列車絕緣檢測系統的製作方法

2023-11-09 19:32:32 1

列車絕緣檢測系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種列車絕緣檢測系統，所述系統包括列車絕緣檢測控制裝置和列車車頂絕緣檢測裝置：列車車頂絕緣檢測裝置包括：環氧澆注筒、真空滅弧室、靜觸頭、動觸頭、永磁機構，永磁機構具有驅動杆，通過絕緣拉杆與動觸頭相連接，當永磁機構接收到接通信號後驅動驅動杆，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內接觸，檢測高壓信號通過動觸頭和靜觸頭加載到待測物上；當永磁機構接收到斷開信號後驅動驅動杆，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內斷開；列車絕緣檢測控制裝置包括逆變器、處理器、調壓器、高壓發生器、電壓傳感器、電流傳感器，處理器根據檢測電壓信號和檢測電流信號判斷絕緣性。本發明性價比好，電氣性能好，漏電痕跡指標達到相關標準。
【專利說明】列車絕緣檢測系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及列車絕緣檢測領域，尤其涉及一種列車絕緣檢測系統。

【背景技術】
[0002] 隨著時代的發展，使用鐵路運輸人員和貨物的需求也越來越大，而現在列車的主 流是電力機車。
[0003] 因為列車運行範圍大，不同地域之間的地理條件差異大，而且有平原地區、丘陵地 域和各種河流流域。加之海拔高度變化也不同，爬坡情況也很多。
[0004] 在列車運行後，均需要進行絕緣檢測，而現有的絕緣檢測裝置檢測的絕緣檢測效 果均很差。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種列車絕緣檢測系統，可以有效對 列車進行絕緣檢測。
[0006] 為實現上述目的，本發明提供了一種列車絕緣檢測系統，所述系統包括列車絕緣 檢測控制裝置和列車車頂絕緣檢測裝置：
[0007] 所述列車車頂絕緣檢測裝置包括：
[0008] 環氧澆注筒，用於絕緣和密封；
[0009] 真空滅弧室，容置在所述環氧澆注筒內；
[0010] 靜觸頭，位於所述真空滅弧室內，並從所述環氧澆注筒伸出；
[0011] 動觸頭，位於所述環氧澆注筒內，用於接收外部的高壓發生器發出的檢測高壓信 號；
[0012] 永磁機構，所述永磁機構具有驅動杆，通過絕緣拉杆與所述動觸頭相連接，當所述 永磁機構接收到接通信號後驅動驅動杆，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內接觸，所述檢 測高壓信號通過動觸頭和靜觸頭加載到待測物上；當所述永磁機構接收到斷開信號後驅動 驅動杆，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內斷開；
[0013] 所述列車絕緣檢測控制裝置包括：
[0014] 逆變器，用於將接收到的機車直流電壓轉換為交流電壓；
[0015] 處理器，用於產生控制信號；
[0016] 調壓器，與所述處理器和逆變器相連接，用於在處理器的控制下將所述交流電壓 轉換為連續可變交流電壓；
[0017] 高壓發生器，與所述調壓器相連接，用於將所述連續可變交流電壓轉化為檢測高 壓信號，所述高壓發生器的接地端與列車車體相連接；
[0018] 電壓傳感器，與所述處理器相連接，用於當所述檢測高壓信號加載到所述列車車 體的待測物上時，產生檢測電壓信號並發送給所述處理器；
[0019] 電流傳感器，與所述處理器相連接，用於當所述檢測高壓信號加載到所述列車車 體的待測物上時，產生檢測電流信號並發送給所述處理器，所述處理器根據檢測電壓信號 和檢測電流信號判斷絕緣性。
[0020] 進一步的，所述環氧澆注筒的材質為環氧絕緣材料.
[0021] 進一步的，所述列車車頂絕緣檢測裝置還包括機構箱，所述永磁機構話高壓發生 器容置在所述機構箱內。
[0022] 進一步的，所述列車車頂絕緣檢測裝置還包括蓋板，蓋合在所述結構箱上。
[0023] 進一步的，所述待測物為車頂絕緣子。
[0024] 進一步的，所述列車絕緣檢測控制裝置還包括存儲器，與所述處理器相連接。
[0025] 進一步的，所述列車絕緣檢測控制裝置還包括顯示器，與所述處理器相連接。
[0026] 進一步的，所述列車絕緣檢測控制裝置還包括USB接口，與所述處理器相連接。
[0027] 進一步的，所述列車絕緣檢測控制裝置還包括時鐘晶片，與所述處理器相連接。
[0028] 本發明性價比好，電氣性能好，漏電痕跡指標達到相關標準；阻燃型產品阻燃級通 過UL論證V-0級。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1為本發明列車絕緣檢測系統的示意圖；
[0030] 圖2為本發明列車絕緣檢測系統的列車車頂絕緣檢測裝置的示意圖；
[0031] 圖3為本發明列車絕緣檢測系統的列車絕緣檢測控制裝置的示意圖；
[0032] 圖4為本發明列車絕緣檢測系統的列車絕緣檢測方法的流程圖；
[0033] 圖5是列車絕緣檢測方法的檢測原理圖。

