一种站台屏蔽门绝缘劣化监测系统、方法、电子设备及存储介质与流程

    技术2024-12-20  3


    本技术涉及轨道交通屏蔽门,具体涉及一种站台屏蔽门绝缘劣化监测系统、方法、电子设备及存储介质。


    背景技术:

    1、轨道交通作为一种便捷、快速的交通运输方式,随着社会需求不断提速;地铁作为城市轨道交通的代表,其安全性和舒适性的要求较高;站台屏蔽门能够有效减少空气对流造成的站台冷热气流失,降低列车运行产生的噪音及活塞风对车站的影响,保障列车和乘客上下车及进出站安全,为乘客提供了安全、舒适的候车环境,是地铁站台内的重要设备。

    2、《城市轨道交通站台屏蔽门》(cj/t236-2022)中5.8节内容提出明确要求:“当屏蔽门与钢轨有等电位要求时,屏蔽门与钢轨应采用单点等电位连接。正常情况下人体可触及的屏蔽门金属结构件应与车站结构体绝缘,门体与车站结构之间的绝缘电阻不应小于0.5mω,测试电压应为500v直流电压。”当门体与车站结构之间的绝缘电阻小于0.5mω时,由于门体与钢轨等电位连接,会造成来自轨道的杂散电流经站台门门体结构进入车站结构,从而长期对站内管线或设备进行电化学腐蚀,危害设备安全、影响设备使用寿命。

    3、同时,站台屏蔽门门体对地绝缘技术方案受施工工艺、绝缘材料、使用环境等诸多因素影响,绝缘值会随站台门使用时间的增加而降低;目前,站台屏蔽门门体对地绝缘监测,主要依靠车站维护人员在地铁停运期间,定期使用测试设备人工测量,这种方法不仅耗时、工作量大,且非常难定位绝缘劣化的具体位置,给后期维护维修带来非常大的困难,因此,有必要提供一种能够定时监测且监测精度较高的站台屏蔽门绝缘劣化监测系统、方法、电子设备及存储介质。


    技术实现思路

    1、本技术提供了一种站台屏蔽门绝缘劣化监测系统、方法、电子设备及存储介质,通过多点检测的技术方案,实现对门体和车站结构之间绝缘电阻的定期监测,具有检测效率高,定位准确的特点,解决了现有技术存在的问题。

    2、根据本技术的第一方面,提供了一种站台屏蔽门绝缘劣化监测系统,包括:

    3、等电位控制模块,用于发送绝缘监测命令、采集绝缘监测数据,控制站台屏蔽门的等电位控制,将等电位控制状态和绝缘监测结果发送至机房设备;

    4、绝缘监测模块,用于测量站台屏蔽门对地绝缘值;

    5、中间继电器组,由多个中间继电器组成,中间继电器数量取决于需要测量的站台屏蔽门对地绝缘点数,多个继电器在同一时刻只能有一个导通,形成特定绝缘测试回路,继电器常开接点一端连接至绝缘监测模块,另一端连接至站台屏蔽门;

    6、选择通道电路,用于连接等电位控制模块和中间继电器组,导通绝缘监测测量回路,选择通道电路线路数目与中间继电器数量相同;

    7、绝缘监测出线,用于连接绝缘监测模块和站台屏蔽门,形成绝缘监测回路;

    8、站台屏蔽门,用于连接站台屏蔽门和其他设备,形成绝缘监测回路;

    9、绝缘监测回线,用于连接中间继电器组和站台屏蔽门,形成绝缘监测回路,绝缘监测回线数量与中间继电器数量相同;

    10、接地线,用于连接绝缘监测模块和大地,使绝缘监测模块获取对地电位。

    11、进一步的,所述等电位控制模块包括:

    12、微控制器、数据存储单元、时间单元、输出控制单元、输入采集单元、模拟量信号输入单元、rs422/485通信接口、用户界面通信接口、供电单元;

    13、所述数据存储单元为具有256k位存储容量、无限次擦写循环的非易失性存储器,用于存储等电位控制模块数据参数和日志记录,此单元通过全双工同步串行总线与微控制器单元交互数据;

