一种接触网接地回路的电阻检测装置的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电气化铁路技术领域，尤其涉及一种接触网接地回路的电阻检测装置。


背景技术：

2.在电气化铁路领域中，电气化铁路通过接触网给列车提供牵引能源，在动车所、机务段整备场登顶检修时，接触网分闸断电后，必须进行安全接地后才能作业，作业完成后必须先撤除接地线，才能合闸供电，确保检修作业安全。高压接触网接地回路电阻检测对维护接地良好性能以及安全作业起到极大的作用。
3.现有的铁路接触网安全接地电阻，往往采用三点法测量或者大电流测量的方式，对于这两种检测方式，均需将接地线从接地极上频繁拆除，检测不方便且频繁检测会使接地线连接处产生虚接的隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种接触网接地回路的电阻检测装置，无需将接触网地线从接地极上频繁拆除，提高检测安全性和检测效率。
5.本实用新型实施例提供一种接触网接地回路的电阻检测装置，包括：电源模块、传感模块和接地检测模块；
6.所述电源模块分别与所述传感模块和所述接地检测模块连接；所述电源模块用于提供电源；所述传感模块设置在所述接触网的地线上；所述传感模块用于生成激励电压；
7.所述传感模块与所述接地检测模块连接；所述传感模块还用于检测所述接触网回路的感应电流，并根据所述激励电压和所述感应电流获得所述接触网接地回路的电阻；所述接地检测模块用于所述电阻超出预设门限阻值时进行报警。
8.可选的，所述传感模块包括回路传感器和控制单元；
9.所述回路传感器围绕所述接触网接地回路的接地线设置；所述回路传感器与所述控制单元连接；所述控制单元用于调节所述回路传感器的电流，使所述回路传感器在所述接触网接地回路上生成激励电压；所述回路传感器还用于检测所述接触网接地回路的所述感应电流；所述控制单元用于根据所述激励电压和所述感应电流计算所述电阻。
10.可选的，所述接地检测模块包括可编程逻辑控制器和报警单元；
11.所述可编程逻辑控制器与所述传感模块连接；所述可编程逻辑控制器与所述报警单元连接；所述可编程逻辑控制器用于所述电阻超出预设门限电阻时输出报警控制信号，所述报警单元用于根据所述报警控制信号进行报警提示。
12.可选的，所述可编程逻辑控制器的型号为fx3u-116m。
13.可选的，所述电源模块包括：供电单元、第一电源单元和第二电源单元；
14.所述供电单元分别与所述第一电源单元和所述第二电源单元连接；所述第一电源单元与所述传感模块连接；所述第一电源单元用于将所述供电电压转换为所述第一电压，
向所述传感模块供电；
15.所述第二电源单元与可编程逻辑控制器连接；所述第二电源单元用于将所述供电电压转换为所述第二电压，向可编程逻辑控制器供电。
16.可选的，所述报警单元包括：第一开关单元和报警器；
17.所述第一开关单元的第一端与所述可编程逻辑控制器的第一输出电源端连接；
18.所述第一开关单元的第二端与所述报警器的第一端连接；所述报警器的第二端与所述可编程逻辑控制器的第二输出电源端连接；
19.所述第一开关单元的控制端与所述可编程逻辑控制器连接；所述第一开关单元用于根据所述报警控制信号开启所述报警器。
20.可选的，所述报警单元还包括第二开关单元；
21.所述第二开关单元与所述第一开关单元并联连接；
22.所述第二开关单元的控制端与所述可编程逻辑控制器连接；所述可编程逻辑控制器还用于所述传感模块未检出所述电阻时，输出开路控制信号，所述第二开关单元用于根据所述开路控制信号开启所述报警器。
23.可选的，所述可编程逻辑控制器包括485通信单元；所述可编程逻辑控制器与所述传感模块之间通过所述485通信单元通信连接。
24.可选的，所述接地检测模块还包括第一指示单元；所述第一指示单元与所述可编程逻辑控制器连接；
25.所述可编程逻辑控制器还用于与所述传感模块建立通讯连接时，输出在线指示信号，所述第一指示单元用于根据所述在线指示信号进行在线指示。
26.可选的，所述第一指示单元包括第三开关单元和第一指示灯；
27.所述第三开关单元的第一端与所述可编程逻辑控制器的第一输出电源端连接；
28.所述第三开关单元的第二端与所述第一指示灯的第一端连接；所述第一指示灯的第二端与所述可编程逻辑控制器的第二输出电源端连接；
29.所述第三开关单元的控制端与所述可编程逻辑控制器连接；所述第三开关单元用于根据所述在线指示信号开启所述第一指示灯。
