本发明专利技术公开了一种铁路隔离开关分合闸监测系统，由角度采集装置、光源光纤、信号处理控制器、接收光纤组成，由信号处理控制器控制光源光纤将光照射在角度采集装置中，再通过接收光纤接收反射回来的光，传输至信号处理控制器中进行光电转换，将铁路隔离开关的动触头旋转角度信息通过光电转换为可以读取的电压信号，进而得出铁路隔离开关的动触头旋转角度与输出电压值之间的关系，即可检测出铁路隔离开关分合闸角度，通过无线传输将计算出的铁路隔离开关动触头的旋转角度信息发送至铁路有关部门的监控中心，便于相关操作人员确认该处铁路隔离开关的分合闸情况，进而实现对铁路隔离开关进行分合闸监测。
【技术实现步骤摘要】
一种铁路隔离开关分合闸监测系统
本专利技术涉及铁路隔离开关领域，尤其涉及一种铁路隔离开关分合闸监测系统。
技术介绍
铁路隔离开关是铁路供电系统中不可缺少的电气设备之一,属于高压隔离开关中的一种，起着保障供电安全的作用。高压隔离开关分合闸操作时需要对隔离开关的分合闸状态进行确认，避免分合闸不到位造成运行事故。处于合闸位置时，动触头要有足够的切入深度，以保证接触面积符合要求，但又不允许合过头，要求动触头距静触头底座有3至5MM的空隙，否则合闸过猛时将敲碎静触头的支持瓷瓶。处于拉开位置时，动静触头间要有足够的拉开距离，以便有效地隔离带电部分，动触头与静触头之间拉开角度不应小于65度。因此通过检测高压隔离开关动触头的旋转角度即可判断出动触头与静触头之间的角度，进而判断出隔离开关有没有分合闸到位。现有技术中，通过图像识别、压力测量、角度测量、姿态检测等方式来判断高压隔离开关分合闸是否到位。其中，图像识别容易受到环境的影响，导致检测不准确；压力测量、角度测量、姿态检测等均采用的是电子式传感器，这些电子式传感器在高压隔离开关所处环境下运行时，容易受到电磁干扰、电压击穿的影响，导致测量不准确。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种铁路隔离开关分合闸监测系统，采用光纤测距的方式来测量铁路隔离开关动触头旋转角度，进而实现对铁路隔离开关进行分合闸监测。为实现上述目的，本专利技术提供的一种铁路隔离开关分合闸监测系统是这样实现的：一种铁路隔离开关分合闸监测系统，包括角度采集装置、光源光纤、信号处理控制器、接收光纤，将角度采集装置安装在铁路隔离开关动触头一侧的支柱绝缘子上部，且与动触头的旋转端连接，信号处理控制器安装在铁路隔离开关的底座上，光源光纤和接收光纤连接在角度采集装置与信号处理控制器之间，由信号处理控制器控制光源光纤将光照射在角度采集装置中，再通过接收光纤接收反射回来的光，传输至信号处理控制器中进行光电转换，将铁路隔离开关的动触头旋转角度信息通过光电转换为可以读取的电压信号，进而得出铁路隔离开关的动触头旋转角度与输出电压值之间的关系，即可检测出铁路隔离开关分合闸角度，进而实现对铁路隔离开关进行分合闸监测。本专利技术的角度采集装置包括第一金属铝合、支架、滑槽、齿条、旋转轴、齿轮、反光镜、反射光纤探头，第一金属铝合固定在铁路隔离开关动触头一侧的支柱绝缘子上部，齿条安装在滑槽中，支架安装在滑槽的一端，反光镜安装在齿条的一侧，反射光纤探头固定在支架上，旋转轴穿过齿轮与动触头的旋转端连接，齿轮与齿条之间齿合，反射光纤探头与光源光纤、接收光纤连在一起，当铁路隔离开关的动触头旋转时，带动旋转轴转动，旋转轴带动齿轮转动，由齿轮为齿条传动，带动着齿条在滑槽中运动，进而带动着反光镜移动，由信号处理控制器向光源光纤发射激光，经过反射光纤探头发出激光束照射到反光镜上，反光镜将发射来的激光束反射到反射光纤探头中，再经过接收光纤传输到信号处理控制器中进行光电转换，当铁路隔离开关的动触头转动时，反射光纤探头与反光镜之间的距离发生了变化，使得反光镜反射回来的激光强度发生变化，经光电转换后得到光照强度与输出电压之间的关系，进而计算出齿条滑过的位移，由齿条滑过的位移体现出齿轮转过的角度，该角度即为铁路隔离开关动触头的旋转角度。