专利名称：一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力牵引机车领域，特别是一种用于检测铁路接触悬挂参数的高低压隔尚系统。
背景技术：
接触网是在电力牵引机车铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的，供受电弓取流的闻压输电线。接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。其中接触悬挂又包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件和绝缘子。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能通过受电弓输送给电力牵引机车。在机车运行的过程中，需要对接触悬挂相关参数进行检测，检测项目主要分为导高、拉出值、定位器坡度、500高差、弓网压力、硬点、离线等项目。其中对几何参数的检测既可以采用接触式又可以采用非接触式，对弓网压力、硬点，离线率的检测则必须采用接触式检测方式。接触式检测方式是指需要与接触悬挂接触，由于接触悬挂本身工作于27千伏的高压环境，检测设备无法直接与高压端连接，为了保证设备安全、正常工作，检测设备在供电、通讯均需要采用高低压隔离技术。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置。本实用新型采用的技术方案是这样的:包括高低压电源隔离系统和高低压信号传输隔离系统；其中，高低压电源隔离系统包括低压电源、隔离变压器及高压电源；所述低压电源的输出端与隔离变压器的输入端相连；隔离变压器的输出端与高压电源的输入端相连；高压电源用于为高压端的检测传感器供电，低压电源还用于为低压端的数据处理单元供电；高低压信号传输隔离系统包括检测传感器、信号预处理单元以及电气隔离信号传输通道；检测传感器位于高压端，其输出端与信号预处理单元的输入端连接；信号预处理单元位于高压端，用于对检测传感器输出的信号进行放大、滤波及模数转换，其输出端通过电气隔离信号传输通道与位于低压端的数据处理器连接。优选地，所述隔离变压器包括超隔离变压器及干式变压器；低压电源的输出端与超隔离变压器的输入端连接，超隔离变压器的输出端与干式变压器的输入端连接，干式变压器的输出端与高压电源的输入端连接。优选地，所述电气隔离信号传输通道包括高压串行数据转换单元、电光信号转换单元、光纤及光电信号转换单元；所述高压串行数据转换单元的输入端与信号预处理单元的输出端连接；高压串行数据转换单元的输出端与电光信号转换单元的输入端连接；电光信号转换单元的输出端与光纤一端连接，光纤的另一端与光电信号转换单元的输入端连接；光电信号转换单元的输出端与位于低压端的数据处理器连接。优选地，所述高压串行数据转换单元用于将信号预处理单元输出的数字信号以串行方式输出。优选地，还包括高压箱绝缘子及受电弓绝缘子；所述高压电源位于高压箱绝缘子顶部，高压箱绝缘子底部接列车顶部；所述检测传感器及信号预处理单元位于受电弓绝缘子顶部，受电弓绝缘子底部接列车顶部。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:1.本实用新型中给检测传感器供电的高压电源供电由低压电源采用隔离变压器，优选为两级隔离变压器，高压电源位于高压箱绝缘子上，完全实现了高低压电源隔离，工作安全性高。2.本实用新型的信号传输米用光纤方式，电气完全隔离,安全、可靠、抗干扰能力强。3.各个检测传感器的高低压隔离采用受电弓绝缘子，有效实现了高压部份与车顶低压部分的电气隔离，实现了机车安全、稳定的运行。
图1是本实用新型结构框图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如背景技术中所说，对接触压力、弓网冲击加速度、离线率等接触式检测方式接触悬挂及前端检测设备均工作在27kv的高压环境，低压端数据处理设备工作在不超过的220V低压环境中。本实用新型中的高压端主要是指接触悬挂及前端检测设备，低压端主要指低压端数据处理设备。如图1所示，本实用新型中的铁路接触悬挂动态检测高低压隔离系统，主要包括高低压电源隔离系统和高低压信号传输隔离系统两大部分。高低压电源隔离系统用于实现为各个检测传感器提供工作电压的高压电源的高低压隔离。高低压信号传输隔离系统用于实现各检测信号传输的高低压隔离。其中，高低压电源隔离系统包括低压电源、隔离变压器变压器及高压电源。所述低压电源的输出端与隔离变压器的输入端相连；隔离变压器的输出端与高压电源的输入端相连，高压电源用于为各个高压检测传感器供电。具体的，低压电源作为提供检测车各检测装置的动力之源，通常可以由发电机供电或UPS逆变供电。低压电源还为低压端的数据处理单元供电。本实用新型中，隔离变压器的一个优选的实施例是包括超隔离变压器及干式变压器。低压电源的输出端与超隔离变压器的输入端连接，超隔离变压器的输出端与干式变压器的输入端连接，干式变压器的输出端与高压电源的输入端连接。高低压信号传输隔离系统具体包括位于高压端的检测传感器、位于高压端的信号预处理单元以及电气隔离信号传输通道。