牵引回流状态广域监测装置的制作方法

[0001]
本公开涉及电气化铁路牵引回流技术领域，尤其涉及一种牵引回流状态广域监测装置。


背景技术：

[0002]
近年来电气化铁路里程飞速发展，电力牵引是各种运输方式中能够以电代油的动力牵引方式，其能源优势十分明显。
[0003]
牵引供电系统中，交直交电力机车具有牵引负荷大、线路发车密度高以及机车负载率高的特点，其对以钢轨和相关导线构成的牵引回流系统载流能力和通畅能力要求不断增大。基于此，一旦存在牵引回流路径不通畅，将导致钢轨回流、地回流和其他导体回流分布的不合理，一方面造成钢轨电位抬升，引起轨道附近信号设备的功能不良或故障，对沿线人员安全造成一定威胁；另一方面，牵引所亭地回流太大，也会造成地网金属导体发热和烧损，引起接地安全问题。


技术实现要素：

[0004]
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种牵引回流状态广域监测装置，以同步采集包括牵引所、at所以及分区所所在的广域范围内的回流电信号，实现电气化铁路牵引回流状态的实时监测，以确保设备安全和人身安全。
[0005]
本公开提供了一种牵引回流状态广域监测装置，该牵引回流状态广域监测装置包括：第一回流信号采集单元、第二回流信号采集单元、第三回流信号采集单元、第一回流信号发送单元、第二回流信号发送单元、第三回流信号发送单元以及处理单元；
[0006]
所述第一回流信号采集单元用于采集牵引所的回流电信号，并实时传输至所述第一回流信号发送单元；所述第二回流信号采集单元用于采集at所的回流电信号，并实时传输至所述第二回流信号发送单元；所述第三回流信号采集单元用于采集分区所的回流电信号，并实时传输至所述第三回流信号发送单元；
[0007]
所述第一回流信号发送单元、所述第二回流信号发送单元以及所述第三回流信号发送单元对时、同步将各自收集到的回流电信号发送至处理单元；
[0008]
所述处理单元用于根据所述回流电信号确定牵引回流状态，并在回流异常时发出提示。
[0009]
可选的，所述第一回流信号采集单元包括牵引所回流支路电流互感器，所述第二回流信号采集单元包括at所回流支路电流互感器，所述第三回流信号采集单元包括分区所回流支路电流互感器。
[0010]
可选的，所述第一回流信号发送单元、所述第二回流信号发送单元以及所述第三回流信号发送单元均包括对时和定位电路、定时触发电路以及信号收集电路；
[0011]
各所述信号收集电路的输入端分别与所述牵引所回流支路电流互感器的输出端、所述at所回流支路电流互感器以及所述分区所回流支路电流互感器的输出端连接；各所述
信号收集电路的输出端均与所述处理单元的输入端连接；
[0012]
所述对时和定位电路的输出端与所述定时触发电路的输入端电连接，所述定时触发电路的输出端与所述信号收集电路的触发端电连接；各所述信号收集电路用于在与之电连接的所述对时和定位电路和所述定时触发电路的触发下，同步收集并向所述处理单元发送所述回流电信号。
[0013]
可选的，所述对时和定位电路包括gps对时和定位电路。
[0014]
可选的，所述处理单元包括监控主机和动作模块；
[0015]
所述监控主机用于基于所述回流电信号以及各回流路径电流分配比例，计算模糊贴进度，并传输至动作模块；
[0016]
所述动作模块用于基于所述模糊贴进度确定牵引回流状态，并在回流异常时发出提示。
[0017]
可选的，所述动作模块用于比较所述模糊贴进度与不同的设定阈值，并在确定回流异常时，发出提示。
[0018]
可选的，该牵引回流状态广域监测装置还包括数据中转单元；
[0019]
所述数据中转单元的输入端与各所述信号收集电路电连接，所述数据中转单元的输出端与所述监控主机连接；
[0020]
所述数据中转单元用于实时接收并存储由各所述信号收集电路发送的所述回流电信号，并将所述回流电信号传输至所述监控主机。
[0021]
可选的，该牵引回流状态广域监测装置还包括辅助监控单元；
[0022]
所述辅助监控单元与所述动作模块连接，用于接收并存储所述模糊贴进度以及回流状态。
[0023]
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：该牵引回流监测装置包括第一回流信号采集单元、第二回流信号采集单元、第三回流信号采集单元、第一回流信号发送单元、第二回流信号发送单元、第三回流信号发送单元以及处理单元；通过设置第一回流信号采集单元用于采集牵引所的回流电信号，并实时传输至第一回流信号发送单元；第二回流信号采集单元用于采集at所的回流电信号，并实时传输至第二回流信号发送单元；第三回流信号采集单元用于采集分区所的回流电信号，并实时传输至第三回流信号发送单元；第一回流信号发送单元、第二回流信号发送单元以及第三回流信号发送单元对时、同步将各自收集到的回流电信号发送至处理单元；处理单元用于根据回流电信号确定牵引回流状态，并在回流异常时发出提示，可实现同步采集包括牵引所、at所以及分区所所在的广域范围内的回流电信号，实现电气化铁路牵引回流状态的实时监测；进一步地，在确定牵引回流异常时发出提示，便于及时止损以及避免人员误入危险范围，从而有利于降低设备损失以及确保人身安全。
