接触网动态检测系统

摘要

本发明公开了一种接触网动态检测系统，其包括分别设置在机车的车顶两侧的高压数据采集部分，设置在机车的车顶中部的低压数据采集部分，以及设置在机车内的数据处理部分；高压数据采集部分包括蓄电池，与蓄电池电连接的电流控制器，以及分别与电流控制器相连接的电流互感器、拉出值检测单元和硬点检测单元；低压数据采集部分包括分别与数据处理部分连接的可视相机、红外相机、GPS定位模块、4G无线模块和电弧单元；数据处理部分包括图像处理主机，以及分别与图像处理主机连接的信号采集器和UPS电源。本系统可实时全天候在线检测接触网及弓网运行状态，可及时发现接触网所存在的异常缺陷。

权利要求

1.一种接触网动态检测系统，其特征在于，包括分别设置在机车的车顶两侧的高压数据采集部分，设置在机车的车顶中部的低压数据采集部分，以及设置在机车内的数据处理部分；

所述高压数据采集部分包括蓄电池，与所述蓄电池电连接的电流控制器，以及分别与所述电流控制器相连接的电流互感器、拉出值检测单元和硬点检测单元；拉出值检测单元和硬点检测单元通过无线数据发射机与数据处理部分发送数据；

所述低压数据采集部分包括分别与所述数据处理部分连接的可视相机、红外相机、GPS定位模块、4G无线模块和电弧单元；

所述数据处理部分包括图像处理主机，以及分别与所述图像处理主机连接的信号采集器和UPS电源；所述信号采集器通过无线数据接收机接收无线数据发射机发出的数据；

所述拉出值检测单元包括与所述电流控制器连接的漫反射光电开关，所述漫反射光电开关的输出端与所述无线数据发射机连接；

所述硬点检测单元包括三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器的输出端与所述无线数据发射机连接；

高压数据采集部分通过采用漫反射光电开关+红外测温摄像机相结合的方式采集数据，测量值为三级；A级由漫反射光电开关采集数据记录，截取图像；漫反射光电开关在机车运行20米范围内连续动作两次，采集接触网故障信息，同时触发第一红外测温摄像机；第一红外测温摄像机采样频率为30帧/S，用于实时采集接触网的左右拉出值并记录，以曲线的方式展示全部测量过程，完成B、C级数据采集；在报表中分别展示A、B、C级，A级≥500mm检测记录和截取图像，B级：500＞B≥400mm；C级：400＞C≥300mm，只记录数据，不记录图像；其中，B、C级参数在软件可设置和调整；

三轴加速度传感器的采样频率为50次/S，测量值在X、Y、Z轴上为三级；X、Y、Z轴实时测量硬点值并记录，以曲线的方式展示全部测量过程，在报表中分别展示X、Y、Z轴上的A、B、C级，A级检测记录和截取图像，B级、C级只记录数据，不记录图像。

说明书

接触网动态检测系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种接触网动态检测系统。

背景技术

[0002] 在电气化铁路中，接触网是电气化铁道的主要供电设备，电力机车通过接触网取得电能。弓网关系对整个电气化铁路运营系统的正常运作起着重要的作用。为保证接触网运行的可靠性及弓网间的良好受流性能，对弓网关系进行检测和随时掌握接触网参数的状态是非常重要的工作。接触网在运营过程中承载着巨大的牵引电流，在接触网线夹等部位存在接触网不良引发温度异常、接触网几何参数超限等原因，可能引发接触网故障。由于接触网属无备用设备，一旦出现故障，将中断列车运行，给铁路运输造成巨大的损失。

[0003] 目前主要检测方式采用如下方式：

[0004] 1、人工巡视：通过铁路天窗点时间，作业人员上线检测；

[0005] 2、接触网检测车：采用接触网检测车定期上线对弓网状态进行检测。

[0006] 上述检测方式存在的不足为：

[0007] 1、天窗点人工巡视：效率低，浪费人力物力，需要天窗时间，作业时间有限，还可能因为人的疲劳检查导致漏检；

[0008] 2、接触网检测车：非运营车辆，不能模拟真正的运营状态；检测设备有限，覆盖率低。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种接触网动态检测系统，以解决现有接触网动态检测设备监测效率低的问题。

[0010] 为解决上述技术问题，本发明提供一种接触网动态检测系统，包括分别设置在机车的车顶两侧的高压数据采集部分，设置在机车的车顶中部的低压数据采集部分，以及设置在机车内的数据处理部分；高压数据采集部分包括蓄电池，与蓄电池电连接的电流控制器，以及分别与电流控制器相连接的电流互感器、拉出值检测单元和硬点检测单元；拉出值检测单元和硬点检测单元通过无线数据发射机与数据处理部分发送数据；低压数据采集部分包括分别与数据处理部分连接的可视相机、红外相机、GPS定位模块、4G无线模块和电弧单元；数据处理部分包括图像处理主机，以及分别与图像处理主机连接的信号采集器和UPS电源；信号采集器通过无线数据接收机接收无线数据发射机发出的数据。

