一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法及系统，所述方法包括：电源模块生成隔离的直流恒压源作为测试的标准电压源；控制模块控制二叉树型继电器网络进行选通操作，选通某一个待检测电缆芯线作为被测对象；光耦隔离采样电路采集到被待检测电缆的绝缘电阻分压后的电压信号，经过滤波调理和数值计算，获得绝缘电阻的值，解决了现有的铁路信号电缆绝缘离线检测存在的检测效率和准确率较低的技术问题，实现了高效准确完成铁路信号电缆绝缘在线检测的技术效果。

A method and system for on-line insulation detection of railway signal cable

The invention discloses a railway signal cable insulation on-line detection method and system, the method includes: a DC constant voltage source power module generates isolation as standard voltage source of the test; the control module controls the two fork tree type relay network strobe strobe operation, a detecting cable as the object to be measured optocoupler; sampling voltage signal acquisition circuit to be tested cable insulation resistance after partial pressure, after filtering and numerical calculation, obtain the values of insulation resistance, insulation detection efficiency to solve the offline detection in railway signal cable and the existing technical problems of low accuracy, to achieve efficient and accurate technical effect the completion of the railway signal cable insulation on-line detection.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法及系统
本专利技术涉及铁路信号电缆检测领域，具体地，涉及一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法及系统。
技术介绍
铁路信号电缆适用于额定电压交流500V或直流1000V及以下传输铁路信号、音频信号或自动信号装置的控制电路，其中综合护套、铝护套铁路信号电缆具有一定的屏蔽性能，适宜于电气化区段或其它有强电干扰的地区敷设。铁路信号电缆产品同时兼有上宽带网、IPTV、传输电话、传真、可视电话、防盗报警等多种信号功能，随着智能大楼、计算机产业化和信息高速公路工程的快速发展，人们更加对办公信息化和家庭信息化的需求和依赖，对金属线缆的需求将日益高涨，是金属线缆的发展方向。由于铁路信号电缆市场容量的扩大，传统的铁路信号电缆市场规模预计会保持每年3000万芯公里左右的用量。一些特种电缆如铁路信号电缆、船用电缆、汽车电线、矿用电缆、海上采油平台电缆等会有较大的需求增长。铁路现场信号设备使用了大量的信号电缆，信号电缆会发生机械老化、热老化、电老化，积累到一定程度会引起局部放电，降低电缆绝缘性能，信号电缆对地绝缘性能下降或失效时将导致信号设备故障，进而可能引发安全事故。因此铁路现场需要一种能够对铁路信号电缆的对地绝缘性能进检测的手段和方法。在现有技术中现有的铁路信号电缆的对地绝缘性能进检测方式为离线检测：离线检测，在切断信号电缆电源的条件下采用兆欧表等其他设备或技术手段检测电缆对地绝缘电阻。现有的离线检测技术在检测时为确保人身安全和信号线路安全需要先切断信号电缆的电源，然后由人工手动接线操作，对被测电缆进行逐一测试，测试速度慢，效率低，同时容易接错线，造成故障或测不准。
技术实现思路
本专利技术提供了一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法及系统，解决了现有的铁路信号电缆绝缘离线检测存在的检测效率、准确率较低和安全性差的技术问题，实现了高效、准确、安全完成铁路信号电缆绝缘在线检测的技术效果。为实现上述目的，本申请一方面提供了一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法，所述方法包括：电源模块生成隔离的直流500V作为测试的恒压源；控制模块控制二叉树型继电器网络进行选通操作，选通某一个待检测电缆芯线作为被测对象；当电缆被选通时标准电压源即注入到电缆芯线上，光耦隔离采样电路采集到被待检测电缆的绝缘电阻分压后的电压信号，经过滤波调理和数值计算，获得绝缘电阻的值。本申请实现了对铁路信号电缆对地绝缘性能的在线检测，检测精度高，检测时间短，安全可靠。保证了电务人员能够在不断电的情况下实时掌握信号电缆的对地绝缘性能，及时发现安全隐患，同时不影响铁路运营。铁路信号电缆绝缘在线检测，是由控制模块输出选通控制决策和测试决策，然后控制二叉树型继电器网络在若干电缆中只选通某一路信号电缆进行测试，实现了自动测试和安全测试，按照这个方式依次对若干电缆逐一测试，实现了快速测试。首先，电源模块生成隔离直流500V恒压源作为测试的标准电压源；进一步的，控制模块通过RS485通信口接收并解析上位机下发的测试命令，然后通过自身IO口将选通测试决策输出给二叉树型继电器网络的各个控制线。控制模块采用绵阳维博电子的既有产品，型号为WB8061。进一步的，二叉树型继电器网络进行安全选通：由若干个点继电器组成的二叉树网络，每个继电器有公共节点、常开节点和常闭节点，并由常开节点和常闭节点分别扩展到下一级，进而组成二叉树如图2所示，图2示意了由15个继电器组成的8通道二叉树继电器网络。选通功能原理：控制模块控制k1至k4的电平，正常情况下可以选通且仅可以选通ch1至ch8中的某一路，例如当ch1被选通时，500V测试电压就可以通过ch至导通至ch1。安全功能原理：(1)停止测试时内部与所有待测电缆都处于断开状态：ch1至ch8都由继电器常开节点与测试电路内部隔离开，保证了在停止测试的状态下任何一路电缆芯线不会连接到测试电路内部的500V电源。(2)测试前可进行继电器粘连检测：当某个继电器的公共节点与常开节点粘连，且断电后无法恢复的故障状态下，会导致某些待测电缆芯线被继电器网络短路，或者会向不需要测试的电缆芯线注入了500V测试电压，从而造成无法预测的后果。为保证测试绝对安全，本设计的继电器网络可在测试前进行安全自检，原理如下：在控制模块控制下，保持ch1未选通，其他通道也不选通，ch和fk之间应当短路，然后选通ch1，ch和fk之间应当开路，任一测试结果不对则表示继电器网络由故障。同理对其他通道按上述步骤依次测试，该测试由控制模块控制自动完成。进一步的，光耦隔离采样电路包括：采样电路和隔离电路。如图所示，采样电路对被绝缘电阻分压后的电压采样后，转换为数字信号，开光光耦对数字总线进行隔离，这样实现了采样和隔离。图3中RL即为待测的电缆芯线对地的绝缘电阻。其中该电路使用前需标定2次，步骤如下：(1)RL短路标定：将RL短路，令AD此时采样的原始值为A0；(2)在RL位置接入一个已知标准电阻，令标准电阻值为Rm，令AD此时采样原始值为Am。(3)由控制模块记录下A0，Am，Rm。测试芯线对地绝缘电阻时，令绝缘电阻值为RL,令AD采样原始值为AL，则绝缘电阻值的计算公式为：由该公式可以看出，所测结果只与标定时的AD值、测试时的AD值以及标准电阻有关，而与电源电压，R1、R2、R3和R4等电阻阻值无关，这样很好地消除了电源电压波动对测试结果的影响，也消除了采样电路中各电阻阻值对测试结果的影响。经实际检验该电路测试结果非常精确，效果良好。其中，控制模块得到对某一路电缆进行测试的命令，并确认命令的数据正确无误；控制模块对命令进行翻译，得出控制二叉树型继电器网络的控制码；控制模块输出控制码到每个继电器组的控制信号；控制模块控制输出测试电压到电缆芯线，并经由隔离采样电路采集到对地绝缘电阻的分压信号，再经过滤波调理，最后计算得到被待检测电缆对地绝缘电阻。另一方面，本申请还提供了一种铁路信号电缆绝缘在线检测系统，所述系统包括：电源，用于变压器隔离生成恒压源作为测试的标准电压源；控制模块，用于控制二叉树型继电器网络进行选通操作，选通某一个待检测电缆芯线作为被测对象；光耦隔离采样电路，用于采集被待检测电缆的绝缘电阻分压后的电压信号；滤波调理模块，用于对光耦隔离采样电路采集的电压信号进行滤波调理；数值计算模块，用于对滤波调理后的信号进行数值计算，获得绝缘电阻的值。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：(1)该方法运用二叉树继电器网络技术，实现了检测通路的唯一性，同时实现了故障自检，确保了检测过程中的人身安全和信号电缆安全；(2)该方法运用光耦对被测信号进行隔离采样，不影响被测电缆上的原有信号，提高设备的安全性；附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1是本申请中铁路信号电缆绝缘在线检测方法原理示意图；图2是本申请中二叉树型继电器网络示意图；图3是本申请中光耦隔离采样电路示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法及系统，解决了现有的铁路信号电缆绝缘离线检测存在的检测效率、准确率较低和安全性差的技术问题，实现了高效、准确、安全完成铁路信号电缆绝缘在线检测的技术效果。为了能够更清楚地理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法，其特征在于，所述方法包括：电源模块生成隔离的恒压源作为测试的标准电压源；控制模块控制二叉树型继电器网络进行选通操作，选通某一个待检测电缆芯线作为被测对象；光耦隔离采样电路采集到被待检测电缆的绝缘电阻分压后的电压信号，经过滤波调理和数值计算，获得绝缘电阻的值。

