接触网电压非接触式测量设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种接触网电压非接触式测量设备，该设备包括：非接触式电场耦合传感器，设置在接触网检测车车顶高压设备、电力机车高压设备或接触网线路周围的电场分布均匀区域，用于在所述电场分布均匀区域耦合感应电场强度信号；显示装置，与所述非接触式电场耦合传感器连接，用于接收非接触式电场耦合传感器耦合感应的电场强度信号，显示根据所述电场强度信号确定的接触网电压。上述技术方案提高了接触网电压检测和维护的安全性、便利性。

【技术实现步骤摘要】
接触网电压非接触式测量设备
本技术涉及电气化铁道接触网检测
，特别涉及一种接触网电压非接触式测量设备。
技术介绍
接触网电压是电气化铁路牵引供电系统能力的重要指标，接触网电压过高影响电气绝缘性能；接触网电压过低，负载设备无法正常工作；接触网电压中谐波成分影响牵引供电系统的稳定性及运行质量，因此接触网电压是一项重要的技术指标。目前，电气化铁路传统采用的电压互感器包括电磁式电压互感器(PT)和电容式电压互感器(CVT)，两种互感器需要连接带电体，互感器顶部与带电体形成等电势，且传感器体积大、重量大、绝缘要求高，不利于维修。现有采用的传统电压互感器的检测方法存在如下问题，主要表现在：(1)电气不安全，采用绝缘材料实现高压电气绝缘，受到外部环境、制作工艺、运行老化等影响，易发生高压击穿问题；(2)难于维护，安装在车辆、线路、检测系统后需进行周期性测试，受安装环境及安全性要求，周期测试难于实现，存在较多维护缺失；(3)体积大、重量大，传统电压互感器大量采用绝缘材料，为增大爬电距离，伞裙面积大，重量大。综上，现有采用的传统电压互感器的检测方案已经不能满足接触网电压检测、安全运用的需求。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种接触网电压非接触式测量设备，用以提高接触网电压检测和维护的安全性、便利性，该设备包括：非接触式电场耦合传感器，设置在接触网检测车车顶高压设备、电力机车高压设备或接触网线路周围的电场分布均匀区域，用于在所述电场分布均匀区域耦合感应电场强度信号；显示装置，与所述非接触式电场耦合传感器连接，用于接收非接触式电场耦合传感器耦合感应的电场强度信号，显示根据所述电场强度信号确定的接触网电压。与现有技术中利用需要连接带电体的传统电压互感器，互感器顶部与带电体形成等电势，进行接触网电压的检测方案相比较，本技术实施例提供的技术方案，首先，在无需与接触网检测车车顶高压设备、电力机车高压设备或接触网线路接触的情况下，利用电场耦合原理，在所述电场分布均匀区域耦合感应电场强度信号，电气绝缘安全性高，频率响应宽，装置体积小，重量轻。然后，显示装置接收非接触式电场耦合传感器耦合感应的电场强度信号，显示根据电场强度信号确定的接触网电压，提高了接触网电压检测和维护的安全性、便利性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的限定。在附图中：图1是本技术实施例中接触网电压非接触式测量设备的结构示意图；图2是本技术实施例中平板电极式耦合传感器的结构示意图；图3是本技术实施例中对非接触式电场耦合传感器进行标定的示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本技术做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。由于专利技术人考虑到了现有技术中存在的技术问题，一种接触网电压非接触式电压测量方案，该方案主要包括：通过对接触网检测车车顶高压设备、动车组(电力机车)高压设备、接触网周围电场分析，选取电场分布均匀区域，在保障电气绝缘距离条件下，安装非接触式电场耦合传感器；根据电场分布原理，对数据采集系统采集的传感器输出的信号进行分析，得出接触网电压，通过显示装置进行显示。本技术的接触网电压非接触测量方法及设备，利用电场耦合原理，采用非接触式电场耦合传感器，电气绝缘安全性高，频率响应宽，装置体积小，重量轻，为接触网电压的测量提供了一种可靠的技术手段，提升了供电设备检测的安全性、效率和便利性。下面对该方案做详细介绍如下。图1是本技术实施例中接触网电压非接触式测量设备的结构示意图，如图1所示，该设备包括：非接触式电场耦合传感器1，设置在接触网检测车车顶高压设备、电力机车高压设备或接触网线路周围的电场分布均匀区域，用于在所述电场分布均匀区域耦合感应电场强度信号；显示装置2，与所述非接触式电场耦合传感器连接，用于接收非接触式电场耦合传感器耦合感应的电场强度信号，显示根据所述电场强度信号确定的接触网电压。与现有技术中利用需要连接带电体的传统电压互感器，互感器顶部与带电体形成等电势，进行接触网电压的检测方案相比较，本技术实施例提供的技术方案，首先，在无需与接触网检测车车顶高压设备、电力机车高压设备或接触网接触的情况下，利用电场耦合原理，在所述电场分布均匀区域耦合感应电场强度信号，电气绝缘安全性高，频率响应宽，装置体积小，重量轻。