基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置及方法

2023-05-17 02:39:01 2

專利名稱：基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置及方法
技術領域：
本發明涉及電路檢測領域，尤其涉及一種基於信號高速採集的機車活接地故障記
錄分析裝置及方法。
背景技術：
鐵路機車的電器線路包括同步牽引發電機、整流櫃、牽引電動機以及連接線路等。由於牽引電動機吊掛在轉向架的橫梁上，不斷受到振動和衝擊，並且在露天工作，受到雨、雪、風、沙的侵襲，使得該牽引電動機的絕緣能力變差，使得機車電器線路存在活接地(瞬間接地)的風險。另外，隨著鐵路機車運行速度不斷提高，牽引負荷不斷加大，使得機車電器線路發生活接地的現象越來越頻繁。 一旦機車電器線路發生活接地，將造成電路短路，從而使牽引發電機因電流過大而燒損，嚴重影響機車的安全運行，造成運輸秩序的混亂甚至引發安全事故。 過去由於檢測手段落後，機車電器線路活接地故障很難查找，一般通過排除法拆除牽引電動機、拆除整流櫃，勞動強度大。並且機車檢測過程中需要反覆上線試驗，牽涉部門廣，故障查找周期長。如果不是牽引電動機或主整流櫃造成的活接地，而是由於設備或線路某點絕緣破損、主接觸器等元器件造成的主迴路活接地，找到並排除更是難上加難。
目前，機車電器線路活接地的檢測主要有以下幾種方法
1、平衡電阻法 該方法通過在正負母線之間接入兩隻大小相同的電阻，中間接地，通過測量其中一隻電阻上的電壓來判斷設備或線路活接地故障。雖然該方法可以準確地判斷出正母線活接地故障及負母線活接地故障，但卻無法診斷出活接地故障點的具體位置，即無法指出哪一迴路出現了活接地故障。
2、工作電流差值法 該方法通過檢測各支路工作電流的差值的變化來判斷某一支路出現活接地故障。該方法雖然可以檢測出活接地故障的具體位置，但由於設備的工作電流較大，而活接地電流往往很小，電流傳感器的很小的誤差都會大於活接地電流，因此該方法誤報率和漏報率較高。
3、振蕩信號檢測法 該方法的原理是當出現活接地故障時，振蕩器產生振蕩信號加於被測支路上，同時探頭檢測振蕩信號來判斷活接地故障。該方法可以檢測出活接地故障的具體位置，但缺點是誤報率和漏報率較高。 一方面從檢測到活接地故障，振蕩器起振，到探頭檢測到振蕩信號，需要一定的時間，因此很多時間較短的活接地故障檢測不到。另一方面，由於設備的工作電流較大，各種頻率的幹擾信號非常強，而活接地電流往往很小，有用的測量信號夾雜在很強的幹擾信號之中，難以分辨。並且由於器件的零點漂移，振蕩頻率會有偏差，造成有用的測量信號難以分辨。這些因素都造成該方法誤報率和漏報率較高。 以上幾種機車電器線路活接地檢測方法由於受技術條件的限制活接地故障檢測誤報率和漏報率較高，難以投入使用，鐵路機務部門依然採用反覆拆除設備、反覆上線試驗的方法來查找和排除活接地故障。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對上述機車電器線路活接地檢測中檢測不夠精
確的問題，提供一種基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置及方法。 本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種基於信號高速採集的機車活接
地故障記錄分析裝置，包括 激勵信號發生單元，用於輸出特徵激勵信號到機車的待檢測線路； 接地信號檢測器，用於檢測所述待檢測線路上的特徵活接地信號； 信號分析單元，用於對所述接地信號檢測器輸出的活接地檢測信號進行高速採集
和記錄，並用數位訊號分析方法分析以診斷是否存在機車電器線路活接地故障。 在本發明所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置中，所述接地
信號檢測器包括分別固定安裝在待檢測線路的進口端和出口端的第一檢測單元和第二檢
測單元，所述第一檢測單元和第二檢測單元反向安裝並串聯連接。 在本發明所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置中，所述第一檢測單元和第二檢測單元中的每一個包括一個鐵芯、纏繞在所述鐵芯上的線圈以及將線纜固定在所述鐵芯中心位置的固定結構。 在本發明所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置中，還包括第一處理單元，用於根據信號分析單元的反饋選擇輸出到機車線路的頻率中幹擾信號最小的頻率作為所述激勵信號發生單元輸出的特徵激勵信號的頻率，所述特徵激勵信號為選定頻
