本發(fā)明屬于鐵路信號設(shè)備實時在線監(jiān)測，尤其涉及一種繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、無極繼電器為ax系列繼電器的典型型號，由電磁系統(tǒng)和接點系統(tǒng)兩大部分組成，廣泛應(yīng)用在道岔控制電路、進(jìn)路鎖閉電路、信號控制電路、進(jìn)路解鎖電路、引導(dǎo)信號電路、倒方電路等鐵路信號控制電路中。通過磁路系統(tǒng)控制接點系統(tǒng)的動合接點接通和動斷接點接通，實現(xiàn)整體電路功能。

2、在日常使用中，因為繼電器接點電阻標(biāo)準(zhǔn)值要求小于50mω，當(dāng)前技術(shù)水平無法實現(xiàn)在繼電器工作時對繼電器接點電阻的實時監(jiān)測，只能通過微歐計儀器在繼電器不工作時實現(xiàn)接點測試。在整體電路功能失效時，方可發(fā)現(xiàn)繼電器接點電阻增大的故障，不利于提升鐵路整體運營效率和開展預(yù)防性維修分析。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點、不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對繼電器在工作過程中不能實時上報繼電器接點電阻值，實現(xiàn)預(yù)防性維修，通過使用本系統(tǒng)可實時將監(jiān)測到的繼電器接點電阻和電流值上傳給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過設(shè)置預(yù)報警閾值，提醒現(xiàn)場維護(hù)人員在繼電器故障前實現(xiàn)對繼電器的預(yù)防性維修，從而解決繼電器接點電阻超標(biāo)后造成的故障無法及時預(yù)防和及時處理。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

3、一種繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括核心數(shù)據(jù)處理模塊、接點電壓測試模塊、接點電流測試模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、線圈電壓采集模塊、電源模塊，所述核心數(shù)據(jù)處理模塊分別與接點電壓測試模塊、接點電流測試模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、線圈電壓采集模塊相連，電源模塊與核心數(shù)據(jù)處理模塊、接點電壓測試模塊、接點電流測試模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、線圈電壓采集模塊相連，接點電壓測試模塊與繼電器的動合接點或動斷接點相連，接點電流測試模塊與繼電器的轉(zhuǎn)換接點相連，線圈電壓采集模塊與繼電器的線圈端子相連。

4、進(jìn)一步地，所述接點電流測試模塊包括八組接點電流測試電路，每組接點電流測試電路包括電流取樣電阻rx，電流取樣電阻rx串聯(lián)在繼電器的轉(zhuǎn)換接點回路上，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片u1的差分輸入端口ch1、ch2分別通過隔離電阻r1、r2連接至電流取樣電阻rx的兩端。

5、進(jìn)一步地，電流取樣電阻rx阻值為1mω，隔離電阻r1、r2阻值大于100kω。

6、進(jìn)一步地，所述接點電壓測試模塊包含八組接點電壓測試電路，每組接點電壓測試電路包括第一~第三測量電路，第一~第三測量電路分別與繼電器的動斷接點、動合接點、轉(zhuǎn)換接點相連，每個測量電路分別包括一個隔離電阻、兩個分壓電阻、一個濾波電容，每個測量電路中其中一個分壓電阻與濾波電容并聯(lián)后一端接地，另一端與另一個分壓電阻相連，另一個分壓電阻的另一端通過隔離電阻與繼電器的接點相連，每個測量電路的采樣電壓ad1、ad2、ad3輸入adc芯片得到采樣的電壓值。

7、進(jìn)一步地，隔離電阻的阻值大于100k，濾波電容為100nf，分壓電阻將測量電壓轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器adc芯片輸入的電壓范圍。

8、采用所述系統(tǒng)的繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控方法，包括如下步驟：

9、步驟s01、核心數(shù)據(jù)處理模塊通過線圈電壓采集模塊讀取線圈電壓；

10、步驟s02、核心數(shù)據(jù)處理模塊控制接點電流測試模塊，實時讀取接點電流測試模塊中的取樣電阻的電壓，計算繼電器接點的電流；

11、步驟s03、核心數(shù)據(jù)處理模塊控制接點電壓測試模塊，實時讀取繼電器接點的接點電壓，根據(jù)讀取的接點電流，計算繼電器接點的接點電阻；

12、步驟s04、核心數(shù)據(jù)處理模塊控制通過讀取的線圈電壓值和繼電器的接點電阻，判斷繼電器的工作狀態(tài)；

13、步驟s05、核心數(shù)據(jù)處理模塊將讀取的接點電阻以及接點電流信息、繼電器的工作狀態(tài)信息，通過數(shù)據(jù)傳輸模塊，以無線lora方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)自動傳輸至監(jiān)控中心。

14、進(jìn)一步地，所述步驟s04，當(dāng)讀取線圈電壓超過16.8v，且采集到繼電器動合接點和轉(zhuǎn)換接點之間的接點電阻大于5毫歐小于50毫歐時，判斷繼電器工作狀態(tài)為轉(zhuǎn)換接點與動合節(jié)點連接；當(dāng)讀取電壓小于3.4v，且采集到到繼電器動合接點和轉(zhuǎn)換接點之間的存在大于5毫歐小于50毫歐時，判斷繼電器工作狀態(tài)為轉(zhuǎn)換接點與動斷節(jié)點連接；其它情況上報異常。

