[发明专利]一种机车变流柜电气接线端子超温预警装置

说明书

本发明提供一种机车变流柜电气接线端子超温预警装置，采用卡片式结构设计，该种设计方式不需要专门的相机三脚架固定，可灵活移动，适应狭小空间的结构布局。采用背部强磁吸附安装方式，既能屏蔽变流柜内大电流的电磁干扰，又能屏蔽背部吸附磁铁的强磁干扰。本发明装置包括：电性连接的CPU处理单元、红外摄像头单元、可见光摄像头单元、WIFI无线增强传输单元、LED高亮补光单元、声光报警单元以及板载温湿度环境检测单元。本发明装置能够及时发现空间狭小、密闭运行的机车变流柜接线端子因松动、接触不良、接触电阻偏大等潜在的异常发热问题，实时监测、显示被测范围内的电器件、线缆、接线端子的温度图像，并进行早期预判，有效预防火灾发生。

技术领域

本发明涉及机车安全检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种机车变流柜电气接线端子超温预警装置。

背景技术

机车变流柜内空间狭小，干线电流大，关键接线端子距柜门距离很近，小于6cm，上下可操作空间小于20cm，柜内黑暗无光，无风扇强制风冷散热，车辆运行时柜门紧闭，是火灾预防的重点区域。现有机车变流柜内常因端子压接不良、安装不到位、缩针、弯针接触不良等情况，在车辆运行震动过程中造成局部接触电阻过大，导致热量聚集，端子金属变色甚至融化，破坏绝缘，严重时导致火灾发生。在整个路内，由此引发的事故多次发生，严重影响到列车运行安全。

现有机车车辆在关键位置安装烟雾检测装置、缠绕式测温电缆，作为预防火灾故障的常规措施。但烟雾检测装置往往是在出现较大浓烟及火焰后才能触发报警，其火灾预警能力严重滞后，属于防而不预。测温电缆必须通过绑缚接触，能覆盖到电力线缆线槽或电器柜内部，对温度变化敏感，能够预防和提示火灾潜在风险，但不能准确定位故障位置，属于预而不准。

因绝缘、安装方式、电磁干扰及预警能力等要求，它们不能实现对机车变流柜配线端子进行超温在线检测并预警。目前对机车变流柜内关键配线端子的连接状态仍然依靠人工外观检查和电阻测量，但当机车带电带载运行，高低压变流柜柜门不允许打开，难以对端子的接触不良、过热、电流不均匀等故障现象进行在线判断和提前预警。

现有技术中，针对上述提出的技术问题提出的技术方案为红外热成像技术和接触式无线测温；其中，红外热成像技术通过红外探测仪获取设备表面的热信息，通过图像处理技术得到设备热场分布和温升变化数据,再应用相应的算法诊断出设备的故障隐患。常见类型有手持式红外热成像设备和在线式红外热成像监测系统。接触式无线测温采用集成温度传感器或数字温度传感器采集被测点的温度，经处理的温度信号以无线通信的方式进行传输，是目前高压设备温度监测的主要方法。采用基于ZigBee无线物联网技术和PT100温度传感器相结合，可实时测量插件、电缆、变压器外壳、导线等多个点的温度。SAW贴片式传感器利用声表面波行进为载体进行信号的传输与处理，应用在高压电力传输线路的温度监测。但是，上述两种技术方案存在如下缺陷：

1、传统手持红外热像设备，需要人工手持接近物体表面进行温度感应。但机车变流柜封闭运行，必须在机车停车停电后开门才能检测到发热端子表面温度，达不到实时在线检测和自动记录端子温升过程，不能及时对故障端子进行超温预警和准确定位，无法满足机车变流柜狭小空间的端子超温预警要求。

2、在线式红外热成像监测系统，采用有线传输，成像焦距大，镜头处理模组复杂，体积大，成本高。因安装空间受限和需要额外增加专门的网络传输布线，容易破坏机车车辆现有结构和运用状态，不适合机车高低压变流柜狭小空间的测试环境要求。

3、接触式无线测温系统，要与被检测设备接触，实现采集器和被采集点等电位采集，要停电操作，当长时间高温运行，对探头寿命有较大的影响，且面临如何安装固定、绝缘、电磁干扰、无线信号的防屏蔽等问题，不适合密闭变流柜狭小空间配线端子的超温预警。

发明内容