30.本实用新型实施例提供的技术方案，接触网地线与接触网连接后组成接地回路，通过将传感模块围绕接触网设置，基于电磁感应原理，传感模块接通工作电压，接地回路中产生激励电压，进而在接地回路中生成感应电流，利用激励电压和感应电流可以得到接地回路的电阻，接地检测模块接收电阻信号，与预设的电阻门限值进行比较，若超过电阻门限值则说明接地异常，接地检测模块进行报警提示。利用传感模块与接触网地线无接触连接，采用非接触式检测避免了和接触网直接接触可能导致的危险，无需将接触网地线从接地极上频繁拆除，提高检测安全性和检测效率。
附图说明
31.图1为本实用新型实施例提供一种接触网接地回路的电阻检测装置的结构示意图。
32.图2为本实用新型实施例提供一种接触网接地回路的电阻检测原理示意图。
33.图3为本实用新型实施例提供又一种接触网接地回路的电阻检测装置的结构示意
图。
34.图4为本实用新型实施例提供又一种接触网接地回路的电阻检测装置的功能电路的结构示意图。
具体实施方式
35.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.图1为本实用新型实施例提供一种接触网接地回路的电阻检测装置的结构示意图，参见图1，包括：电源模块110、传感模块120和接地检测模块130接；
37.电源模块110分别与传感模块120和地检测模块130连接；电源模块110用于提供电源；传感模块120设置在接触网的地线上；传感模块120用于生成激励电压；
38.传感模块120与接地检测模块130连接；传感模块120还用于检测接触网回路的感应电流，并根据激励电压和感应电流获得接触网接地回路的电阻；接地检测模块130用于电阻超出预设门限电阻时进行报警。
39.具体的，电源模块110为检测装置的供电模块，电源模块110根据传感模块120和接地检测模块130的用电需求转换为对应的工作电压，示例性的，例如传感模块120的工作电压为直流12v，接地检测模块130内的功能电路的工作电压为直流24v，电源模块110则将市电转换为对应的模块直流工作电压。电源模块110与传感模块120连接，电源模块110向传感模块120供电，传感模块120围绕接触网地线210设置，其中，传感模块120包括传感线圈，传感线圈可以通过环绕、夹持等方式围绕接触网地线210，基于电磁感应原理。图2为本实用新型实施例提供一种接触网接地回路的电阻检测原理示意图，参见图2，传感模块120接通工作电压，可以在接触网地线210和接触网220组成的回路中激励出电压，即激励电压，激励电压在回路中生成感应电流，感应电流流过传感模块120的传感线圈，传感线圈的感应电动势则发生变化，从而可以检测流过接触网地线210和接触网回路中的感应电流，传感模块120根据激励电压和感应电流，可以得到回路中的电阻r=u/i，其中u为激励电压，i为感应电流。
40.接地检测模块130与传感模块120连接，传感模块120将电阻信号发送给接地检测模块130，其中，传感模块120与接地检测模块130之间可以利用通讯单元进行无线通讯或有线通讯，实现信号的传递。接地检测模块130接收电阻信号，与预设的电阻门限值进行比较，若超过电阻门限值则说明接地异常，接地检测模块130进行报警提示，还可以与安全联锁监控系统进行联控，进一步提升检测安全性。
41.本实用新型实施例提供的技术方案，接触网地线与接触网连接后组成接地回路，通过将传感模块围绕接触网设置，基于电磁感应原理，传感模块接通工作电压，接地回路中产生激励电压，进而在接地回路中生成感应电流，利用激励电压和感应电流可以得到接地回路的电阻，接地检测模块接收电阻信号，与预设的电阻门限值进行比较，若超过电阻门限值则说明接地异常，接地检测模块进行报警提示。利用传感模块与接触网地线无接触连接，采用非接触式检测避免了和接触网直接接触可能导致的危险，无需将接触网地线从接地极
上频繁拆除，提高检测安全性和检测效率。
42.可选的，传感模块120包括回路传感器和控制单元；
43.回路传感器围绕接触网接地回路的接地线设置；回路传感器与控制单元连接；控制单元用于调节回路传感器的电流，使回路传感器在接触网接地回路上生成激励电压；回路传感器还用于检测接触网接地回路的感应电流；控制单元用于根据激励电压和感应电流计算电阻。