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、1.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用實時在線監(jiān)測，能夠監(jiān)測繼電器工作狀態(tài)中的運行參數(shù)，對繼電器工作性能的實時監(jiān)控，對繼電器工作中的隱患可以提前發(fā)現(xiàn)，以便在故障發(fā)生前解決問題。同時，在故障發(fā)生后，可實現(xiàn)實時故障定位，及時進(jìn)行故障維護(hù)，提高鐵路運營作業(yè)效率；

17、2.本發(fā)明接點電流測試模塊在轉(zhuǎn)換接點上串聯(lián)了高精度1毫歐電流取樣電阻，同時對采樣輸入進(jìn)行了差分處理，采用差分信號模式對電壓進(jìn)行測試，降低了外部信號的干擾，同時保證了測試的精準(zhǔn)率，與差分輸入的adc結(jié)合使用，為核心處理模塊提供清晰的電流信號。同時，在以上電路情況下可實現(xiàn)1ma電流的精準(zhǔn)監(jiān)測；

18、3.本發(fā)明接點電壓測試模塊采樣點串聯(lián)大阻值隔離電阻，并增加濾波電感和電容，以抑制電磁兼容性（emc）干擾，保障監(jiān)測電路故障時不會影響到繼電器接點。同時，在接點電流測試模塊的精準(zhǔn)電流測試條件下，測試精度可達(dá)到1mω。

技術(shù)特征：

1.一種繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括核心數(shù)據(jù)處理模塊、接點電壓測試模塊、接點電流測試模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、線圈電壓采集模塊、電源模塊，所述核心數(shù)據(jù)處理模塊分別與接點電壓測試模塊、接點電流測試模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、線圈電壓采集模塊相連，電源模塊與核心數(shù)據(jù)處理模塊、接點電壓測試模塊、接點電流測試模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、線圈電壓采集模塊相連，接點電壓測試模塊與繼電器的動合接點或動斷接點相連，接點電流測試模塊與繼電器的轉(zhuǎn)換接點相連，線圈電壓采集模塊與繼電器的線圈端子相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述接點電流測試模塊包括八組接點電流測試電路，每組接點電流測試電路包括電流取樣電阻rx，電流取樣電阻rx串聯(lián)在繼電器的轉(zhuǎn)換接點回路上，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片u1的差分輸入端口ch1、ch2分別通過隔離電阻r1、r2連接至電流取樣電阻rx的兩端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：電流取樣電阻rx阻值為1mω，隔離電阻r1、r2阻值大于100kω。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述接點電壓測試模塊包含八組接點電壓測試電路，每組接點電壓測試電路包括第一~第三測量電路，第一~第三測量電路分別與繼電器的動斷接點、動合接點、轉(zhuǎn)換接點相連，每個測量電路分別包括一個隔離電阻、兩個分壓電阻、一個濾波電容，每個測量電路中其中一個分壓電阻與濾波電容并聯(lián)后一端接地，另一端與另一個分壓電阻相連，另一個分壓電阻的另一端通過隔離電阻與繼電器的接點相連，每個測量電路的采樣電壓ad1、ad2、ad3輸入adc芯片得到采樣的電壓值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：隔離電阻的阻值大于100k，濾波電容為100nf，分壓電阻將測量電壓轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器adc芯片輸入的電壓范圍。

6.采用權(quán)利要求1-5任一所述系統(tǒng)的繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控方法，其特征在于：所述步驟s04，當(dāng)讀取線圈電壓超過16.8v，且采集到繼電器動合接點和轉(zhuǎn)換接點之間的接點電阻大于5毫歐小于50毫歐時，判斷繼電器工作狀態(tài)為轉(zhuǎn)換接點與動合節(jié)點連接；當(dāng)讀取電壓小于3.4v，且采集到到繼電器動合接點和轉(zhuǎn)換接點之間的存在大于5毫歐小于50毫歐時，判斷繼電器工作狀態(tài)為轉(zhuǎn)換接點與動斷節(jié)點連接；其它情況上報異常。

技術(shù)總結(jié)
一種繼電器接點電阻和電流在線監(jiān)控系統(tǒng)及方法，屬于鐵路信號設(shè)備實時在線監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，包括核心數(shù)據(jù)處理模塊、接點電壓測試模塊、接點電流測試模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、線圈電壓采集模塊、電源模塊，所述核心數(shù)據(jù)處理模塊分別與接點電壓測試模塊、接點電流測試模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、線圈電壓采集模塊相連，接點電壓測試模塊與繼電器的動合接點或動斷接點相連，接點電流測試模塊與繼電器的轉(zhuǎn)換接點相連，線圈電壓采集模塊與繼電器的線圈端子相連。本發(fā)明實現(xiàn)在繼電器在工作過程中實時上報繼電器接點電阻值，從而解決繼電器接點電阻超標(biāo)后造成的故障無法及時預(yù)防和及時處理。

技術(shù)研發(fā)人員：董曉輝,吳坎,趙偉宏,姜波,陳宏然,仝大永,馮慕白,關(guān)慶陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽鐵路信號有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30