CN112462126A - 一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备 - Google Patents

一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，包括调谐匹配单元设备，所述调谐匹配单元设备包括信息采集模块；所述信息采集模块，用于监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值。本发明把采集探头集成到设备内部，使得设备具有电压采集功能，采集探头采用非接触的方式采集电压，使得采集探头不需要直接与电气连接就可以采集到的被测点的电流；把处理模块内的各个模块灌封到设备内部，使得设备不受外界环境影响，提高了设备可靠性高。

Description

一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备
技术领域
本发明属于电压采集轨道电路领域，特别涉及一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备。
背景技术
现有的调谐匹配单元设备不具备电压采集功能。若需要获取电压时，需通过外接采集设备的方式来实现，由于现场施工繁琐，长期在恶劣环境下，导致通过外接采集设备的方式采集到的电压存在可靠性不高的问题，现有的电压采集为高阻隔离方式，采集点与被测电路间接接触，当采集部分出现故障时，仍会对被测电路产生影响，严重影响设备的正常工作。
因此，如何提供一种进行电压采集的轨道电路室外设备是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备。
一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，包括调谐匹配单元设备，
所述调谐匹配单元设备包括信息采集模块；
所述信息采集模块，用于监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值。
进一步地，
所述信息采集模块包括采集探头、射频线缆和处理模块，其中，
所述采集探头，用于采集所述被测线缆处的电流，获得耦合电流；
所述射频线缆，用于传送所述耦合电流；
所述处理模块，用于接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行信号处理，得到所述被测线缆处的实际电流值或实际电压值。
进一步地，
所述采集探头采用非接触采集的方式。
进一步地，
所述采集探头包括第一组采集探头和第二组采集探头。
进一步地，
所述第一组采集探头，用于采集所述被测线缆处的电缆侧电压VE1E2；
所述第一组采集探头包括第一探头1和第二探头2。
进一步地，
所述第二组采集探头，用于采集所述被测线缆处的钢轨侧电压VU1U2；
所述第二组采集探头包括第三探头3和第四探头4。
进一步地，
所述第一探头1、所述第二探头2、所述第三探头3和所述第四探头4的内直径均与所述被测线缆外直径匹配。
进一步地，
所述处理模块包括信号放大模块、检测模块、模数转换模块和电压处理模块；
所述信号放大模块，用于接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行放大处理，并通过校正系数得到放大信号；
所述检测模块，用于接收所述放大信号，对所述放大信号进行检测处理，以获得与所述被测线缆处相同的电压波形，并将所述电压波形发送给所述模数转换模块；
所述模数转换模块，用于对所述电压波形进行采样，得到电压波形数据，并将所述电压波形数据发送给所述电压处理模块；
所述电压处理模块，用于接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行电压处理，获得所述实际电压值。
进一步地，
所述对所述电压波形数据进行电压处理包括：
接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行分析，获得实际电压的比例值，根据使用前标定的比例系数，得到所述实际电压值。
进一步地，
所述信号放大模块、所述检测模块、所述模数转换模块和所述电压处理模块集成在一起，并采用灌封的方式进行密封。
本发明还提供一种非接触电压采集方法，包括：
采用信息采集模块监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值。
进一步地，
所述监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值包括：
采用采集探头采集所述被测线缆处的电流，获得耦合电流；
采用射频线缆传送所述耦合电流；
采用处理模块接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行信号处理，得到所述实际电流值或实际电压值。
进一步地，
所述采集探头采用非接触采集的方式采集所述被测线缆处的电流。
进一步地，
所述对所述耦合电流进行信号处理包括：
采用信号放大模块接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行放大处理，并通过校正系数得到放大信号；
采用检测模块接收所述放大信号，对所述放大信号进行检测处理，以获得与所述被测线缆处相同的电压波形，并将所述电压波形发送给模数转换模块；
采用模数转换模块对所述电压波形进行采样，得到电压波形数据，并将所述电压波形数据发送给电压处理模块；
采用电压处理模块接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行电压处理，获得实际电压值。
进一步地，
所述对所述电压波形数据进行电压处理包括：
接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行分析，获得实际电压的比例值，根据使用前标定的比例系数，得到所述实际电压值。
本发明把采集探头集成到设备内部，使得设备具有电压采集功能，采集探头采用非接触的方式采集电压，使得采集探头不需要直接与电气连接就可以采集到的被测点的电流；把处理模块内的各个模块灌封到设备内部，使得设备不受外界环境影响，提高了设备可靠性高。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备示意图；