44.具体的，回路传感器结构上包括传感线圈，传感线圈的匝数可以根据激励电压的大小进行选择，传感线圈可以通过钳口可以夹在接触网地线210上，使传感线圈围绕接触网地线210，接通传感模块120的电源，通过控制单元调节传感线圈中流过的电流，通过变化的磁通量在接地回路中激励感应电动势，产生激励电压。激励电压在接地回路生成感应电流，回路传感器检测感应电流，控制单元以此计算回路电阻大小，接触网接地回路的电阻r=u/i，其中u为激励电压，i为感应电流。
45.图3为本实用新型实施例提供又一种接触网接地回路的电阻检测装置的结构示意图，参见图3，接地检测模块130包括可编程逻辑控制器310和报警单元320；
46.可编程逻辑控制器310与传感模块120连接；可编程逻辑控制器310与报警单元320连接；可编程逻辑控制器310用于电阻超出预设门限电阻时输出报警控制信号，报警单元320用于根据报警控制信号进行报警提示。
47.具体的，可编程逻辑控制器310是一种数字运算操作电子系统。它采用可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来以实现控制控制功能，可编程逻辑控制器310在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于各类工业控制领域。示例性的，本实用新型实施例使用的可编程逻辑控制器310的型号为fx3u-116m，可编程逻辑控制器310接收到检测的电阻信息后，将电阻与预设门限电阻进行比较，当电阻超过预设门限电阻时输出报警控制信号，报警单元320接收到报警控制信号后，启动报警。其中，报警形式可以采用声、光等方式进行提示。预设门限值的大小可以根据具体检测的接地回路的要求，进行选择确定。
48.参见图3，电源模块110包括：供电单元111、第一电源单元112和第二电源单元113；
49.供电单元111分别与第一电源单元112和第二电源单元113连接；第一电源单元112与传感模块120连接；第一电源单元112用于将供电电压转换为第一电压，向传感模块120供电；
50.第二电源单元113与可编程逻辑控制器310连接；第二电源单元113用于将供电电压转换为第二电压，向可编程逻辑控制器310供电。
51.具体的，供电单元111与电网连接可以提供220v交流电，第一电源单元112将交流电转换为直流电，向传感模块120供电。示例性的，传感模块120的工作电压为直流12v，则第一电源单元112将220v交流电转换为直流12v的工作电压。第二电源单元113将交流电转换为直流电，向接地检测模块130供电。示例性的，接地检测模块130中的可编程逻辑控制器310的电源通常为直流电，则第二电源单元113将220v交流电转换为直流24v的工作电压。电源模块110通过电压转换可以为检测装置进行供电，同时进行扩展时，可以根据扩展设备的工作电压，添加电源单元进行工作电压转换，提高扩展能力。
52.图4为本实用新型实施例提供又一种接触网接地回路的电阻检测装置的功能电路
的结构示意图，参见图4，报警单元包括：第一开关单元k101和报警器d113；
53.第一开关单元k101的第一端与可编程逻辑控制器的第一输出电源端连接；
54.第一开关单元k101的第二端与报警器d113的第一端连接；报警器d113的第二端与可编程逻辑控制器的第二输出电源端连接；
55.第一开关单元k101的控制端与可编程逻辑控制器310连接；第一开关单元k101用于根据报警控制信号开启报警器d113。
56.具体的，第一开关单元k101的控制端接收到电信号时，第一开关单元k101闭合。示例性的，第一开关单元k101可以为电磁感应开关，第一开关单元k101的控制端与可编程逻辑控制器310的输出端连接，当可编程逻辑控制器310判断检测的电阻超出预设门限电阻时，输出报警控制信号。第一开关单元k101的控制端接收到报警控制信号，在电磁的作用下，第一开关单元k101的开关弹片闭合，使报警器d113的第一端接入可编程逻辑控制器的第一输出电源端，开始供电，示例性的，第一输出电源端为 24v端，报警器d113的第二端接入可编程逻辑控制器的第二输出电源端，示例性的，第二输出电源端为-0v端，因此报警器d113导通开始报警，其中，报警形式包括声、光等形式。
57.可选的，报警单元还包括第二开关单元k102；第二开关单元k102与第一开关单元k101并联连接；
58.第二开关单元k102的控制端与可编程逻辑控制器310连接；可编程逻辑控制器310还用于传感模块120未检出电阻时，输出开路控制信号，第二开关单元k102用于根据开路控制信号开启报警器d113。