本专利技术的齿轮采用直齿轮，由旋转轴穿过铁路隔离开关动触头的旋转端的两个刀片，并固定在齿轮中间，铁路隔离开关动触头转动时，带动旋转轴转动，进而带动齿轮转动。本专利技术的齿条采用直齿条，齿条的下半部分镶嵌在滑槽中，由齿轮对齿条进行传动，使得齿条在滑槽中移动。本专利技术的信号处理控制器包括第二金属铝合、控制电路板、GPRS模块、蓄电池、信号调理电路板、光电三极管、准直透镜、激光发射器，控制电路板、GPRS模块、蓄电池、信号调理电路板、光电三极管、准直透镜、激光发射器安装在第二金属铝合中，其中，准直透镜安装在激光发射器与光源光纤之间，光电三极管的感光面与接收光纤紧挨在一起，由控制电路板控制激光发射器发射激光束，经准直透镜准直后入射到光源光纤中，光源光纤将该激光束传输至反射光纤探头后照射到反光镜上，反光镜将发射来的激光束反射到反射光纤探头中，经过接收光纤传输后照射到光电三极管上，光电三极管将接收光纤传来的激光束进行光电转换，转换为电流信号，光电三极管与信号调理电路板连接在一起，光电三极管转换后的电流信号经过信号调理电路板放大、滤波后传输至控制电路板进行处理分析，计算出反射光纤探头与反光镜之间的距离，进而计算出铁路隔离开关动触头的旋转角度，并通过控制电路板控制GPRS模块将计算出的铁路隔离开关动触头的旋转角度信息发送至铁路有关部门的监控中心，便于相关操作人员确认该处铁路隔离开关的分合闸情况，蓄电池的输出的5V，用于为控制电路板、GPRS模块、信号调理电路板、光电三极管、激光发射器供电。本专利技术的第二金属铝合一侧开有两个孔，便于光源光纤和接收光纤穿过第二金属铝合分别接收激光发射器发出的激光束和发射反射回来的激光束。本专利技术的信号调理电路板上设有信号放大电路和滤波电路，光电三极管将接收光纤传来的激光束转换为电流信号，经信号放大电路进行放大后，由滤波电路对放大后的信号进行滤波处理，去除干扰，其中信号放大电路包括第1-5电阻R1、R2、R3、R4、R5，第一四运算放大器U1，光电三极管的发射极与蓄电池的正极连接，第一电阻R1串联在光电三极管的集电极与第一四运算放大器U1的反向输入端2脚之间，光电三极管的基极作为光接收窗口，集电极上的电流随着光照强度的变化而变化，光电三极管集电极上的电流作用在第一电阻R1上得出第一四运算放大器U1的反向输入端2脚的输入电压为光电三极管集电极上的电流值与第一电阻R1的乘积，是电压信号，所以滤波电路输出端得到的也为滤波后的电压信号，第二电阻R2串联在蓄电池的负极与第一四运算放大器U1的同相输入端3脚之间，第三电阻R3与第五电阻R5串联在第一四运算放大器U1的反向输入端2脚与输出端1脚之间，第四电阻R4串联在第三电阻R3与第五电阻R5连接处与蓄电池的负极之间；滤波电路包括第6-9电阻R6、R7、R8、R9，第一电容C1、第二电容C2、第二四运算放大器U2，第六电阻R6与第八电阻R8串联在第一四运算放大器U1的输出端1脚与第二四运算放大器U2的同相输入端3脚之间，第一电容C1串联在第六电阻R6与第八电阻R8串联的连接处与第二四运算放大器U2的输出端1脚之间，第二电容C2串联在第二四运算放大器U2的同相输入端3脚与蓄电池的负极之间，第七电阻R7串联在第二四运算放大器U2的反向输入端2脚与蓄电池的负极之间，第九电阻R9串联在第二四运算放大器U2的反向输入端2脚与输出端1脚之间，第二四运算放大器U2的输出端1脚将处理后的信号传输至控制电路板中进行处理。