[发明专利]监视铁路车辆中的悬链线-受电弓相互作用的监视设备

说明书

本发明涉及一种监视铁路车辆(100)中的悬链线‑受电弓相互作用的监视设备，其包括：一频率可调无线电接收机模块(2)，具有与其相关联的一天线(1)，用于接收通过所述射频和微波频段中的悬链线‑受电弓相互作用所发射的无线电信号(500)；及一控制模块(4)，用于检测在至少一个调谐频带内由所述无线电接收机(2)所接收的无线电信号(500)中的电弧(400)。关于所检测的电弧(400)的信息可以存储在存储模块(3)中，并用于生成由一通信模块(6)发送的记录和/或警报。所述无线电接收器模块(2)可以随附在一输入－输出模块(9)中，以便于受电弓的监视和维护，并且所述无线电接收器模块(2)可以配有一受电弓电流测量模块(8)和一测距和定位模块(7)，以获取车辆的位置和速度。

技术领域

本发明被包括在铁路运输领域中，并且更具体地，本发明被包括在火车头车辆的电源供应系统的实时自动监视的领域中，具体来说，是对架空导线(悬链线)和电能收集机构(受电弓)之间相互作用的测量。

因此，本发明涉及一种用于基于无线电频带(包括微波)中的测量来实时地自动监测悬链线-受电弓相互作用的设备。

背景技术

在用于向电动车辆提供能量的受电弓与悬链线接触的领域中，当电流流过将它们分开的空气时，在接触带和铁路悬链线的接触线之间会产生电弧。理想情况下，悬链线和受电弓的接触带不应在任何时候脱落，但实际上这种接触通常是不完美的。这些缺陷通常可以通过强烈的发光来轻松识别，特别是在非常明显的电弧中，而在强度较小的火花中则较小。从逻辑上讲，对于电气化铁路线的正确和有效运行，悬链线与受电弓的接触是否合适以及避免产生电弧极为重要，因为它们主要导致车辆发动机的电势损失，以及悬链线、受电弓接触带、与变电站和火车的不同电气设备的损坏。

尤其是，正确的受电弓-悬链线接触性是铁路工程难题中较难解决的问题之一，因为它受大量动态和静态受电弓和悬链线参数的影响以及受电弓接触带的磨损的影响。

受电弓的主要设置之一是施加在悬链线上的力。如果此力非常高，则受电弓接触带承担的磨损将非常高，从而产生随后的经济影响以及对火车头车辆可用性的影响。相反，如果该力很小，则经常产生电弧，其后果如上所述。因此，极其重要的是建立一种用于测量，表征和监视该接触的方法，以使得随后可以调节接触力，这允许优化电流收集系统的性能。

考虑到监视此接触的最明显策略是直接视觉接触，因此使用的传感器通常是光学传感器(例如，用于测量红外光、可见光或事件紫外光谱中的光强度的仪表或摄像机)。

例如，CN105403242描述了一种火车头受电弓-悬链线硬点光电振动综合GPS检测方法。所述方法包括将弧光转换为电信号，分析和处理电信号以及借助于动态模型来分析振动信号，以用于获得与借助GPS进行精确定位相关的振动值。CN105403242使用紫外光光电传感器、加速度传感器、信号调节装置、隔离变压器、采集卡、控制计算机、显示器、存储器和GPS定位器。

已知只有一个电磁频谱，并且它包括从极低频(ELF)频段到具有最高频率的X射线和伽玛频段。

如今，用于测量悬链线-受电弓相互作用的设备可以在光学范围(CCTV或闭路电视摄像机、照度计)中工作，也可以在红外光范围(热成像仪)中工作，甚至在紫外光范围内工作，就与上述文件CN105403242类似。

实际上，有一个用于描述悬链线-受电弓接触的参考标准[UNE-EN 50317标准，“受电弓与架空接触线之间的动态相互作用的条件测量的要求和验证”，2012年1月]，其专门用于测量在光谱光带中工作的悬链线-受电弓相互作用的设备(标准字面上的含义如下：“检测器必须对铜材料发出的光的波长敏感”)。