率方波信號。 在本發明所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置中，所述裝置
包括分別裝設在機車的不同待檢測線路處的多個接地信號檢測器，每一接地信號檢測器包
括分別固定安裝在待檢測線路的進口端和出口端的第一檢測單元和第二檢測單元。 在本發明所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置中，所述信號
分析單元包括第二處理單元、運算放大器、可編程帶通濾波器、高速同步A/D轉換器、整流
器、濾波器、衰減電路、標準參比信號發生器，其中整流器、濾波器、衰減電路依次連接且所
述整流器的輸入端連接到激勵信號發生單元的輸出端，所述比較器的兩個輸入端分別連接
到衰減電路的輸出端與標準參比信號發生器並向高速同步A/D轉換器輸出觸發信號，所述
接地信號檢測器經由運算放大器及可編程帶通濾波器向高速同步A/D轉換器輸出活接地
檢測信號，所述高速同步A/D轉換器的輸出端連接到第二處理單元。 在本發明所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置中，所述第二處理單元高速採集記錄活接地觸發信號和多路活接地檢測信號，並對所述活接地檢測信號和活接地觸發信號用數位訊號分析方法進行分析處理，提取活接地故障特徵信號，以診斷出待檢測線路是否出現活接地故障。 在本發明所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置中，還包括存儲單元，所述第二處理單元在診斷出發生活接地故障時將觸發時刻前後各1秒鐘的多個活接地檢測信號及活接地觸發信號的波形存儲到所述存儲單元。
本發明還提供一種基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析方法，包括以下步驟 (a)輸出特徵激勵信號到機車的待檢測線路；
(b)檢測所述待檢測線路上的特徵活接地信號； (c)對所述接地信號檢測器檢測到的信號進行高速採集和記錄，並用數位訊號分析方法分析以診斷是否存在機車電器線路活接地故障。 在本發明所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析方法中，所述步驟(C)包括: (cl)使用比較器將經整流、濾波後的特徵激勵信號與標準參比信號比較，並將比
較結果轉換為數位訊號作為活接地觸發信號； (c2)高速採樣多路活接地檢測信號和活接地觸發信號； (c3)對所述活接地檢測信號和活接地觸發信號用數位訊號分析方法進行分析處
理，提取活接地故障特徵信號，以診斷出待檢測線路是否出現活接地故障； (c4)完整地記錄下活接地故障出現前後各一秒鐘活接地檢測信號和活接地觸發
信號的波形。 本發明的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置及方法，明通過記錄分析待檢測線路中的特徵活接地信號實現了特定線路中活接地故障的記錄分析，從而快速準確地診斷出機車電器線路活接地故障並診斷出活接地故障點的準確位置，提高了活接地故障診斷的準確性及效率。本發明還可提供活接地故障出現瞬間的活接地信號波形，供專家進行分析診斷，為活接地故障的維修工作提供指導。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中 圖1是本發明基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置的示意圖； 圖2是圖1中裝置的一個具體實例的結構示意圖； 圖3是圖1中的接地信號檢測器的安裝位置示意圖； 圖4是圖1中接地信號檢測器的一個具體實例的結構示意圖； 圖5是圖1中激勵信號發生單元的一個具體實例的結構示意圖； 圖6是圖1中信號分析單元的一個具體實例的結構示意圖； 圖7是圖1中激勵信號發生單元生成的特徵激勵信號的波形圖； 圖8是記錄的活接地觸發信號及活接地檢測信號波形圖； 圖9是本發明基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析方法的流程圖。
具體實施例方式
