铁路接地回流监测系统的制作方法

1.本实用新型属于电力电气设备技术领域，具体涉及一种铁路接地回流监测系统。


背景技术：

2.随着我国电气化铁路网络的高速发展，铁路已成为人们出行的主要交通方式，以及是货运的主要工具，其接地安全至关重要，因此对铁路接地系统的安全性也有了更高的要求。
3.铁路接地是将铁路沿线的牵引供电回路系统、电力供电系统、信号系统、通信以及其他电子信息系统、建筑物、道床、站台、桥梁和隧道等需要接地的装置通过贯通地线连城一体的接地系统。同时该贯穿地线也是牵引回流的主要回路。
4.现有的铁路接地系统，为了保证其安全性，需要对回流进行监控，现有的回流监测仅通过部分的检测仪器对接地的电参数进行采集，通过采集到的电参数的数据进行接地情况的判断，但是现有的监测系统检测功能单一，且不能提供相应的警示功能，监测效果差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种铁路接地回流监测系统，解决了现有的接地监测效果差，无法保证接地环境安全性的问题。
6.为达到上述目的，本实用新型提供了一种铁路接地回流监测系统，包括综合监测设备和检测设备；
7.所述综合监测设备包括壳体、显示模块、综合回流监测模块和报警模块；
8.所述检测设备包括综合回流检测模块；
9.所述显示模块、综合回流监测模块和报警模块均设置在所述壳体上，所述综合回流检测模块与所述综合回流监测模块连接，所述综合回流监测模块分别与所述显示模块和所述报警模块连接。
10.可选的，所述综合回流监测模块包括电压监测单元、地电位监测单元和接地回流监测单元；
11.所述综合回流检测模块包括电压检测单元、地电位检测单元和接地回流检测单元；
12.所述电压检测单元与所述电压监测单元连接，所述地电位检测单元分别与所述地电位监测单元连接；所述接地回流检测单元与所述接地回流监测单元连接。
13.可选的，所述电压检测单元包括跨步电压检测箱和接触电压检测箱。
14.可选的，所述跨步电压检测箱包括27.5kv跨步电压检测箱；
15.所述接触电压检测箱包括27.5kv接触电压检测箱。
16.可选的，所述地电位检测单元包括主检测单元和备检测单元；
17.所述主检测单元和所述备检测单元均能够对参考点的地电位进行检测。
18.可选的，所述接地回流检测单元包括互感器和回流排。
19.可选的，所述检测设备还包括接地电阻检测模块、土壤电阻率检测模块、电气完整性检测模块、220kv跨步电压检测箱和220kv接触电压检测箱。
20.可选的，所述接地电阻检测模块包括第一检测极组和第二检测极组；
21.所述第一检测极组与地网连接，所述第二检测极组与大地连接。
22.可选的，所述土壤电阻率检测模块包括第一电流极和第一电压极；
23.相邻所述第一电流极和第一电压极之间距离相等。
24.可选的，所述电气完整性检测模块包括等电位测试仪和电参数电极；
25.所述电参数电极与所述等电位测试仪连接，所述等电位测试仪用于测量电气设备与地网之间的电阻值。
26.本实用新型所述的一种铁路接地回流监测系统，综合监测设备包括壳体、显示模块、综合回流监测模块和报警模块；检测设备包括综合回流检测模块；显示模块、综合回流监测模块和报警模块均设置在壳体上，综合回流检测模块与所述综合回流监测模块连接，综合回流监测模块分别与所述显示模块和报警模块连接。通过设置综合回流检测模块与综合回流监测模块连接，实现综合回流检测模块将采集到的电参量信息传递至综合回流监测模块进行信息汇总，再通过综合回流监测模块传至显示模块和报警模块，实现数据信息的直观显示和预警报警功能，提高监测效果，保证接地环境的安全性。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例提供的铁路接地回流监测系统的框图；
28.图2为本实用新型实施例提供的铁路接地回流监测系统的示意图；
