一種單點(diǎn)接觸的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及接觸網(wǎng)電壓定量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于電氣化鐵路的單點(diǎn)接觸的接觸網(wǎng)電壓定量測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]測(cè)量接觸網(wǎng)的電壓是電氣化鐵路日常檢修和故障維修工作中極其重要的一部分，目前廣泛采用的測(cè)量手段是使用高壓驗(yàn)電器，通過絕緣桿將高壓驗(yàn)電器靠近接觸線，若接觸線帶電則高壓驗(yàn)電器發(fā)出“滴滴”警示聲，若不帶電則保持安靜無聲狀態(tài)。
[0003]高壓驗(yàn)電器只能定性的判斷被測(cè)接觸線是否帶電，而且由于感應(yīng)電的存在和報(bào)警起始電壓的不準(zhǔn)確，經(jīng)常出現(xiàn)誤報(bào)警的現(xiàn)象。如果接觸線帶電而誤判為干擾電壓，就會(huì)造成人員、設(shè)備的事故;如果接觸線不帶電而高壓驗(yàn)電器發(fā)出誤判報(bào)警，則會(huì)給作業(yè)帶來困擾。
[0004]產(chǎn)生感應(yīng)電的原因是由于附近存在帶電體(如旁邊的接觸線)而使得待測(cè)接觸線上產(chǎn)生感應(yīng)電，感應(yīng)電的值最大可以達(dá)到10kV電壓等級(jí)。目前采用的高壓驗(yàn)電器的報(bào)警起始電壓不準(zhǔn)確，如果設(shè)定的報(bào)警起始電壓過低，則可能會(huì)發(fā)生由于感應(yīng)電而誤報(bào)警的錯(cuò)誤；如果設(shè)定的報(bào)警起始電壓過高，則可能會(huì)發(fā)生接觸線帶電而不報(bào)警的錯(cuò)誤。
[0005]由于高壓驗(yàn)電器的報(bào)警起始電壓與電場(chǎng)強(qiáng)度、環(huán)境等很多因素有關(guān)，而這些因素很難實(shí)現(xiàn)定量控制，所以報(bào)警起始電壓很難準(zhǔn)確設(shè)定。
[0006]在測(cè)量接觸網(wǎng)電壓過程中，高壓驗(yàn)電器容易出現(xiàn)誤判，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的要求，嚴(yán)重威脅著工作人員和設(shè)備的安全，給檢修工作帶來很大的困擾。
[0007]另外，目前的感應(yīng)板電壓檢測(cè)電路測(cè)量不夠精確，無法實(shí)現(xiàn)精確且實(shí)時(shí)的顯示電壓的數(shù)值。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型公開了一種全新的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量系統(tǒng)，采用單點(diǎn)接觸測(cè)量，不需要接地線，可以實(shí)現(xiàn)定量的測(cè)量接觸網(wǎng)的電壓，并利用LCD顯示被測(cè)電壓值，不存在使用高壓驗(yàn)電器情況下的誤判現(xiàn)象。另外還具有豐富的發(fā)光、蜂鳴指示以及校準(zhǔn)、復(fù)位、提示等拓展功能。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0010]—種單點(diǎn)接觸的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量系統(tǒng)，包括用于與接觸線單點(diǎn)接觸從而取電的取電裝置，取電裝置與絕緣板、感應(yīng)板及底座依次相連，感應(yīng)板與測(cè)量電路相連;所述測(cè)量電路包括控制器，所述控制器分別與電壓檢測(cè)電路、報(bào)警裝置及顯示器相連；
[0011]所述電壓檢測(cè)電路兩個(gè)接線端的一端接感應(yīng)板，兩個(gè)接線端另一端與變壓器T1的輸入端相連，變壓器T1輸出端與電壓跟隨器IC4的輸入端相連，電壓跟隨器IC4的輸出端還與運(yùn)放電路輸入端相連，運(yùn)放電路輸出端與控制器的輸入端相連。實(shí)時(shí)檢測(cè)平板狀感應(yīng)板電壓，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時(shí)，蜂鳴器動(dòng)作，切斷回路，起到可靠的保護(hù)作用。
[0012]電壓跟隨器IC4是利用隔離放大器構(gòu)成的電壓跟隨器，它的作用是提高輸入阻抗，降低輸出阻抗，并且將輸入電壓隔離，減少被測(cè)交流電對(duì)控制器的影響。
