定的節拍將測量裝置（MV)接通到中央計算機 (CPU) ° 此外，電路（SI-SK )直接或透過多工器（MP)經由無線 1 η 電通信與所屬的測量裝置（MV)連接 如果在被監控之段落内的滑接線設備（也就是滑接線及承 重鋼索）被割斷，電流就會同時中斷，並發出警報。 如果同時也對滑接線電阻進行監控，當滑接線被割出一 事先設定的最小段，而導致電阻改變，即使是只有一個 滑接線段被割斷，也會立刻發出警報。 監控裝置及監控中心之間最好是以無線電傳輸連繫，以 發出警報。 本發明的監控裝置可以很簡單且快快的安裝，而且能夠 快速且正確的辨識宵小企圖偷盜的行為。 為了精確界定發生偷盜的地點，一種可能的作法是，在 警報發出後，可以從監控裝置發出一個脈衝或脈衝列， 並測量從中斷位置傳回來的回音的行走時間。根據脈衝 的行走時間就可以計算出到測量位置的距離。這是一種 很有利的作法，例如當滑接線及承重鋼索被整個割斷時 099145779 表單編號A0101 第6頁/共15頁 1003037340-0 201124294 ο 這樣做的一個特殊優點是，可以在採取行動之前做好萬 全的準備，以成功的捉拿竊盜。 【實施方式】 [0004] 很顯然的，以下以滑接線設備為例說明之監控裝置亦可 用於架空線及電纜設備之監控，以及用於存放在庫房網 未使用之滑接線、架空線及接地電鏡之監控。 第1圖中的等效電路圖包含一個滑接線電阻Rn、一個測 Ο 量電阻R、以及一個電壓源VI)C(U = 5V) ’其中電壓源VDC Μ 最好是提供一個穩定的::電:摩° 利用以下說明.:的佈線原理可以碟實辨識偷竊滑接線設備 之零件的行為’並發出警報。此外亦可確認由不良天候 或其他類似原因造成的滑接線設備受損。 為達到上述功能，本發明的作法是將滑接線設備的兩條 滑接線或一條滑接線及所屬的承重鋼索劃分成長度相同 的區段SK^SKn，例如每個區段的長'度是2km至8km。接 ο 著將每個區段的各一猶尾端彼此連接，以構成電阻R ，

、 FL 並與一個測量電阻rm及一個電壓源VDC形成如第i圖的回 路電路SL-SK。 1 η 第2圖顯示一個完整的監控裝置的簡要線路圖，在此線路 圖中，回路電路SKrSKn配有一個測量装置，且這個測量 裝置連接一個監控單元卯及一個警報裝置AL。 099145779 另外一種可能的方式是，在第2圖的裝置中並未在現場 警報裝置安裝在區段Srsn上，而是在超出-額定值時 一個無線電信號傳送到一個中央警報裝置AL· ,或是由須 里裝置MV經由無線電將一個測量信號傳送 表單編號麵 第7頁/共15頁 201124294 控裝置UE。 第3圖顯示本發明之監控裝置的一種成本低廉且可以任意 擴充的實施方式。在這個實施方式中，每一個回路電路 SK, -SK都具有一個測量裝置MV及一個傳送測量裝置MV之 測量信號用的無線電單元FE。中央多工器ΜΡ可以接收所 有的測量信號，並連接一個處理測量信號用的計算機CPU 。計算機CPU連接一個警報裝置AL及一個顯示單元AE，其 中顯示單元AE可以顯示到事發地點的距離。 為了確保被傳送之測量信號能夠被合理的處理及分派， 多工器MP需連接一個節拍發生器TG。節拍發生器TG會根 據一個環形計數器依序放行回路電路SK, -SK的各個測量 裝置MV的無線電頻道。 如果滑接線及承重鋼索整個被割斷’回路電路SK_SK内 1 α 的電流就會下降到0Α，同時測量電阻1^上的電壓降也會 Μ 下降到ον。如果是監控測量電阻1上的電壓，一旦發現 電壓降下降到ον，或如果是監控回路電流，一旦發現電 流下降到0Α，就可以發出警報。 比較難辨識的是僅偷竊滑接線，但是未損壞承重鋼索的 情況。在這種情況下，回路電流會下降，因為滑接線電 阻Ru會變大。 首先要計算出預期的電流。 例如，滑接線的等效斷面為240mm2(承重鋼索+滑接線+吊 架）。因此在20°C時的直流電阻R2(r(; = 0. 0 782 D/km。這 是已知的初值。 根據方程[1 ]式可以計算出滑接線電阻： RPT= 8 km X 0,0782 Ω/km = 0,6256 Ω [1]

γ L 099145779 表單編號Α0101 第8頁/共15頁 1003037340-0 201124294 根據方程[2 ]式可以計异出規定的測量電阻： RM= 0, 1 Ω [2] 根據方程式[3]可以計算出總電阻：

