專利名稱：接觸網(wǎng)－受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型屬于測試設(shè)備，特別是涉及電氣化鐵路接觸網(wǎng)和電力機(jī)車及動車組受電弓運(yùn)行受流性能試驗(yàn)的設(shè)備，是保證鐵路運(yùn)輸安全的技術(shù)設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著我國鐵路第六次提速的實(shí)施及客運(yùn)專線的建設(shè)，提高接觸網(wǎng)的運(yùn)行可靠性、保障牽引供電系統(tǒng)的安全，已成為搞好鐵路運(yùn)輸安全的重要一環(huán)，為保證接觸網(wǎng)具有良好的安全狀態(tài)及弓網(wǎng)的良好受流性能，要求對接觸網(wǎng)和受電弓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并隨時(shí)掌握接觸網(wǎng)的狀態(tài)參數(shù)。
傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)弓網(wǎng)參數(shù)的檢測通常是采用專用的接觸網(wǎng)檢測車定期對鐵路接觸網(wǎng)弓網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測。隨著鐵路提速的進(jìn)行，列車運(yùn)行速度的提高及行車密度的增大，對接觸網(wǎng)及受電弓安全運(yùn)行的要求越來越高，對接觸網(wǎng)的檢測和維修要求狀態(tài)檢測和狀態(tài)維修。時(shí)速200公里動車組的開行，不可能在電動車組上加掛接觸網(wǎng)檢測車。因此，迫切需要能在200km/h動車組上實(shí)時(shí)檢測接觸網(wǎng)和受電弓運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的裝置，在動車組運(yùn)行過程中測試和評價(jià)弓網(wǎng)的受流性能，為接觸網(wǎng)和受電弓的性能優(yōu)化提供實(shí)際線路試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為運(yùn)營部門提供維修依據(jù)。
目前在我國測試弓網(wǎng)受流性能參數(shù)的設(shè)備還是個空白。國外如德國、瑞典等國的測試設(shè)備測試數(shù)據(jù)單一且價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，它能夠在200km/h動車組提速線路上實(shí)時(shí)檢測接觸網(wǎng)和受電弓運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，不用在電動車組上加掛接觸網(wǎng)檢測車，具有綜合測試性能強(qiáng)且成本低廉的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，其特征是它包括受電弓車頂高壓部分、車頂?shù)蛪翰糠帧?shù)據(jù)采集主機(jī)部分和檢測數(shù)據(jù)與圖像疊加系統(tǒng)部分，所述的受電弓車頂高壓部分置于受電弓上，所述的車頂?shù)蛪簜?cè)部分置于機(jī)車車頂，所述的數(shù)據(jù)采集主機(jī)部分置于機(jī)車車內(nèi)，所述的數(shù)據(jù)采集主機(jī)部分和檢測數(shù)據(jù)與圖像疊加系統(tǒng)部分將受電弓車頂高壓部分、車頂?shù)蛪翰糠值膮?shù)信號進(jìn)行采集、處理和分析。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型能夠在200km/h動車組上實(shí)時(shí)檢測接觸網(wǎng)和受電弓運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，在各種工況下連續(xù)測量弓網(wǎng)受流的各種參數(shù)如接觸力，硬點(diǎn)，沖擊，導(dǎo)高，離線火花，支柱定位、視頻疊加合成錄像等。2.本實(shí)用新型由受電弓高壓側(cè)部分、車頂?shù)蛪簜?cè)部分、機(jī)車車內(nèi)數(shù)據(jù)采集主機(jī)部分和數(shù)據(jù)分析處理部分組成。各單元性能獨(dú)立，便于維護(hù)和升級，具有良好的電磁兼容性能和穩(wěn)定性。3.弓網(wǎng)受流性能測試系統(tǒng)應(yīng)用軟件界面友好、操作簡單、處理速度快、智能化程度高。4.本實(shí)用新型能在全天候(晝、夜、風(fēng)、雨、雪、霧)的條件下正常工作。5.節(jié)省了專用接觸網(wǎng)檢測車的購置費(fèi)用。
