一种中继站天馈线雷电流测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术属于中继站雷电流测试技术领域，尤其涉及一种中继站天馈线雷电流测试系统及测试方法。一种中继站天馈线雷电流测试系统，包括高铁中继站内的通信铁塔和信号机械室，还包括雷电浪涌冲击子系统、信号采集子系统以及远程控制子系统，所述雷电浪涌冲击子系统与所述通信铁塔的塔身顶端的避雷针相连接，用于模拟雷击，给所述通信铁塔注入雷电脉冲电流；所述信号采集子系统包括两个以上的电流采集装置，所述电流采集装置设置在所述通信铁塔上，用于在所述雷电浪涌冲击子系统的模拟雷击环境下采集流经所述通信铁塔的雷电流数据，能够安全、高效地开展高铁中继站内的天馈线雷电流测试，为后续制定合适的高铁信号设备雷电防护策略和措施提供数据支撑。略和措施提供数据支撑。略和措施提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种中继站天馈线雷电流测试系统及测试方法


[0001]本专利技术属于中继站雷电流测试
，尤其涉及一种中继站天馈线雷电流测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]近年来，具有输送能力强、运营速度快、节能环保等优势的高铁在我国得到快速发展，而雷电活动比较强烈的中东部及沿海地区也是我国高铁线路的集中分布地区。信号中继站作为高铁信号系统的重要组成部分，关系到高铁的行车安全与运输效率；而信号中继站内的通信铁塔为保证其信号覆盖面积，往往会被建造的很高，这使其容易成为雷云的放电对象。当雷电击中通信铁塔后，雷电流沿塔身泄放到大地，为了避免对通信铁塔附近沿塔平行布置的天馈线造成的旁侧闪击，需将天馈线金属屏蔽层在天线处与塔身等电位连接，此时雷电流会经天馈线进入地面机械室，过大的电流会导致机械室内信号设备故障、失效甚至损坏。
[0003]目前高铁信号中继站雷电防护主要参照无线基站防雷标准，但其实高铁信号中继站内基站结构以及防护原则与无线基站并不相同，根据无线基站防雷标准开展测试并制定的防雷措施难以适用于高铁信号中继站雷电防护，防护效果也欠佳。因此针对性开展高铁信号中继站天馈线雷电流测试，为后续制定合适的高铁信号设备雷电防护策略和措施十分重要。
[0004]中国专利技术专利公开号为CN115508606A的一种基于光纤传感的雷电流测试系统及方法，其雷电流测试系统主要由雷电测试子系统、远程通信子系统和远程处理子系统组成，然而该方法中测试子系统和远程通信子系统通过数据线传输，但该方法无法实现测试端与通信端的电气隔离，安全性较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种中继站天馈线雷电流测试系统，能够安全、高效地开展高铁中继站内的天馈线雷电流测试，为后续制定合适的高铁信号设备雷电防护策略和措施提供数据支撑。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种中继站天馈线雷电流测试系统，包括高铁中继站内作为测试目标的通信铁塔和信号机械室，还包括雷电浪涌冲击子系统、信号采集子系统以及远程控制子系统，所述雷电浪涌冲击子系统与所述通信铁塔塔身顶端的避雷针相连接，用于模拟雷击，给所述通信铁塔注入雷电脉冲电流；所述信号采集子系统包括两个以上的电流采集装置，所述电流采集装置设置在所述通信铁塔上，用于在所述雷电浪涌冲击子系统的模拟雷击环境下采集流经所述通信铁塔的雷电流数据；所述远程控制子系统接收所述信号采集子系统所采集到的雷电流数据，进行汇总和处理；天馈线的一端设置在述通信铁塔上，另一端进入所述信号机械室内，与所述信号机械室内的等效阻抗相连接。
