列車供電漏電流檢測系統及檢測方法
2023-06-03 21:10:26
列車供電漏電流檢測系統及檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種列車供電漏電流檢測系統及檢測方法。包括漏電流傳感器、監測板、絕緣檢測模塊；漏電流傳感器安裝在機車DC600V供電連接器上；監測板插入6A系統AP槽位內、對列車供電漏電流檢測系統進行控制；絕緣檢測模塊用於檢測DC600V供電輸出迴路絕緣強度。所述列車供電漏電流檢測方法，包括控制列車供電漏電流檢測系統工作狀態的監測板控制步驟；檢測DC600V供電輸出迴路絕緣強度的絕緣檢測步驟；實時監測車輛產生的漏電流的實時監測步驟以及傳輸和保存檢測數據的步驟。採用本發明能直接測量出在車輛電器系統中產生的接地電流，提高了漏電流檢測的準確度、安全性和可信度，提高列車供電的可靠性和安全性。
【專利說明】列車供電漏電流檢測系統及檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機車車載安全防護系統列車供電監測領域，特別是一種列車供電漏電流檢測系統及檢測方法。
【背景技術】
[0002]由於客運車輛上電氣設備多，任何設備發生接地都能導致漏電流的報警，但要直接判斷漏電流的位置，把故障車輛分離很難。為此，有必要通過在機車-車輛或車輛-車輛間的DC600V原動力連接器上加裝一個漏電流傳感器，配合外部配套的測試儀表，可直接顯示漏電流的實時值，並判斷故障的前後位置。
[0003]現有技術中，申請號為201010148002.7的中國發明專利公開了一種電力機車供電系統漏電流檢測方式及裝置，在每一節車輛的電源插頭連接處分別插入一漏電檢測傳感器，同時在機車室設有監控系統，每一節車輛的漏電檢測傳感器將所檢測的數據送到機車室的漏電流檢測監控系統內，通過與正常值進行比對分析就可得知每一處傳感器所檢測的數據是否正常，從而判斷該處是否存在漏電現象。機車供電系統漏電流檢測系統包括機車供電系統電源、各車輛的電源連接插頭和各電源插頭之間的電源電纜連接線，以及電源系統控制裝置；在各車輛的電源連接插頭中插入有一個漏電檢測傳感器，各漏電檢測傳感器獨立與機車室的電源系統控制裝置電連接，在電源系統控制裝置內設有機車供電系統漏電流檢測監控系統。申請號為201210363003.2的中國發明專利申請公開了一種用於列車供電系統的接地漏電流檢測裝置，包括相互連接的電流傳感器和漏電流檢測模塊，列車供電系統的接地點通過電流傳感器接地，電流傳感器的外部並聯有一個保護電阻，列車供電系統的接地點同時通過保護電阻接地。本發明通過保護電阻使得電流傳感器在正常、短路、開路時均不會影響電路原有的保護功能和接地檢測，在電流傳感器失效時仍然能夠起到接地保護作用，能夠防止開路引起的浮電壓對供電線路的絕緣造成不良影響，具有測量精度高、安全性能好、電磁兼容性好、電路簡單、成本低廉的優點。申請號為200520005571.0的中國實用新型專利涉及一種電力機車供電系統漏電流檢測裝置，通過在逆變電路和高電壓互感器之間連接有一個用於檢測電力機車運行過程中存在漏電流的漏電流檢測電路，並通過連接在所述漏電流檢測電路上的預警電路提示漏電流情況，能夠實現在不影響電力機車正常運行的情況下，及時、有效、定量地對電力機車供電系統的漏電流情況進行檢測和故障提示，操作方便，檢測結果準確，同時，在所述逆變電路的輸出端和漏電流檢測電路之間，設置有一個受電弓檢測電路，能夠及時檢測到當前受電弓狀態，避免在升弓狀態下檢測漏電流使裝置損壞，並且更準確地判斷電力機車供電系統中的漏電流情況。
