一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统，包括：光纤复合架空地线、光纤分布式监测主机；其中，所述光纤复合架空地线内部包括通讯光纤和备用光纤；所述光纤复合架空地线整体架设于铁路的接触网上方，所述光纤复合架空地线中的通讯光纤用于与通讯设备相连；所述光纤复合架空地线中的备用光纤通过光纤跳线与所述光纤分布式监测主机相连。

【技术实现步骤摘要】
一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统
本技术涉及电气化铁路
，特别涉及一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统。
技术介绍
电气化铁路的特点是列车速度快，行车密度高，一旦接触网发生故障导致接触网断电，将直接影响列车运行，给铁路运输系统造成严重的混乱。因此，电气化铁路对牵引供电系统的可靠性要求极高。以往运行经验表明，接触网因雷击而发生跳闸现象频有发生，加之恶劣的户外运行工况，受户外天气、环境因素影响较大，常因风害、覆冰、冻雨、污秽、异物入侵等而发生倒塌、断线、闪络等故障。接触网并非绝对平直导线，在机车行进过程中，受电弓在接触网硬点处经常发生拉弧，易对机车受电弓和接触网造成损伤。针对上述问题，该领域已经存在一些解决方案，例如采取架设避雷线的方式来减少雷击，或者采取在接触网沿线布设测温传感器、风力传感器等方式来监测户外环境，通过在接触网绝缘子处安装泄漏电流传感器来监测绝缘子闪络故障等。但这些方案各自为政，不成系统，因其硬件投资成本高、传感器种类繁多庞杂、户外运行可靠性差、组网困难等原因，其运行效果并不理想。
技术实现思路
本技术实施例的主要目的在于提出一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统，用来解决硬件投资成本高、运行效果不理想的技术问题。为实现上述目的，本技术提供了一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统，包括：光纤复合架空地线、光纤分布式监测主机；其中，所述光纤复合架空地线内部包括通讯光纤和备用光纤；所述光纤复合架空地线整体架设于铁路的接触网上方，所述光纤复合架空地线中的通讯光纤用于与通讯设备相连；所述光纤复合架空地线中的备用光纤通过光纤跳线与所述光纤分布式监测主机相连。可选的，在本技术一实施例中，所述光纤复合架空地线的路径与所述接触网的路径完全相同。可选的，在本技术一实施例中，所述光纤分布式监测主机包括电源、中央处理器，光源模块和监测分析模块；其中，所述光源模块的一端与所述备用光纤相连，所述光源模块的另一端与所述监测分析模块的一端相连；所述监测分析模块的另一端与所述中央处理器相连；所述电源，用于对所述光纤分布式监测主机的各部件提供电能；所述光源模块，用于向所述备用光纤发射测试光源；所述监测分析模块，用于实时监测所述测试光源在所述备用光纤上的反射参数，利用监测到的反射参数分析接触网沿线的运行状态；并将数据传送给中央处理器。上述技术方案具有如下有益效果：本技术方案使用一套系统具有防雷功能和分布式综合监测功能，相比于传统的技术方案，本技术具有显著的优势包括：1)一套系统即实现了接触网防雷加强及沿线分布式监测的功能，减少了系统设备数量和投资；2)该系统采用光纤复合架空地线中的光纤替代现有技术中的监测传感器，无需另行布设传感器以及数据传输网络，相比于沿线布设传感器的方式，抗恶劣运行环境能力强，抗电磁干扰能力强；3)光纤复合架空地线始终位于接触网上方，与接触网的路径完全相同，在接触网发生故障时，能够做到故障点精准定位。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术提出的一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统连接示意图；图2为光纤复合架空地线的剖面示意图；图3为光纤分布式监测主机的功能框图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，为本技术提出的一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统连接示意图。