【技术特征摘要】
1.一种铁路信号电缆绝缘在线检测方法，其特征在于，所述方法包括：电源模块生成隔离的恒压源作为测试的标准电压源；控制模块控制二叉树型继电器网络进行选通操作，选通某一个待检测电缆芯线作为被测对象；光耦隔离采样电路采集到被待检测电缆的绝缘电阻分压后的电压信号，经过滤波调理和数值计算，获得绝缘电阻的值。2.根据权利要求1所述的铁路信号电缆绝缘在线检测方法，其特征在于，电源模块生成隔离的直流500V作为测试的标准电压源。3.根据权利要求1所述的铁路信号电缆绝缘在线检测方法，其特征在于，二叉树型继电器网络是由若干个点继电器组成的二叉树网络，每个继电器有公共节点、常开节点和常闭节点，并由常开节点和常闭节点分别扩展到下一级，进而组成二叉树。4.根据权利要求1所述的铁路信号电缆绝缘在线检测方法，其特征在于，光耦隔离采样电路包括：采样电路和隔离电路，采样电路对被绝缘电阻分压后的电压进行采样，然后转换为数字信号，隔离电路对数字总线进行隔离。5.根据权利要求1所述的铁路信号电缆绝缘在线检测方法，其特征在于，光耦隔离采样电路使用前需标定2次，步骤如下：(1)RL短路标定：将RL短路，令AD此时采样的原始值为A0，RL为待测的电缆芯线对地的绝缘电阻；(2)在RL位置接入一个已知标准电阻，令标准电阻值为Rm，令AD此时采样原始值为Am；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜涛，雍鸿程，倪伟，易黎丽，罗志豪，刘万山，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51