[0013]電壓檢測(cè)電路的原理是:第一步，電壓互感器將被測(cè)交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低幅值的交流電壓。第二步，電阻R22、R12構(gòu)成分壓網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步降低被測(cè)電壓的幅值，并輸出電壓差值信號(hào)。第三步，隔離放大器IC4構(gòu)成電壓跟隨器，提高輸入信號(hào)阻抗，降低輸出信號(hào)阻抗。第四步，運(yùn)放TL074U3A構(gòu)成減法，將被測(cè)交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷餍盘?hào)。第五步，運(yùn)放TL074U3A構(gòu)成巴特沃斯濾波器，濾除干擾信號(hào)。
[0014]電壓檢測(cè)電路將檢測(cè)到的感應(yīng)板的電壓傳輸至控制器，控制器在顯示器上進(jìn)行顯示，當(dāng)電壓超過設(shè)定值時(shí)，報(bào)警裝置開始工作。
[0015]進(jìn)一步的，所述取電裝置為取電金屬叉，包括U形部分及底板，U形部分及底板之間通過支柱連接，取電金屬叉材質(zhì)為不銹鋼板。
[0016]進(jìn)一步的，所述絕緣板采用絕緣橡膠板，絕緣橡膠板與取電金屬叉的底板均為長(zhǎng)方形，且長(zhǎng)度及寬度相一致。
[0017]進(jìn)一步的，所述感應(yīng)板為平板狀感應(yīng)板，由上下兩塊金屬片和中間的絕緣層組成，采用一塊雙面覆銅板，以覆銅板的上下兩面作為兩片感應(yīng)金屬片。
[0018]進(jìn)一步的，所述底座為塑料底座，塑料底座一體成型，包括第一底板，與第一底板垂直連接的第二底板，第一底板與第二底板相垂直的面上設(shè)有長(zhǎng)方體，該長(zhǎng)方體的頂面開有圓柱空腔。
[0019]進(jìn)一步的，第一底板、感應(yīng)板、絕緣板及底板的形狀均相同，且長(zhǎng)度及寬度一致，第一底板、感應(yīng)板、絕緣板及底板四角均開有圓孔，通過螺栓固定在一起。
[0020]進(jìn)一步的，第二底板四角均開有圓孔，用于與測(cè)量電路相連。
[0021 ]進(jìn)一步的，絕緣桿頂部插入塑料底座長(zhǎng)方體中間的圓柱空腔，通過螺栓固定住;長(zhǎng)方體中間的一個(gè)圓孔為觀察孔，用來觀察絕緣桿和該塑料底座的固定狀態(tài)。
[0022 ] 一種單點(diǎn)接觸的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，包括:
[0023]將單點(diǎn)接觸的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量系統(tǒng)通過固定螺絲固定在絕緣桿上；
[0024]打開電源開關(guān)，通過絕緣桿將電壓表上方的取電金屬叉舉升至接觸網(wǎng)電線，并穩(wěn)定接觸；
[0025]接觸線帶電后，通過取電裝置與接觸線接觸取電，在取電裝置和感應(yīng)板之間采用絕緣板進(jìn)行隔離，接觸線、取電裝置和大地之間形成相應(yīng)的電場(chǎng)，感應(yīng)板置于取電裝置之下，則感應(yīng)板上下金屬片間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓差，將該電壓差信號(hào)通過整流橋整流后，經(jīng)過分壓電阻實(shí)現(xiàn)分壓，將分壓后的信號(hào)傳輸至控制器，控制器根據(jù)接觸網(wǎng)電壓到顯示電壓的映射關(guān)系對(duì)接受的信號(hào)進(jìn)行處理通過顯示單元進(jìn)行顯示；
[0026]聽到蜂鳴器鳴響或看到綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則測(cè)量完成，收回絕緣桿，查看電壓表顯示屏的示數(shù)，完成測(cè)量，如需校準(zhǔn)，則按校準(zhǔn)按鈕，如需復(fù)位，則按復(fù)位按鈕；
[0027]將單點(diǎn)接觸的接觸網(wǎng)電壓測(cè)量系統(tǒng)從絕緣桿擰下來，放好電壓表及絕緣桿，測(cè)量完成。
[0028]本實(shí)用新型的有益效果:
[0029]本實(shí)用新型提出了一種全新的接觸網(wǎng)電壓?jiǎn)吸c(diǎn)接觸測(cè)量的系統(tǒng)，通過取電金屬叉與接觸線單點(diǎn)電氣接觸，在空間形成相應(yīng)的電場(chǎng)，在該電場(chǎng)內(nèi)放置兩個(gè)有一定間距的金屬片，這兩個(gè)金屬片由于所處電場(chǎng)位置不同而帶有一定的電壓差，測(cè)量該電壓差并將其轉(zhuǎn)換為接觸線的電壓，最后在LCD屏幕上顯示出測(cè)量結(jié)果，即得到被測(cè)接觸線的電壓。單點(diǎn)電氣接觸:①不需要架設(shè)接地線，減輕了檢修現(xiàn)場(chǎng)的工作強(qiáng)度;②采用單點(diǎn)接觸，使得該“測(cè)量裝置”免于承受接觸網(wǎng)25kV的對(duì)地電壓，降低了對(duì)“測(cè)量裝置”絕緣強(qiáng)度的要求，利于保護(hù)工作人員的安全。