检测传感器的输出端与信号预处理单元的输入端连接；信号预处理单元，用于对检测传感器输出的信号进行必要的预处理以便后续数据处理单元处理，例如:放大、滤波及模数转换，其输出端通过电气隔离信号传输通道与位于低压端的数据处理器连接。所述检测传感器可以为压力传感器，用于检测弓网压力；也可以也可以为加速度传感器，用于检测硬点等。 如图1，所述电气隔离信号传输通道包括高压串行数据转换单元、电光信号转换单元、光纤及光电信号转换单元。所述高压串行数据转换单元的输入端与信号预处理单元的输出端连接，高压串行数据转换单元用于将信号预处理单元输出的数字信号转换为串行数据，其可以为一并串转换电路。高压串行数据转换单元的输出端与电光信号转换单元的输入端连接，电光信号转换单元的输出端与光纤一端连接，所述电光信号转换单元可以为一光耦开关，将串行数据转化为光信号并输出给光纤。光纤的另一端与光电信号转换单元的输入端连接；光电信号转换单元的输出端与位于列车上的数据处理器连接。所述光电信号转换单元同样可以为一光耦开关，其将光纤传输单元输出的光信号还原为串行数据。数据处理器与光电信号转换单元输出端连接，接收光电信号转换单元输出的信号并对其进行换算得到实时检测传感器的值。本实用新型还包括高压箱绝缘子及受电弓绝缘子。所述高压电源位于高压箱绝缘子顶部，高压箱绝缘子底端位于列车顶部，用于实现高压电源与低压端的有效隔离。所述信号发射单元位于受电弓绝缘子上，受电弓绝缘子上还设置有受电弓、各类检测传感器，受电弓绝缘子底端位于列车顶部，用于实现受电弓、检测传感器、信号发射单元与低压端的有效隔离。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置，其特征在于，包括:高低压电源隔离系统和高低压信号传输隔离系统； 其中，高低压电源隔离系统包括低压电源、隔离变压器及高压电源；所述低压电源的输出端与隔离变压器的输入端相连；隔离变压器的输出端与高压电源的输入端相连；高压电源用于为高压端的检测传感器供电，低压电源用于为低压端的数据处理单元供电； 高低压信号传输隔离系统包括检测传感器、信号预处理单元以及电气隔离信号传输通道；检测传感器位于高压端，其输出端与信号预处理单元的输入端连接； 信号预处理单元位于高压端，其输出端通过电气隔离信号传输通道与位于低压端的数据处理器连接。
2.根据权利要求1所述的一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置，其特征在于，所述隔离变压器包括超隔离变压器及干式变压器；低压电源的输出端与超隔离变压器的输入端连接，超隔离变压器的输出端与干式变压器的输入端连接，干式变压器的输出端与高压电源的输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置，其特征在于，所述信号预处理单元用于对检测传感器输出的信号进行滤波、放大及模数转换。
4.根据权利要求3所述的一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置，其特征在于，所述电气隔离信号传输通道包括高压串行数据转换单元、电光信号转换单元、光纤及光电信号转换单元；所述高压串行数据转换单元的输入端与信号预处理单元的输出端连接；高压串行数据转换单元的输出端与电光信号转换单元的输入端连接；电光信号转换单元的输出端与光纤一端连接，光纤的另一端与光电信号转换单元的输入端连接；光电信号转换单元的输出端与位于低压端的数据处理器连接。
5.根据权利要求4所述的一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置，其特征在于，所述高压串行数据转换单元用于将信号预处理单元输出的数字信号以串行方式输出。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置，其特征在于，还包括高压箱绝缘子及受电弓绝缘子；所述高压电源位于高压箱绝缘子顶部，高压箱绝缘子底部接列车顶部；所述检测传感器及信号预处理单元位于受电弓绝缘子顶部，受电弓绝缘子底部接列车顶部。
7.根据权利要求3所述的一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置，其特征在于，还包括高压箱绝缘子及受电弓绝缘子；所述高压电源位于高压箱绝缘子顶部，高压箱绝缘子底部接列车顶部；所述检测传感器及信号预处理单元位于受电弓绝缘子顶部，受电弓绝缘子底部接列车顶部。
专利摘要本实用新型公开了一种接触网检测高低压端电源及信号传输装置，涉及电力牵引机车领域，旨在提供一种实现铁路接触悬挂动态检测高低压隔离的系统。本实用新型采用技术要点包括高低压电源隔离系统和高低压信号传输隔离系统；其中，高低压电源隔离系统包括低压电源、隔离变压器及高压电源；高低压信号传输隔离系统包括检测传感器、信号预处理单元以及电气隔离信号传输通道；检测传感器位于高压端，其输出端与信号预处理单元的输入端连接；信号预处理单元位于高压端，其输出端通过电气隔离信号传输通道与位于低压端的数据处理器连接。
文档编号G01D21/02GK203039592SQ20122064758
公开日2013年7月3日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者胡敏, 李昌峻, 赵文军, 王瑞锋, 佘朝富, 金友涛 申请人:成都唐源电气有限责任公司