附图说明
[0024]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0025]
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]
图1为本公开实施例提供的一种牵引回流状态广域监测装置的结构示意图；
[0027]
图2为本公开实施例提供的另一种牵引回流状态广域监测装置的结构示意图；
[0028]
图3为图2示出的牵引回流状态广域监测装置的牵引回流测试原理示意图；
[0029]
图4为本公开实施例提供的又一种牵引回流状态广域监测装置的结构示意图。
[0030]
其中：01、牵引所，02、at所，03、分区所，111、第一回流信号采集单元，112、第二回流信号采集单元，113、第三回流信号采集单元，121、第一回流信号发送单元，122、第二回流信号发送单元，123、第三回流信号发送单元，13、处理单元，131、监控主板，132、动作模块，14、数据中转单元，15、辅助监控单元，210、对时和定位电路，220、定时触发电路，230、信号收集电路。
具体实施方式
[0031]
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0033]
在本公开的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0034]
在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
[0035]
图1为本公开实施例提供的一种牵引回流状态广域监测装置的结构示意图。参照图1，该牵引回流状态广域监测装置(也可称为“广域监测装置”)包括第一回流信号采集单
元111、第二回流信号采集单元112、第三回流信号采集单元113、第一回流信号发送单元121、第二回流信号发送单元122、第三回流信号发送单元123以及处理单元13；第一回流信号采集单元111用于采集牵引所01的回流电信号，并实时传输至第一回流信号发送单元121；第二回流信号采集单元112用于采集at所02的回流电信号，并实时传输至第二回流信号发送单元122；第三回流信号采集单元113用于采集分区所03的回流电信号，并实时传输至第三回流信号发送单元123；第一回流信号发送单元121、第二回流信号发送单元122以及第三回流信号发送单元123对时、同步将各自收集到的回流电信号发送至处理单元13；处理单元13用于根据回流电信号确定牵引回流状态，并在回流异常时发出提示。
[0036]
其中，回流电信号可为直接表征回流状态的信号，也可为间接表征回流状态的信号；示例性的，可为电流信号或电压信号，本公开实施例对此不限定。
[0037]
本公开实施例提供的牵引回流状态广域监测装置中，三个回流信号采集单元分别采集牵引所01、at所02和分区所03的回流电信号，并传输至对应的回流信号发送单元；各回流信号发送单元经对时，可同步地将各自收集到的回流电信号发送至处理单元13，如此确保了处理单元13所处理的信号的时间同步性，从而可较准确地确定牵引回流状态；进一步地，处理单元13可在回流异常时发出提示，如此可避免相关人员误入危险区域，有利于确保人身安全；同时，可提示相关人员对回流异常的区段进行检修和维护，有利于避免安全事故的发生，且有利于降低设备损失。
[0038]
在一实施例中，图2为本公开实施例提供的另一种牵引回流状态广域监测装置的结构示意图。参照图2，第一回流信号发送单元111包括牵引所回流支路电流互感器，第二回流信号发送单元112包括at所回流支路电流互感器，第三回流信号发送单元113包括分区所回流支路电流互感器。
[0039]
如此，可利用电流互感器实现对个变电所牵引回流的监测。
[0040]
示例性的，牵引回流的测试原理如图3所示，钢轨的绝缘节220处有通往扼流变210的引线，通过在该引线上穿入牵引变电所回流支路电流互感器、at所回流支路电流互感器和分区所回流支路电流互感器(以200示出)，可测得各变电所的牵引回流。
[0041]
示例性的，扼流变中性点n电连接至综合地线。
[0042]