图2示出了本发明实施例中的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备采集探头安装结构示意图。
附图标记：1、第一探头；2、第二探头；3、第三探头；4、第四探头；5、左连接端子；6、采集分机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例中的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备示意图。参见图1，本发明实施例中的一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，包括调谐匹配单元设备，所述调谐匹配单元设备包括信息采集模块；所述信息采集模块，用于监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或电压值。
进一步地，所述信息采集模块包括采集探头、射频线缆和处理模块；其中，所述采集探头，用于采集所述被测线缆处的电流，获得耦合电流，具体的，采集探头采用非接触采集的方式采集所述被测线缆处的电流；所述射频线缆，用于传送所述耦合电流；所述处理模块，用于接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行信号处理，得到室外设备内部被测线缆处的实际电流值或电压值。
在本发明实施例中，调谐匹配单元设备的信息采集模块进行电压采集时，采用非接触式采集电压，即将采集探头的传感器电极放在电场中，传感器电极与被测线缆之间将通过静电场产生微小的耦合电流，射频线缆将产生的微小的耦合电流传送给处理模块，处理模块接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行信号处理，得到室外设备内部被测线缆处的实际电流值或电压值。
具体的，所述采集探头包括第一组采集探头和第二组采集探头。所述第一组采集探头，用于采集电缆侧电压VE1E2；所述第一组采集探头包括第一探头1和第二探头2。所述第二组采集探头，用于采集钢轨侧电压VU1U2；所述第二组采集探头包括第三探头3和第四探头4。
图2示出了本发明实施例中的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备采集探头安装结构示意图。参见图2，在本发明实施例中，调谐匹配单元设备内部的电压测量点有两处，分别为电缆侧电压VE1E2、钢轨侧电压VU1U2。其中，采集电缆侧电压VE1E2的第一组采集探头直接设置在电缆侧电压端子E1和E2处。钢轨侧电压VU1U2的第三探头3设置到V1端子处，第四探头4设置到左连接端子5处，这样设置既可以保证在正常使用时，即V1端子与V3端子短接时，能够测到两侧连接片电压，也可以保证在测试时，即V1端子与V3端子断开时，能够测到V1V2的电压。
其中，所述第一探头1、所述第二探头2、所述第三探头3和所述第四探头4内直径大小与所述被测线缆外直径匹配。示例性的，被测线缆均采用为1.5mm2线缆，所述第一探头1、所述第二探头2、所述第三探头3和所述第四探头4按照被测线缆外直径的尺寸制作，确保采集数据的准确性和稳定性。
采集探头采集到耦合电流后，通过射频线缆传送给处理模块。进一步具体的，所述处理模块包括信号放大模块、检测模块、模数转换模块和电压处理模块；所述信号放大模块，用于接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行放大处理，并通过校正系数得到所述放大信号；所述检测模块，用于接收放大信号，对放大信号进行检测处理，获得与被测线缆处相同的电压波形，并将所述电压波形发送给所述模数转换模块；所述模数转换模块，用于对所述电压波形进行采样，得到电压波形数据，并将所述电压波形数据发送给所述电压处理模块；所述电压处理模块，用于接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行电压处理，获得实际电压值，其中对所述电压波形数据进行电压处理包括：接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行分析，获得实际电压的比例值，根据使用前标定的比例系数，得到实际电压值。使用前标定的比例系数使用前通过校正的方式设置的。得到实际电压值后，通过电力载波PLC将电压值上传至室内。处理模块设置在采集分机6内部。
在本发明实施例中，所述信号放大模块、所述检测模块、所述模数转换模块和所述电压处理模块集成在一起，并采用灌封的方式进行密封，使得调谐匹配单元设备不受到外界环境的影响，提高设备可靠性高。
本发明把采集探头集成到设备内部，使得设备具有电压采集功能，并把处理模块灌封到设备内部，使得设备不受外界环境影响，提高设备可靠性高，采用非接触式的采集探头采集电压，使得采集探头不需要直接与电气连接，通过空间耦合采集被测物体与探头前端的电压感应电极之间的位移电流来获得被测物体表面或自由空间的电压，对采集到的耦合电流进行处理，从而得到室外设备内部被测线缆处的实际电流值或电压值。如此实现对室外设备内部被测线缆处的实际电流值或电压值的监测。
本发明还提供一种非接触电压采集方法，包括：
采用信息采集模块监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值；
所述监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值包括：
采用采集探头采集所述被测线缆处的电流，获得耦合电流；
所述采集探头采用非接触采集的方式采集所述被测线缆处的电流；
采用射频线缆传送所述耦合电流；
采用处理模块接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行信号处理，得到所述实际电流值或实际电压值；
所述对所述耦合电流进行信号处理包括：
采用信号放大模块接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行放大处理，并通过校正系数得到放大信号；
