直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置的製作方法
2023-11-08 02:06:22
專利名稱：直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於礦用直流電力機車供電設備，尤其涉及電力機車供電主迴路的漏電或短路保護裝置。
背景技術：
ZG150—1500型直流電力機車是礦山採場運輸礦石和排土作業的牽引設備。當前，直流電力機車(下稱電力機車)用電設備是經直流高速開關、受電弓接至800—1500V直流電網，由直流高速開關閉合供電，或斷開對主迴路進行漏電、短路保護。高速開關的電流整定值為2100—2400A，當主迴路電流超過整定值時，高速開關的線圈失電，釋放動觸頭，在復位彈簧作用下，斷開高速開關，保護主迴路。存在問題是，當電力機車高壓主迴路接地點接入調速電阻時，主迴路接地電流達不到整定值，高速開關不動作，主電路失去保護；當電力機車在距離牽引變電所稍遠處、高壓電器放電或漏電接地時，回流內阻較大，主迴路接地電流同樣達不到整定值，高速開關不動作，主電路也失去保護。由於上述原因，容易引起高速開關的動、靜觸頭燒結，受電弓與接觸線燒結，人工切斷高速開關和落受電弓無效，貽誤滅火時機，從而造成高壓室燒損事故發生；維修時間長，備件消耗高，嚴重影響運礦和排土作業。
發明內容
為了克服現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，提高電力機車高壓主迴路的接地和短路保護可靠性，避免電力機車失火事故的發生，確保行 車安全，減少維修時間和備件消耗，提高電力機車的作業率。直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，包括高速開關、受電弓與直流電網連接，高壓電器安裝在鐵架上，全車四隻鐵架設於電力機車兩端的高壓室內，其特點是，安裝高壓電器的鐵架全部由絕緣板對地絕緣，鐵架與地之間串聯高阻值電阻和低阻值電阻組成高壓取樣電路，檢測拉弧和短路時的電壓；在低阻值電阻上設置帶有檢測按鈕的具有取樣單元電路、執行單元電路和試驗檢測單元電路組成的檢測保護電路和帶有復位按鈕的故障顯示電路。電力機車在正常狀態下，高速開關保持線圈經電池組串聯在閉合迴路中，得電閉合，產生磁力，保持高速開關閉合，確保電力機車正常運行。故障發生時，高壓取樣電路產生信號，一路信號經放大驅動繼電器動作，斷開高速開關，保護主迴路；另一路信號經放大點亮LED燈，予以報警；檢測按鈕供檢測使用，復位按鈕供故障排除後復位使用。本發明進一步改進，所述的取樣單元電路由分壓電阻Rl、R4，二極體D1，限流電阻R15，穩壓管CW2連接組成，故障發生時，漏電電流經過大阻值高壓分配電阻產生電壓，在電阻R4上產生約IOV左右的漏電電壓信號，經二極體D1、隔離電阻R15，送入執行電路。本發明進一步改進，所述的執行電路由穩壓管CW3、穩壓器7805-1、光電耦合器⑶1、可控矽K2、三極體D5、二極體D2和繼電器J連接組成；故障發生時，由取樣單元電路輸入的信號經穩壓器7805-1穩壓，電阻RlO限流，光電耦合器GDl進行光電高低壓隔離；光電耦合器產生的放大電流信號驅動三極體D5進行二次放大，觸發可控矽K2，可控矽導通保持繼電器J吸合，斷開常閉觸接點，高速開關保持線圈失電，高速開關迅速斷開，切斷故障電源，保護高壓迴路電器組件。本發明進一步改進，所述的實驗檢測電路由電阻R5、二極體D3、電池組E、穩壓器7812和檢測按鈕SAl連接組成，供空載測試電路是否正常。本發明進一步改進，所述的故障顯示電路由限流電阻R3、二極體D4、穩壓器7805-2、限流電阻R12、光電耦合器⑶2、可控矽Kl、LED燈、三極體D4和故障恢復按鈕SA2連接組成，故障發生時，在電阻R4上產生5V電壓信號，經D4隔離，穩壓器7805-2穩壓，電阻R12限流，光電耦合器⑶2進行光電耦合隔離，觸發可控矽Kl，可控矽Kl導通後自鎖，LED燈保持接通，實現故障報警。故障排除後，按下復位按鈕SA2，實現高速開關自動檢測保護。與現有技術相比，構思新穎，結構簡單，運行可靠，提高電力機車高壓主迴路的接地保護和短路保護的可靠性，避免電力機車高壓電器燒損和高壓室失火事故的發生，確保行車安全，減少維修時間和備件消耗，提高單機作業率和運輸量，降低了生產成本。
