高速动车组避雷器在线监测系统设计.pdf
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1、 年第 期高速动车组避雷器在线监测系统设计张衍会,赵佳,魏宏斌(中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东 青岛 )摘要:高速动车组避雷器是动车组高压供电系统过电压时的重要保护设备,但在动车组运行和检修过程中避雷器处于监控盲区,无状态监测数据,因此设计了动车组避雷器在线监测系统.阐述了避雷器工作原理、等效模型,利用电压电流采集模块、信号调理模块、主控制模块等搭建了系统硬件平台,采用谐波分析法和傅里叶变换对避雷器电压电流信号进行解析,最后提出了监测系统设计参数和避雷器状态评估方法,对高速动车组避雷器状态监测具有现实意义.关键词:动车组;避雷器;在线监测系统;谐波分析中图分类号:U 文献标识码:A文章
2、编号:X()D e s i g no fO n l i n eM o n i t o r i n gS y s t e mf o rH i g h s p e e dE l e c t r i cM u l t i p l eU n i t sL i g h t n i n gA r r e s t e rZ h a n gY a n h u i,Z h a oJ i a,W e iH o n g b i n(C R R CQ i n g d a oS i f a n gC o,L t d,S h a n d o n gQ i n g d a o )A b s t r a c t:T h eh
3、 i g h s p e e dEMUl i g h t n i n ga r r e s t e ri sa ni m p o r t a n te q u i p m e n tw h e nt h eh i g h v o l t a g ep o w e rs u p p l ys y s t e mo ft h eEMUi so v e r v o l t a g e,b u t i nt h ep r o c e s so fo p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c eo ft h eEMU,t h el i g h t n i n ga
4、r r e s t e r i s i nt h em o n i t o r i n gb l i n dz o n ea n dh a sn os t a t em o n i t o r i n gd a t a,s o t h eo n l i n em o n i t o r i n gs y s t e mo f t h eEMUl i g h t n i n ga r r e s t e r i sd e s i g n e d T h es y s t e mh a r d w a r ep l a t f o r mi sb u i l tb yu s i n gt h ev
5、 o l t a g ea n dc u r r e n ta c q u i s i t i o nm o d u l e,s i g n a lc o n d i t i o n i n gm o d u l e,m a i nc o n t r o lm o d u l e,e t c,a n dt h eh a r m o n i ca n a l y s i sm e t h o da n dF o u r i e r t r a n s f o r ma r eu s e dt oa n a l y z et h ev o l t a g ea n dc u r r e n ts
6、i g n a lo f t h ea r r e s t e r,a n df i n a l l yt h em o n i t o r i n gs y s t e md e s i g np a r a m e t e r sa n dt h es t a t ee v a l u a t i o ns c h e m eo ft h ea r r e s t e ra r ep r o p o s e d,w h i c hh a sp r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e f o r t h es t a t em o n i t o r
7、i n go f t h ea r r e s t e ro fh i g h s p e e dEMU s K e yw o r d s:EMU;A r r e s t e r;O n l i n em o n i t o r i n gs y s t e m;H a r m o n i ca n a l y s i s作者简介:张衍会(),山东泰安人,汉族,工程师,硕士研究生,从事智能控制、嵌入式系统研究.引言高速动车 组 在 运 行 过 程 中 易 受 到 过 分 相 过 电 压、弓网离线过电压的冲击,在停车状态下易受到升、降受电弓瞬间电压的冲击,此外,接触网跳闸等异常情况也会对车组造成
8、巨大的电压冲击.车载避雷器是列车高压供电系统 中 抑 制 电 压 冲 击、保 护 车 载 电 气 设 备 的重要装置,当车组遭到大电压冲击时,正常性能的避雷器会瞬间由高 阻 态 变 为 导 通 状 态 来 卸 掉 电 压,然 而 多次的电压 冲 击 容 易 导 致 避 雷 器 老 化,性 能 下 降.目前,在动车组运行时并没有避雷器状态数据监测,运用检修过程中也 只 是 目 视 检 查 外 观,因 此 研 究 设 计 动 车组避雷器在线监测系统十分必要.于勇针对动车组整体高压供电系 统 提 出 了 在 线 监 测 系 统 的 设 计 框 架,未阐明详细 的 软 硬 件 设 计 方 案.罗 毅、
9、张 茜 等 人 提 出了避雷器监测 系 统 的 软 硬 件 设 计 方 案,但 未 给 出 系 统中对于监 测 信 号 的 数 据 处 理 方 法 .陈 丹 等 人 基 于基波分析提出 了 避 雷 器 监 测 电 压、电 流 数 据 的 提 取 处理方法.侯红学等人阐述了动车组避雷器状态评估的相关数据和方法.本文基于动车组避雷器电压和泄露电流数据 采 集 分 析,从 硬 件 平 台 和 软 件 程 序 两 方面提出了避雷 器 在 线 监 测 系 统 设 计 方 案,并 阐 述 了 系统监测信号的谐波分析数据处理方法.总体设计方案 设计原理动车组高压供电系统中采用的是氧化锌避雷器,正常情况下避雷
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