基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，包括：激励信号发生单元，用于输出特征激励信号到机车的待检测线路；接地信号检测器，用于检测所述待检测线路上的特征活接地信号；信号分析单元，用于对所述接地信号检测器输出的活接地检测信号进行高速采集和记录，并用数字信号分析方法分析诊断是否存在机车电器线路活接地故障。本发明专利技术还提供一种基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析方法。本发明专利技术通过记录分析待检测线路中的特征活接地信号实现了特定线路中活接地故障的分析诊断，从而快速准确地诊断出机车电器线路活接地故障并诊断出活接地故障点的准确位置，提高了活接地故障诊断的准确性及效率。

Device and method for recording and analyzing locomotive live grounding fault based on high-speed signal acquisition

The invention relates to a high speed signal acquisition based on locomotive live ground fault recording and analysis device, including incentive signal unit, for output characteristics to excitation signal detecting circuit of the locomotive; grounding signal detector for detecting the characteristic detecting circuit on live grounding signal; signal analysis unit for high speed data acquisition and recording of the ground signal detector output live grounding detection signal and digital signal analysis and diagnosis analysis method of the existence of locomotive electric circuit grounding fault activity. The invention also provides a method for recording and analyzing a locomotive ground fault based on high-speed signal collection. The invention can record line to be detected in the analysis of the characteristics of living ground signal, realizes the analysis of ground fault diagnosis work specific circuit, in order to quickly and accurately diagnose locomotive electric circuit live the accurate position of ground fault point ground fault diagnosis and live, improve the accuracy and efficiency of active ground fault diagnosis.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路检测领域，尤其涉及一种。
技术介绍
铁路机车的电器线路包括同步牵引发电机、整流柜、牵引电动机以及连接线路等。由于牵引电动机吊挂在转向架的横梁上，不断受到振动和冲击，并且在露天工作，受到雨、雪、风、沙的侵袭，使得该牵引电动机的绝缘能力变差，使得机车电器线路存在活接地(瞬间接地)的风险。另外，随着铁路机车运行速度不断提高，牵引负荷不断加大，使得机车电器线路发生活接地的现象越来越频繁。 一旦机车电器线路发生活接地，将造成电路短路，从而使牵引发电机因电流过大而烧损，严重影响机车的安全运行，造成运输秩序的混乱甚至引发安全事故。 过去由于检测手段落后，机车电器线路活接地故障很难查找，一般通过排除法拆除牵引电动机、拆除整流柜，劳动强度大。并且机车检测过程中需要反复上线试验，牵涉部门广，故障查找周期长。如果不是牵引电动机或主整流柜造成的活接地，而是由于设备或线路某点绝缘破损、主接触器等元器件造成的主回路活接地，找到并排除更是难上加难。 目前，机车电器线路活接地的检测主要有以下几种方法 1、平衡电阻法 该方法通过在正负母线之间接入两只大小相同的电阻，中间接地，通过测量其中一只电阻上的电压来判断设备或线路活接地故障。虽然该方法可以准确地判断出正母线活接地故障及负母线活接地故障，但却无法诊断出活接地故障点的具体位置，即无法指出哪一回路出现了活接地故障。 2、工作电流差值法 该方法通过检测各支路工作电流的差值的变化来判断某一支路出现活接地故障。该方法虽然可以检测出活接地故障的具体位置，但由于设备的工作电流较大，而活接地电流往往很小，电流传感器的很小的误差都会大于活接地电流，因此该方法误报率和漏报率较高。3、振荡信号检测法 该方法的原理是当出现活接地故障时，振荡器产生振荡信号加于被测支路上，同时探头检测振荡信号来判断活接地故障。该方法可以检测出活接地故障的具体位置，但缺点是误报率和漏报率较高。 一方面从检测到活接地故障，振荡器起振，到探头检测到振荡信号，需要一定的时间，因此很多时间较短的活接地故障检测不到。另一方面，由于设备的工作电流较大，各种频率的干扰信号非常强，而活接地电流往往很小，有用的测量信号夹杂在很强的干扰信号之中，难以分辨。并且由于器件的零点漂移，振荡频率会有偏差，造成有用的测量信号难以分辨。这些因素都造成该方法误报率和漏报率较高。 以上几种机车电器线路活接地检测方法由于受技术条件的限制活接地故障检测误报率和漏报率较高，难以投入使用，铁路机务部门依然采用反复拆除设备、反复上线试验的方法来查找和排除活接地故障。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述机车电器线路活接地检测中检测不够精确的问题，提供一种。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，包括 激励信号发生单元，用于输出特征激励信号到机车的待检测线路； 接地信号检测器，用于检测所述待检测线路上的特征活接地信号； 信号分析单元，用于对所述接地信号检测器输出的活接地检测信号进行高速采集和记录，并用数字信号分析方法分析以诊断是否存在机车电器线路活接地故障。 在本专利技术所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置中，所述接地信号检测器包括分别固定安装在待检测线路的进口端和出口端的第一检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元和第二检测单元反向安装并串联连接。 在本专利技术所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置中，所述第一检测单元和第二检测单元中的每一个包括一个铁芯、缠绕在所述铁芯上的线圈以及将线缆固定在所述铁芯中心位置的固定结构。 在本专利技术所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置中，还包括第一处理单元，用于根据信号分析单元的反馈选择输出到机车线路的频率中干扰信号最小的频率作为所述激励信号发生单元输出的特征激励信号的频率，所述特征激励信号为选定频率方波信号。 在本专利技术所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置中，所述装置包括分别装设在机车的不同待检测线路处的多个接地信号检测器，每一接地信号检测器包括分别固定安装在待检测线路的进口端和出口端的第一检测单元和第二检测单元。 在本专利技术所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置中，所述信号分析单元包括第二处理单元、运算放大器、可编程带通滤波器、高速同步A/D转换器、整流器、滤波器、衰减电路、标准参比信号发生器，其中整流器、滤波器、衰减电路依次连接且所述整流器的输入端连接到激励信号发生单元的输出端，所述比较器的两个输入端分别连接到衰减电路的输出端与标准参比信号发生器并向高速同步A/D转换器输出触发信号，所述接地信号检测器经由运算放大器及可编程带通滤波器向高速同步A/D转换器输出活接地检测信号，所述高速同步A/D转换器的输出端连接到第二处理单元。 在本专利技术所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置中，所述第二处理单元高速采集记录活接地触发信号和多路活接地检测信号，并对所述活接地检测信号和活接地触发信号用数字信号分析方法进行分析处理，提取活接地故障特征信号，以诊断出待检测线路是否出现活接地故障。 在本专利技术所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置中，还包括存储单元，所述第二处理单元在诊断出发生活接地故障时将触发时刻前后各1秒钟的多个活接地检测信号及活接地触发信号的波形存储到所述存储单元。 本专利技术还提供一种基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析方法，包括以下步骤 (a)输出特征激励信号到机车的待检测线路； (b)检测所述待检测线路上的特征活接地信号； (c)对所述接地信号检测器检测到的信号进行高速采集和记录，并用数字信号分析方法分析以诊断是否存在机车电器线路活接地故障。 在本专利技术所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析方法中，所述步骤(C)包括: (cl)使用比较器将经整流、滤波后的特征激励信号与标准参比信号比较，并将比较结果转换为数字信号作为活接地触发信号； (c2)高速采样多路活接地检测信号和活接地触发信号； (c3)对所述活接地检测信号和活接地触发信号用数字信号分析方法进行分析处理，提取活接地故障特征信号，以诊断出待检测线路是否出现活接地故障； (c4)完整地记录下活接地故障出现前后各一秒钟活接地检测信号和活接地触发信号的波形。 本专利技术的，明通过记录分析待检测线路中的特征活接地信号实现了特定线路中活接地故障的记录分析，从而快速准确地诊断出机车电器线路活接地故障并诊断出活接地故障点的准确位置，提高了活接地故障诊断的准确性及效率。本专利技术还可提供活接地故障出现瞬间的活接地信号波形，供专家进行分析诊断，为活接地故障的维修工作提供指导。附图说明 下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中 图1是本专利技术基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置的示意图； 图2是图1中装置的一个具体实例的结构示意图； 图3是图1中的接地信号检测器的安装位置示意图； 图4是图1中接地信号检测器的一个具体实例的结构示意图； 图5是图1中激励信号发生单元的一个具体实例的结构示意图； 图6是图1中信号分析单元的一个具体实例的结构示意图； 图7是图1中激励信号发生单元生成的特征激励信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，其特征在于，包括：激励信号发生单元，用于输出特征激励信号到机车的待检测线路；接地信号检测器，用于检测所述待检测线路上的特征活接地信号；信号分析单元，用于对所述接地信号检测器输出的活接地检测信号进行高速采集和记录，并用数字信号分析方法分析以诊断是否存在机车电器线路活接地故障。