[0004]以上現有技術不能很好地及時檢測機車和車輛電器系統的絕緣狀況，從而影響對機車和車輛漏電流的實時監測，在提高車輛電器系統因絕緣降低產生的漏電流檢測的準確度、安全性和可信度等方面存在有待進一步改進之處。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的缺陷，提供一種列車供電漏電流檢測系統及檢測方法，其能實時監測機車和車輛漏電流和檢測DC600V供電輸出迴路的絕緣強度，直接測量出在車輛電器系統中產生的接地電流，提高了車輛電器系統因絕緣降低產生的漏電流檢測的準確度、穩定性和可信度，從而提高列車供電的可靠性和安全性。
[0006]本發明的技術方案是:所述列車供電漏電流檢測系統包括漏電流傳感器、監測板、絕緣檢測模塊；所述漏電流傳感器安裝在機車DC600V供電連接器上；所述絕緣檢測模塊連接在DC600V供電輸出迴路中、用於檢測DC600V供電輸出迴路絕緣強度；所述監測板插入6A系統AP槽位內，所述列車供電漏電流檢測系統由監測板進行控制；所述監測板輸出控制指令給絕緣檢測模塊，對DC600V供電輸出迴路進行絕緣強度檢測，並將檢測數據傳送給6A系統保存，監測板通過漏電流傳感器實時監測車輛產生的漏電流，並將監測數據傳輸給6A系統保存。
[0007]所述列車供電漏電流檢測系統還包括電源模塊、電纜，所述電源模塊通過電纜分別連接監測板、絕緣檢測模塊和漏電流傳感器，所述電源模塊用於提供漏電流傳感器和絕緣檢測模塊所需的電源。所述電源模塊可以是外置電源盒，當6A系統不能提供足夠的電量時，用以提供漏電流傳感器和絕緣檢測模塊所需的±12VDC電源。
[0008]所述監測板的數量為一塊，其採用高速的單片機進行控制；所述監測板內包含與6A系統進行數據交換的通訊總線、與列供櫃進行數據通訊的485通訊總線、與漏電流傳感器和絕緣檢測模塊之間的信號輸入/輸出電路、為漏電流傳感器和絕緣檢測模塊提供電源的電源電路。
[0009]所述漏電流傳感器採用特種異型的磁平衡電流傳感器，數量為四個，分別安裝在四個DC600V供電連接器內；每個安裝在DC600V供電連接器內的漏電流傳感器均與該DC600V供電連接器形成一個整體。
[0010]所述DC600V供電輸出迴路包括DC600V迴路I和DC600V迴路II，所述絕緣檢測模
塊包括分別連接在該二個迴路中的非平衡電橋絕緣檢測模塊一和非平衡電橋絕緣檢測模塊二。
[0011 ] 所述列車供電漏電流檢測系統還包括列車供電漏電流檢測系統板卡，其上有各種狀態指示燈，用以顯示列車供電漏電流檢測系統的工作狀態。
[0012]所述列車供電漏電流檢測方法，包括:
控制列車供電漏電流檢測系統工作狀態的監測板控制步驟；
檢測DC600V供電輸出迴路絕緣強度的絕緣檢測步驟；
實時監測車輛產生的漏電流的實時監測步驟；以及傳輸和保存檢測數據的步驟。
[0013]通過6A系統列供漏電流監測界面，在列供未供電前向監測板發出DC600V供電輸出迴路絕緣檢測指令，監測板輸出控制指令給絕緣檢測模塊，接通檢測迴路，並對DC600V供電輸出迴路進行絕緣強度檢測；控制得到DC600V供電輸出迴路的絕緣強度指標後，將檢測值傳送給6A系統，在6A系統內顯示並保存檢測試驗記錄，供檢修查閱和調用；在取得授權後，可通過6A系統向列車供電漏電流檢測系統設置報警閥值、對漏電流傳感器進行自校準操作；
監測板通過安裝在DC600V供電連接器內的漏電流傳感器實時監測車輛產生的漏電流，並將漏電流傳感器監測到的漏電流數據傳輸給6A系統，供6A系統顯示，當有漏電流超標時，監測板將報警標誌傳送給6A系統，由6A系統保存報警信息，以供查閱和調用。
[0014]在列供系統正常運行時，列車供電漏電流檢測系統與列供櫃實時通訊，獲取列供櫃的實時信息，如:DC600V迴路I的輸出電流、電壓，DC600V迴路II的輸出電流、電壓，供6A系統顯示用；當列供系統發生故障和其它異常時，列車供電漏電流檢測系統將列供的異常數據傳送給6A系統保存，供檢修查閱和調用。當6A系統不能提供足夠的電量時，還可通過外置的電源模塊提供漏電流傳感器和絕緣檢測模塊所需的±12VDC電源。
