[发明专利]基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置及方法

权利要求书

1.一种基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析装置，其特征在于， 包括：

激励信号发生单元，用于输出特征激励信号到机车的待检测线路；

接地信号检测器，用于检测所述待检测线路上的特征活接地信号；

信号分析单元使用比较器将经整流、滤波后的特征激励信号与标准参比信 号比较，并将比较器的输出信号转换为数字信号作为活接地触发信号，该信号 分析单元对所述接地信号检测器输出的活接地检测信号以及比较器输出的活 接地触发信号进行高速采集和记录，并用数字信号分析方法分析以诊断是否存 在机车电器线路活接地故障。

2.根据权利要求1所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析 装置，其特征在于，所述接地信号检测器包括分别固定安装在待检测线路的进 口端和出口端的第一检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元和第二检测 单元反向安装并串联连接，所述第一检测单元和第二检测单元中的每一个包括 一个铁芯、缠绕在所述铁芯上的线圈以及将线缆固定在所述铁芯中心位置的固 定结构。

3.根据权利要求1所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析 装置，其特征在于，还包括第一处理单元，用于根据信号分析单元的反馈选择 输出到机车线路的频率中干扰信号最小的频率作为所述激励信号发生单元输 出的特征激励信号的频率，所述特征激励信号为选定频率方波信号。

4.根据权利要求1所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析 装置，其特征在于，所述装置包括分别装设在机车的不同待检测线路处的多个 接地信号检测器，每一接地信号检测器包括分别固定安装在待检测线路的进口 端和出口端的第一检测单元和第二检测单元。

5.根据权利要求1所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析 装置，其特征在于，所述信号分析单元包括第二处理单元、运算放大器、可编 程带通滤波器、高速同步A/D转换器、整流器、滤波器、衰减电路、标准参 比信号发生器，其中整流器、滤波器、衰减电路依次连接且所述整流器的输入 端连接到激励信号发生单元的输出端，所述衰减电路的输出端连接到比较器的 一个输入端，所述比较器的另一输入端连接到标准参比信号发生器且该比较器 向高速同步A/D转换器输出触发信号，所述接地信号检测器经由运算放大器 及可编程带通滤波器向高速同步A/D转换器输出特征活接地信号，所述高速 同步A/D转换器的输出端连接到第二处理单元。

6.根据权利要求5所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析 装置，其特征在于，所述第二处理单元高速采集记录活接地触发信号和多路活 接地检测信号，并对所述活接地检测信号和活接地触发信号用数字信号分析方 法进行分析处理，提取活接地故障特征信号，以诊断出待检测线路是否出现活 接地故障。

7.根据权利要求6所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析 装置，其特征在于，还包括存储单元，所述第二处理单元在诊断出发生活接地 故障时将触发时刻前后各1秒钟的多个活接地检测信号及活接地触发信号的 波形存储到所述存储单元。

8.一种基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析方法，其特征在于， 包括以下步骤：

(a)输出特征激励信号到机车的待检测线路；

(b)检测所述待检测线路上的特征活接地信号；

(c)使用比较器将经整流、滤波后的特征激励信号与标准参比信号比较， 并将比较器的输出信号转换为数字信号作为活接地触发信号，对所述接地信号 检测器检测到的信号以及比较器输出的活接地触发信号进行高速采集和记录， 并用数字信号分析方法分析以诊断是否存在机车电器线路活接地故障。

9.根据权利要求8所述的基于信号高速采集的机车活接地故障记录分析方 法，其特征在于，所述步骤(c)包括：

(c1)使用比较器将经整流、滤波后的特征激励信号与标准参比信号比较， 并将比较结果转换为数字信号作为活接地触发信号；

(c2)高速采样多路活接地检测信号和活接地触发信号；

(c3)对所述活接地检测信号和活接地触发信号用数字信号分析方法进行 分析处理，提取活接地故障特征信号，以诊断出待检测线路是否出现活接地故 障；

(c4)完整地记录下活接地故障出现前后各一秒钟活接地检测信号和活接 地触发信号的波形。