[0011] 进一步地，拉出值检测单元包括与电流控制器连接的漫反射光电开关，漫反射光电开关的输出端与无线数据发射机连接。

[0012] 进一步地，硬点检测单元包括三轴加速度传感器，三轴加速度传感器的输出端与无线数据发射机连接。

[0013] 本发明的有益效果为：本检测系统通过漫反射光电开关测量出接触网的左右拉出值，通过三轴加速度传感器测量出接触网的硬点值，通过可视相机、红外相机分别测量出接触网的坡度值、高度值和温度值。本系统可装配在运营车辆上，如运营动车组或机车，随运营车辆运行，可实时全天候在线检测接触网及弓网运行状态，实现运行即可检测的在线检测模式，可及时发现接触网所存在的异常缺陷，有效提高了检测效率。

附图说明

[0014] 图1为本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0015] 下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

[0016] 如图1所示的接触网动态检测系统，包括分别设置在机车的车顶两侧的高压数据采集部分，设置在机车的车顶中部的低压数据采集部分，以及设置在机车内的数据处理部分；下面分别对各个部分进行详细描述：

[0017] 高压数据采集部分包括蓄电池，与蓄电池电连接的电流控制器，以及分别与电流控制器相连接电流互感器、拉出值检测单元和硬点检测单元。拉出值检测单元包括与电流控制器连接的漫反射光电开关，漫反射光电开关的输出端与无线数据发射机连接；硬点检测单元包括三轴加速度传感器，三轴加速度传感器的输出端与无线数据发射机连接。拉出值检测单元和硬点检测单元通过无线数据发射机与数据处理部分发送数据；

[0018] 在工作过程中，通过采用漫反射光电开关+红外测温摄像机相结合的方式采集数据，测量值为三级。A级由漫反射光电开关采集数据(≥500mm)记录，截取图像。漫反射光电开关在机车运行20米范围内连续动作两次，采集接触网故障信息，同时触发第一红外测温摄像机；第一红外测温摄像机采样频率为30帧/S，用于实时采集接触网的左右拉出值并记录，以曲线的方式展示全部测量过程，完成B、C级数据采集。在报表中分别展示A、B、C级，A级≥500mm检测记录和截取图像，B级：500＞B≥400mm；C级：400＞C≥300mm，只记录数据，不记录图像；其中，B、C级参数在软件可设置和调整。

[0019] 三轴加速度传感器的采样频率为50次/S，测量值在X、Y、Z轴上为三级。X、Y、Z轴实时测量硬点值并记录，以曲线的方式展示全部测量过程，在报表中分别展示X、Y、Z轴上的A、B、C级，A级检测记录和截取图像，B级、C级只记录数据，不记录图像。

[0020] 低压数据采集部分包括分别与数据处理部分连接的可视相机、红外相机、GPS定位模块、4G无线模块和电弧单元。

[0021] 本发明通过红外相机和可视相机实时采集接触网高度值，红外相机的采样频率为30帧/S，在采集接触网的高度值的同时GPS定位模块获得跨距值，从而计算出坡度值，测量值为三级。在报表中分别展示A、B、C级，A级≥5‰，检测记录数据和曲线，B级3‰0-4.99‰、C级1-2.99‰只记录数据。

[0022] 通过红外相机和可视相机实时采集接触网高度值，外相机实的采样频率为30帧/S，测量值为三级。在报表中分别展示A、B、C级，A级检测记录数据和截取图像，B级、C级检测记录数据，不记录图像；其中，B、C级参数在软件可设置和调整。

[0023] 此外，本申请还可同时通过红外相机实对接触网的温度进行采集，且其测量值也为三级，在报表中分别展示A、B、C级，A级≥250℃，检测记录数据和截取图像，B级250＞C≥200℃；C级200＞C≥100℃，只记录数据。

[0024] 数据处理部分包括图像处理主机，以及分别与图像处理主机连接的信号采集器和UPS电源；信号采集器通过无线数据接收机接收无线数据发射机发出的数据。

[0025] 此外，本申请中采用UPS电源，具有不间断供电能力。在机车电源输入正常时，UPS把机车直流电源转换成DC12伏输出，给图像处理主机供电，一旦机车电源输入异常，那么UPS会启用备用能源-蓄电池，保证了系统的正常工作，防止图像主机系统或检测数据丢失；当机车电源失电或异常时，UPS给图像处理发出关机指令关机；UPS检测到图像主机关机完毕，自动切除图像处理主机，防止图像主机待机耗电，蓄电池采用12V 7AH。

[0026] 本系统可装配在运营车辆上，如运营动车组或机车，随运营车辆运行，可实时全天候在线检测接触网及弓网运行状态，实现运行即可检测的在线检测模式，可及时发现接触网所存在的异常缺陷。