本發明通過採集待檢測線路中的特徵信號，並使用採集的特徵信號分析診斷活接地發生準確位置。 如圖1所示，是本發明基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置實施例的示意圖。該裝置包括激勵信號發生單元11、接地信號檢測器12以及信號分析單元13，其中接地信號檢測器12安裝在待檢測線路10上，而激勵信號發生單元11則連接到待檢測線
6路10。 激勵信號發生單元11用於輸出特徵激勵信號到機車的待檢測線路IO，其中特徵 激勵信號為電壓值恆定(例如為220V)、頻率為設定頻率的電信號，例如圖7所示。
接地信號檢測器12用於檢測待檢測線路10上的特徵活接地信號並將該信號作為 活接地檢測信號輸出到信號分析單元，其中特徵活接地信號由待檢測線路10中特徵激勵 信號的非正常變化而產生。為了實現對整個機車電器線路進行檢測，可在電器線路的不同 位置(區段)分別設置接地信號檢測器12。 信號分析單元13用於對接地信號檢測器11輸出的活接地檢測信號進行分析以診 斷是否存在電器線路活接地故障。具體地，該信號分析單元13首先使用比較器將經整流、 濾波後的特徵激勵信號與標準參比信號比較，並將比較器的輸出信號轉換為數位訊號作為 活接地觸發信號，在活接地發生瞬間，活接地觸發信號由高電平變為低電平。信號分析單元 13不斷高速採樣活接地觸發信號和多路活接地檢測信號，將模擬信號變為數位訊號。在觸 發信號為低電平時，初步判斷有活接地故障出現，同時對所述活接地檢測信號和活接地觸 發信號用數位訊號分析方法進行分析處理，以診斷出待檢測線路是否出現活接地故障(例 如活接地檢測信號超過設定的閥值時診斷出現活接地故障)並確定出現活接地故障的具 體位置。 如圖3所示，可將機車電器線路劃分為多個待檢測線路區段，每一區段中設置1組 接地信號檢測器12，每一組接地信號檢測器12包括分別套設並固定安裝在待檢測線路的 進口端和出口端的第一檢測單元和第二檢測單元，且第一檢測單元和第二檢測單元反向安 裝。第一檢測單元和第二檢測單元的輸出信號串聯後作為此段待檢測線路的活接地檢測信 號。 在機車電器線路沒有活接地故障時，待檢測線路中的特徵激勵信號無跳變，第一 檢測單元和第二檢測單元都無特徵信號輸出，從而取差分後的活接地檢測信號中也不會有 特徵信號成分。如果機車電器線路出現活接地故障而故障點不在此段待檢測線路上，而特 徵電流(即電流跳變)不流過此段待檢測線路，第一檢測單元和第二檢測單元都無特徵信 號，取差分後的活接地檢測信號中也不會有特徵信號成分。如果機車電器線路出現活接地 故障而故障點不在此段待檢測線路上，而特徵電流流過此段線路，第一檢測單元和第二檢 測單元都出現相同的特徵信號，取差分後兩信號相減後相互抵消，因此活接地檢測信號中 也不會有特徵信號成分。如果機車電器線路出現活接地故障而故障點在此段待檢測線路 上，則第一檢測單元有特徵信號，第二檢測單元無特徵信號，或第一檢測單元與第二檢測單 元的特徵信號大小、方向不同，取差分後兩信號相減後不能相互抵消，因此活接地檢測信號 中會出現特徵信號成分。 由於機車電器線路中的待檢測線路上除了特徵激勵信號外還有很大的工作電流 (數值上可以達到數百安培至數千安培，信號上有直流、交流甚至更為複雜的波形)，而出 現活接地故障時由於特徵激勵信號產生的特徵活接地信號很小，因此信號的檢測和分析極 為重要。在本實施例中，接地信號檢測器12(即第一檢測單元/第二檢測單元)採用抗飽 和高增益特徵活接地信號檢測器。如圖3所示，接地信號檢測器12包括一個特殊設計的鐵 芯(U形鐵芯)、纏繞在鐵芯上的線圈以及將待檢測線路10的線纜固定在鐵芯中心位置的固 定結構(例如圖4中所示的彈簧)。為了提高特徵活接地信號(測量信號)的增益同時防止很大的工作電流造成的飽和，採用了 U形鐵芯；上述接地信號檢測器12通過固定結構將
被檢測線路始終牢固地固定於接地信號檢測器12的中心位置，防止在運動中由於被檢測
線路幾何位置的變化造成測量誤差。 如圖2所示，是圖1中裝置的一個具體實例的結構示意圖。該裝置由主機、接地特 徵信號檢測器及激勵信號輸出線組成，其中接地特徵信號檢測器通過信號測試線連接到主 機。 上述主機用於實現對機車電器線路活接地故障信號的高速採集、記錄和分析，準
確診斷活接地故障點的具體位置，其具體包括主CPU(第一處理單元)、激勵信號發生單元、
信號分析單元、供電單元、通信單元、輸入輸出單元、報警單元、復位單元、存貯單元。 如圖5所示，激勵信號發生單元由SG3525晶片、運算放大器、M0S管、升壓變壓器
