[发明专利]用于轨道交通电气控制屏柜的健康诊断装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于轨道交通电气控制屏柜的健康诊断装置及方法，该装置包括：高速采集电路，其基于高速采样率对实时监测的轨道交通电气控制屏柜的实际回路的运行状态信息进行采样；健康诊断模块，其与所述采集模块连接，对采样得到的运行状态信息进行处理，实现对关键回路的电压、电流、负载特性和器件寿命中至少之一的健康参数诊断，并基于所述健康参数诊断结果，执行相应的处理；对外连接模块，其与所述健康诊断模块连接，将健康诊断结果以多种交互方式向外部设备输出。本发明的装置可对电气屏柜进行健康诊断，提升电气屏柜微机自感知、自诊断能力，降低车辆运行故障和风险、提高系统的可靠性、检修效率和运营保障能力。

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆控制技术领域，具体地说，涉及一种用于轨道交通电气控制屏柜的健康诊断装置及方法。

背景技术

电气控制屏柜是轨道交通车辆电气控制系统的重要组成部分，参与车辆的供电、制动、牵引等控制功能，是整车电气的连接枢纽。

目前，针对轨道交通车辆动车组电气控制屏柜的运行状态的监测，主要是由网络系统对控制回路中的相关继电器的辅助触点进行数字量监测，而非直接监测实际回路状态，存在辅助触点与动作线圈动作不一致的风险。另外网络系统采集方案为200ms采集一次回路电压状态，并对其状态只进行“0”(0～33V)，“1”(77～143V)数字量判断，缺乏对中间态(34～76V)和144V的过压监测，以及回路电流监测功能。因此存在无法真实还原偶发性电气故障时的电气状态的问题，而且网络采集回路数字量时，正好器件触点出现抖动，易出现误采集和误报警的缺点。

基于现有的监测方法容易导致如下故障。线路板烧损故障：车辆由于出现负载短路、绝缘破坏、接地等导致回路电流异常增大，但电流值并未到达前级断路器动作值，故障持续较长时间形成热累积效应导致发生的线路板烧损问题。风机接触器不动作故障：网络系统励磁风机接触器线圈后，在2s内若采集不到该风机接触器辅助反馈触点的信号则报出“未动作故障”，动车组已多次出现本类故障，但是由于预防性更换下来的接触器在地面并未复现故障现象，因此至今未能准确定位真正原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于轨道交通电气控制屏柜的健康诊断装置，该装置能够直接监测实际回路状态，并且能对回路电压的每个状态进行健康诊断。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种用于轨道交通电气控制屏柜的健康诊断装置，该装置包括：高速采集电路，其基于高速采样率对实时监测的轨道交通电气控制屏柜的实际回路的运行状态信息进行采样，所述运行状态信息包括模拟量电压和模拟量电流；健康诊断模块，其与所述采集模块连接，对采样得到的运行状态信息进行处理，实现对关键回路的电压、电流、负载特性和器件寿命中至少之一的健康参数诊断，并基于所述健康参数诊断结果，执行相应的处理；对外连接模块，其与所述健康诊断模块连接，将健康诊断结果以多种交互方式向外部设备输出。

根据本申请的一个实施例，所述健康诊断模块，其执行如下至少任一诊断步骤：A、对关键回路电压、电流进行健康诊断，判断是否出现回路过压、欠压、过流故障；B、直接监测逻辑回路各部分的运行状态，实现对电气回路中故障元器件的定位；C、对继电器和/或接触器动作时测量的触点动作时间和抖动情况进行诊断，判断器件动作状态以及补充网络采集点位信息；D、对回路负载器件的L/R时间常数特性进行诊断，识别回路负载器件特性是否发生变化以导致故障；E、统计继电器的动作次数，预测继电器寿命。

根据本申请的一个实施例，所述健康诊断模块，其还执行如下至少一个步骤：

记录器件动作时刻波形和健康诊断信息，通过上位机软件进行文件解析和波形显示；在确定发生故障时，通过多种交互方式进行故障报警处理；支持上位机的参数设定，实现通过上位机配置各种具备不同电气参数的器件模型算法；接收来自上位机的波形在线监视请求，提取相应通道的高频率采集的健康数据发送至上位机，实现波形在线监视。