[0008]优选的，所述雷电浪涌冲击子系统包括雷电浪涌发生器、导电金属编制带和回流极；所述雷电浪涌发生器的高压端通过所述导电金属编制带与所述避雷针相连接；所述雷电浪涌发生器的低压端与所述回流极相连接。
[0009]优选的，所述回流极包括导线和若干深地电极，所述深地电极设置于地面之下，且通过所述导线与所述雷电浪涌发生器的低压端相连接。
[0010]优选的，所述电流采集装置包括第一电流采集装置和第二电流采集装置；所述第一电流采集装置设置在所述避雷针处，用来采集注入所述通信铁塔的总电流；所述第二电流采集装置设置在靠近所述信号机械室的天馈线上，用于采集所述天馈线从所述通信铁塔上分得的分电流。
[0011]优选的，所述第一电流采集装置包括第一罗氏线圈测量器、第一数字采集卡和第一电脑棒；所述第一罗氏线圈测量器套设在所述避雷针上，用来测量注入所述通信铁塔的总电流；所述第一数字采集卡通过同轴电缆与所述第一罗氏线圈测量器相连接，用来记录所述第一罗氏线圈测量器所采集到总电流数据；所述第一数字采集卡通过通信接口与所述第一电脑棒相连接，所述第一电脑棒暂存所述第一数字采集卡记录的总电流数据；
[0012]所述第二电流采集装置包括第二罗氏线圈测量器、第二数字采集卡和第二电脑棒；所述第二罗氏线圈测量器套设在靠近所述信号机械室的天馈线上，用来测量所述天馈线从所述通信铁塔上分得的分电流；所述第二数字采集卡通过同轴电缆与所述第二罗氏线圈测量器相连接，用来记录所述第二罗氏线圈测量器所采集到的分电流数据；所述第二数字采集卡通过通信接口与所述第二电脑棒相连接，所述第二电脑棒暂存所述第二数字采集卡记录的分电流数据。
[0013]优选的，所述远程控制子系统包括路由器和计算机服务器；所述路由器产生的无线局域网，所述计算机服务器通过无线局域网远程获取所述第一电脑棒和第二电脑棒内暂存的总电流数据和分电流数据。
[0014]本专利技术还提供一种基于权利要求1～6中任意一项所述的中继站天馈线雷电流测试系统的测试方法，包括以下步骤：
[0015]S1，选择被测高铁信号中继站，将该中继站中的通信铁塔和信号机械室作为测试对象，进行中继站天馈线雷电流测试系统的接线布置；
[0016]S2，雷电浪涌冲击子系统模拟雷击，给通信铁塔注入雷电脉冲电流；
[0017]S3，信号采集子系统中的电流采集装置在雷电浪涌冲击子系统的模拟环境下采集雷电流数据；
[0018]S4，远程控制子系统接收信号采集子系统所采集到的雷电流数据，并进行汇总和处理；
[0019]优选的，S2还包括以下步骤：
[0020]S21，给雷电浪涌发生器通电升压，雷电浪涌发生器放电；
[0021]S22，雷电浪涌发生器的高压端通过导电金属编制带给通信铁塔顶端的避雷针注入雷电脉冲电流；
[0022]S3还包括以下步骤：
[0023]S31，第一电流采集装置测量并采集注入通信铁塔的雷电脉冲电流，记为总电流i
总
；第二电流采集装置测量并采集天馈线从通信铁塔上分得的分电流，记为分电流i
分
。
[0024]优选的，S31还包括以下步骤：
[0025]S311，第一罗氏线圈测量器采集注入通信铁塔的总电流i
总
，第二罗氏线圈测量器采集天馈线从通信铁塔上分得的分电流i
分
；
[0026]S312，第一数字采集卡记录第一罗氏线圈测量器所采集到的总电流i
总
，第二数字采集卡记录第二罗氏线圈测量器所采集到的分电流i
分
；
[0027]S313，第一电脑棒暂存第一数字采集卡所记录的总电流i
总
；第二电脑棒暂存第二数字采集卡所记录的分电流i
分
。
[0028]优选的，S4还包括以下步骤：
[0029]S41，将第一电脑棒和第二电脑棒配置好的网络环境接入路由器产生的无线局域网，将计算机服务器也接入路由器产生的无线局域网内；
