【摘要】：隨著鐵路行業(yè)的快速發(fā)展和進(jìn)步,高速列車在電氣化鐵路中的應(yīng)用也越來越廣泛,高速列車的運(yùn)行依靠其頂部的受電弓和接觸線的接觸從而獲取電能。但是在列車運(yùn)行過程中,弓網(wǎng)易發(fā)生分離產(chǎn)生電弧。一旦產(chǎn)生弓網(wǎng)電弧,將會對列車和沿途線路帶來嚴(yán)重影響。所以通過檢測產(chǎn)生的弓網(wǎng)電弧狀況進(jìn)而來判斷弓網(wǎng)的接觸狀態(tài),為列車的安全運(yùn)行提供保障。目前弓網(wǎng)電弧檢測主要分為接觸式和非接觸式兩種檢測手段,但接觸式檢測裝置需要與弓網(wǎng)系統(tǒng)連接,這可能給列車運(yùn)行帶來隱患。非接觸式檢測主要基于電弧放電產(chǎn)生的電磁、熱和光等物理特征。由于弓網(wǎng)電弧處于列車運(yùn)行引起的強(qiáng)氣流場中,所在環(huán)境復(fù)雜,并且受測試條件和測試手段制約,對弓網(wǎng)電弧參數(shù)的檢測比較單一,缺少對弓網(wǎng)電弧強(qiáng)度的分析。因此本文主要就這一方面展開研究。本文首先對長期以來弓網(wǎng)電弧檢測研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,綜合考量國內(nèi)外的各種檢測辦法,提出利用紫外輻射能表征弓網(wǎng)電弧強(qiáng)度的方法,對光電倍增管所測紫外輻射能與弓網(wǎng)電弧強(qiáng)度關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo),然后設(shè)計光學(xué)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集裝置、無線數(shù)據(jù)傳輸裝置和上位機(jī)監(jiān)測界面,最后通過實(shí)驗(yàn)平臺對推導(dǎo)理論和檢測系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文主要工作如下:(l)理論推導(dǎo)。闡述電弧產(chǎn)生機(jī)理和結(jié)構(gòu),對弓網(wǎng)電弧的危害進(jìn)行簡單說明,最后根據(jù)玻爾理論以及愛因斯坦的光量子理論,推導(dǎo)出光電倍增管所測紫外輻射能與弓網(wǎng)電弧強(qiáng)度呈正比的關(guān)系。(2)硬件裝置設(shè)計。首先根據(jù)檢測范圍選擇GDB-152B光電倍增管,并增設(shè)濾光片排除日光干擾,然后將stm32單片機(jī)作為核心處理器,對光學(xué)系統(tǒng)輸出信號進(jìn)行采集,在利用4G-LTE無線模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸,最后通過獨(dú)立電源為檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定供電。(3)軟件平臺設(shè)計。利用μVision5對下位機(jī)采集程序進(jìn)行編譯處理;對4G-LTE無線模塊進(jìn)行程序配置;利用VB實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)測界面設(shè)計,包括數(shù)據(jù)通訊、圖形顯示和數(shù)據(jù)細(xì)化分析等幾個主要功能。(4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用電火花進(jìn)行檢測裝置可行性驗(yàn)證,利用實(shí)驗(yàn)室弓網(wǎng)電弧模擬平臺作為光源對檢測系統(tǒng)進(jìn)行性能測試,證實(shí)系統(tǒng)的可靠性和理論推導(dǎo)的正確性。
【圖文】：

圖２－３朗伯體輻射模型計算圖示逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｌａｎｇｂｏ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ逡逑

圖３－１系統(tǒng)整體架構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN23;U225;U264.34

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2669321