一种基于钢轨回流的地铁轨地绝缘破损检测系统及方法与流程

技术特征：
1.一种基于钢轨回流的地铁轨地绝缘破损检测系统，其特征在于，由轮对位置检测模块、信号发生模块、信号接收模块、信号处理与转换模块以及显示模块五个部分组成。2.根据权利要求1所述的一种基于钢轨回流的地铁轨地绝缘破损检测系统，其特征在于，所述轮对位置检测模块包括布置在检测区段两端的两个地面位置传感器，两个地面位置传感器与安装在特定轮对的传感器相互配合，当第一个地面位置传感器检测到列车轮对信号时，即表示列车已经进入检测区段，当第二个地面位置传感器检测到列车轮对信号时，即表示列车离开检测区段。3.根据权利要求2所述的一种基于钢轨回流的地铁轨地绝缘破损检测系统，其特征在于，所述信号发生模块包括主控系统和任意波形发生器，用于产生特定频率的正弦交流信号并注入一侧的钢轨；信号接收模块包括布置在另一侧钢轨的电流传感器，用于接收该钢轨上的电流信号。4.根据权利要求2所述的一种基于钢轨回流的地铁轨地绝缘破损检测系统，其特征在于，所述信号处理与转换模块为计算机系统，用于对来自电流传感器的电流信号进行处理与转换；显示模块为一块液晶显示屏，用于显示经计算机系统处理与运算后的结果与数据。5.一种基于钢轨回流的地铁轨地绝缘破损检测方法，其特征在于，采用如权利要求4所述的基于钢轨回流的地铁轨地绝缘破损检测系统，具体过程为：当地铁车辆进入检测区段，特定轮对经过第一个地面位置传感器时，第一个地面位置传感器检测到轮对信号后，向主控系统输出信号，主控系统随即向轨旁任意波形发生器输出指令，任意波形发生器立即向此侧钢轨注入频率为f，幅值为a的正弦波，此正弦波信号经钢轨传导，并经地铁轮对传播至对侧钢轨，对侧钢轨的电流传感器捕捉钢轨电流信号后，送往计算机系统进行信号处理与转换；计算机系统在接收到来自电流传感器的电流信号后，首先对电流信号进行快速傅里叶变换处理，分解得到一系列频率各不相同的正弦信号，然后计算机系统从中筛选出频率为f的信号并进行实时监测；若检测区段内存在绝缘破损点，则当任意波形发生器输出的正弦电流流经破损点时，会有一部分电流从破损点泄漏，因计算机系统在对这一信号进行实时监测，所以当轮对压过绝缘破损点时，计算机系统测得这一频率为f的正弦信号会出现幅值跌落，且轮对压过一个绝缘破损点，该正弦信号就会出现一次幅值跌落，当出现一次幅值跌落时，计算机系统随即记录产生跌落的时间点t；当第二个地面位置传感器检测到地铁轮对信号时，表明地铁列车已驶离检测区段，此时第二个地面位置传感器向主控系统输出信号，主控系统随即向轨旁任意波形发生器输出指令，任意波形发生器停止输出频率为f的信号，计算机系统也随即停止接收来自电流传感器的信号，转而对已取得的数据进行处理；计算机系统将所记录的一系列时间点t与列车的速度数据结合进行计算，从而得出每个绝缘破损点的位置，并将其输出至液晶显示屏上，从而为钢轨的检修工作提供数据支持。

技术总结
本发明公开了一种基于钢轨回流的地铁轨地绝缘破损检测系统及方法，系统由轮对位置检测模块、信号发生模块、信号接收模块、信号处理与转换模块以及显示模块五个模块组成；方法具体为：利用“钢轨-轮对-钢轨”作为信号传导路径，在一侧钢轨注入特定频率的交流信号，并在另一侧钢轨对钢轨上的电流进行傅里叶分解，得到该特定频率的信号，当轮对压过绝缘损坏的点位时，该频率的信号就会产生一次幅值跌落，根据产生幅值跌落的时间点以及列车速度，可以计算出该泄漏点在钢轨上的相对位置。本发明能为钢轨的维护及修缮措施提供依据，减少杂散电流进而降低杂散电流对埋地金属管道、混凝土结构钢筋以及附近交流电网的影响。钢筋以及附近交流电网的影响。


技术研发人员：刘江涛 高海洋 孔维君 程孟晗 延巧娜 卫茹 顾卫兵 吴广宁 肖嵩 郭裕钧 张血琴
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/11