等組成。由主CPU向M0S管3發出命令以產生特徵激勵信號，所述特徵激勵信號為選定頻
率方波信號。 如圖6所示，信號分析單元由從CPU(DSP，第二處理單元)、高速同步A/D轉換器、 運算放大器、可編程帶通濾波器、濾波器、整流器、衰減器、標準參比信號、光電隔離器等組 成，並從接地信號檢測器獲取活接地檢測信號。 以下結合圖3所示的實例說明信號分析單元的活接地故障的檢測原理 激勵信號發生單元11向待檢測線路10發送特徵激勵信號，多組接地信號檢測器
12穿在主迴路不同區段上檢測特徵激勵信號。正常情況下，由於電機主迴路的設備線路和
地之間是絕緣的，對地絕緣電阻為無窮大至幾兆歐姆，特徵激勵信號的電壓穩定在工作電
壓，活接地觸發信號保持高電平，並且接地信號檢測器檢測不到特徵激勵信號跳變而產生
的特徵活接地信號。 如果被測設備的線路有活接地故障出現，對地絕緣電阻瞬間由幾兆歐姆跌落至幾 千歐姆甚至更低，特徵激勵信號瞬間會有一個電壓跌落，特徵激勵信號和標準參比信號送 入比較器，比較器輸出信號波形的記錄和實時數據分析結果可以作為活接地故障的觸發信 號(第一個判據)，初步確定機車電器線路出現活接地故障。同時，由於機車電器線路對地 絕緣電阻瞬間由幾兆歐姆跌落至幾千歐姆甚至更低，在被測設備的線路和地之間將有符合 特徵頻率的、電流大小不同的特徵活接地電流流過，抗飽和高增益接地信號檢測器可以檢 測到特徵活接地電流信號，此信號為暫態信號。信號分析單元高速採集記錄活接地觸發信 號和多路活接地檢測信號，並對所述活接地檢測信號和活接地觸發信號用數位訊號分析方 法進行分析處理，提取活接地故障特徵信號，以診斷出待檢測線路是否出現活接地故障及 出現活接地故障的具體位置。活接地檢測信號的數位訊號分析結果可以作為機車電器線路 活接地故障的第二個判據，進一步確定活接地故障。 在檢測時，信號分析單元13對輸出到待檢測線路的特徵激勵信號進行檢測，此特 徵激勵信號經整流、濾波、衰減後，和標準參比信號一同送入比較器進行比較，比較器輸出 信號經高速同步A/D轉換器變為數位訊號後送入從CPU(DSP)作為活接地故障觸發信號。正 常情況下，待檢測線路對地絕緣電阻較大，電壓為工作電壓的方波特徵激勵信號經整流、濾 波、衰減後，和標準參比信號比較後比較器輸出高電平。在活接地故障出現的瞬間，由於對 地絕緣電阻較小，特徵激勵信號電壓將變小，經整流、濾波、衰減後，和標準參比信號比較後 比較器輸出低電平。從CPU(DSP)控制高速同步A/D轉換器高速採集記錄活接地觸發信號和多路活接地檢測信號，並對所述活接地檢測信號和活接地觸發信號用數位訊號分析方法 進行分析處理，提取活接地故障特徵信號，以診斷出待檢測線路是否出現活接地故障，並立 刻通過主機的輸出單元和報警單元進行顯示和報警；同時對觸發時刻前後各1秒鐘多個活 接地檢測信號及活接地觸發信號進行記錄存貯，以供專業人員對活接地故障進行分析。
由於被檢測設備的線路上同時有很大的工作電流存在，數值上可以達到數百安 培至數千安培，信號上有直流、交流甚至更為複雜的波形，而特徵激勵信號很小，因此接地 信號檢測器12檢測到的信號中除含有特徵活接地信號外還含有大量的各種頻率的幹擾信 號。為避免同頻幹擾，需在活接地檢測前先檢測線路中幹擾信號，對幹擾信號進行數位訊號 分析，在激勵信號發生單元工作頻率範圍內找出幹擾信號相對較小的頻點並以此作為工作 頻點。具體地，主CPU向6個可編程帶通濾波器發出頻率1選通命令，檢測頻率1的幹擾信 號，信號經放大、濾波後經高速同步A/D轉換器變為數位訊號後送入從CPU(DSP)進行數字 信號分析，計算出頻率l的幹擾信號的大小。主CPU重複上述過程，依次計算出整個工作頻 率範圍內幹擾信號的大小，並找出整個工作頻率區間內幹擾信號最小的頻率，以此頻率作 為特徵激勵信號的工作頻率。 如圖9所示，是本發明基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析記錄分析方 法實施例的流程圖，該方法具體包括以下步驟 步驟S91 :輸出特徵激勵信號到機車電器線路的待檢測線路。特徵激勵信號的頻 率選擇為工作頻率區間內幹擾信號最小的頻率。 步驟S92 :檢測待檢測線路上的特徵活接地信號。本實施例中使用分別安裝於被 測線路的多個區段上的多組接地信號檢測器進行檢測，其中每組接地信號檢測器包括兩個 檢測單元。該兩個信號檢測單元分別安裝與被測區段的入口和出口並反向安裝，其輸出信 號串聯後作為此段線路的活接地檢測信號。 