    14、所述时间单元具有低功耗特性和日历功能的实时时间单元,通过外接电池独立供电,此单元通过双向二线制同步串行总线与微控制器连接,保证等电位控制模块具有获取当前时间的功能;

    15、所述输入采集单元由24路24vdc开关量输入构成,经过光电隔离后通过数据/地址总线传输到微控制器单元,采集信号包括站台屏蔽门系统开/关门信号、控制开关转换信号等,其中对于站台屏蔽门系统开/关门信号,采用冗余采集设计,保证采集信号的可靠性;

    16、所述输出控制单元由8路24vdc开关量输出构成,由微控制器通过数据/地址总线经光电隔离后对每路输出进行控制,通过输出控制单元连接到选择通道电路、绝缘监测模块或其他设备;

    17、所述模拟量信号输入单元由传感器和信号调理电路组成,其主要功能是采集钢轨-站台屏蔽门电流和钢轨-大地电压,并进行信号调理,将电流、电压转换为0~3.3v电压信号,输出至微控制器的模/数转换接口;

    18、所述rs422/485通信接口的主要功能是与绝缘监测模块和机房设备通信,微控制器通过此接口获取屏蔽门绝缘数据、向机房设备上报等电位控制状态和绝缘监测结果;

    19、所述用户界面通信接口采用全双工异步串行通信总线连接到外部显示器,通过可触控的外部显示器完成用户与等电位控制模块的人机交互;

    20、所述供电单元由三个dc/dc转换模块组成,分别为等电位控制器、外部显示器、通信接口提供电源;

    21、所述微控制器通过输入采集单元获取站台屏蔽门系统开/关门信号、控制开关转换信号,通过模拟量信号输入单元获取钢轨-站台屏蔽门电流信号和钢轨-大地电压信号,通过输出控制单元向绝缘监测模块发送站台屏蔽门对地绝缘测量命令和选择通道电路切换线路命令,通过rs422/485通信接口采集绝缘数据,将数据存储单元内存储的参数取出参与运算,完成站台屏蔽门的等电位控制或绝缘劣化警告;等电位控制模块通过访问时间单元获取当前时间,确定时间间隔定期发送绝缘检测命令,等电位控制模块通过用户界面通信接口与连接此模块的外设显示器通信,将系统信息进行显示。

    22、根据本技术的第二方面,提供了一种站台屏蔽门绝缘劣化监测方法,包括:

    23、等电位控制模块通过选择通道电路驱动中间继电器组,导通绝缘监测回路,等电位控制模块通过半双工串行异步总线与绝缘监测模块连接,向绝缘监测模块发送站台屏蔽门对地绝缘测量命令;

    24、绝缘监测模块通过快速查找方式,进行站台屏蔽门对地绝缘监测,即固定绝缘监测出线,切换绝缘监测回线测量不同区段的对地绝缘电阻,从而快速定位绝缘劣化或失效位置;

    25、绝缘监测模块通过半双工串行异步总线与等电位监测模块连接,向等电位监测模块发送绝缘监测结果;

    26、等电位监测模块读取绝缘监测结果无结缘劣化或失效时,完成站台屏蔽门的等电位控制;

    27、等电位监测模块读取绝缘监测结果存在结缘劣化或失效时,向机房设备发送绝缘监测结果,请求进行线路维护。

    28、进一步的,所述快速查找方式,数学表达式为:

    29、

    30、其中,x表示绝缘劣化或失效的位置,n表示绝缘测量总次数,n表示站台屏蔽门单元数量(当n为奇数时,将n加1),mk表示第k次测量得到的绝缘阻值(mω);

    31、在监测n个单元的站台屏蔽门对地绝缘时,此方法的具体流程为:

    32、s1,通过等电位控制模块和中间继电器组构成的选择通道电路,选通第n号屏蔽门单元;

    33、s2,使用绝缘监测模块测量n个屏蔽门单元的整体绝缘阻值,如果绝缘阻值小于0.5mω,继续执行s3,否则跳转到s4;