對照附圖對本發明作進一步說明。圖1是直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置連接方框圖。圖2是直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置電氣原理圖。圖中:1、直流電網 2、高速開關GK觸頭 3、絕緣板 4、鐵架 5、高壓電器
6、高壓取樣電路 7、自動檢測裝置8、電池組E 9、GK保持線圈電阻Rl 20k IOw R2Ik IOw R3 200 2w R4 200 IOw R5、R6、R8、R11、R12、R13 470 Iw R7 10 3w R9 5003w RlO 47 3w R14、R15、R16 300 2w R17 Ik 2w 穩壓管 CW2 8—IOv 2w CW3 15v3w 二極體 D1、D2、D3、D4 1N4007 三極體 D5、D6 8050 IA 50V 光電耦合器⑶1、⑶24N25 穩壓器 7805-1 7805-2 7812 電容器 Cl、C5 0.41 μ f 3kv C2、C3、C6、C7
0.1 μ F 3kv0
具體實施例方式由圖1、2可以看出，直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，包括高速開關
2、受電弓(圖中未標出)與直流電網I連接，高壓電器5安裝在鐵架4上，全車四隻鐵架設於電力機車兩端的高壓室內，安裝高壓電器的鐵架由絕緣板3對地絕緣，鐵架與地之間串聯高壓取樣電路6及自動檢測裝置7，檢測拉弧和短路時的電壓；在低阻值電阻R4上設置帶有檢測按鈕的具有取樣單元電路、執行單元電路和試驗檢測單元電路組成的檢測保護電路和帶有復位按鈕的故障顯示電路。電力機車在正常狀態下，高速開關保持線圈經電池組串聯在閉合迴路中，得電閉合，產生磁力，保持高速開關閉合，確保電力機車正常運行。故障發生時，高壓取樣電路產生信號，一路信號經放大驅動繼電器動作，斷開高速開關，保護主迴路；另一路信號經放大點亮LED燈，予以報警；檢測按鈕供檢測使用，復位按鈕供故障排除後復位使用。由圖2可以看出取樣單元電路由分壓電阻Rl、R4，二極體D1，限流電阻R15，穩壓管CW2連接組成，旁路電容Cl、穩壓管CW2 —端接地。障發生時，漏電電流經過大阻值高壓分配電阻產生電壓，在電阻R4上產生約IOV左右的漏電電壓信號，經二極體D1、隔離電阻Rl 5，送入執行電路。由圖2可以看出執行電路由穩壓管CW3、穩壓器7805-1、光電耦合器⑶1、可控矽K2、三極體D5、二極體D2和繼電器J連接組成，旁路電容C2、C3、電阻R16、繼電器J、二極體D2另一端接地。故障發生時，由取樣單元電路輸入的信號經穩壓器7805-1穩壓，電阻RlO限流，光電耦合器GDl進行光電高低壓隔離；光電耦合器產生的放大電流信號驅動三極體D5進行二次放大，觸發可控矽K2，可控矽導通保持繼電器J吸合，斷開常閉觸接點，高速開關保持線圈失電，高速開關迅速斷開，切斷故障電源，保護高壓迴路電器組件。由圖2可以看出實驗檢測電路由電阻R5、二極體D3、電池組E、穩壓器7812和檢測按鈕SAl連接組成，供空載測試電路是否正常。由圖2可以看出故障顯示電路由限流電阻R3、二極體D4、穩壓器7805-2、限流電阻R12、光電耦合器⑶2、可控矽K1、LED燈、三極體D4和故障恢復按鈕SA2連接組成，故障發生時，在電阻R4上產生5V電壓信號，經D4隔離，穩壓器7805-2穩壓，電阻R12限流，光電耦合器⑶2進行光電耦合隔離，觸發可控矽K1，可控矽Kl導通後自鎖，LED燈保持接通，實現故障報警。故障排除後，·按下復位按鈕SA2，實現高速開關自動檢測保護。