[0015]所述列車供電漏電流檢測系統能在保證原有DC600V供電連接器尺寸、性能及安裝方式等不變的條件下，通過改進和調整內部部件，並設計了一種特種異性的磁平衡直流電流傳感器，配套安裝在DC600供電V連接器上，用以檢測機車列供輸出埠處由車輛接地產生的漏電流，能實時監測機車和車輛漏電流。本系統能實現DC600V漏電流和DC600V在線絕緣電阻等數據實時檢測，直接測量出在車輛電器系統中產生的接地電流，提高了車輛電器系統因絕緣降低產生的漏電流檢測的準確度、穩定性和可信度，從而提高列車供電的可靠性和安全性，減少由於DC600V供電系統的故障而產生的投訴，提高鐵路的服務質量。並能和列供櫃通訊，將列供櫃的信息和運行參數及統計參數提供給6A系統，供6A系統報警和數據保存及查詢。
[0016]所述列車供電漏電流檢測系統的主要功能有:實時檢測機車DC600V電源輸出連接器處的漏電流、判斷由於車輛電氣系統產生的接地電流；可與DC600V列供櫃通訊，獲取列供櫃的狀態和信息參數，並可對列供輸出的電能統計；該系統集成在6A系統中，可將列供櫃的狀態參數信息、漏電流信息及絕緣檢測信息傳輸給6A系統，供6A系統顯示和儲存查詢；其可選功能有:在庫內或編組後，可通過該系統預先檢測機車或編組車輛DC600V的絕緣電阻。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明列車供電漏電流檢測系統的工作原理示意圖；
圖2是本發明漏電流測量原理圖；
圖3是本發明絕緣檢測模塊外形圖。
[0018]其中:1、漏電流傳感器，2、DC600V供電連接器。
[0019]【具體實施方式】
如圖1、圖2和圖3所示，列車供電漏電流檢測系統包括四個漏電流傳感器(本實施例中採用特種異型的磁平衡電流傳感器)、一塊監測板、兩個絕緣檢測模塊(即:非平衡電橋絕緣檢測模塊一和非平衡電橋絕緣檢測模塊二 )、一個電源模塊(本實施例中採用外置電源盒AP44)以及相應的電纜；每個漏電流傳感器安裝在一個DC600V供電連接器內，與該DC600V供電連接器形成一個整體；監測板插入6A系統AP槽位內，列車供電漏電流檢測系統由監測板進行控制；兩個絕緣檢測模塊分別連接在DC600V迴路I和DC600V迴路II中、用於檢測DC600V供電輸出迴路絕緣強度。
[0020]外置電源盒通過電纜分別連接監測板、絕緣檢測模塊和漏電流傳感器，由於本系統的傳感器和模塊較多，耗電量較大，當6A系統不能提供足夠的電量時，用以提供漏電流傳感器和絕緣檢測模塊所需的±12VDC電源。監測板採用高速的單片機進行控制；監測板內包含與6A系統進行數據交換的通訊總線、與列供櫃進行數據通訊的485通訊總線、與漏電流傳感器和絕緣檢測模塊之間的信號輸入/輸出電路、為漏電流傳感器和絕緣檢測模塊提供電源的電源電路。
[0021 ] 上述列車供電漏電流檢測系統還包括列車供電漏電流檢測系統板卡，其上有各種狀態指示燈，用以顯示列車供電漏電流檢測系統的工作狀態，如下表所示。
[0022]列車供電漏電流檢測系統板卡指示燈狀態表:
【權利要求】
1.一種列車供電漏電流檢測系統，包括漏電流傳感器(1)，其特徵是:還包括監測板、絕緣檢測模塊；所述漏電流傳感器(I)安裝在機車DC600V供電連接器(2)上；所述絕緣檢測模塊連接在DC600V供電輸出迴路中、用於檢測DC600V供電輸出迴路絕緣強度；所述監測板插入6A系統AP槽位內，所述列車供電漏電流檢測系統由監測板進行控制；所述監測板輸出控制指令給絕緣檢測模塊，對DC600V供電輸出迴路進行絕緣強度檢測，並將檢測數據傳送給6A系統保存，監測板通過漏電流傳感器(I)實時監測車輛產生的漏電流，並將監測數據傳輸給6A系統保存。
