有軌電車直流電源的漏電保護裝置製造方法
2023-07-09 07:30:16 1
有軌電車直流電源的漏電保護裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種有軌電車直流電源的漏電保護裝置，包括通過隔離變壓器T1和單向導通晶閘管組成的全橋整流濾波電路D1從交流電源轉換得到的直流電源，所述直流電源為負載供電，還包括中性點接地漏電檢測電路、斷路器K1、控制器和顯示器，所述中性點接地漏電檢測電路的輸入端經斷路器K1連接直流電源，輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端分別連接全橋整流濾波電路D1、斷路器K1以及顯示器。本實用新型的中性點接地漏電檢測電路能夠準確及時的檢測供電系統的漏電情況，控制器切斷直流電源，避免在有軌電車運行過程中因漏電造成的設備損壞或人身傷害；並根據需要設定參數，限制系統的最大漏電值，從而進一步提高安全性。
【專利說明】 有軌電車直流電源的漏電保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及漏電保護裝置領域，具體涉及有軌電車直流電源的漏電保護裝置。
【背景技術】
[0002]常見的漏電保護器，為電流動作型觸/漏電保護器，又稱差分電流動作保護器或接地故障保護器等，主要用於交流電網的漏電保護，其工作原理如圖3所示，單相電源的火線L和零線N時穿過磁環，且零線N接地，E為磁環線圈上產生的感應電動勢，Zx為火線L漏電阻，未漏電時電流從火線L穿過磁環進入負載，再經零線N反向穿過磁環後回流到電源端，流經磁環的電流代數和為零，磁環線圈中不產生感應電動勢；當火線L對地漏電時，漏電流通過大地回流到電源端，而不經過磁環，這樣流經磁環的電流代數和不為零，磁環線圈上產生感應電動勢E，由E可計算出線路的漏電流值，進而計算出線路的對地漏電阻Zx，該方法易於實現，測量速度快，但是要求電源線路中必須有一端接地，如果火線L、零線N都不接地，就無法形成有效的漏流迴路，進而無法測量電源的漏電流，因此，浮空制的不接地電源系統不能用上述方法測量漏電流。
[0003]有軌電車的每組列車由3至6節車廂組成，每節車廂都有對地最小漏電要求；有軌電車使用的電源為750V直流電源，是一種浮空制的不接地電源，由於現場情況複雜，車廂漏電情況時有發生，因此要求所使用的750V直流電源具有漏電保護功能，避免在有軌電車運行過程中因漏電造成的設備損壞或人身傷害，常見的漏電保護器無法對直流電源實現該功能。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種有軌電車直流電源的漏電保護裝置，可以解決現有漏電保護器要求電源線路一端接地，無法對直流電源實現漏電保護功能，無法對採用750V直流電源的有軌電車的乘客及設備提供安全保障。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現:
[0006]有軌電車直流電源的漏電保護裝置，包括通過隔離變壓器Tl和單向導通晶閘管組成的全橋整流濾波電路Dl從交流電源轉換得到的直流電源，所述直流電源為負載供電，還包括中性點接地漏電檢測電路、斷路器Kl、控制器和顯示器，所述中性點接地漏電檢測電路的輸入端經斷路器Kl連接直流電源，輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端分別連接全橋整流濾波電路Dl、斷路器Kl以及顯示器。
[0007]所述中性點接地漏電檢測電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電壓傳感器Ul和電壓傳感器U2組成，所述電阻Rl和電阻R2經斷路器Kl串聯於直流電源正、負極之間，所述電阻R3 —端連接於電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端接地；所述電壓傳感器Ul的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負極接地，輸出端通過模數轉換器ADl連接控制器；所述電壓傳感器U2的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負極連接直流電源負極，輸出端通過模數轉換器AD2連接控制器。
[0008]所述斷路器Kl為線圈端子連接控制器輸出端的繼電器，電阻Rl經繼電器的常開觸點Kl-1連接直流電源正極，電阻R2經繼電器的常開觸點K1-2連接直流電源負極。
[0009]所述控制器為PLC可編程邏輯控制器。
[0010]本實用新型的優點在於:
[0011]一、中性點接地漏電檢測電路能夠準確及時的檢測供電系統的漏電情況，控制器切斷直流電源，避免在有軌電車運行過程中因漏電造成的設備損壞或人身傷害；
[0012]二、並根據需要設定電阻R1、電阻R2、電阻R3的阻值，可以限制系統的最大漏電值，從而進一步提高安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的安裝結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型的原理圖。