Rges= Rfl+ Rm= °>625 Ω + 〇,1 Ω = 0,725 Ω C3] 根據方程式[4]可以计异出電麗為VDC時的電流： I = U/R = 5V/0,7256Ω = 6,89 A [4} 根據歐姆定律’這個電流在通過電.阻r後會產生〇 689V 的電壓降。如果允許AU為+ /，5ν，則龛壓限度為694mV 及684mV。因此相應之電流為0. 94A及6. 84A。 如果將方程式[4]調整成計束電阻的情浼，可，以寫成： R = U/I [5] 」 ^ 因此總電阻為：

= 5V/6, 84A = 0, 7310Q

δ 6 S 根據方程式[3]可以計卷出滑接線電阻：

Rfl= Rges' rm= 0^3100 - 0;1 Ω = 0,6310Ω [7] 從方程式[1]減去方程式[7]可計算出5,4 ιηΩ。

Kr L 這樣就可以計算出滑接線的等效長度。 Δ1 = ARFL/R20°C = 5, 4mΩ/78, 2mΩ/km =B9m [8] 這表示，理論上全斷面的滑接線的長度必須是60m。若假 定滑接線及承重鋼索的斷面是一樣大的（承重鋼索是120 mm2，滑接線也是120mm2)，則被偷竊的滑接線長度是這 099145779 表單編號A0101 第9頁/共15頁 1003037340-0 201124294 個的兩倍大。這表示必須有2x69m=l 38m的滑接線被割出 (承重鋼索仍懸掛在原地），才會觸發警報。 如果承重鋼索的斷面小於澤接線的斷面，則會觸發警報 必須被偷竊的滑接線長度會縮短。 【圖式簡單說明】 [0005] 以下配合圖式詳細說明本發明的回路電流測量的一個實 施例。其中： 第1圖：一個說明回路電流測量之作用方式的等效電路圖 第2圖：一個完整的監控裝置的簡要線路圖。 第3圖：對包含承重鋼索、滑接線及吊架、拉繩、接地導 線、架空線及電纔設備之滑接線設備的多個區段進行中 央監控的簡明線路圖。 【主要元件符號說明】

[0006] RrT 導線電阻 FL

Ru 測量電阻 VDC 電壓源 MV 測量裝置 UE 監控裝置 S.-S 1 η 區段 SK-SK 1 η 回路電路 AL 警報裝置 MP 多工器 CPU 中央計算機 AE 顯示單元 表單編號Α0101 099145779 第10頁/共15頁 1003037340-0 201124294 TG 節拍發生器 FE 無線電早元 099145779 表單編號A0101 第11頁/共15頁 1003037340-0

Claims (1)

1. 201124294 七、申請專利範圍： 1 · 一種對未接通電壓之滑接線設備的監控裝置，其中滑接線 設備係由承重鋼索、滑接線及吊架、拉繩、接地導線、架 空線及電纜設備所構成，此種監控裝置之特徵為：滑接線 或架空線及/或電纜設備被劃分成各具有兩個平行分路的 區段（srsn)，同時將每個區段的分路的一個尾端彼此短 接，以形成導線電阻（Rfl)，其中區段（51_\)的自由端 透過一個可事先設定大小的測量電阻（rm)及一個電壓源 (VDC)分別與一個封閉的電路(SKi_SKn)接通，同時每一 個電路均連接一個測量回路電流用的測量裝置（)，測 量裝置（MV)有配備一個監控儀”置（ϋΕ)，其-作用是在回路 電流超出或低於規定的極限值聘:ί吏警報裝置(AL)發出警 報。 ， ^ 2.如申請專利範圍第丨項的監控裝置，其特徵為：滑接線、 架空線或電纜設備被劃分成區段（S -S ) ^ 1 η 3 .如申請專利範圍第丨項的監控裝置，其特徵為：滑接線設 備被劃分成區段（srsn)，其中各區段都是由滑接線段及 所屬的承重鋼索段所構成。 4 .如申請專利範圍第丨項至第3項中任一項的監控裝置其特 徵為：區段（S「Sn)的長度大約在2km至8km之間。 5 .如申請專利範圍第1項至第3項中任一項的監控裝置，其特 徵為：區段（S^Sn)構成的每一個電路（SI^-SKn)都連接 一個穩定的電壓源（VDC)。 6 ·如申請專利範圍第1項至第5項中任一項的監控裝置，其特 徵為：電路（S]^-SKn)透過所屬的測量裝置（MV)與一個多 099145779 表單編號A0101 第12頁/共15頁 1003037340-0 201124294 工器（MP)連接，多工器（MP)的一端連接一個具有計算單 元（AE)的中央計算機（CPU)，其中多工器（MP)有配備一 個節拍發生器（TG)，其作用是按一定的節拍將測量裝置 (MV)接通到中央計算機（CPU)。 7.如申請專利範圍第1項至第6項中任一項的監控裝置，其特 徵為：電路（SI-SK )直接或透過多工器（MP)經由無線電 1 η 通信與所屬的測量裝置（MV)連接。 〇 1003037340-0 099145779 表單編號A0101 第13頁/共15頁