步驟S93 :對接地信號檢測器檢測到的信號進行分析以診斷機車電器線路是否存 在活接地故障。在進行診斷時，首先使用比較器將經整流、濾波後的特徵激勵信號與標準參 比信號比較，並將比較器的輸出信號轉換為數位訊號作為活接地觸發信號，在活接地發生 瞬間，觸發信號由高電平變為低電平。信號分析單元13不斷高速採樣活接地觸發信號和多 路活接地檢測信號(該活接地檢測信號經放大、濾波後經高速同步A/D轉換器變為數字信 號)。在觸發信號為低電平時，初步判斷有活接地故障出現，同時對所述活接地檢測信號和 活接地觸發信號用數位訊號分析方法進行分析處理，提取活接地故障特徵信號，以診斷出 待檢測線路是否出現活接地故障並確定出現活接地故障的具體位置。同時對觸發時刻前後 各1秒鐘多個機車電器線路活接地檢測信號及活接地觸發信號進行記錄存貯，以供專業人 員對活接地故障進行分析。 在上述方法中，可採用兩個高速同步A/D轉換器高速採樣來自多組接地信號檢測 器的多路活接地檢測信號和一路活接地觸發信號，並對所述活接地檢測信號和活接地觸發 信號用數位訊號分析方法進行分析處理，提取活接地故障特徵信號，以診斷出待檢測線路 是否出現活接地故障。在診斷出發生活接地故障時立刻進行顯示和報警；同時對觸發時刻 前後各1秒鐘多個活接地檢測信號及活接地觸發信號進行記錄存貯。 上述基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置及方法可以準確而方便 地診斷出不斷運動中的機車電氣線路的活接地故障，可以準確地診斷到出現活接地故障的具體位置，指導機車乘務人員及時採取措施，防止發生行車安全事故。此外，上述裝置及方 法還可記錄下機車電器線路出現活接地故障瞬間活接地信號和觸發信號波形，供專家分析 診斷，指導設備的維修工作。
和傳統的方法相比，本發明具有明顯的優點 (1)形象直觀。採用高速同步採樣技術直接記錄各支路活接地故障檢測信號波形 和觸發信號波形，並在基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置上將活接地信號 波形和觸發信號波形顯示出來，相當於為機車主迴路的各支路絕緣做"心電圖"，並為利用 各種先進的數位訊號分析方法對信號進行分析打下了基礎。 (2)信號檢測靈敏。採用抗飽和高增益接地信號檢測器，可以在很大的工作電流中 檢測到微弱的特徵活接地信號。 (3)抗幹擾性強。(a)採用了幹擾信號頻率掃描技術，動態地檢測幹擾信號的頻 譜，以此為基礎確定特徵激勵信號的頻率，有效地避免了同頻幹擾。(b)硬體上採用了可編 程帶通濾波器，最大限度地減小了幹擾信號的影響。(c)軟體上採用了數位訊號分析技術， 準確地提取出了特徵活接地信號。 (4)特徵激勵信號頻率準確。由CPU直接控制MOS管開關產生方波信號，特徵激勵 信號頻率偏差極小。
(5)診斷準確，活接地故障誤報率和漏報率低。由於採用上述一系列軟硬體技術及
數位訊號分析處理技術，確保了機車電器線路活接地故障檢測的準確性。 本發明可應用於鐵路的內燃機車、電力機車電器線路的活接地故障分析診斷和維
修，也可用於汽車、船舶以及軍事領域的坦克、艦艇等大型重要的運動設備活接地故障分析
診斷和維修。 以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍 為準。
權利要求
一種基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，其特徵在於，包括激勵信號發生單元，用於輸出特徵激勵信號到機車的待檢測線路；接地信號檢測器，用於檢測所述待檢測線路上的特徵活接地信號；信號分析單元，用於對所述接地信號檢測器輸出的活接地檢測信號進行高速採集和記錄，並用數位訊號分析方法分析以診斷是否存在機車電器線路活接地故障。
2. 根據權利要求1所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，其特徵 在於，所述接地信號檢測器包括分別固定安裝在待檢測線路的進口端和出口端的第一檢測 單元和第二檢測單元，所述第一檢測單元和第二檢測單元反向安裝並串聯連接。
3. 根據權利要求2所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，其特徵 在於，所述第一檢測單元和第二檢測單元中的每一個包括一個鐵芯、纏繞在所述鐵芯上的 線圈以及將線纜固定在所述鐵芯中心位置的固定結構。