29.图3为本实用新型实施例提供的综合回流监测模块的示意图；
30.图4为本实用新型实施例提供的综合回流检测模块的示意图；
31.图5为本实用新型实施例提供的接地电阻检测模块的示意图；
32.图6为本实用新型实施例提供的土壤电阻率检测模块的示意图；
33.图7为本实用新型实施例提供的电气完整性检测模块的示意图；
34.图8为本实用新型实施例提供的接地回流检测单元的示意图。
35.1、综合监测设备；2、检测设备；11、壳体；12、显示模块；13、综合回流监测模块；14、报警模块；21、综合回流检测模块；22、接地电阻检测模块；23、土壤电阻率检测模块；24、电气完整性检测模块；25、220kv跨步电压检测箱；26、220kv接触电压检测箱；131、电压监测单元；132、地电位监测单元；133、接地回流监测单元；211、电压检测单元；212、地电位检测单元；213、接地回流检测单元；221、第一检测极组；222、第二检测极组；231、第一电流极；232、第一电压极；241、等电位测试仪；242、电参数电极；2131、互感器；2132、回流排。
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型的铁路接地回流监测系统进行详细描述。
37.如图1-图8所示，本实用新型实施例提供了一种铁路接地回流监测系统，包括综合监测设备1和检测设备2；综合监测设备1包括壳体11、显示模块12、综合回流监测模块13和报警模块14；检测设备2包括综合回流检测模块21；显示模块12、综合回流监测模块13和报警模块14均设置在所述壳体11上，所述综合回流检测模块21与所述综合回流监测模块13连
接，所述综合回流监测模块13分别与所述显示模块12和所述报警模块14连接。
38.具体的，通过设置综合回流检测模块21与综合回流监测模块13连接，实现综合回流检测模块21将采集到的电参量信息传递至综合回流监测模块13进行信息汇总，再通过综合回流监测模块13传至显示模块12和报警模块14，实现数据信息的直观显示和预警报警功能，提高监测效果，保证铁路配电环境中的接地回流的安全性。
39.其中，检测设备2将多路回路检测到的数据信息上传至综合监测设备1，对多路回流进行监测，实时测量以及同步测量，并且通过综合回流监测模块13的学习模块具有学习功能，对回流数据进行学习，并且在学习后可以对异常情况进行报警，记录报警事件信息。
40.其中，综合监测模块将收集的数据信息与预存在其上的标准数据阈值进行比较，当监测到的实时数据信息值超出标准的数据阈值时，则需要启动报警模块14进行报警，实现对回流数据实时预警以及报警。
41.其中，报警模块14可以是报警灯和蜂鸣器，实现声光同时报警，提高使用效果。
42.其中，显示模块12包括显示屏，显示屏设置在壳体11上，可以是在门侧，有利于快速通过查看获取相关的数据信息；通过显示模块12实现用户进行人机交互。
43.其中，综合监测设备1还包括电源侧，电源侧使用所用变压器电源为显示模块12的显示屏供电，交流220伏特供电。
44.其中，综合监测设备1还包括主站侧，主战侧主要对外通过网络或者光线与检测设备2进行通信连接。
45.其中，测试点位：主要包括地网状态监测和回流状态监测。地网状态监测通过连接线和测试电极连接；主要包括接地电阻监测、220kv跨步电压监测、220kv接触电压监测、电气完整性监测。回流状态监测通过连接线和测试电极或互感器连接，监测内容包括地网回流监测、地电位监测、跨步电压监测和27.5kv接触电压监测。
46.其中，综合监测设备1设置在控制室内，检测设备2设置在室外主要对参考点的回流参数和地网状态参数进行采集。