采用检测模块接收所述放大信号，对所述放大信号进行检测处理，以获得与所述被测线缆处相同的电压波形，并将所述电压波形发送给模数转换模块；
采用模数转换模块对所述电压波形进行采样，得到电压波形数据，并将所述电压波形数据发送给电压处理模块；
采用电压处理模块接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行电压处理，获得实际电压值。
所述对所述电压波形数据进行电压处理包括：
接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行分析，获得实际电压的比例值，根据使用前标定的比例系数，得到所述实际电压值。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，包括调谐匹配单元设备，其特征在于，
所述调谐匹配单元设备包括信息采集模块；
所述信息采集模块，用于监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值。
2.根据权利要求1所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述信息采集模块包括采集探头、射频线缆和处理模块，其中，
所述采集探头，用于采集所述被测线缆处的电流，获得耦合电流；
所述射频线缆，用于传送所述耦合电流；
所述处理模块，用于接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行信号处理，得到所述被测线缆处的实际电流值或实际电压值。
3.根据权利要求2所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述采集探头采用非接触采集的方式。
4.根据权利要求3所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述采集探头包括第一组采集探头和第二组采集探头。
5.根据权利要求4所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述第一组采集探头，用于采集所述被测线缆处的电缆侧电压VE1E2；
所述第一组采集探头包括第一探头(1)和第二探头(2)。
6.根据权利要求4所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述第二组采集探头，用于采集所述被测线缆处的钢轨侧电压VU1U2；
所述第二组采集探头包括第三探头(3)和第四探头(4)。
7.根据权利要求5或6任一所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述第一探头(1)、所述第二探头(2)、所述第三探头(3)和所述第四探头(4)的内直径均与所述被测线缆外直径匹配。
8.根据权利要求2所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述处理模块包括信号放大模块、检测模块、模数转换模块和电压处理模块；
所述信号放大模块，用于接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行放大处理，并通过校正系数得到放大信号；
所述检测模块，用于接收所述放大信号，对所述放大信号进行检测处理，以获得与所述被测线缆处相同的电压波形，并将所述电压波形发送给所述模数转换模块；
所述模数转换模块，用于对所述电压波形进行采样，得到电压波形数据，并将所述电压波形数据发送给所述电压处理模块；
所述电压处理模块，用于接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行电压处理，获得所述实际电压值。
9.根据权利要求8所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述对所述电压波形数据进行电压处理包括：
接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行分析，获得实际电压的比例值，根据使用前标定的比例系数，得到所述实际电压值。
10.根据权利要求8所述的具备非接触电压采集功能的轨道电路室外设备，其特征在于，
所述信号放大模块、所述检测模块、所述模数转换模块和所述电压处理模块集成在一起，并采用灌封的方式进行密封。
11.一种非接触电压采集方法，其特征在于，包括：
采用信息采集模块监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值。
12.根据权利要求11所述的非接触电压采集方法，其特征在于，
所述监测室外设备内部被测线缆处的实际电流值或实际电压值包括：
采用采集探头采集所述被测线缆处的电流，获得耦合电流；
采用射频线缆传送所述耦合电流；
采用处理模块接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行信号处理，得到所述实际电流值或实际电压值。
13.根据权利要求12所述的非接触电压采集方法，其特征在于，
所述采集探头采用非接触采集的方式采集所述被测线缆处的电流。
14.根据权利要求12所述的非接触电压采集方法，其特征在于，
所述对所述耦合电流进行信号处理包括：
采用信号放大模块接收所述耦合电流，对所述耦合电流进行放大处理，并通过校正系数得到放大信号；
采用检测模块接收所述放大信号，对所述放大信号进行检测处理，以获得与所述被测线缆处相同的电压波形，并将所述电压波形发送给模数转换模块；
采用模数转换模块对所述电压波形进行采样，得到电压波形数据，并将所述电压波形数据发送给电压处理模块；
采用电压处理模块接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行电压处理，获得实际电压值。
15.根据权利要求14所述的非接触电压采集方法，其特征在于，
所述对所述电压波形数据进行电压处理包括：
接收所述电压波形数据，对所述电压波形数据进行分析，获得实际电压的比例值，根据使用前标定的比例系数，得到所述实际电压值。
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