4. 根據權利要求1所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，其特徵 在於，還包括第一處理單元，用於根據信號分析單元的反饋選擇輸出到機車線路的頻率中 幹擾信號最小的頻率作為所述激勵信號發生單元輸出的特徵激勵信號的頻率，所述特徵激 勵信號為選定頻率方波信號。
5. 根據權利要求1所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，其特徵 在於，所述裝置包括分別裝設在機車的不同待檢測線路處的多個接地信號檢測器，每一接 地信號檢測器包括分別固定安裝在待檢測線路的進口端和出口端的第一檢測單元和第二 檢測單元。
6. 根據權利要求1所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，其特徵 在於，所述信號分析單元包括第二處理單元、運算放大器、可編程帶通濾波器、高速同步A/D 轉換器、整流器、濾波器、衰減電路、標準參比信號發生器，其中整流器、濾波器、衰減電路依 次連接且所述整流器的輸入端連接到激勵信號發生單元的輸出端，所述比較器的兩個輸入 端分別連接到衰減電路的輸出端與標準參比信號發生器並向高速同步A/D轉換器輸出觸 發信號，所述接地信號檢測器經由運算放大器及可編程帶通濾波器向高速同步A/D轉換器 輸出特徵活接地信號，所述高速同步A/D轉換器的輸出端連接到第二處理單元。
7. 根據權利要求6所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，其特徵 在於，所述第二處理單元高速採集記錄活接地觸發信號和多路活接地檢測信號，並對所述 活接地檢測信號和活接地觸發信號用數位訊號分析方法進行分析處理，提取活接地故障特 徵信號，以診斷出待檢測線路是否出現活接地故障。
8. 根據權利要求7所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，其特徵 在於，還包括存儲單元，所述第二處理單元在診斷出發生活接地故障時將觸發時刻前後各l 秒鐘的多個活接地檢測信號及活接地觸發信號的波形存儲到所述存儲單元。
9. 一種基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析方法，其特徵在於，包括以下步驟(a) 輸出特徵激勵信號到機車的待檢測線路；(b) 檢測所述待檢測線路上的特徵活接地信號；(c) 對所述接地信號檢測器檢測到的信號進行高速採集和記錄，並用數位訊號分析方 法分析以診斷是否存在機車電器線路活接地故障。
10.根據權利要求9所述的基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析方法，其特徵在於，所述步驟(C)包括(cl)使用比較器將經整流、濾波後的特徵激勵信號與標準參比信號比較，並將比較結果轉換為數位訊號作為活接地觸發信號；(C2)高速採樣多路活接地檢測信號和活接地觸發信號；(c3)對所述活接地檢測信號和活接地觸發信號用數位訊號分析方法進行分析處理，提 取活接地故障特徵信號，以診斷出待檢測線路是否出現活接地故障；(c4)完整地記錄下活接地故障出現前後各一秒鐘活接地檢測信號和活接地觸發信號 的波形。
全文摘要
本發明涉及一種基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析裝置，包括激勵信號發生單元，用於輸出特徵激勵信號到機車的待檢測線路；接地信號檢測器，用於檢測所述待檢測線路上的特徵活接地信號；信號分析單元，用於對所述接地信號檢測器輸出的活接地檢測信號進行高速採集和記錄，並用數位訊號分析方法分析診斷是否存在機車電器線路活接地故障。本發明還提供一種基於信號高速採集的機車活接地故障記錄分析方法。本發明通過記錄分析待檢測線路中的特徵活接地信號實現了特定線路中活接地故障的分析診斷，從而快速準確地診斷出機車電器線路活接地故障並診斷出活接地故障點的準確位置，提高了活接地故障診斷的準確性及效率。
文檔編號G01R31/02GK101713807SQ20091019008
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月15日 優先權日2009年9月15日
發明者王汝鋼 申請人:深圳市普祿科智能檢測設備有限公司