一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术试验流程相对简单，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。预警体系具有重要意义。预警体系具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置及方法


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]针对以上问题，本专利技术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：
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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。
[0009]进一步地，所述的冲击电压发生器为普通型高压放电装置。
[0010]进一步地，所述的桥墩为高速铁路高架桥任一桥墩。
[0011]进一步地，所述磁传感阵列为隧道磁阻传感器。
[0012]本专利技术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：
[0013]首先连接所述高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置，然后给冲击电压发生器充压，冲击电压发生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，冲击电流通过引流线注入桥墩，经桥墩内钢筋泄流后，经底部接地极和编制铜带后，从回流线引入到冲击电压发生器的负极；当电流流经罗氏线圈时，经罗氏线圈测量注入的雷电流数据信息，并传输至无线采集卡一处，然后通过无线汇入计算机服务器中，雷电流经过桥墩注入底部时，由磁传感阵列测量底部产生的电磁场信号，然后经由无线采集卡二收集数据信息，并同步汇入至计算机服务器中，经过计算机服务器处理，最终实现高速铁路高架桥桥墩雷电流测量。
[0014]有益效果：
[0015]本专利技术可采用非接触式测量方法，并且可以实现针对高架桥桥墩这种大型建筑实现内部雷电流测量，现在试验流程相对简单，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。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置结构图；
[0017]图2为本专利技术一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量方法流程图；
[0018]图3为本专利技术一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置及方法试验结果图。
[0019]其中：1
‑
冲击电压发生器，2
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罗氏线圈，3
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无线采集卡一，4
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桥墩，5
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编织铜带，6
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磁传感阵列，7
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无线采集卡二，8
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接地极，9
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计算机服务器，10
‑
引流线，11
‑
回流线。
具体实施方式
[0020]参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0021]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0022]如图1所示，本专利技术的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。
[0023]所述放电试验部分包括冲击电压发生器1，桥墩4，编织铜带5，接地极阵列。所述冲击电压发生装器1的正极输出经过引流线10从顶部的两个接地端子注入到桥墩4，冲击电压
发生器1的回流端和编织铜带5通过回流线11相连；在本次实验时，选取输出电压幅值为30kV。所述编织铜带5位于桥墩4的底部，可实现雷电流回流作用；所述接地极阵列用于保证实验安全。所述测量部分包括罗氏线圈2，无线采集卡一3，磁传感阵列6，无线采集卡二7，计算机服务器9。所述罗氏线圈2放在桥墩4的顶部雷电流注入端，当实验开始，用冲击电流流过时，可以测量顶部注入雷电流时产生的磁场；所述无线采集卡一3，处理经过罗氏线圈2传过来的相关数据，并输出雷电流数值大小；所述磁传感阵列6放置在桥墩4的底部，按照均匀间隔分布在桥墩4的周围，起到测量桥墩4底部雷电流产生磁场的作用；所述无线采集卡二7，可以接受磁传感阵列6测量的数据，并进行数据处理。可通过无线传输，将无线采集卡一3和无线采集卡二7测得的数据传输至计算机服务器9，并进行相应处理。
[0024]优选的，所述的冲击电压发生器1为普通型高压放电装置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置，其特征在于：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，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，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。2.根据权利要求1所述的高速铁路高架桥桥墩雷电流测量装置，其特征在于：所述的冲击电压发生器为普通型高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超群，向念文，李科杰，吕增威，李平，潘宇峰，雷佳华，倪嘉伟，苑乾坤，
申请(专利权)人：合肥工业大学安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：