[发明专利]一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置及方法，属于高速铁路高架桥桥墩雷电流测量领域。本发明装置包括放电试验部分和测量部分，所述放电试验部分包括：冲击电压发生器，引流线，桥墩，编织铜带，接地极阵列，回流线；所述测量部分包括：罗氏线圈，无线采集卡一，磁传感阵列，无线采集卡二，计算机服务器。本发明试验流程相对简单，易于开展不同环境下高速铁路高架桥桥墩雷电流测量试验，可实现高架桥桥墩雷电流监测，对于高速铁路信号设备的差异化防护以及建设全方位的数据监测与风险预警体系具有重要意义。

技术领域

本发明属于高速铁路高架桥桥墩雷电流测量领域，具体涉及一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置及方法。

背景技术

我国高速铁路多采用高架桥结构建设，相对于普速铁路，高速铁路的这种架设方式直接抬升了接触网的对地高度，导线对地高度达到了15～30米，增强了引雷能力。信号系统沿铁路线敷设，并与钢轨、接触网支柱有直接的电气连接，雷击接触网产生的雷电电磁暂态可能会侵入到轨旁信号设备，影响信号系统安全可靠运行,从而导致列车晚点滞留，对于行车密度高、速度快的高铁线路甚至可能带来严重后果,因此实现雷电流监测对于高速铁路信号设备的差异化防护以及建设全方位的数据监测与风险预警体系具有重要意义。

专利号为CN 113466533A中提出一种基于多通道山区配电线路雷电流测量方法，由雷电流传感装置、数据采集装置、通信模块、监控上位机部分组成，该方法采用光学电流传感技术可用于多通道山区配电线路雷电流测量，但装置较为复杂，对于高铁桥墩雷电流测量场景来说，并不使用，无法实现对桥墩整体雷电流监测作用。

专利号为CN 104914288A中提出一种雷电流测量线圈及设计方法，雷电流测量线圈包括多个并联的量程不同的线圈，线圈内部设有匹配电阻，该电阻使用环氧树脂浇注集成到所述线圈内，所述匹配电阻串入线圈电缆首端的芯线中，从而完成雷电流测量，但是每次雷电流幅值变化较大，利用固定的线圈来测量时，会使得测量精度出现一定的波动，并且该测量线圈对于桥墩雷电流的测量场景也难以满足。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置及方法，其采用的技术方案如下：

一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置，包括放电试验部分和测量部分；

所述放电试验部分包括冲击电压发生器，引流线，桥墩，编织铜带，接地极阵列，回流线；所述冲击电压发生装器的正极输出经过引流线从顶部的两个接地端子注入到桥墩，冲击电压发生器的负极端经由回流线和编织铜带相连；所述编织铜带位于桥墩底部，实现雷电流回流作用；所述接地极阵列用于保证测量安全；

所述测量部分包括罗氏线圈，无线采集卡一，磁传感阵列，无线采集卡二，计算机服务器；所述罗氏线圈放在桥墩顶部雷电流注入端，当测量开始，冲击电流流过时，测量顶部注入雷电流时产生的磁场；所述无线采集卡一处理经过罗氏线圈传输的数据，并输出雷电流数值大小；所述磁传感阵列放置在桥墩底部，按照均匀间隔分布在桥墩周围，起到测量桥墩底部雷电流产生磁场的作用；所述无线采集卡二接收磁传感阵列测量的数据，并进行数据处理；通过无线传输，将；无线采集卡一和无线采集卡二测得的数据传输至计算机服务器。

进一步地，所述的冲击电压发生器为普通型高压放电装置。

进一步地，所述的桥墩为高速铁路高架桥任一桥墩。

进一步地，所述磁传感阵列为隧道磁阻传感器。

本发明还提供一种根据高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置的测量方法，包括如下步骤：