【摘要】：隨著鐵路行業(yè)的快速發(fā)展和進(jìn)步,高速列車在電氣化鐵路中的應(yīng)用也越來越廣泛,高速列車的運(yùn)行依靠其頂部的受電弓和接觸線的接觸從而獲取電能。但是在列車運(yùn)行過程中,弓網(wǎng)易發(fā)生分離產(chǎn)生電弧。一旦產(chǎn)生弓網(wǎng)電弧,將會(huì)對(duì)列車和沿途線路帶來嚴(yán)重影響。所以通過檢測(cè)產(chǎn)生的弓網(wǎng)電弧狀況進(jìn)而來判斷弓網(wǎng)的接觸狀態(tài),為列車的安全運(yùn)行提供保障。目前弓網(wǎng)電弧檢測(cè)主要分為接觸式和非接觸式兩種檢測(cè)手段,但接觸式檢測(cè)裝置需要與弓網(wǎng)系統(tǒng)連接,這可能給列車運(yùn)行帶來隱患。非接觸式檢測(cè)主要基于電弧放電產(chǎn)生的電磁、熱和光等物理特征。由于弓網(wǎng)電弧處于列車運(yùn)行引起的強(qiáng)氣流場(chǎng)中,所在環(huán)境復(fù)雜,并且受測(cè)試條件和測(cè)試手段制約,對(duì)弓網(wǎng)電弧參數(shù)的檢測(cè)比較單一,缺少對(duì)弓網(wǎng)電弧強(qiáng)度的分析。因此本文主要就這一方面展開研究。本文首先對(duì)長(zhǎng)期以來弓網(wǎng)電弧檢測(cè)研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,綜合考量國(guó)內(nèi)外的各種檢測(cè)辦法,提出利用紫外輻射能表征弓網(wǎng)電弧強(qiáng)度的方法,對(duì)光電倍增管所測(cè)紫外輻射能與弓網(wǎng)電弧強(qiáng)度關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo),然后設(shè)計(jì)光學(xué)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集裝置、無線數(shù)據(jù)傳輸裝置和上位機(jī)監(jiān)測(cè)界面,最后通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)推導(dǎo)理論和檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文主要工作如下:(l)理論推導(dǎo)。闡述電弧產(chǎn)生機(jī)理和結(jié)構(gòu),對(duì)弓網(wǎng)電弧的危害進(jìn)行簡(jiǎn)單說明,最后根據(jù)玻爾理論以及愛因斯坦的光量子理論,推導(dǎo)出光電倍增管所測(cè)紫外輻射能與弓網(wǎng)電弧強(qiáng)度呈正比的關(guān)系。(2)硬件裝置設(shè)計(jì)。首先根據(jù)檢測(cè)范圍選擇GDB-152B光電倍增管,并增設(shè)濾光片排除日光干擾,然后將stm32單片機(jī)作為核心處理器,對(duì)光學(xué)系統(tǒng)輸出信號(hào)進(jìn)行采集,在利用4G-LTE無線模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸,最后通過獨(dú)立電源為檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定供電。(3)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)。利用μVision5對(duì)下位機(jī)采集程序進(jìn)行編譯處理;對(duì)4G-LTE無線模塊進(jìn)行程序配置;利用VB實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)測(cè)界面設(shè)計(jì),包括數(shù)據(jù)通訊、圖形顯示和數(shù)據(jù)細(xì)化分析等幾個(gè)主要功能。(4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用電火花進(jìn)行檢測(cè)裝置可行性驗(yàn)證,利用實(shí)驗(yàn)室弓網(wǎng)電弧模擬平臺(tái)作為光源對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試,證實(shí)系統(tǒng)的可靠性和理論推導(dǎo)的正確性。
【圖文】：

圖２－３朗伯體輻射模型計(jì)算圖示逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｌａｎｇｂｏ邋ｒａｄｉａｔｉｏｎ逡逑

圖３－１系統(tǒng)整體架構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．３－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN23;U225;U264.34

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳廣寧;古圳;高國(guó)強(qiáng);郝靜;朱光亞;;弓網(wǎng)電弧形態(tài)特性試驗(yàn)研究[J];高電壓技術(shù);2015年11期

2 李祥超;陳璞陽(yáng);徐樂;王成芳;葉挺;;多電極氣體放電管與ZnO壓敏電阻匹配性能的研究[J];電瓷避雷器;2015年03期

3 陳英杰;;高速鐵路弓網(wǎng)接觸出現(xiàn)連續(xù)火花的探討與分析[J];今日科苑;2015年02期

4 蒲文旭;陳唐龍;劉寶軒;于龍;;基于紫外光的弓網(wǎng)電弧檢測(cè)系統(tǒng)研究[J];儀表技術(shù)與傳感器;2014年07期

5 代富強(qiáng);;城市軌道交通弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)與分析[J];現(xiàn)代城市軌道交通;2014年03期

6 馬云雙;劉志剛;馬嵐;聞?dòng)臣t;單秦;;動(dòng)車組弓網(wǎng)離線放電電磁騷擾源模型研究[J];中國(guó)鐵道科學(xué);2013年05期

7 楊志鵬;孫忠國(guó);李向東;張文軒;;基于光功率法的弓網(wǎng)電弧測(cè)試[J];電氣化鐵道;2013年03期

8 張士奎;周興無;姜保林;;基于紫外脈沖原理的地鐵弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)系統(tǒng)研究[J];現(xiàn)代城市軌道交通;2013年03期

9 康美玲;孫美秀;姜琛昱;吳金鵬;楊基春;龔智勇;李迎新;;基于光腔衰蕩光譜技術(shù)的激光脈沖能量選擇研究[J];應(yīng)用激光;2013年01期

10 魏福利;王培偉;袁媛;張美;趙吉禎;;光電倍增管線性電流擴(kuò)展研究[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2011年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 韓志偉;高速鐵路弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性現(xiàn)代譜評(píng)估及故障圖像智能識(shí)別[D];西南交通大學(xué);2013年

2 文斐;激光雷達(dá)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框架研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 汪金剛;高壓設(shè)備放電紫外檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張會(huì)敏;介質(zhì)阻擋放電N_2等離子體一維流體模型反應(yīng)速率系數(shù)計(jì)算的比較研究[D];山東大學(xué);2018年

2 孫建康;高速鐵路客運(yùn)站進(jìn)路分配問題優(yōu)化研究[D];西南交通大學(xué);2018年

3 胡怡;弓網(wǎng)電弧光譜與電磁輻射特性研究[D];西南交通大學(xué);2018年

4 劉冠芳;電氣化鐵路受電弓PID主動(dòng)控制策略的研究[D];北京交通大學(xué);2018年

5 蘇文秀;基于光電檢測(cè)的多信息融合血糖分析技術(shù)研究[D];杭州電子科技大學(xué);2018年

6 喬凱;弓網(wǎng)離線電弧的放電及發(fā)光特性研究[D];北京交通大學(xué);2018年

7 王瑞岐;自供電型弓網(wǎng)電弧光檢測(cè)裝置的研究[D];北京交通大學(xué);2017年

8 席佳偉;電氣化鐵路對(duì)榆林電能質(zhì)量的影響分析與治理[D];西安理工大學(xué);2016年

9 古圳;弓網(wǎng)電弧形態(tài)特性與等離子體參數(shù)試驗(yàn)研究[D];西南交通大學(xué);2016年

10 石雨新;隧道場(chǎng)景下車輛目標(biāo)識(shí)別中的光照干擾抑制技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：2669321