[0015]圖3為現有漏電保護器的原理圖。 【具體實施方式】
[0016]如圖1所示的有軌電車直流電源的漏電保護裝置，包括通過隔離變壓器Tl和單向導通晶閘管組成的全橋整流濾波電路Dl從交流電源轉換得到的直流電源，所述直流電源為負載供電，還包括中性點接地漏電檢測電路、斷路器K1、作為控制器的PLC可編程邏輯控制器和顯示器，所述斷路器Kl為線圈端子連接PLC可編程邏輯控制器輸出端的繼電器，所述中性點接地漏電檢測電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電壓傳感器Ul和電壓傳感器U2組成，所述電阻Rl和電阻R2串聯於直流電源正、負極之間，電阻Rl經繼電器的常開觸點Kl-1連接直流電源正極，電阻R2經繼電器的常開觸點K1-2連接直流電源負極，所述電阻R3 —端連接於電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端接地；所述電壓傳感器Ul的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負極接地，輸出端通過模數轉換器ADl連接PLC可編程邏輯控制器；所述電壓傳感器U2的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負極連接直流電源負極，輸出端通過模數轉換器AD2連接PLC可編程邏輯控制器，所述PLC可編程邏輯控制器的輸出端分別連接全橋整流濾波電路D1、斷路器Kl以及顯示器。
[0017]中性點接地漏電檢測電路的原理如圖2所示，根據戴維南定理可以得以下方程式:
[0018]U1=IfR1+(IfI1) *R2(I)
[0019]IfR1=UJI5^R3(2)
[0020]解上述方程組可得漏電流Ix:
[0021]Ix= (U1^R1-U2^R1-U=I=R2) / (R1*R2+R2*R3+R1*R3) (3)
[0022]為簡化計算，工程實際使用中，令R1=R2=R,可得:
[0023]Ix= (U「2U2) / (R+2R3)(4)
[0024]如果上式中的Ix為正值，表示正極對地漏電值；如果Ix為負值，表示負極對地漏電值。
[0025]通過公式(4)，結合圖2可知:[0026]I Ur2U21 ( U1(5)
[0027]合理的配置公式(4)的分母，即電阻R、電阻R3的阻值，可以限制系統的最大漏電流，避免系統漏電造成的危害。
[0028]結合公式(4)和公式(5)，可得系統最大的漏電值Ix max:
[0029]Ixmax=U1/ (R+2R3)(6)
[0030]在直流電源的應用中，發生觸電事故導致人體心室顫動的直流電流約為300mA(或可稱為直流擺脫電流閥值)，所以系統設計最大漏電值小於300mA，根據公式(6)可得:
[0031]750/ (R+2R3) 2500 Ω ) (7)
[0032]選取R(即電阻R1、電阻R2)為800 Ω ,R3為1000 Ω，並代入公式⑷可得系統的漏電計算公式:
[0033]Ix= (U「2U2) / (R+2R3) = (U「2U2) /2800(8)
[0034]PLC可編程邏輯控制器根據電壓傳感器Ul和電壓傳感器U2檢測到的電壓值U1、電壓值U2，計算獲得Ix，從而判斷是否存在漏電，當漏電時通過全橋整流濾波電路Dl切斷直流電源，同時根據Ix的正 、負值判斷漏電線路，並在顯示器上發出報警。
【權利要求】
1.有軌電車直流電源的漏電保護裝置，包括通過隔離變壓器Tl和單向導通晶閘管組成的全橋整流濾波電路Dl從交流電源轉換得到的直流電源，所述直流電源為負載供電，其特徵在於:還包括中性點接地漏電檢測電路、斷路器K1、控制器和顯示器，所述中性點接地漏電檢測電路的輸入端經斷路器Kl連接直流電源，輸出端連接控制器，所述控制器的輸出端分別連接全橋整流濾波電路D1、斷路器Kl以及顯示器。
2.如權利要求1所述的有軌電車直流電源的漏電保護裝置，其特徵在於:所述中性點接地漏電檢測電路由電阻R1、電阻R2、電阻R3以及電壓傳感器Ul和電壓傳感器U2組成，所述電阻Rl和電阻R2經斷路器Kl串聯於直流電源正、負極之間，所述電阻R3 —端連接於電阻Rl和電阻R2的公共端，另一端接地；所述電壓傳感器Ul的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負極接地，輸出端通過模數轉換器ADl連接控制器；所述電壓傳感器U2的輸入端正極連接直流電源正極，輸入端負極連接直流電源負極，輸出端通過模數轉換器AD2連接控制器。
3.如權利要求2所述的有軌電車直流電源的漏電保護裝置，其特徵在於:所述斷路器Kl為線圈端子連接控制器輸出端的繼電器，電阻Rl經繼電器的常開觸點Kl-1連接直流電源正極，電阻R2經繼電器的常開觸點K1-2連接直流電源負極。
4.如權利要求1或2或3所述的有軌電車直流電源的漏電保護裝置，其特徵在於:所述控制器為PLC可編程邏輯控制器。
【文檔編號】H02H7/125GK203707756SQ201420112968
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】唐金成 申請人:江蘇中輛科技有限公司