[发明专利]一种用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统

说明书

本发明公开了一种用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统，包括光纤角度传感器、底座、支撑板、光源光纤、激光发射器、金属铝盒、继电器、降压电源模块、控制电路板、光电转换器、接收光纤，由闸刀的转动带动光纤角度传感器的旋转轴转动，控制电路板继电器的开断来控制激光发射器工作，由激光发射器向光源光纤中发射激光束，通过接收光纤接收光源光纤中反射出来的激光束，再传输至光电转换器中将光照强度转换为电压信号，实现光电转换的功能，再将转换后的电信号传输至控制电路板中进行处理，最终输出光纤角度传感器采集到的闸刀角度，并通过RS485通信方式传输至接触网隔离开关管理部门的PC机上，便于工作人员查看。

技术领域

本发明涉及隔离开关角度测量领域，尤其涉及一种用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统。

背景技术

接触网隔离开关是电气化铁路使用较为广泛的电气设备之一，可以对电路系统进行无负荷分合操作，形成隔离断开点，以保证列车换相时的供电安全，隔离开关分闸时需要保证动静触头之间有足够的拉开角度，以及保障与之相邻的电气设备和检修工作人员的安全。隔离开关合闸时，要确保动静触头之间要有足够的接触面积，达到合闸到位的状态。因此接触网隔离开关能否分合闸到位直接影响到列车的运行安全，因此有必要对隔离开关的闸刀角度进行监测，以确保隔离开关在分合闸操作过程中分合闸能够到位。

现有用于测量接触网隔离开关的方法主要有：1.采用图像识别法，通过图像处理获取隔离开关闸刀的位置，进而计算出闸刀当前的角度信息，该方案易受天气影响，导致误检率较高。2.基于光电编码器的角度测量法，目前所采用的光电编码器是在传感器中集成了光电一体化，直接输出电信号来判断采集到的角度值，该传感器安装在通有27.5kV的隔离开关导电臂上，存在取电难的问题。3.电位器、霍尔角度传感器等角度传感器属于电子式传感器，安装在通有27.5kV的隔离开关导电臂上也存在供电难的问题，以及易受到电磁干扰问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统，针对接触网隔离开关的运行特点及条件，采用结构型光纤传感器原理设计了一款用于测量接触网隔离开关闸刀角度的光纤角度传感器，根据光纤有抗电磁和原子辐射干扰、径细、质软、重量轻的机械性能、绝缘、无感应的电气性能、耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等优秀特性，本发明的光纤角度传感器能满足在接触网隔离开关运行条件下对其闸刀角度进行测量。

为了实现上述目的，本发明提供的一种用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统是这样实现的：

一种用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统，包括光纤角度传感器、底座、支撑板、光源光纤、激光发射器、金属铝盒、继电器、降压电源模块、控制电路板、光电转换器、接收光纤，在接触网隔离开关闸刀转动轴侧的支柱绝缘子上部安装支撑板，作为底座的支撑点，将光纤角度传感器安装在底座上，且光纤角度传感器的旋转轴与接触网隔离开关闸刀转动轴连接在一起，用于检测接触网隔离开关闸刀旋转角度，激光发射器、继电器、降压电源模块、控制电路板、光电转换器安装在金属铝盒中，并将金属铝盒放置到远离隔离开关的地方，由控制电路板继电器的开断来控制激光发射器工作，由激光发射器向光源光纤中发射激光束，通过接收光纤接收光源光纤中反射出来的激光束，再传输至光电转换器中将光照强度转换为电压信号，实现光电转换的功能，再将转换后的电信号传输至控制电路板中进行处理，最终输出光纤角度传感器采集到的闸刀角度，降压电源模块将铁路上用的220V电压降到12V和5V两个电压等级分别为激光发射器、控制电路板、继电器、光电转换器供电。