2.根據權利要求1所述的列車供電漏電流檢測系統，其特徵是:還包括電源模塊、電纜，所述電源模塊通過電纜分別連接監測板、絕緣檢測模塊和漏電流傳感器(I )，所述電源模塊用於提供漏電流傳感器(I)和絕緣檢測模塊所需的電源。
3.根據權利要求2所述的列車供電漏電流檢測系統，其特徵是:所述電源模塊為外置電源盒，當6A系統不能提供足夠的電量時，用以提供漏電流傳感器(I)和絕緣檢測模塊所需的±12VDC電源。
4.根據權利要求1所述的列車供電漏電流檢測系統，其特徵是:所述監測板的數量為一塊，其採用高速的單片機進行控制；所述監測板內包含與6A系統進行數據交換的通訊總線、與列供櫃進行數據通訊的485通訊總線、與漏電流傳感器(I)和絕緣檢測模塊之間的信號輸入/輸出電路、為漏電流傳感器(I)和絕緣檢測模塊提供電源的電源電路。
5.根據權利要求1所述的列車供電漏電流檢測系統，其特徵是:所述漏電流傳感器(I)採用特種異型的磁平衡電流傳感器，數量為四個，分別安裝在四個DC600V供電連接器(2)內；每個安裝在DC600V供電連接器(2)內的漏電流傳感器(I)均與該DC600V供電連接器(2)形成一個整體。
6.根據權利要求1所 述的列車供電漏電流檢測系統，其特徵是:所述DC600V供電輸出迴路包括DC600V迴路I和DC600V迴路II，所述絕緣檢測模塊包括分別連接在該二個迴路中的非平衡電橋絕緣檢測模塊一和非平衡電橋絕緣檢測模塊二。
7.根據權利要求1所述的列車供電漏電流檢測系統，其特徵是:還包括列車供電漏電流檢測系統板卡，其上有各種狀態指示燈，用以顯示列車供電漏電流檢測系統的工作狀態。
8.—種列車供電漏電流檢測方法，包括: 控制列車供電漏電流檢測系統工作狀態的監測板控制步驟； 檢測DC600V供電輸出迴路絕緣強度的絕緣檢測步驟； 實時監測車輛產生的漏電流的實時監測步驟；以及 傳輸和保存檢測數據的步驟； 其中，通過6A系統列供漏電流監測界面，在列供未供電前向監測板發出DC600V供電輸出迴路絕緣檢測指令，監測板輸出控制指令給絕緣檢測模塊，接通檢測迴路，並對DC600V供電輸出迴路進行絕緣強度檢測；控制得到DC600V供電輸出迴路的絕緣強度指標後，將檢測值傳送給6A系統，在6A系統內顯示並保存檢測試驗記錄，供檢修查閱和調用；監測板通過安裝在DC600V供電連接器內的漏電流傳感器實時監測車輛產生的漏電流，並將漏電流傳感器監測到的漏電流數據傳輸給6A系統，供6A系統顯示，當有漏電流超標時，監測板將報警標誌傳送給6A系統，由6A系統保存報警信息，以供查閱和調用。
9.根據權利要求8所述的列車供電漏電流檢測方法，其特徵是，還包括:在取得授權後，可通過6A系統向列車供電漏電流檢測系統設置報警閥值、對漏電流傳感器進行自校準操作；當6A系統不能提供足夠的電量時，通過外置的電源模塊提供漏電流傳感器和絕緣檢測模塊所需的12VDC電源。
10.根據權利要求8所述的列車供電漏電流檢測方法，其特徵是:在列供系統正常運行時，列車供電漏電流檢測系統與列供櫃實時通訊，獲取列供櫃的實時信息，供6A系統顯示用；當列供系統發生故障和其它異常時，列車供電漏電流檢測系統將列供的異常數據傳送給6A系統保存，供檢修查閱和調用；所述列供櫃的實時信息包括DC600V迴路I的輸出電流、電壓，DC600V迴路II的輸出`電流、電壓。
【文檔編號】G01R31/02GK103439627SQ201310417963
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月14日 優先權日:2013年9月14日
【發明者】張光群 申請人:株洲中車軌道交通裝備有限公司