一种铁路信号室内防雷及接地在线监测系统技术方案

本发明专利技术涉及铁路信号室内防雷及接地在线监测系统,其中防雷单元、接地电阻单元、电气完整性监测单元、信号电缆故障监测单元、通信单元均与人机交互单元电连接，信号电缆故障监测单元的DAC转换模块、ADC转换模块、电源模块、通信模块均与主控芯片连接；电源模块电路与主控芯片、DAC转换模块、ADC转换模块、通信模块连接供电。本发明专利技术的有益效果：设置有信号电缆故障监测单元具有精度高、时效性，可以在无人化条件下自动完成信号电缆故障问题的捕捉和分析识别，解决冲击事件偶发性带来的巡检排查困难问题，可以定性分析出故障源头，便于进行针对性的维护，降低信号电缆冲击故障事件发生的可能性，降低机房安全风险。降低机房安全风险。降低机房安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路信号室内防雷及接地在线监测系统


[0001]本专利技术涉及电力电气设备
，尤其是涉及一种铁路信号室内防雷及接地在线监测系统。

技术介绍

[0002]随着我国铁路行业的快速发展，铁路信号设备集成化、智能化程度越来越高，为铁路安全运行提供了可靠保障。
[0003]铁路信号电缆是传输铁路信号的载体，它常与轨道电路、轨旁电子设备单元、计算机联锁系统和控制信号传输设备等配套使用，通过铁路信号电缆可以实现控制信号、监控信号以及电能的传输。每条铁路线都会有多辆列车运行，铁路信号电缆一旦出现故障，将会直接影响铁路信号的传输与通信，由此会造成难以估量的损失，现有的铁路信号室防雷及接地监测系统缺少对铁路信号电缆的监测。
[0004]铠装多芯信号电缆广泛用于通信、铁路等行业，担负着构建机房与外部设备之间通道的重要使命，其基本结构包括多根独立铜质线芯、线芯绝缘层、铝护套、绝缘护套、金属铠装层或钢带，其中线芯、铝护套、金属铠装层、钢带均为导体，线芯负责传输信号，铝护套负责线芯的保护及电磁屏蔽，金属铠装层或钢带负责保护电缆、提高电缆机械强度。但由于信号电缆的线芯、铝护套及铠装层均为金属导电材质，因此它同时也成为了外部冲击源进入机房的路径，相关冲击问题容易对机房内电子设备造成严重的损坏。该问题在铁路信号机房中尤其突出，信号电缆直接连接电气化铁路轨道附近的信号机、轨道电路等结构，其敷设路径与牵引电流路径在空间上存在密切关联，使得所受的冲击情况更为频繁、强度更大、持续时间更长，一旦信号电缆出现冲击故障事件，即导致列控系统等设备损坏、铁路机车停运等严重事件。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了铁路信号室内防雷及接地在线监测系统，对防雷、接地元、电气完整性、信号电缆故障进行在线监测，掌握其综合接地、配电安全变化状况；防雷、接地元、电气完整性、信号电缆故障的在线主动检测，满足检测精度，实现了防雷、接地元、电气完整性、信号电缆故障的远程监测预警、信息管理功能；采集SPD状态参数、雷击事件等数据，并提供给人机交互单元，实时监测SPD运行状况，记录雷击次数，发现防雷模块损坏失效迅速报警，通知运维人员及时维护，保证信号防雷的连续性，为铁路运输安全提供保障。
[0006]本专利技术提供的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统，包括防雷单元、接地监测单元、电气完整性监测单元、通信单元、人机交互单元，其特征在于,还包括信号电缆故障监测单元，所述防雷单元、所述接地监测单元、所述电气完整性监测单元、所述信号电缆故障监测单元、所述通信单元均与所述人机交互单元电连接，其特征在于，所述信号电缆故障监测单元包括主控芯片信号发生模块、DAC转换模块、ADC转换模块、电源模块、通信模块，所述DAC转换模块、所述ADC转换模块、所述电源模块、所述通信模块均与所述主控芯片连接。
[0007]所述电源模块电路与所述主控芯片、所述DAC转换模块、所述ADC转换模块、所述通信模块连接并供电。
[0008]优选地，所述主控芯片上设置有信号发生模块和信号检测数据处理模块。
[0009]优选地，所述信号发生模块包括m序列生成电路和DDS信号合成电路，生成符合SSTDR在线检测的调制信号，并将该信号传送到所述DAC转换模块。
[0010]优选地，所述DAC转换模块负责接收所述主控芯片的所述信号发生模块的FPGA发送的数字调制信号，并将该信号转换为两路模拟信号。
[0011]优选地，所述ADC转换模块采集来自电缆的接收信号和DAC转换模块的参考信号，并将接收信号和参考信号转换为数字信号后传输到所述主控芯片的信号检测与处理模块中。
[0012]优选地，所述信号检测与处理模块包括信号采集电路、数据处理电路、相关运算模块电路和故障判断电路，处理所述ADC转换模块传送的数字信号，并进行电缆故障类型和故障距离的判断。
[0013]优选地，所述通信模块包括WIFI通信电路和GPRS通信电路。
[0014]优选地，所述防雷单元采用智能型SPD，监测其运行状况和雷击次数。
