本實(shí)用新型屬于鐵路貫通線路電纜在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種鐵路貫通線路電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

鐵路上的貫通線用來(lái)直接為鐵路各車(chē)站電氣集中設(shè)備及區(qū)間自閉信號(hào)點(diǎn)提供可靠、不間斷電源的電力線路。

鐵路貫通線路電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修的有效手段之一，在線預(yù)警是在運(yùn)行電壓下對(duì)電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，真實(shí)反應(yīng)了電纜絕緣水平。外護(hù)套絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)是利用鋼鎧上環(huán)流值，來(lái)判斷電纜外護(hù)套絕緣狀態(tài)。并且利用通訊技術(shù)實(shí)時(shí)提報(bào)檢修和相關(guān)人員，即達(dá)到事故之前計(jì)劃?rùn)z修，避免事故擴(kuò)大和不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)鐵路貫通線路電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，針對(duì)電纜的暫態(tài)接地故障和外護(hù)套故障，提出一種電纜的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)鐵路貫通線路電纜損毀前的暫態(tài)接地故障，實(shí)時(shí)在線預(yù)警，便于供電部門(mén)提前或有計(jì)劃?rùn)z修，避免因電纜突發(fā)故障造成停電。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜金屬護(hù)層的工頻電流及其變化量，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜金屬護(hù)層的絕緣故障。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：鐵路貫通線路電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包括被測(cè)鐵路貫通線路電纜、殼體和電源單元，其特征在于：殼體內(nèi)設(shè)置高速信號(hào)采集單元、低速信號(hào)采集單元和處理系統(tǒng)，在被測(cè)鐵路貫通線路電纜的金屬屏蔽層接地導(dǎo)體分別設(shè)置高頻傳感器和低頻傳感器，高頻傳感器和低頻傳感器的輸出端分別連接高速信號(hào)采集單元和低速信號(hào)采集單元，電源單元的輸出端連接處理系統(tǒng)的電源端口。

高速信號(hào)采集單元包括信號(hào)調(diào)理器A、高速A/D轉(zhuǎn)換器和高速比較器，低速信號(hào)采集單元包括信號(hào)調(diào)理器B和低速A/D轉(zhuǎn)換器，所述的處理系統(tǒng)包括FPGA、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器和處理器，高頻傳感器的輸出端連接信號(hào)調(diào)理器A的輸入端，信號(hào)調(diào)理器A的輸出端分別通過(guò)高速A/D轉(zhuǎn)換器和高速比較器連接FPGA的信號(hào)輸入端，低頻傳感器的輸出端連接信號(hào)調(diào)理器B的輸入端，信號(hào)調(diào)理器B的輸出端通過(guò)低速A/D轉(zhuǎn)換器連接FPGA的信號(hào)輸入端，F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)端設(shè)置連接存儲(chǔ)器，其輸出端連接處理器的數(shù)據(jù)端。低頻傳感器為低頻電流傳感器，其截止頻率為50Hz。高頻傳感器為高頻電流傳感器，其截止頻率不低于2MHz。所述高速信號(hào)采集單元的采樣頻率不低于2MHz。

其中優(yōu)選方案是：

所述的處理器的通訊端通過(guò)以太網(wǎng)芯片連接網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡(luò)通訊方式上傳到上位機(jī)。使用者除了在單機(jī)上監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)外，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匯集、單一調(diào)用，分析和處理。

所述的處理系統(tǒng)的輸入端設(shè)置變電站電壓采集單元，所述的變電站電壓采集單元包括在變電站母線二次側(cè)PT的開(kāi)口三角處安裝電壓傳感器、信號(hào)調(diào)理器C和A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器連接FPGA的信號(hào)輸入端。電壓傳感器采集變電站母線二次側(cè)PT開(kāi)口三角電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行增益調(diào)整送給A/D轉(zhuǎn)換器。

本實(shí)用新型鐵路貫通線路電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置所具有的有益效果是：通過(guò)在被測(cè)鐵路貫通線路電纜的金屬屏蔽層接地導(dǎo)體設(shè)置本裝置,可以實(shí)現(xiàn)：

1、可以實(shí)現(xiàn)鐵路貫通線路電纜在線故障預(yù)警，并且能明確指示故障點(diǎn)距離；

2、可以實(shí)現(xiàn)鐵路貫通線路電纜外護(hù)套絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)；

3、可以監(jiān)測(cè)供電變壓器零序電壓變化，以減少裝置誤報(bào)率；

4、不改變電纜運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)，不占用現(xiàn)有系統(tǒng)資源,在電纜接地導(dǎo)體上安裝高頻電流傳感器和低頻電流傳感器，安全可靠；

