[发明专利]高速铁路牵引供电信号监测系统及方法

说明书

本发明提供一种高速铁路牵引供电信号监测系统，包括设置在铁路沿线杆塔上的触发机构、第一电气信号采集装置、电气信号收发装置、信号同步装置、信号处理器、无线通信发射器和为各装置提供电源的独立电源；相邻杆塔的电气信号收发装置互连；杆塔的电气信号收发装置及第一电气信号采集装置分别与信号同步装置连接，信号同步装置与信号处理器连接；触发机构触发无线通信发射器将同步的电气信号发送到机车的无线通信接收器中。本发明所述的信号监测系统及方法具有可同步采集变电所及牵引网沿线杆塔设备电气信号的特点，具有系统整体设置结构简单、成本低，信号传输稳定、信号数据量小、信号传输安全性高等优点。

技术领域

本发明涉及高速铁路的牵引供电网的状态监测、故障诊断及预警方法，特别涉及高速铁路牵引供电信号监测系统及方法。

背景技术

目前高速铁路的电气化铁路的供电系统，因用电量大、分布距离广，故而形成相对独立的电气化铁路牵引供电系统，我国国土幅员辽阔，列车运行跨度大，列车在运行过程中受到天气环境、地质环境等多方面因素的影响，牵引网电缆、承载电缆的杆塔、供电的变电所等设备会受到恶劣气候甚至雷电大气过电压的侵袭，电气设备易出现各种故障，故障的原因、时间及位置都不易在第一时间监测到，这些故障对变电所和机车的稳定运行和维护，以及故障清除带来了一定的困难，为了保障变电所和列车的安全、稳定运行，需要对牵引网的运行状态、对故障时间和位置的掌握提出了更高的要求。

现有的电气牵引网供电系统的主要电气参量包括：变电所的电压和电流、机车的电压和电流，现有的变电所之间的电气参量并不同步且无法相互传输，无法对实时数据进行高频分量的精准测量，实际测得数据的实用性和可靠性相对较低，且很多数据分析的基础参量无法获取，因此，需要对现有的牵引供电系统的电气参量进行高精度同步采集和高频率分析。

此外，现行的牵引供电系统的分析和仿真软件都是基于非同步的数据进行分析和计算的，现行的分析软件很难进行动态、快速的实际情况分析，对故障的分析和定位能力有所欠缺。现行的运行工况复杂、数据量极大，依靠现有的分析平台的可靠性越来越低。

发明内容

（一）发明目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种对变电所电气参量、杆塔电气参量及机车电气参量进行高精度同步数据采集和分析的监测产品和监测方法，为铁路局、机务段、供电段、机车车辆厂、铁路设计院等单位对牵引供电系统和机车车辆电气装备设计、运营、维护、检修、故障预警、事故调查分析等提供现场数据和决策支持。

（二）技术方案：为了解决上述技术问题，本技术方案提供一种高速铁路牵引供电信号监测系统，包括：设置在铁路沿线杆塔上的触发机构、第一电气信号采集装置、电气信号收发装置、信号同步装置、信号处理器、无线通信发射器和为各装置提供电源的独立电源；

相邻杆塔的电气信号收发装置互连，铁路变电所的第二电气采集装置与相邻杆塔的电气信号收发装置连接；

杆塔的电气信号收发装置及第一电气信号采集装置分别与信号同步装置连接，信号同步装置与信号处理器连接，触发机构与无线通信发射器连接，信号处理器与无线通信发射器连接；

机车上还设有与杆塔无线通信发射器连接的无线通信接收器；

触发机构触发无线通信发射器将同步的电气信号发送到机车的无线通信接收器中。

优选的，机车上还设有第三电气信号采集装置、信号同步装置和信号处理器，机车上设有与智能调度服务器连接的3G网络通信装置及定位机车位置的GPS定位装置。

优选的，触发机构包括支撑载板、分层框架、防尘外壳及二级阻尼旋转装置，支撑载板与防尘外壳固定连接，分层框架设置在防尘外壳内，第一电气信号采集装置、电气信号收发装置、信号同步装置、信号处理器及无线通信发射器分布设置在分层框架上，防尘外壳顶部通过活动摆臂与杆塔侧壁铰接；