[0015]优选地，所述电源模块电路包括DC12V电路、DC 5V电路、DC 3.3V电路，分别给系统各个模块供电。
[0016]优选地，还包括外围电路，所述外围电路包括程序配置模块、有源晶振。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018](1)对防雷、接地电阻、电气完整性、信号电缆故障等进行在线监测，随时掌握其综合接地、配电安全变化状况；
[0019](2)满足信号电缆故障的在线主动检测，满足检测精度，实现了接信号电缆故障的远程监测预警、信息管理功能；
[0020](3)采集SPD状态参数、雷击事件等数据，并提供给人机交互单元，实时监测SPD运行状况，记录雷击次数，发现防雷模块损坏失效迅速报警，通知运维人员及时维护，保证信号防雷的连续性，为铁路运输安全提供保障。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利实施例提供的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统的结构框图；
[0023]图2为本专利实施例提供的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统的信号电缆故障监测单元的结构框图；
[0024]图3为本专利实施例的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统的信号电缆故障监测单元的DAC转换模块的电路图；
[0025]图4为本专利实施例的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统的信号电缆故障监测单元的DAC转换模块的AD9767的数据转换时序图
[0026]图5为本专利实施例的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统的信号电缆故障监测单元的ADC转换模块的电路图；
[0027]图6为本专利实施例的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统的信号电缆故障监测单元的ADC转换模块的ADS4225数据采样时序图；
[0028]图7为本专利实施例的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统的信号电缆故障监测单元的电源模块的电路图。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0030]铁路信号室内防雷及接地在线监测系统，包括防雷单元、接地监测单元、电气完整性监测单元、通信单元、人机交互单元，还包括信号电缆故障监测单元，防雷单元、接地监测单元、电气完整性监测单元、信号电缆故障监测单元、通信单元均与人机交互单元电连接，其特征在于，信号电缆故障监测单元包括主控芯片信号发生模块、DAC转换模块、ADC转换模块、电源模块、通信模块，DAC转换模块、ADC转换模块、电源模块、通信模块均与主控芯片连接。
[0031]电源模块电路与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铁路信号室内防雷及接地在线监测系统，包括防雷单元、接地监测单元、电气完整性监测单元、通信单元、人机交互单元，其特征在于,还包括信号电缆故障监测单元，所述防雷单元、所述接地监测单元、所述电气完整性监测单元、所述信号电缆故障监测单元、所述通信单元均与所述人机交互单元电连接，其特征在于，所述信号电缆故障监测单元包括主控芯片信号发生模块、DAC转换模块、ADC转换模块、电源模块、通信模块，所述DAC转换模块、所述ADC转换模块、所述电源模块、所述通信模块均与所述主控芯片连接。所述电源模块电路与所述主控芯片、所述DAC转换模块、所述ADC转换模块、所述通信模块连接并供电。2.根据权利要求1的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统，其特征在于，所述主控芯片上设置有信号发生模块和信号检测数据处理模块。3.根据权利要求1或2的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统，其特征在于，所述信号发生模块包括m序列生成电路和DDS信号合成电路，生成符合SSTDR在线检测的调制信号，并将该信号传送到所述DAC转换模块。4.根据权利要求3的铁路信号室内防雷及接地在线监测系统，其特征在于，所述DAC转换模块负责接收所述主控芯片的所述信号发生模块的FPGA发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志颖，吴启琛，薛东，孙巍巍，
申请(专利权)人：天津市中力神盾电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：