铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置的制作方法

本实用新型属于电路监测技术领域，特别是涉及一种铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置。

背景技术：

随着铁路运输和信息技术的发展，铁路运输越来越多地依赖信息化设备指挥行车，其中电源屏又是信息化设备的心脏，在电源屏中交流接触器又起到至关重要的作用，交流接触器在工作时往往需要频繁的接通和断开大电流断路，因此它的主触头是比较容易损坏的部件。交流接触器触头的常见故障一般有触头过热、触头磨损和主触头熔焊等情况。具体分析如下：

一是触头过热。动、静触头间存在着接触电阻，有电流通过时便会发热，正常情况下触头的温升不会超过允许值。但当动、静触头间的接触电阻过大或通过的电流过大时，触头发热严重，使触头温度超过允许值，造成触头特性变坏，甚至产生触头熔焊。导致触头过热的主要原因有两点，首先是通过动、静触头间的电流过大。交流接触器在运行过程中，触头通过的电流必须小于其额定电流，否则会造成触头过热。系统电压过高或过低，用电设备超负荷运行，触头容量选择不当和故障运行都会造成触头电流过大。其次是动、静触头间接触电阻过大，不同规格和结构形式的接触器，其触头的压力值不同。对同一规格的接触器而言，一般是触头压力越大，接触电阻越小。触头压力弹簧受到机械损伤或电弧高温的影响而失去弹性，触头长期磨损变薄等都会导致触头压力减小，接触电阻增大。触头表面接触不良也会造成接触电阻过大，这是由于油污和灰尘在触头表面形成一层电阻层，铜质触头表面氧化，触头表面被电弧灼伤、烧毛，使接触面积减少等原因造成的。

二是触头磨损。触头在使用过程中，其厚度会越用越薄，这就使触头磨损。触头磨损有两种：一种是电磨损，是由于触头间电弧或电火花的高温使触头金属气化造成的；另一种是机械磨损，是由于触头闭合时的撞击及触头接触面的相对滑动摩擦等所造成的。一般当触头磨损至超过原有厚度的一半时，应更换触头。若触头磨损过快，应查明原因，排除故障。

三是触头熔焊。动、静触头接触面熔化后焊在一起不能分的的现象，称为触头熔焊。当触头闭合时，由于撞击和产生振动，在动、静触头间的小间隙中产生短电弧，电弧产生的高温可达3000～6000℃，使触头表面被灼伤甚至烧熔，熔化的金属冷却后便将动、静触头焊在一起。发生触头熔焊的常见原因有：接触器容量选择不当，使负载电流超过触头容量；触头压力弹簧损坏使触头压力过小；因线路过载使触头闭合时通过的电流过大等。实验证明，当触头通过的电流大于其额定电流10倍以上时，将使触头熔焊。触头熔焊后，只有更换新触头，才能消除故障。如果因为触头容量不够而产生熔焊，则应选用容量较大的接触器。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置，解决上述交流接触器触头使用中引发的故障问题，应对交流接触器接触点进行监测，预防交流接触器引发的行车故障，保障整个机电设备的正常运行，从而减低维护成本，提高维护效率，提高交流接触器使用的可靠性。

本实用新型的技术解决方案是：铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置，其特征在于，它包括：微控制器、电流互感器、无源射频温度传感器、射频读取器、温度传感器；所述无源射频温度传感器用于测量交流接触器腔体内温度；所述电流互感器测量交流接触器承载的电流；所述温度传感器用于测量室内温度；所述射频读取器用于非接触式的读取交流接触器温度；所述微控制器实时计算交流接触器腔体内温度、交流接触器承载电流、室内温度的关系，得出交流接触器触点的当前电阻值，根据当前的承载电流，计算交流接触器的触点压降。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：首先是大大提高了监测的便捷性，由于使用无源射频温度传感器，可以远程获得交流接触器触电变化信息，以及由此带来的线路设计的复杂性；其二，减少有线线路中接触电阻对测量结果的影响，省去线路连接，减少了因导线存在产生的对接点电阻值的测试精确度的影响；第三，采用无源射频温度传感器进行测试，并将测试的温度信号转化为电压变化信号，显著降低了系统功耗；最后，可对各种交流接触器产品进行监测，一次可监测多台交流接触器，增加了监测装置的可应用性，也提高了监测效率，节省硬件成本和占地面积。