【技术特征摘要】
一种基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，其特征在于，包括激励信号发生单元，用于输出特征激励信号到机车的待检测线路；接地信号检测器，用于检测所述待检测线路上的特征活接地信号；信号分析单元，用于对所述接地信号检测器输出的活接地检测信号进行高速采集和记录，并用数字信号分析方法分析以诊断是否存在机车电器线路活接地故障。2. 根据权利要求1所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，其特征 在于，所述接地信号检测器包括分别固定安装在待检测线路的进口端和出口端的第一检测 单元和第二检测单元，所述第一检测单元和第二检测单元反向安装并串联连接。3. 根据权利要求2所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，其特征 在于，所述第一检测单元和第二检测单元中的每一个包括一个铁芯、缠绕在所述铁芯上的 线圈以及将线缆固定在所述铁芯中心位置的固定结构。4. 根据权利要求1所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，其特征 在于，还包括第一处理单元，用于根据信号分析单元的反馈选择输出到机车线路的频率中 干扰信号最小的频率作为所述激励信号发生单元输出的特征激励信号的频率，所述特征激 励信号为选定频率方波信号。5. 根据权利要求1所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，其特征 在于，所述装置包括分别装设在机车的不同待检测线路处的多个接地信号检测器，每一接 地信号检测器包括分别固定安装在待检测线路的进口端和出口端的第一检测单元和第二 检测单元。6. 根据权利要求1所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，其特征 在于，所述信号分析单元包括第二处理单元、运算放大器、可编程带通滤波器、高速同步A/D 转换器、整流器、滤波器、衰减电路、标准参比信号发生器，其中整流器、滤波器、衰减电路依 次连接且所述整流器的输入端连接到激励信号发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汝钢，
申请(专利权)人：深圳市普禄科智能检测设备有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]