接触网检修作业防误挂接地线监测装置的有效研制

摘 要：近年来，我国动车和高铁等电气化铁路得到了良好发展。接触网是电气化铁路获得电能的唯一来源途径，但在电气化铁路接触网的架设和搭建过程中，由于铁路路线所处地形十分复杂，而且铁路路线的距离较长，所以相应的接触网架设具有较大的难度。在挂地接线工作的正常开展中，以往的工作模式已经不能满足检修作业的要求，特别是在大型停电检修作业的开展中，如果由于管理不善等原因引发带电挂接地线或者带地线合闸送电情况的发生，将会造成不可挽回的后果。本文主要对接触网检修作业中一种防误挂接地线监测装置的研制进行分析与阐述。

关键词：接触网检修作业；防误挂接；地线监测

随着我国经济发展以及科学技术水平的不断提升，我国电气化铁路的良好发展得到了有效促进。接触网是电气化铁路获得电能动力的唯一设备，但在电气化铁路接触网的架设过程中，由于铁路路线所处地形较为复杂，铁路路线的距离较长，给接触网架设工作带来一定的难度。电气化铁路接触网的日常检修主要包括工作票签发和验电以及挂地接线等环节，其中任一环节出问题都会导致设备的瘫痪以及人员的伤害。在挂地接线工作的正常开展中，传统的工作模式已经不能满足检修作业的要求，尤其是在大型停电检修作业的开展中，一旦由于管理不善等原因引发带点挂接地线，或者带地线合闸送电情况的发生，将会造成严重发的影响。因此，十分有必要研制一种防误挂接地线监测装置，从而保证接触网检修工作的顺利进行，保护检修人员的生命安全。

1、防误挂接地线监测装置总体设计方案

1.1、地线可视化管理系统研究内容

本次研发实验的内容主要包括接触网检修作业挂接地线装置的研制和接触网检修作业挂接地线信息收集装置的研制以及后台监控系统的开发等三方面内容。本次实验开展的目的在于使监控中心对接触网检修作业现场的远程监控成为现实，保证接触网检修作业的开展能够更加安全和高效。防误挂接地线监测装置能够根据工作票的信息对验电和挂地接线以及挂接位置等进行准确确定，同时能够对后台监控系统发出的相关请求命令做出及时响应。监测装置采集的信息通过无线通信网络传输给信息收集装置，而后经过预处理后再传输给后台的监控系统，相应的可视化显示界面将对发来的信息进行显示以及标定，从而达到对接地线有效监管以及远程控制的目的。

1.2、ATmega1280处理器

此处理器是防誤挂接地线监测装置的核心部分，能够对各个功能模块进行协调与组织，从而使各个模块的组合和顺序得到优化。因此，进行防误挂接地线监测装置首先就要根据相应的功能需求来进行处理器的合理选择，这样才能进行下一步的研究实验。当前市场上的处理器芯片大多数用于嵌入式系统的开发和设计，其中，AVR单片机控制器具有较高的可靠性和较强的功能性，同时其处理速度较快，相应的功耗以及价格等相对较低。凭借着诸多优点，这一控制器被广泛应用于工业实时控制和计算及外部设备以及仪器仪表等领域的设计和研制。根据防误挂接地线管理系统以及相应监测装置的设计要求，AVR单片机所具有的优势完全能够满足监测装置的要求，所以本实验采用ATmega1280作为监测装置的核心处理器。

2、防误挂接地线监测装置硬件设计

根据接触网检修作业防误挂接地线监测装置的功能需求，相应的硬件设计主要组成部分详见图2。其中，主处理器模块采用的是ATmega1280处理器，最小系统电路由时钟电路和复位电路以及电源电路等几部分组成，以此来保证芯片的正常运行。相应的验电模块主要对挂接地线前的挂接线路带电状态进行再次确认；无线通信模块主要对监测装置与后台系统以及相关监控人员进行通信传输；地线监测传感模块采用超声测距的原理来对地线的挂接状态进行监测；图像获取模块主要对接地线挂接处的图片进行拍摄，从而为接地线的挂接状态判定提供有力的判定依据；GPS模块主要对地线挂接位置的坐标进行采集，而后通过串口传递给处理器，再将纬度和经度以及时间等重要信息提取出来，最后传输给后台监控系统进行标定；显示与键盘输入模块主要对工作票和目标地址以及装置的工作模式等重要信息进行按键输入，并对其进行显示。

3、防误挂接地线监测装置软件的开发

在防误挂接地线监测装置的硬件设施设计结束后，对软件进行开发也是关键一步，只有将软件开发出来，才能使本次实验的目标得以达成。当前，接触网检修作业防误挂接地线监测装置的硬件结构图以及相关电路已经确定，接下来就需要对与之相应适应的软件程序进行开发和设计，从而使各个模块之间在物理连接的基础上能够实现功能上的良好配合，最终达到监测装置设计的预期要求。

结束语：

综上所述，在电气化铁路接触网检修工作的开展中，防误挂接地线监测装置在其中的应用必将会起到重要作用，此监测装置的应用不但能够提高接触网检修工作效率，还能使检修人员的生命安全得到有效保护。本文就防误挂接地线监测装置相关硬件的设计及软件的开发等进行了一系列实验研究，从而为以后相关监测装置的陆续研发提供一定的数据支持。相信随着我国相关领域技术水平的不断提升，接触网防误挂接地线监测装置的研制会进一步得到加强与完善，从而促进我国电气化铁路的可持续发展。

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作者简介：

徐景超（1985.08）男，汉族，河北省，石家庄市，藁城区，从事电气化铁路运行维护管理工作；