59.具体的，第二开关单元k102的控制端接收到电信号时，第二开关单元k102闭合。示例性的，第二开关单元k102可以为电磁感应开关，第二开关单元k102的控制端与可编程逻辑控制器310的输出端连接，当传感模块120正常连接至接触网地线时，不能检测出电阻时，则认为回路连接为开路状态，可编程逻辑控制器310则根据开路状态输出开路控制信号。第二开关单元k102的控制端接收到信号，在电磁的作用下，第二开关单元k102的开关弹片闭合，使报警器d113接入可编程逻辑控制器310输出的供电信号，因此报警器d113开始报警，其中，为了分别开路报警和超预设门限电阻报警，可以采用两种不同的报警形式，来进行区分，便于用户识别报警信息。
60.可选的，可编程逻辑控制器310包括485通信单元；可编程逻辑控制器310与传感模块120之间通过485通信单元通信连接。
61.具体的，传感模块120的检测信号，例如，激励电压、感应电流和检测的电阻等信号，可以通过485通信单元发送至可编程逻辑控制器310，可编程逻辑控制器310根据预设的编程程序进行处理，可以输出相应的控制信号。并且可以利用可编程逻辑控制器310接入外部设备扩展，发送至外部设备便于用户在线实时监控，进一步提高安全性。
62.参见图3，可选的，接地检测模块130还包括第一指示单元330；第一指示单元330与可编程逻辑控制器310连接；
63.可编程逻辑控制器310还用于与传感模块120建立通讯连接时，输出在线指示信号，第一指示单元330用于根据在线指示信号进行在线指示。
64.具体的，传感模块120利用485通信单元与可编程逻辑控制器310完成通信连接后，传感模块120向可编程逻辑控制器310发送在线信号，可编程逻辑控制器310接收到在线信
号后，输出在线指示信号，第一指示单元330接收在线指示信号，进行指示,说明此时传感模块120与可编程逻辑控制器310建立了通信连接。
65.参见图4，可选的，第一指示单元330包括第三开关单元k103和第一指示灯d114；
66.第三开关单元k103的第一端与可编程逻辑控制器310的第一电源输出端连接；
67.第三开关单元k103的第二端与第一指示灯d114的第一端连接；第一指示灯d114的第二端与可编程逻辑控制器310的第二电源输出端连接；
68.第三开关单元k103的控制端与可编程逻辑控制器310连接；第三开关单元k103用于根据在线指示信号开启第一指示灯d114。
69.具体的，第三开关单元k103的控制端接收到电信号时，第三开关单元k103闭合。示例性的，第三开关单元k103可以为电磁感应开关，第三开关单元k103的控制端与可编程逻辑控制器310的输出端连接，当传感模块120利用485通信单元与可编程逻辑控制器310完成通信连接后，可编程逻辑控制器310则输出在线指示信号。第三开关单元k103的控制端接收到信号，在电磁的作用下，第三开关单元k103的开关弹片闭合，使第一指示灯d114接入可编程逻辑控制器310的第一电源输出端和第二电源输出端，第一指示灯d114亮灯，用于指示传感模块120的在线状态。
70.可选的，接地检测模块130还包括第四开关单元j101和第三指示灯d112，第四开关单元j101的第一端与可编程逻辑控制器310的第一电源输出端连接；
71.第四开关单元j101的第二端与第三指示灯d112的第一端连接；第三指示灯d112的第二端与可编程逻辑控制器310的第二电源输出端连接；具体的，当开始检测时，闭合第四开关单元j101，可编程逻辑控制器向报警单元等功能电路供电，此时第三指示灯d112导通，通过第二指示灯d111指示开始供电检测。
72.参见图3和图4，可选的，接地检测模块130还包括第二指示单元340；第二指示单元340包括第二指示灯d111；第二指示灯d111的第一端与可编程逻辑控制器310的第一电源输出端连接；第二指示灯d111的第二端与可编程逻辑控制器310的第二电源输出端连接。
73.具体的，当第二指示单元340接入编程逻辑控制器310的电信号后，若可编程逻辑控制器开启检测，则正常供电，则可编程逻辑控制器310第二指示灯接入第二电源单元113的电信号，第二指示灯d111亮灯，从而指示电源的连接状态。
74.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。