附图说明

图1是本实用新型铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的实施例，参见图1，一种铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置，包括电源装置、微控制器、外部接口、电流互感器、无源射频温度传感器、射频读取器、天线、温度传感器、显示装置。从电源屏二次供电侧的交流电源取电，通过无源射频温度传感器来测量交流接触器腔体内温度，然后再通过电流互感器，测量交流接触器承载的电流，通过温度传感器测量室内温度，通过射频读取器非接触式的读取交流接触器温度，通过微控制器实时计算交流接触器腔体内温度、交流接触器承载电流、室内温度的关系，得出交流接触器触点的当前电阻值，根据当前的承载电流，计算出交流接触器的触点压降，通过外部接口将信息传输至其他监测系统进行综合在线管理，可以与各种目前铁路系统在用的综合维护系统相兼容，通过电源装置从电源屏二次供电侧获取工作电源，通过显示装置直观给铁路信号维护人员提供交流接触器的故障预判信息。

系统从电源屏二次供电侧的交流220v取电，使用交流/直流隔离开关电源模块，转换为系统需要的5v工作电压。通过线性稳压器降压产生微控制器需要的3.3v。三路电流互感器，其中一路监测交流接触器合路中的其中一相电流。另外两路监测交流接触器的控制继电器电流，得到工作路径和实时动作状态。板载数字温度传感器，监测环境温度。通过串口操作读卡器，读取无源射频温度传感器温度。提供一个有机发光显示屏，现场显示室温，交流接触器接通路径，接触器内温度，计算压降。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案基础上，本领域人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

技术特征：

1.铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置，其特征在于，它包括微控制器、电流互感器、无源射频温度传感器、射频读取器、温度传感器；所述无源射频温度传感器用于测量交流接触器腔体内温度；所述电流互感器测量交流接触器承载的电流；所述温度传感器用于测量室内温度；所述射频读取器用于非接触式的读取交流接触器温度；所述微控制器实时计算交流接触器腔体内温度、交流接触器承载电流、室内温度的关系，得出交流接触器触点的当前电阻值，根据当前的承载电流，计算交流接触器的触点压降。

2.根据权利要求1所述的铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置，其特征在于：它还包括外部接口，所述外部接口将信息传输至其他监测系统进行综合在线管理。

3.根据权利要求1所述的铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置，其特征在于：它还包括电源装置，所述电源装置从电源屏二次供电侧获取工作电源。

4.根据权利要求1所述的铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置，其特征在于：它还包括显示装置，所述显示装置直观给铁路信号维护人员提供交流接触器的故障预判信息。

技术总结
铁路信号用电源屏交流接触器接点电阻在线监测装置，其特征是，它包括微控制器、电流互感器、无源射频温度传感器、射频读取器、温度传感器；所述无源射频温度传感器用于测量交流接触器腔体内温度；所述电流互感器测量交流接触器承载的电流；所述温度传感器用于测量室内温度；所述射频读取器用于非接触式的读取交流接触器温度；所述微控制器实时计算交流接触器腔体内温度、交流接触器承载电流、室内温度的关系，得出交流接触器触点的当前电阻值，根据当前的承载电流，计算交流接触器的触点压降。本实用新型对交流接触器接触点进行监测，预防接触器引发的行车故障，保障整个机电设备的正常运行，减低维护成本，提高维护效率，提高交流接触器使用的可靠性。

技术研发人员：万良元;赵鸿滨;秦平;赵军兴
受保护的技术使用者：北京国兴力德新材料技术有限公司
技术研发日：2019.06.24
技术公布日：2020.04.07