通過幾年的研究和現(xiàn)場實(shí)踐，成功的研制弓網(wǎng)受流性能測試系統(tǒng)，弓網(wǎng)受流性能測試系統(tǒng)是電氣化鐵路接觸網(wǎng)和電力機(jī)車動車組受電弓運(yùn)行受流性能檢測的設(shè)備，是研究弓網(wǎng)匹配性能保證鐵路運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)裝備。


圖1為本實(shí)用新型弓網(wǎng)受流性能測試設(shè)備總體組成框圖。
圖2為本實(shí)用新型弓網(wǎng)受流性能測試設(shè)備電器系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
本裝置高壓側(cè)部分主要由測量傳感器、信號調(diào)理單元、信號傳輸通道、高壓側(cè)電源組成。測量傳感器中，硬點(diǎn)和沖擊各采用一個加速度傳感器；壓力傳感器根據(jù)受電弓的型號特殊設(shè)計(jì)；高度測量采用激光測距方式。所有測量傳感器的選用和安裝不影響受電弓弓頭的運(yùn)行性能。信號調(diào)理單元和傳輸通道安裝在受電弓的底架上；高壓側(cè)電源由機(jī)車導(dǎo)流換能器、整流充電器和蓄電池組成，換能器安裝在機(jī)車導(dǎo)流桿上；整流充電器和蓄電池安裝在裝置絕緣平臺上。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于車內(nèi)，負(fù)責(zé)信號采集、分析處理、數(shù)據(jù)儲存、報(bào)表打印等。
通過在受電弓上安裝各種測量傳感器，車頂、車內(nèi)布線，車內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)時(shí)進(jìn)行弓網(wǎng)受流性能測試，并分析測試處理數(shù)據(jù)。
結(jié)合各種高速電力機(jī)車和動車組的試驗(yàn)，測試弓網(wǎng)受流性能，評價(jià)弓網(wǎng)適應(yīng)性。
弓網(wǎng)受流性能測試系統(tǒng)主要功能弓網(wǎng)受流性能測試系統(tǒng)能定量測量弓網(wǎng)受流參數(shù)，測量參數(shù)包括弓網(wǎng)接觸力；硬點(diǎn)；沖擊；接觸線動態(tài)高度；離線火花；支柱定位等。
弓網(wǎng)受流性能測試系統(tǒng)主要部分簡介弓網(wǎng)受流性能測試系統(tǒng)由四個部分組成受電弓車頂高壓部分、車頂?shù)蛪翰糠?、機(jī)車車內(nèi)數(shù)據(jù)采集主機(jī)部分和檢測數(shù)據(jù)與圖像疊加系統(tǒng)部分。
受電弓車頂高壓部分包括測量傳感器、高壓側(cè)電源、信號調(diào)理單元、信號傳輸通道。
測量傳感器硬點(diǎn)和沖擊選用加速度計(jì)；高度傳感器采用高精度激光傳感器；壓力傳感器根據(jù)受電弓弓頭的不同結(jié)構(gòu)型式分別設(shè)計(jì)專用的測力傳感器；支柱定位傳感器采用紅外線漫反射式光電開關(guān)。
高壓側(cè)電源采用換能器+整流充電器+蓄電池的方案。在機(jī)車導(dǎo)流桿上安裝換能器，通過電磁感應(yīng)獲得電能，通過整流和充電控制單元給蓄電池浮充電。由于流過機(jī)車導(dǎo)流桿的電流波動范圍很大從幾十安培至幾百安培，波形極不穩(wěn)定，為此設(shè)計(jì)了專門的充電控制單元，控制充電電流和時(shí)間，避免蓄電池過充。
信號調(diào)理單元測量傳感器均安裝在受電弓上，屬25kV高壓部分，為使高壓側(cè)的測量信號通過信號傳輸系統(tǒng)傳至設(shè)在車內(nèi)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在高壓側(cè)需對各測量信號進(jìn)行調(diào)理，把信號調(diào)理為便于光纖傳輸?shù)男问?。信號調(diào)理單元的功能是，為各類測量傳感器提供合適電壓等級的電源；測量信號的限幅、放大、整形、濾波；拉出值和平行間距的編碼；信號變換；信號傳輸。
信號傳輸通道部分采用光纖傳輸方式。光纖具有傳輸速度快、不受電磁干擾、能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高可靠性傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，特別適合弓網(wǎng)性能測試這種有強(qiáng)烈電磁干擾的工作環(huán)境。