[0030]本實(shí)用新型提出的一種全新的接觸網(wǎng)電壓?jiǎn)吸c(diǎn)接觸測(cè)量的裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)接觸網(wǎng)電壓的定量測(cè)量，克服了目前高壓驗(yàn)電器容易誤判的缺點(diǎn)，具有復(fù)位、校準(zhǔn)、提示等功能并具有一定的功能可拓展性，可以滿足接觸網(wǎng)電壓現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的要求。
[0031]本實(shí)用新型電壓檢測(cè)電路中，IC4是利用隔離放大器構(gòu)成的電壓跟隨器，它的作用是提高輸入阻抗，降低輸出阻抗，并且將輸入電壓隔離，減少被測(cè)交流電對(duì)控制器的影響。電壓檢測(cè)電路測(cè)量數(shù)據(jù)精確，實(shí)時(shí)性高。
【附圖說明】
[0032]圖1本實(shí)用新型的測(cè)量原理實(shí)驗(yàn)圖；
[0033]圖2塑料底座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3接觸網(wǎng)電壓到顯示電壓的映射關(guān)系流程圖；
[0035]圖4本實(shí)用新型的測(cè)量過程流程圖；
[0036]圖5本實(shí)用新型的電壓檢測(cè)電路圖；
[0037]圖中，1、接觸線，2、取電金屬叉，3、感應(yīng)板，4、大地，5、第二底板，6、第一底板，7、長(zhǎng)方體，8、圓柱空腔。
【具體實(shí)施方式】
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[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0039]接觸網(wǎng)電壓測(cè)量技術(shù)基本原理為:接觸網(wǎng)帶電后，和大地4之間形成相應(yīng)的電場(chǎng)，在接觸線1下方放置兩個(gè)有一定間距的金屬片，這兩個(gè)金屬片由于所處電場(chǎng)位置不同而帶有一定的電壓差，測(cè)量該電壓差并通過映射函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為接觸線的電壓，并將該測(cè)量結(jié)果利用LCD顯示出來，即得到被測(cè)接觸線1的電壓。
[0040]如圖1所示為本實(shí)用新型技術(shù)原理示意圖:平板狀感應(yīng)板3通過取電金屬叉2與接觸線1接觸取電，接觸線1、取電金屬叉2和大地4之間形成相應(yīng)的電場(chǎng)，將感應(yīng)板3置于取電金屬叉2底板之下，則感應(yīng)板3上下金屬片間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓差。
[0041]實(shí)現(xiàn)該測(cè)量系統(tǒng)共需要5個(gè)組成模塊，分別為:
[0042](1)取電及感應(yīng)板模塊:
[0043]感應(yīng)板3由上下兩塊金屬片和中間的絕緣層組成，將其放置在接觸線1和大地4形成的電場(chǎng)中，上下金屬片會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電壓差，該模塊要實(shí)現(xiàn)感應(yīng)金屬片的穩(wěn)定放置，使其受外界因素的影響小，確保映射函數(shù)保持穩(wěn)定，從而保證最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0044](2)電壓檢測(cè)電路模塊:
[0045]感應(yīng)板3上產(chǎn)生的電壓為交流電壓，電壓值較大，該電壓通過電壓檢測(cè)電路，經(jīng)過分壓電阻實(shí)現(xiàn)分壓，使其變?yōu)闇y(cè)量端可測(cè)量的電壓范圍之內(nèi)，如0-3.3V。這樣，感應(yīng)板3上的電壓差通過映射函數(shù)變換到了測(cè)量端電壓。
[0046](3)測(cè)量電路模塊:
[0047]搭建了電壓測(cè)量電路，并把測(cè)量值通過映射函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到接觸線1的電壓值，然后在LCD屏幕顯示出測(cè)量結(jié)果。
[0048](4)供電模塊