[发明专利]弓网电弧检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种弓网电弧检测方法及系统，该方法包括：检测弓网电弧产生的紫外光信号，并将紫外光信号转换为相应的电压信号；根据电压信号和弓网电弧产生的时长，计算弓网电弧产生的紫外辐射能，其中，紫外辐射能用于表征弓网电弧的能量大小。本发明可以实现以非接触式的方式测量弓网电弧的能量大小，避免接触式测量对列车运行造成的安全隐患。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种弓网电弧检测方法及系统。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着铁路行业的快速发展和进步，电气化技术在高速列车运行中得到了重大应用。在电气化铁路中，电力机车的运行需要通过其顶部的受电弓与接触线的接触来获取电能，因此受电弓与接触导线的接触状态直接影响着机车的受流质量和安全运行。但是在列车运行过程中，由于受各种因素影响，弓网易发生分离产生电弧。电弧一旦发生，将会带来严重影响，主要表现在：对沿线通讯线路产生干扰，加剧受电弓滑板和接触线的磨损，严重时甚至会中断接触线对电力机车的供电。因此通过对电弧的检测来判断弓网的接触状态，为弓网几何参数的设计以及线路的维修提供可靠地指导参数，为机车的安全运行提供保障。

目前，在众多弓网关系检测方法中，通常的检测方法是通过接触式方式进行检测，这会引起检测装置与弓网系统的连接，给列车运行带来隐患。另外，对于弓网电弧的检测基本都是基于其电弧率这一参数，很少有对弓网电弧强度进行探测的，而弓网电弧能量的大小在很大程度上影响碳滑板的磨损情况，因而，提供种一种确定弓网电弧能量大小的方法，进而确定燃弧的能量大小，为线路维护提供指导意见是十分必要的。

发明内容

本发明实施例提供一种弓网电弧检测方法，用以解决现有技术采用接触式方式对弓网电弧进行检测，容易给列车运行带来安全隐患的技术问题，该方法包括：利用滤光片过滤出波段范围为160～280nm的光信号进入光电传感器；

利用滤光片对入射到光电传感器的太阳光信号进行过滤，使得弓网电弧产生的波段范围为160～280nm的紫外光信号进入所述光电传感器；

利用所述光电传感器将弓网电弧产生的波段范围为160～280nm的紫外光信号转换为模拟电流信号；

利用电流电压转换电路将所述光电传感器输出的模拟电流信号转换为模拟电压信号；

利用微处理器将所述模拟电压信号转换为数字电压信号；

获取所述微处理器输出的数字电压信号的数字量；

根据所述微处理器输出的数字电压信号的数字量和弓网电弧产生的时长，计算弓网电弧产生的紫外辐射能，通过通信模块发送给上位机，以实现对弓网受流状态的远程实时监控，其中，紫外辐射能用于表征弓网电弧的能量大小，以实现对弓网受流状态的实时检测：

其中，Q_e为弓网电弧产生的紫外辐射能；V_ref为微处理器内部基准电压；a为微处理器输出的数字电压信号的数字量；K为电流电压转换电路的放大倍数；S_A为光电传感器辐照灵敏度；T_A为滤光片透过率；γ为微处理器的放大系数，m为微处理器进行模数转换的位数；t为弓网电弧产生的时长；

其中，弓网电弧产生的紫外辐射能与弓网电弧能量满足如下关系：

I＝nqsv；

其中，h为普朗克常数；ν为入射光的频率；m_e为光电子的质量；v表示出射光电子的速度；φ₀为光电阴极的逸出功；I为光电倍增管输出电流，用于确定弓网电弧能量；n代表单位体积内电子个数；q为单个电子的带电量；s为电子流的横截面积；v为电子移动速度。