47.其中，显示模块12支持向下将各个不同的监测单元数据接入到屏中，实现数据的分析、诊断、显示、存储(数据存储7、15、30天)、报警(数据存储1年或以上)等功能；显示模块12还可以支持向上接入辅监、综自、设备管理平台等系统。报警模块14可根据各回流线电流比例关系进行报警分析，同时可以对接地回流数据和地电位数据进行自学习，学习周期可设置。学习完成后根据学习数据对于异常地电位和回流进行报警，并记录报警事件信息等。
48.其中，综合监测设备1还可以按照软件功能进行分类，可以主要包括主控cpu模块、存储模块、通信模块、采样模块、电源模块。主要功能是同时采集多个回路的电流数据和多个回路的电压数据，对采样数据进行运算、分析、存储和上传。综合监测设备1基于现有物联终端平台进行研制，硬件模块和软件模块可与物联终端共用，按照需求进行组合即可。
49.其中，壳体11可以为柜体，显示模块12、综合回流监测模块13和报警模块14设置在柜体上。
50.可选的，综合回流监测模块13包括电压监测单元131、地电位监测单元132和接地回流监测单元133；综合回流检测模块21包括电压检测单元211、地电位检测单元212和接地回流检测单元213；电压检测单元211与所述电压监测单元131连接，所述地电位检测单元212分别与所述地电位监测单元132连接；所述接地回流检测单元213与所述接地回流监测
单元133连接。
51.具体的，通过综合回流检测模块21的电压检测单元211、地电位检测单元212和接地回流检测单元213对配电环境中的测量参考点进行检测；电压检测单元211检测到的电压值包括跨步电压值和接触电压值；
52.地电位检测单元212监测到的电位值判断地电位抬升状况；接地回流检测单元213对多路回流的电流值进行同步检测。
53.其中，综合回流监测模块13与综合回流检测单元的电流互感器配合，实现对多路回流的实时同步监测和故障报警。二次侧额定值为1a或5a，两个条件都要满足，测量路数多路，测量精度在1％fs
±
0.5a以内。包含回流线回流、贯通地线回流、接触网避雷线回流、铁轨回流等多个分项的监测。
54.其中，地电位监测单元132与地电位检测单元212的电压互感器配合，实现对牵引变电站集中接地箱内测试点的地电位进行实时同步监测，对于异常抬升电压进行故障报警，需要考虑短路、回流两种情况下的监
55.测。测量参考点为地网以外3-5倍距离外的参考点(位置同跨步电压测5量的辅助接地极的远端参考点)。
56.其中，地电位检测单元212主要检测由于回流和短路引起的测试点地电位抬升，具体测试位置为集中接地箱内的测试点。测量参考点为地网以外3-5倍距离外的参考点(位置同跨步电压测量的辅助接地极的远端参考点)。使用综合接地监测终端和电压互感器实现集中接地箱内测试点的地电位监测。
57.可选的，电压检测单元211包括跨步电压检测箱和接触电压检测箱。
58.具体的，通过跨步电压检测箱对配电环境中的跨步电压值进行检测；通过接触电压检测箱对配电环境中的接触电压值进行检测；通过对配电环境中的跨步电压和接触电压均进行检测，并将检测到的数据上传至综合回流监测模块13、显示模块12和报警模块14，保证配电环境中接地回流的安全系数。
59.可选的，跨步电压检测箱包括27.5kv跨步电压检测箱；接触电压检测箱包括27.5kv接触电压检测箱。
60.具体的，通过设置27.5kv跨步电压检测箱和27.5kv接触电压检测箱，实现对铁路牵引变电所主变低压侧母线额定的跨步电压和接触电压进行检测，保证对铁路牵引变电所主变低压侧母线额定的电压进行实时监测。
61.其中，跨步电压检测箱包括电压互感器，实现由于回流引起的跨步电压的实时测量，通过线缆直接和测试电极连接，实现由于回流引起的跨步电压的实时测量，并进行超限报警。跨步电压测量路数2，测量范围为0-1000vac，精度小于1％fs
±
0.2v，分辨率0.1v。接触电压测量路数多个，测量范围为0-300vac，精度小于1％fs
±
0.2v，分辨率0.1v。
62.其中，还可以通过选择选频电压表配合大型地网接地电阻测试仪，用于跨步电压和接触电位差的抗干扰测量，提高配电环境中的接地回流安全性。