權利要求
1.直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，包括高速開關(2)、受電弓與直流電網(I)連接，高壓電器(5)安裝在鐵架(4)上，全車四隻鐵架設於電力機車兩端的高壓室內，其特徵在於，安裝高壓電器的鐵架全部由絕緣板(3)對地絕緣，鐵架與地之間串聯高阻值電阻和低阻值電阻組成高壓取樣電路(6 )及自動檢測裝置(7 );在低阻值電阻上設置帶有檢測按鈕的具有取樣單元電路、執行單元電路和試驗檢測單元電路組成的檢測保護電路和帶有復位按鈕的故障顯示電路；故障發生時，高壓取樣電路產生信號，一路信號經放大驅動繼電器動作，斷開高速開關，保護主迴路；另一路信號經放大點亮LED燈，予以報警。
2.根據權利要求1直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，其特徵在於所述的取樣單元電路由分壓電阻Rl、R4，二極體D1，限流電阻R15，穩壓管、CW2連接組成，故障發生時，漏電電流經過大阻值高壓分配電阻產生電壓，在電阻R4上產生約IOV左右的漏電電壓信號，經二極體Dl、隔離電阻R15，送入執行電路。
3.根據權利要求1直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，其特徵在於，所述的執行電路由穩壓管CW3穩壓器7805-1、光電耦合器GD 1、可控矽K2、三極體D5、二極體D2和繼電器J連接組成；故障發生時，由取樣單元電路輸入的信號經穩壓器7805-1穩壓，電阻RlO限流，光電耦合器GDl進行光電高低壓隔離；光電耦合器產生的放大電流信號驅動三極體D5進行二次放大，觸發可控矽K2，可控矽導通保持繼電器J吸合，斷開常閉觸接點，高速開關保持線圈失電，高速開關迅速斷開，切斷故障電源，保護高壓迴路電器組件。
4.根據權利要求1直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，其特徵在於，所述的實驗檢測電路由電阻R5、二極體D3、電池組E、穩壓器7812和檢測按鈕SAl連接組成，供空載測試電路是否正常。
5.根據權利要求1直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，其特徵在於，所述的故障顯示電路由限流電阻R3、二極體D4、穩壓器7805-2、限流電阻R12、光電耦合器⑶2、可控矽K1、LED燈、三極體D4和故障恢復按鈕SA2連接組成，故障發生時，在電阻R4上產生5V電壓信號，經D4隔離，穩壓器7805-2穩 壓，電阻R12限流，光電耦合器GD2進行光電耦合隔離，觸發可控矽K1，可控矽Kl導通後自鎖，LED燈保持接通，實現故障報警，故障排除後，按下復位按鈕SA2，實現高速開關自動檢測保護。
全文摘要
直流電力機車的高速開關自動檢測保護裝置，屬於礦用直流電力機車供電設備，尤其涉及電力機車供電主迴路的漏電或短路保護裝置。特點是，鐵架對地絕緣，鐵架與地之間串聯高壓取樣電路；在取樣電路上設置帶有檢測按鈕的具有取樣單元電路、執行單元電路和試驗檢測單元電路組成的檢測保護電路和帶有復位按鈕的故障顯示電路。故障發生時，取樣電路產生信號，一路信號驅動繼電器動作，斷開高速開關，保護主迴路；另一路信號點亮LED燈報警；優點是，構思新穎，結構簡單，提高電力機車高壓主迴路的接地保護和短路保護的可靠性，確保行車安全，減少維修時間和備件消耗，提高單機作業率和運輸量，降低了生產成本。
文檔編號H02H7/00GK103248006SQ20131017349
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月13日 優先權日2013年5月13日
發明者陳洪斌, 方正喜, 錢安民, 方錫虎, 葉舟, 蔣小明 申請人:馬鋼(集團)控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司