車頂?shù)蛪翰糠种饕呻x線火花探測裝置、測量信號接收裝置和接觸線高度傳感器組成。
機(jī)車車內(nèi)數(shù)據(jù)采集部分主要功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和處理、數(shù)據(jù)定位、參數(shù)標(biāo)定、數(shù)據(jù)傳輸和儲存。
權(quán)利要求1.接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，其特征是它包括受電弓車頂高壓部分、車頂?shù)蛪翰糠?、?shù)據(jù)采集主機(jī)部分和檢測數(shù)據(jù)與圖像疊加系統(tǒng)部分，所述的受電弓車頂高壓部分置于受電弓上，所述的車頂?shù)蛪翰糠种糜跈C(jī)車車頂，所述的數(shù)據(jù)采集主機(jī)部分置于機(jī)車車內(nèi)，所述的數(shù)據(jù)采集主機(jī)部分和檢測數(shù)據(jù)與圖像疊加系統(tǒng)部分將受電弓車頂高壓部分、車頂?shù)蛪翰糠值膮?shù)信號進(jìn)行采集、處理和分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，其特征是所述的受電弓高壓側(cè)部分包括各類測量傳感器、高壓側(cè)電源、信號調(diào)理單元、信號傳輸通道，所述的各類測量傳感器的測量信號分別傳輸?shù)叫盘栒{(diào)理單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，其特征是所述的車頂?shù)蛪翰糠职x線火花探測裝置、測量信號接收裝置和接觸線高度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，其特征是所述的測量傳感器包括加速度計(jì)、支柱定位傳感器、高度傳感器和壓力傳感器，所述的加速度計(jì)、支住定位傳感器、高度傳感器和壓力傳感器分別安裝在受電弓上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，其特征是所述的高壓側(cè)電源由換能器、整流充電器和蓄電池組成，所述的換能器安裝在機(jī)車導(dǎo)流桿上，整流充電器和蓄電池安裝在裝置絕緣平臺上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，其特征是所述的高度傳感器采用高精度激光傳感器，所述的壓力傳感器根據(jù)受電弓弓頭的不同結(jié)構(gòu)形式分別設(shè)計(jì)專用的測力傳感器，所述的支柱定位傳感器采用紅外線漫反射式光電開關(guān)，所述的加速度計(jì)分別用于硬點(diǎn)和沖擊測量。
專利摘要接觸網(wǎng)－受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備，其特征是它包括受電弓車頂高壓部分、車頂?shù)蛪翰糠?、?shù)據(jù)采集主機(jī)部分和檢測數(shù)據(jù)與圖像疊加系統(tǒng)部分，所述的受電弓車頂高壓部分置于受電弓上，所述的車頂?shù)蛪簜?cè)部分置于機(jī)車車頂，所述的數(shù)據(jù)采集主機(jī)部分置于機(jī)車車內(nèi)，所述的數(shù)據(jù)采集主機(jī)部分和檢測數(shù)據(jù)與圖像疊加系統(tǒng)部分將受電弓車頂高壓部分、車頂?shù)蛪翰糠值膮?shù)信號進(jìn)行采集、處理和分析。本實(shí)用新型能夠在200km/h動車組提速線路上實(shí)時(shí)檢測接觸網(wǎng)和受電弓運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，不用在電動車組上加掛接觸網(wǎng)檢測車，具有綜合測試性能強(qiáng)且成本低廉的特點(diǎn)。
文檔編號G01D21/00GK2936870SQ20062016049
公開日2007年8月22日 申請日期2006年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日
發(fā)明者張曙光, 余卓民, 劉剛, 王祖峰, 陸嘯秋, 李德勝, 李志鋒, 安英霞, 金柏全, 李強(qiáng), 景德炎, 康熊, 孫劍方, 韓通新, 陸陽, 王新春, 徐愛國, 張忠權(quán), 馬君, 蘇安社, 楊志華, 潘英, 劉莉蓉, 鄧桂美 申請人:鐵道科學(xué)研究院