包括：光纤复合架空地线1和光纤分布式监测主机2。所述光纤复合架空地线1整体架设于铁路的接触网4上方，所述光纤复合架空地线1中的通讯光纤通过光纤跳线与通讯设备3相连；所述光纤复合架空地线1中的备用光纤通过光纤跳线与所述光纤分布式监测主机2相连。采用光纤复合架空地线1作为防雷线架设于接触网4上方，光纤复合架空地线1完全处于接触网上方，当雷击发生时，雷击首先落到光纤复合架空地线1上，从而形成对接触网4的防雷保护。如图2所示，为光纤复合架空地线的剖面示意图。由图2可知，架空地线的内部配置有多根光纤，光纤由光纤11和光纤外部包裹的钢铠12构成。除此之外，架空地线还配置有铝合金导线13和铝覆钢导线14。其中，多根铝覆钢导线13置于一体，与铝覆钢导线14一起将架空地线内部配置的光纤隔离开。光纤复合架空地线1中的一部分光纤作为电气化铁路通信通道使用，通过光纤跳线与通讯设备3相连。光纤复合架空地线1中的备用光纤作为分布式传感器使用，通过光纤跳线与光纤分布式监测主机2相连。如图3所示，为光纤分布式监测主机的功能框图。光纤分布式监测主机2包括电源21、中央处理器22，光源模块23和监测分析模块24；其中，所述光源模块23的一端与所述备用光纤相连，所述光源模块23的另一端与所述监测分析模块24的一端相连；所述监测分析模块24的另一端与所述中央处理器22相连；所述电源21，用于对所述光纤分布式监测主机的各部件提供电能；所述光源模块23，用于向所述备用光纤发射测试光源；所述监测分析模块24，用于实时监测测试光源在所述备用光纤上的反射参数，分析接触网沿线的运行状态；并将数据传送给中央处理器。光纤复合架空地线整体架设于接触网上端，由于光纤复合架空地线处于接触网的最高位置，其落雷概率远大于接触线，此时接地的光纤复合架空地线可对接触线起到一定的屏蔽保护作用，进而可有效地减少雷击跳闸概率。光纤复合架空地线中的通讯光纤作为光通讯通道，传输站间信息。光纤复合架空地线中的备用光纤作为分布式传感器及传输媒介，利用光纤跳线接至光纤分布式监测主机，光纤分布式监测主机向备用光纤发射测试光源，光纤分布式监测主机采集光学基础参量，建立光学参量与接触网沿线各状态量之间的关系，并根据模型进行分析、修订，从而实现对接触网沿线的各监测参量的数据采集，这些监测参量涵盖：雷击定位、闪络定位、接触线硬点及离线、光纤断线、覆冰及冻雨、温度、风害等。下文将阐释分布式监测主机对于接触网沿线各参数的监测原理：雷击定位：雷击电流产生的强磁场、强电场、瞬时高温会使OPGW内部光纤传输光的偏振态发生变化，光纤分布式监测主机通过探测光纤复合架空地线1沿线光纤背向瑞利散射光偏振态的变化，通过数据处理就可实现雷击监测。闪络故障定位：当接触网发生闪络故障时，瞬时电流高达数十至数百千安，产生的强磁场、强电场会使光纤复合架空地线1内部光纤传输光的偏振态发生变化，光纤分布式监测主机通过监测光纤内偏振光信号状态可监测其闪络异常，实现故障定位。接触线硬点及离线监测：在接触网的硬点处或者离线状态下，受电弓和接触线会发生异常振动，同时，在接触线硬点处，受电弓会发生一定拉弧，在离线状态下供电电流消失，同闪络故障定位原理，这些都会使光的偏振状态发生变化，光纤分布式监测主机通过监测光纤内偏振光信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统，其特征在于，包括：光纤复合架空地线、光纤分布式监测主机；其中，所述光纤复合架空地线内部包括通讯光纤和备用光纤；所述光纤复合架空地线整体架设于铁路的接触网上方，所述光纤复合架空地线中的通讯光纤用于与通讯设备相连；所述光纤复合架空地线中的备用光纤通过光纤跳线与所述光纤分布式监测主机相连。

【技术特征摘要】
1.一种接触网防雷加强及光纤分布式监测系统，其特征在于，包括：光纤复合架空地线、光纤分布式监测主机；其中，所述光纤复合架空地线内部包括通讯光纤和备用光纤；所述光纤复合架空地线整体架设于铁路的接触网上方，所述光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠革，郭海峰，刘占通，
申请(专利权)人：北京煜能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11