然后，显示装置接收非接触式电场耦合传感器耦合感应的电场强度信号，显示根据所述电场强度信号确定的接触网电压，提高了接触网电压检测和维护的安全性、便利性。具体实施时，本技术实施例提供的方案中，非接触式电场耦合传感器耦合感应电场强度信号，可以利用一个其他设备(例如一个数据采集分析装置)根据所述电场强度信号，以及电场强度信号与电压的关系，确定接触网电压(具体如何确定详见下文关于其他设备：数据采集分析装置的介绍)，通过显示装置显示根据所述电场强度信号确定的接触网电压。目前非接触式电场耦合传感器是应用在气象或地质勘探领域，与现有技术中利用需要连接带电体的传统电压互感器，互感器顶部与带电体形成等电势，进行接触网电压的检测方案相比较，通过上述非接触式电场耦合传感器耦合感应电场强度信号，根据耦合感应电场强度信号确定接触网电压并显示的方式，是重大的突破，具有重大的意义。在一个实施例中，上述其他设备可以是一数据采集分析装置，该设备根据所述电压信号，确定接触网电压，通过上述显示装置显示，以便工作人员及时了解接触网电压情况，提高安全性。具体实施时，数据采集分析装置可以根据检测的电压信号，以及预先存储的接电场强度信号与电压的关系，确定接触网电压。具体实施时，电场强度信号与电压的关系可以是预先存储的，该关系可以以表格、图表或数学模型的形式存储，上述数据采集分析装置确定接触网电压的方法可以是：接收到耦合感应电场强度信号后，将耦合感应电场强度信号在电场强度信号与电压的关系中进行匹配，找到耦合感应电场强度信号对应的电压，即为接触网电压。具体实施时，能表示接触网电压的有三个场景：①接触网检测车车顶高压设备附近，②电力机车高压设备附近，以及③接触网线缆周围。具体地，接触网电压涉及的①接触网检测车车顶高压设备、②电力机车高压设备是由于车辆受电弓升起与接触网形成等电位，该位置电压等同于接触网电压。另外，③接触网是铁路供电专业术语，是指为铁路供电的在轨道上方的线索，其所有线索及与之相连的金属体(如受电弓)均会形成等电势体。因此，以上①、②和③的电压均能代表接触网电压。基于以上陈述，具体实施时，非接触式电场耦合传感器1可以设置的场景可以包括三个：①接触网检测车车顶高压设备、②电力机车高压设备或③接触网。这个三个位置是使用场景不同，均只安装1个。如在接触网检测车上使用，就安装在接触网检测车车顶高压设备带电体低压侧附近；如在电力机车上使用，就安装在电力机车高压设备带电体低压侧附近；如在接触网附近用，就安装在接触网周围，例如带电体低压侧绝缘子处。具体实施时，非接触电场耦合传感器与上述“①接触网检测车车顶高压设备、②电力机车高压设备和③接触网”不连接，是指在上述三处特殊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触网电压非接触式测量设备，其特征在于，包括：非接触式电场耦合传感器，设置在接触网检测车车顶高压设备、电力机车高压设备或接触网线路周围的电场分布均匀区域，用于在所述电场分布均匀区域耦合感应电场强度信号；显示装置，与所述非接触式电场耦合传感器连接，用于接收非接触式电场耦合传感器耦合感应的电场强度信号，显示根据所述电场强度信号确定的接触网电压。

【技术特征摘要】
1.一种接触网电压非接触式测量设备，其特征在于，包括：非接触式电场耦合传感器，设置在接触网检测车车顶高压设备、电力机车高压设备或接触网线路周围的电场分布均匀区域，用于在所述电场分布均匀区域耦合感应电场强度信号；显示装置，与所述非接触式电场耦合传感器连接，用于接收非接触式电场耦合传感器耦合感应的电场强度信号，显示根据所述电场强度信号确定的接触网电压。2.如权利要求1所述的接触网电压非接触式测量设备，其特征在于，所述非接触式电场耦合传感器包括：平板电极式耦合传感器；所述平板电极式耦合传感器包括：绝缘防水材料制密封封装壳体；第一电极板，设置在所述绝缘防水材料制密封封装壳体内，与电场强度信号输出正极端连接；第二电极板，设置在所述绝缘防水材料制密封封装壳体内，与电场强度信号输出负极端连接；极板间浇筑绝缘树脂，设置在所述绝缘防水材料制密封封装壳体内的第一电极板和第二电极板之间。3.如权利要求1所述的接触网电压非接触式测量设备，其特征在于，所述非接触式电场耦合传感器包括：微机电系统MEMS式电场耦合传感器，用于在所述电场分布均匀区域耦合感应...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志鹏，张文轩，李向东，盛良，王婧，王燕国，周威，汪海瑛，李艳龙，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，中国铁道科学研究院基础设施检测研究所，北京铁科英迈技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11