    34、s3,通过选择通道电路折半选通第n/2号屏蔽门单元,使用绝缘监测模块测量1~n/2号屏蔽门单元的绝缘阻值,如果绝缘阻值小于0.5mω,说明在1~n/2号之间存在绝缘劣化的站台屏蔽门,通过选择通道电路选择电路切换,继续折半,选通第n/4号屏蔽门单元,并测量1~n/4号屏蔽门单元的绝缘阻值;如果绝缘阻值大于等于0.5mω,说明在n/4~n/2号之间存在绝缘劣化的站台屏蔽门,通过选择通道电路选择电路切换,继续折半,选通第(n/4+n/8)号屏蔽门单元,并测量n/4~(n/4+n/8)号站台屏蔽门单元的绝缘阻值,重复执行此步骤,直至定位到具体的绝缘劣化点(n不能再被2k分解,即n<2k);

    35、s4,结束本次绝缘监测模块对站台屏蔽门对地绝缘监测。

    36、进一步的,采用快速查找方式时,若存在多个绝缘劣化或失效的位置,则需要在对该点绝缘劣化或失效的位置完成整改后(绝缘阻值≥0.5mω),再次执行上述步骤,直至使整体绝缘值大于0.5mω。

    37、根据本技术的第三方面,提供了一种电子设备,包括:

    38、至少一个处理器;以及与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行本技术第二方面中描述的方法。

    39、根据本技术的第四方面,提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其中,计算机指令用于使计算机执行本技术第二方面中描述的方法。

    40、本技术由于采取以上技术方案,其具有以下有益效果:

    41、本技术提供的一种站台屏蔽门绝缘劣化监测系统、方法、电子设备及存储介质,通过等电位控制模块向绝缘监测模块发送站台屏蔽门对地绝缘劣化测量命令,由绝缘监测模块通过快速查找方式,进行站台屏蔽门对地绝缘监测,选择通道电路配合执行完成站台屏蔽门对地绝缘劣化线路的快速查找,绝缘监测模块单次完成站台屏蔽门对地绝缘监测后将测量结果发送至等电位控制模块,等电位控制模块即可进行下一步等电位控制;等电位控制模块的时间单元可以配合实现该站台屏蔽门绝缘劣化监测系统自动化定期测量,极大降低了人工成本,同时采用选择通道电路和快速查找方式可以迅速准确定位绝缘劣化或失效的具体位置。


    技术特征:

    1.一种站台屏蔽门绝缘劣化监测系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的站台屏蔽门绝缘劣化监测系统,其特征在于,所述等电位控制模块包括:

    3.根据权利要求2所述的站台屏蔽门绝缘劣化监测系统,其特征在于,所述等电位控制模块各个单元运行逻辑为:

    4.一种权利要求1~3任一权利要求所述的站台屏蔽门绝缘劣化监测系统绝缘劣化监测方法,其特征在于,包括:

    5.根据权利要求4所述的绝缘劣化监测方法,其特征在于,所述快速查找方式,数学表达式为:

    6.根据权利要求5所述的绝缘劣化监测方法,其特征在于,在监测n个单元的站台屏蔽门对地绝缘时,所述快速查找方式的具体流程为:

    7.根据权利要求6所述的绝缘劣化监测方法,其特征在于,采用快速查找方式时,若存在多个绝缘劣化或失效的位置,则需要在对该点绝缘劣化或失效的位置完成整改确定绝缘阻值≥0.5mω后,再次执行上述步骤,直至使整体绝缘值大于0.5mω。

    8.一种电子设备,其特征在于,包括:

    9.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,其中,计算机指令用于使计算机执行根据权利要求4-7中任一项所述的方法。


    技术总结
    本申请提供了一种站台屏蔽门绝缘劣化监测系统、方法、电子设备及存储介质,通过由绝缘监测模块、绝缘监测出线、站台屏蔽门、绝缘监测回线、中间继电器组和选择通道电路构成等电位回路,在进行站台屏蔽门绝缘劣化监测时,通过等电位控制模块控制选择通道电路切换线路,实现同一时刻只能有一个中间继电器导通,形成特定绝缘监测回路,采用一种折半算法的快速查找方式,高效定位绝缘劣化或失效点,同时通过等电位控制模块自带的时间单元获取当前时间,实现对门体和车站结构之间绝缘电阻的定期监测,具有检测效率高,定位准确的特点,解决了现有技术存在的问题。

    技术研发人员:马南,马思妍
    受保护的技术使用者:陕西众合远大交通科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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