5、裝置具有GPS通訊、組網(wǎng)通訊、數(shù)據(jù)交換與上傳的功能，可作為鐵路供電上位機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)前端監(jiān)測(cè)設(shè)備使用，配置靈活。

附圖說(shuō)明

圖1本實(shí)用新型的高速信號(hào)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的原理方框圖；

圖2中FPGA實(shí)施例的內(nèi)部原理方框圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步描述：

實(shí)施例1：

如圖1、圖2所示，鐵路貫通線路電纜運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，包括被測(cè)鐵路貫通線路電纜、殼體和電源單元，殼體內(nèi)設(shè)置高速信號(hào)采集單元、低速信號(hào)采集單元和處理系統(tǒng)，在被測(cè)鐵路貫通線路電纜的金屬屏蔽層接地導(dǎo)體分別設(shè)置高頻傳感器和低頻傳感器，高頻傳感器和低頻傳感器的輸出端分別連接高速信號(hào)采集單元和低速信號(hào)采集單元，電源單元的輸出端連接處理系統(tǒng)的電源端口。

高速信號(hào)采集單元包括信號(hào)調(diào)理器A、高速A/D轉(zhuǎn)換器和高速比較器，低速信號(hào)采集單元包括信號(hào)調(diào)理器B和低速A/D轉(zhuǎn)換器，所述的處理系統(tǒng)包括FPGA、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器和處理器，高頻傳感器的輸出端連接信號(hào)調(diào)理器A的輸入端，信號(hào)調(diào)理器A的輸出端分別通過(guò)高速A/D轉(zhuǎn)換器和高速比較器連接FPGA的信號(hào)輸入端，低頻傳感器的輸出端連接信號(hào)調(diào)理器B的輸入端，信號(hào)調(diào)理器B的輸出端通過(guò)低速A/D轉(zhuǎn)換器連接FPGA的信號(hào)輸入端，F(xiàn)PGA的數(shù)據(jù)端設(shè)置連接存儲(chǔ)器，其輸出端連接處理器的數(shù)據(jù)端。

處理器的通訊端通過(guò)以太網(wǎng)芯片連接網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡(luò)通訊方式上傳到上位機(jī)。使用者除了在單機(jī)上監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)外，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匯集、單一調(diào)用，分析和處理。

鐵路供電上位機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)的輸出端設(shè)置顯示器和蜂鳴器。可以直觀的讀取數(shù)據(jù)和提醒報(bào)警。

FPGA即可編程邏輯門(mén)陣，包括高速A/D接口、門(mén)限邏輯控制、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器接口、命令寄存器和處理器接口，其模塊結(jié)構(gòu)方式為普通現(xiàn)有技術(shù)。使用時(shí)，高速A/D接口連接高速A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端，門(mén)限邏輯控制連接高速比較器，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器接口連接動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAM，處理器接口連接處理器的輸入端。

工作原理和使用過(guò)程：

在鐵路貫通線路電纜線路的金屬屏蔽層接地導(dǎo)體上，穿過(guò)高頻電流傳感器，接入一個(gè)高頻電流傳感器和一個(gè)低頻(50Hz)電流傳感器，該傳感器的輸出接到在線預(yù)警監(jiān)測(cè)裝置，該監(jiān)測(cè)裝置由超高速信號(hào)采集、低速信號(hào)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等構(gòu)成。

由高頻傳感器采集到的截止頻率大于2MHz的電磁暫態(tài)信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行增益調(diào)整和低通濾波送給高速模數(shù)轉(zhuǎn)換和高速比較器。由低頻傳感器采集到的截止頻率為50Hz的低頻工頻信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行增益調(diào)整和低通濾波送給低速模數(shù)轉(zhuǎn)換。在現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣的控制下根據(jù)高速比較器的輸出決定是否啟動(dòng)高速模數(shù)轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)，中央處理器通過(guò)中斷得到數(shù)據(jù)有效信息，經(jīng)過(guò)算法處理，通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡(luò)通訊方式上傳到上位機(jī)。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，處理系統(tǒng)的輸入端設(shè)置變電站電壓采集單元，所述的變電站電壓采集單元包括在變電站母線二次側(cè)PT的開(kāi)口三角處安裝電壓傳感器、信號(hào)調(diào)理器C和A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器連接FPGA的信號(hào)輸入端。由電壓傳感器采集變電站母線二次側(cè)PT開(kāi)口三角電壓信號(hào)，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行增益調(diào)整送給A/D轉(zhuǎn)換器。

本實(shí)用新型中提及的處理器和FPGA的設(shè)置、輸入、存儲(chǔ)和使用，為普通計(jì)算機(jī)專業(yè)人員所掌握。