[0030]S42，第一电脑棒和第二电脑棒将雷电流数据由无线局域网同步汇入计算机服务器中；
[0031]S43，计算机服务器对接收到的雷电流数据进行处理和分析。
[0032]本专利技术的有益效果在于：
[0033](1)本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中继站天馈线雷电流测试系统，包括高铁中继站内作为测试目标的通信铁塔(3)和信号机械室(4)，其特征在于：还包括雷电浪涌冲击子系统、信号采集子系统以及远程控制子系统，所述雷电浪涌冲击子系统与所述通信铁塔(3)塔身顶端的避雷针(31)相连接，用于模拟雷击，给所述通信铁塔(3)注入雷电脉冲电流；所述信号采集子系统包括两个以上的电流采集装置(6)，所述电流采集装置(6)设置在所述通信铁塔(3)上，用于在所述雷电浪涌冲击子系统的模拟雷击环境下采集流经所述通信铁塔(3)的雷电流数据；所述远程控制子系统接收所述信号采集子系统所采集到的雷电流数据，进行汇总和处理；天馈线(35)的一端设置在述通信铁塔(3)上，另一端进入所述信号机械室(4)内，与所述信号机械室(4)内的等效阻抗(41)相连接。2.根据权利要求1所述的中继站天馈线雷电流测试系统，其特征在于：所述雷电浪涌冲击子系统包括雷电浪涌发生器(1)、导电金属编制带(2)和回流极(5)；所述雷电浪涌发生器(1)的高压端通过所述导电金属编制带(2)与所述避雷针(31)相连接；所述雷电浪涌发生器(1)的低压端与所述回流极(5)相连接。3.根据权利要求2所述的中继站天馈线雷电流测试系统，其特征在于：所述回流极(5)包括导线(51)和若干深地电极(52)，所述深地电极(52)设置于地面之下，且通过所述导线(51)与所述雷电浪涌发生器(1)的低压端相连接。4.根据权利要求1所述的中继站天馈线雷电流测试系统，其特征在于：所述电流采集装置(6)包括第一电流采集装置(61)和第二电流采集装置(62)；所述第一电流采集装置(61)设置在所述避雷针(31)处，用来采集注入所述通信铁塔(3)的总电流；所述第二电流采集装置(62)设置在靠近所述信号机械室(4)的天馈线(35)上，用于采集所述天馈线(35)从所述通信铁塔(3)上分得的分电流。5.根据权利要求4所述的中继站天馈线雷电流测试系统，其特征在于：所述第一电流采集装置(61)包括第一罗氏线圈测量器(611)、第一数字采集卡(612)和第一电脑棒(613)；所述第一罗氏线圈测量器(611)套设在所述避雷针(31)上，用来测量注入所述通信铁塔(3)的总电流；所述第一数字采集卡(612)通过同轴电缆与所述第一罗氏线圈测量器(611)相连接，用来记录所述第一罗氏线圈测量器(611)所采集到总电流数据；所述第一数字采集卡(612)通过通信接口与所述第一电脑棒(613)相连接，所述第一电脑棒(613)暂存所述第一数字采集卡(612)记录的总电流数据；所述第二电流采集装置(62)包括第二罗氏线圈测量器(621)、第二数字采集卡(622)和第二电脑棒(623)；所述第二罗氏线圈测量器(621)套设在靠近所述信号机械室(4)的天馈线(35)上，用来测量所述天馈线(35)从所述通信铁塔(3)上分得的分电流；所述第二数字采集卡(622)通过同轴电缆与所述第二罗氏线圈测量器(621)相连接，用来记录所述第二罗氏线圈测量器(621)所采集到的分电流数...

【专利技术属性】
技术研发人员：向念文，王凌峰，周雨秋，阳晋，徐宗奇，宿志国，韩聪颖，魏定生，谭永旭，李兆坤，倪征澳，杜雨晨，张永纯，杨翠玲，杨纯，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：