在一实施例中，继续参照图2，第一回流信号发送单元121、第二回流信号发送单元122以及第三回流信号发送单元123均包括对时和定位电路210、定时触发电路220以及信号收集电路230；各信号收集电路230的输入端分别与牵引所回流支路电流互感器的输出端、at所回流支路电流互感器以及分区所回流支路电流互感器的输出端连接；各信号收集电路230的输出端均与处理单元13的输入端连接；对时和定位电路210的输出端与定时触发电路220的输入端电连接，定时触发电路220的输出端与信号收集电路230的触发端电连接；各信号收集电路230用于在与之电连接的对时和定位电路210和定时触发电路220的触发下，同步收集并向处理单元13发送回流电信号。
[0043]
其中，对时和定位电路210可向定时触发电路220发送位置信息和时间信息，定时触发电路220根据时间信息定时触发信号收集电路230，以使牵引所、at所和分区所的的同一时刻的回流电信号同步发送至处理单元13，从而有利于实现包括牵引所、at所和分区所在内的广域范围内的牵引回流状态的实时准确监测。
[0044]
在一实施例中，对时和定位电路210包括gps对时和定位电路。
[0045]
如此设置，该电气化铁路牵引回流状态广域监测装置采用gps对时和触发功能，可以实现牵引变电所、分区所和at所的回流电信号监测的同步性，监测结果具有严格的时间对应关系，牵引回流状态的判断准确性较高。
[0046]
在其他实施方式中，对时和定位电路210还可包括本领域技术人员可知的、其他类型的、可实现对时和定位功能的电路，本公开实施例对此不限定。
[0047]
在一实施例中，处理单元13包括监控主机131和动作模块132；监控主机131用于基于回流电信号以及各回流路径电流分配比例，计算模糊贴进度，并传输至动作模块132；动作模块132用于基于模糊贴进度确定牵引回流状态，并在回流异常时发出提示。
[0048]
其中，监控主机131实时计算监测到的各回流路径电流分配比例与预设的各回流路径电流分配比例之间的模糊贴进度，并将数据上传到动作模块132，动作模块132根据模糊贴进度与设定阈值之间的大小关系，可确定牵引回流状态。
[0049]
示例性的，模糊贴进度小于设定阈值时，确定牵引回流状态正常，模糊贴进度等于或者大于设定阈值时，确定牵引回流状态异常；回流异常时发出提示，以降低设备损失，提高人身安全性。
[0050]
可理解的是，设定阈值的具体取值可根据牵引回流系统的需求设置，本公开实施例对此不限定。
[0051]
在一实施例中，动作模块132用于比较模糊贴进度与不同的设定阈值，并在确定回流异常时，发出提示。
[0052]
如此，通过设置不同的设定阈值，可对应不同的安全等级，采取对应的处理措施，从而可完成对牵引回流系统的完好性准确辨识，对发现的回流异常自动报警。
[0053]
其中，不同的预设阈值之间的差值可根据牵引回流系统的需求设置，本公开实施例对此不限定。
[0054]
在一实施例中，图4为本公开实施例提供的又一种牵引回流状态广域监测装置的结构示意图。参照图4，该牵引回流状态广域监测装置还包括数据中转单元14；数据中转单元14的输入端与各信号收集电路230电连接，数据中转单元14的输出端与监控主机131连接；数据中转单元14用于实时接收并存储由各信号收集电路230发送的回流电信号，并将回流电信号传输至监控主机131。
[0055]
如此设置，该牵引回流状态广域检测系统采用数据实时上传的方式，减少了数据本地存储容量，有效避免本地数据丢失问题，同时方便后台进行牵引回流综合分析，提高了系统运行效率。
[0056]
示例性的，数据中转单元141可包括通讯网络，本公开实施例中的其他数据传输过程也可采用通讯网络实现。
[0057]
在一实施例中，该牵引回流状态广域监测装置还包括辅助监控单元15；辅助监控单元15与动作模块132连接，用于接收并存储模糊贴进度以及回流状态。
[0058]
如此，可利用辅助监控单元存储与时间关联的牵引回流状态及其相关数据，形成包括牵引所、at所以及分区所在内的广域范围内的牵引回流系统的状态相关数据库，从而便对牵引回流系统的状态进行记录和追踪。
[0059]
可理解的是，上述各功能单元或功能模块还可采用本领域技术人员可知的其他结构形式实现，本公开实施例对此不限定。
[0060]
本公开实施例提供的牵引回流状态广域监测装置，通过设置gps对时和触发功能，同步采集包括牵引变电所、at所以及分区所在内的广域范围内各回流支路的电流量，利用通讯网络完成数据上传，动态监测牵引回流状态，并发出故障或者异常报警，实现电气化铁路牵引回流状态的实时和动态综合检测，有利于降低设备损失，提高人身安全性。
[0061]
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。