铁路信号电缆网络故障在线检测思路初探

2021-07-29 10:32:56 阅读:

【摘要】 铁路信号电缆的安全正常运行决定着列车的行车安全,一旦出现故障,若不能及时的进行故障检测采取相应的措施必然会造成巨大的生命财产损失,因此对铁路信号电缆网络故障在线检测的思路进行探究是很有必要的。铁路信号电缆网络故障在线检测和管理有助于增强信号电缆的运行可靠性,同时这种自动化的故障检测方式能够在很大程度上减少人工故障排查的工作量,实现了铁路的自动化运营。铁路信号电缆网络故障在线检测需要设计相关的信号电缆故障在线检测系统,通过系统化的检测平台在线检测铁路信号电缆,对信号电缆的故障进行自动化定位。

【关键词】 铁路信号电缆 故障 在线检测 思路

一、引言

铁路信号电缆是整个铁路运输部门信号传递系统的重要组成部分,是传递列车运输控制信息的重要载体,随着现在铁路运输量的不断加重,运输速度的不断加快,铁路信号电缆一旦发生故障就会为列车的安全行驶带来严重的影响,铁路信号电缆的故障具有隐蔽性等特点,在进行故障定位和分析处理时具有相当的难度,铁路的正常运输受到了严重的干扰,对人民的生命财产安全造成了难以估计的损失。为了更加方便精确的检测出铁路信号电缆的故障必须加大力度研发一套效率高、精准度强的在线检测系统,不仅能够通过网络在线检测信号电缆的运行状况,而且能够精确地确定电缆故障的部位。

二、铁路信号电缆网络故障在线检测思路设计

本次所研究的铁路信号电缆网络故障在线监测方法结合了SSTDR和TFDR两种方法。该系统的电路核心模块是DSP+CPLD,在整个检测线路中DDS芯片负责信号波的产生,A/D芯片用于信号样本的采集,而485总线可以完成各个模块间信号的传递。SSTDR是用于故障检测的一种方法,以扩展频谱为基础技术支持实现信号电缆故障的在线检测,并且在线检测时,SSTDR所发出的信号不会对信号电缆的正常工作造成任何影响,还可以预测信号电缆的低阻故障。TFDR检测技术用于信号电缆故障的定位和故障种类的判断,TFDR称为时频反射法,能够精确方便的分析出具有高斯分布特征的调频信号,能够精确的测量信号电缆的故障距离,并且可通过对故障抗阻的精确测量来确定是何种类型的故障。这种信号电缆网络故障的在线检测思路设计如下。

2.1 明确此法的基本检测功能

SSTDR和TFDR两种检测方法的统一硬件平台的结合能够有效的实现铁路信号电缆故障的在线检测,不仅能够精确的测定信号电缆出现的高阻故障,还能正确的预知信号电缆的低阻故障,最重要的是能够准确的测定信号电缆故障的具体位置,而在设计检测思路时首先要明确的是它们的基本功能,主要有四点,第一是能够发射任意的信号波,即幅值和频率都可调节;第二是能够接收和识别各种故障发射波形;第三是精确的定位故障位置,确定故障的类型;第四是能够实现信号电缆的自动化在线管理。

2.2 检测系统的设计内容

SSTDR和TFDR两种方法组成的检测系统包括DSP+CPLD、信号发射模块、信号采集模块、通讯模块基本检测思路是由信号发射模块向需要检测的信号电缆发射检测信号,由信号采集模块来接收被测信号电缆所反射的检测信号,进行存储,同时传送到DPS,由其对反射信号及相关信息进行处理,判断信号电缆的故障类型和故障发生的具体距离,CPLD负责对信号发射模块和采集模块进行控制,通信模块的主要作用是实现与上位机的通信。

在这一测试系统中,信号发射模块需要通过数字合成的DDS芯片来产生频率和幅度均可调节的任意波形,除此之外还应包括驱动放大电路、变压器和平衡电阻网络等。变压器可起到电气隔离和提高抗干扰的作用。

因为所测试的信号电缆的反射信号都相对较弱,其幅值大小受到故障距离的影响,这就要对信号采集模块进行相应的设计,可选择增益可变化的放大缓冲电路作为其前端缓冲放大电路。通过TFDR检测电路故障时,为保证精确度要选用采样频率不小于100MHz的A/D采样芯片和大容量的双口RAM芯片来进行数据缓存处理,由CPLD来控制RAM和A/D的时序,DPS完成对采集数据的处理。

三、总结

随着现在铁路运输量的不断加重,运输速度的不断加快,作为整个铁路运输部门信号传递系统的重要组成部分和传递列车运输控制信息的重要载体,铁路信号电缆一旦发生故障就会为列车的安全行驶带来严重的影响,铁路信号电缆的安全正常运行决定着列车的行车安全,因此对铁路信号电缆网络故障在线检测的思路是值得相关人员深入探究的。

参 考 文 献

[1] 王立华. 通信电缆断点故障自动检测报警电路的设计[J]. 自动化仪表. 2010(12)

[2] 王国权. 铁路信号电缆对外来地电容不平衡的探讨[J]. 铁道通信信号. 2008(07)

[3] 马全松,秦亚明,廖立平. 铁路信号电缆绝缘在线测试[J]. 测控技术. 2003(04)

本站部分信息搜集于互联网,如有侵权请联系我们进行删除,谢谢!

copyright 2015-2020 好文稿网