63.可选的，地电位检测单元212包括主检测单元和备检测单元；主检测单元和所述备检测单元均能够对参考点的地电位进行检测。
64.具体的，通过在进行地电位检测时设置主检测单元和备检测单元，实现对参考点的地电位进行双路的检测，提高检测精度。
65.其中，地电位检测单元212的测量路数两路，一主一备，电压监测范围为0-5500vac，耐受电压不小于10000vac，精度为1％fs
±
2v以内，分辨率1v。
66.可选的，接地回流检测单元213包括互感器2131和回流排2132。
67.具体的，互感器2131和回流排2132对接地回路进行检测，保证检测精度。
68.其中，互感器2131为电流互感器，汇流排为铜排，互感器2131套接在铜排上，实现对一次侧、二次侧等的接地回路的电流进行检测。
69.其中，接地回流检测可以包括对多路回流进行检测，实现实时同时检测，提高多回路监测效果。
70.可选的，检测设备2还包括接地电阻检测模块22、土壤电阻率检测模块23、电气完整性检测模块24、220kv跨步电压检测箱25和220kv接触电压检测箱26。
71.通过检测设备2包括的接地电阻检测模块22、土壤电阻率检测模块23、电气完整性检测模块24、220kv跨步电压检测箱25和220kv接触电压检测箱26对回路中的接地电阻、土壤电阻率、电气完整性、高压220kv跨步电压和高压220kv接触电压进行检测，实现对配电环境中回路的接地回流进行全面的监测。
72.可选的，接地电阻检测模块22包括第一检测极组221和第二检测极组222；第一检测极组221与地网连接，所述第二检测极组222与大地连接。
73.具体的，通过第一检测极组221和第二极组对地网和大地分别连接，进行检测，采用三级直线法对接地电阻进行测量。
74.其中，第一检测极组221包括电流极和电压极，第二检测极组222包括电流极和电压极，实现对地网和大地分别进行电流和电压值检测。
75.可选的，土壤电阻率检测模块23包括第一电流极231和第一电压极232；相邻所述第一电流极231和第一电压极232之间距离相等。
76.通过设置第一电流极231和电压极对测试点进行电流和电压值的检测，并且第一电流极231和第一电压极232之间的距离相同，实现等距法检测。
77.其中，土壤电阻率检测模块23为大电流测试设备，最大测试电流为5a，可进行变频测试，从而有效的避免工频干扰。设备总共有4个电极，两个电压极和两个电流极，通过不同的接线方式和算法实现土壤电阻率和接地电阻的测量。同时结合选频电压表可进行跨步电压、接触电压的测量。
78.可选的，电气完整性检测模块24包括等电位测试仪241和电参数电极242；电参数电极242与所述等电位测试仪241连接，等电位测试仪241用于测量电气设备与地网之间的电阻值。
79.具体的，通过等电位测试仪241，采用直流方式测试各种电气设与地网地级间的连接导体的电阻，实现电气完整性的测试，仪器使用精密四线法进行测试，准确可靠
80.综上所述，本实用新型所述的一种铁路接地回流监测系统，综合监测设备1包括壳体11、显示模块12、综合回流监测模块13和报警模块14；检测设备2包括综合回流检测模块21；显示模块12、综合回流监测模块13和报警模块14均设置在壳体11上，综合回流检测模块21与所述综合回流监测模块13连接，综合回流监测模块13分别与所述显示模块12和报警模块14连接。通过设置综合回流检测模块21与综合回流监测模块13连接，实现综合回流检测模块21将采集到的电参量信息传递至综合回流监测模块13进行信息汇总，再通过综合回流
监测模块13传至显示模块12和报警模块14，实现数据信息的直观显示和预警报警功能，提高监测效果，保证接地环境的安全性。
81.以上，仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。