本专利技术的控制电路板采用STM32核心板，其内核是STM32F103ZET6，信号调理电路板处理后得到的模拟信号传输至STM32核心板的A/D转换模块中进行A/D转换，将模拟信号转换成能被STM32F103ZET6单片机处理的数字信号。本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：包括角度采集装置、光源光纤、信号处理控制器、接收光纤，将角度采集装置安装在铁路隔离开关动触头一侧的支柱绝缘子上部，且与动触头的旋转端连接，信号处理控制器安装在铁路隔离开关的底座上，光源光纤和接收光纤连接在角度采集装置与信号处理控制器之间，由信号处理控制器控制光源光纤将光照射在角度采集装置中，再通过接收光纤接收反射回来的光，传输至信号处理控制器中进行光电转换，将铁路隔离开关的动触头旋转角度信息通过光电转换为可以读取的电压信号，进而得出铁路隔离开关的动触头旋转角度与输出电压值之间的关系，即可检测出铁路隔离开关分合闸角度，进而实现对铁路隔离开关进行分合闸监测。/n
【技术特征摘要】
1.一种铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：包括角度采集装置、光源光纤、信号处理控制器、接收光纤，将角度采集装置安装在铁路隔离开关动触头一侧的支柱绝缘子上部，且与动触头的旋转端连接，信号处理控制器安装在铁路隔离开关的底座上，光源光纤和接收光纤连接在角度采集装置与信号处理控制器之间，由信号处理控制器控制光源光纤将光照射在角度采集装置中，再通过接收光纤接收反射回来的光，传输至信号处理控制器中进行光电转换，将铁路隔离开关的动触头旋转角度信息通过光电转换为可以读取的电压信号，进而得出铁路隔离开关的动触头旋转角度与输出电压值之间的关系，即可检测出铁路隔离开关分合闸角度，进而实现对铁路隔离开关进行分合闸监测。
2.根据权利要求1所述的铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：所述角度采集装置包括第一金属铝合、支架、滑槽、齿条、旋转轴、齿轮、反光镜、反射光纤探头，第一金属铝合固定在铁路隔离开关动触头一侧的支柱绝缘子上部，齿条安装在滑槽中，支架安装在滑槽的一端，反光镜安装在齿条的一侧，反射光纤探头固定在支架上，旋转轴穿过齿轮与动触头的旋转端连接，齿轮与齿条之间齿合，反射光纤探头与光源光纤、接收光纤连在一起，当铁路隔离开关的动触头旋转时，带动旋转轴转动，旋转轴带动齿轮转动，由齿轮为齿条传动，带动着齿条在滑槽中运动，进而带动着反光镜移动，由信号处理控制器向光源光纤发射激光，经过反射光纤探头发出激光束照射到反光镜上，反光镜将发射来的激光束反射到反射光纤探头中，再经过接收光纤传输到信号处理控制器中进行光电转换，当铁路隔离开关的动触头转动时，反射光纤探头与反光镜之间的距离发生了变化，使得反光镜反射回来的激光强度发生变化，经光电转换后得到光照强度与输出电压之间的关系，进而计算出齿条滑过的位移，由齿条滑过的位移体现出齿轮转过的角度，该角度即为铁路隔离开关动触头的旋转角度。
3.根据权利要求2所述的铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：所述齿轮采用直齿轮，由旋转轴穿过铁路隔离开关动触头的旋转端的两个刀片，并固定在齿轮中间，铁路隔离开关动触头转动时，带动旋转轴转动，进而带动齿轮转...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘子英，张靖，文竞舟，武刚，朱琛磊，谢瑞，朱永才，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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