【具體實施方式】
[0034] 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0035] 圖1為本發明列車絕緣檢測系統的示意圖，如圖所示，列車絕緣檢測系統包括列 車絕緣檢測控制裝置1和列車車頂絕緣檢測裝置2。
[0036] 圖2為本發明列車絕緣檢測系統的列車車頂絕緣檢測裝置的示意圖，如圖所示， 列車車頂絕緣檢測裝置包括：環氧澆注筒21、真空滅弧室22、靜觸頭23、動觸頭24和永磁 機構25。
[0037] 環氧澆注筒21利用絕緣材料製作，例如環氧樹脂。真空滅弧室22容置在環氧澆 注筒21內，並且是固封在環氧澆注筒21內。靜觸頭23位於真空滅弧室22內，並從環氧澆 注筒21伸出；動觸頭24位於環氧澆注筒21內，與外部的高壓發生器10相連接，接收檢測 高壓信號；永磁機構25具有驅動杆250,通過絕緣拉杆26與動觸頭24相連接，當永磁機構 25接收到接通信號後驅動驅動杆250,將動觸頭24與靜觸頭23在真空滅弧室23內接觸， 檢測高壓信號通過動觸頭24和靜觸頭23加載到待測物上；當永磁機構25接收到斷開信號 後驅動驅動杆250,將動觸頭24與靜觸頭23在真空滅弧室22內斷開。
[0038] 永磁機構25通過控制得電動作，上推和下拉：上推時，壓動開關體內絕緣拉杆26 帶動觸頭彈簧和傳動件使真空滅弧室22內的動觸頭24閉合，並以恆定壓力壓緊使動觸頭 24和靜觸頭23壓緊；下拉時，同樣通過開關體內絕緣拉杆26拉開滅弧室的動觸頭24,使開 關打開；在開關動作的同時，安裝在永磁機構25上的接近開關同時上下移動，打開或閉合。
[0039] 作為絕緣檢測系統車頂裝置對於絕緣檢測系統可靠運行的重要性是不言而喻的。 對於高壓真空開關（一般開關也如此），保證其可靠性設計的關鍵是：滅弧室的應用、絕緣 設計、操動機構及傳動、控制器及附件設計。
[0040] 真空滅弧室22作為隔離開關，實際開斷電流僅為毫安級，遠小於額定開關電流 (630A)，因此其壽命和安全性將進一步提高。真空滅弧室22需要的閉合力為600-800N，永 磁機構25閉合力設計為2200N，長時間運用後即使發生一點退磁也可保證裝置正常使用。 絕緣拉杆26作為傳動部件充分保正可靠性和同步性。動觸頭24拉杆採用了環氧樹脂固封 進行製作，減少了運動部分的質量，為分合閘提供了一定的便利。
[0041] 環氧絕緣材料由於其優良的絕緣、理化性能在高壓電器領域得到了廣泛應用。採 用了戶外環氧樹脂為開關的主絕緣件，其有更好的電氣，機械綜合性能，有利於減輕車頂部 分的體積和重量。其具有耐紫外線性、憎水性和自潔性，使裝置的日常保養大大簡化。
[0042] 27. 5kV電壓等級，空氣溼度100 %飽和情況下，安全空氣絕緣距離彡360mm，可以 符合有關要求。
[0043] 根據27. 5kV接觸網電器強度的有關規定，設計外爬距為1.lm、內爬距為0. 6m，對 地耐壓為100kV/l分鐘。
[0044] 控制器採用低功耗微處理器，輸出採用大功率電力電子器件，主要元器件採用軍 品級元件，電流電壓留有裕度，整個控制電路加強了電磁兼容抗擾度設計。電源供給由電容 提供。接近開關採用100萬次壽命的接近開關，可靠性高。
[0045] 真空滅弧室22直澆在環氧絕緣子中上端（靜觸頭）接入動車組車頂母線，下端 (動觸頭）接升高壓發生器10的輸出端。在中軸線下方安裝一臺永磁機構用來斷開和閉合 真空滅弧室中的動觸頭和靜觸頭。真空滅弧室額定工作電壓40. 5kV，短時工頻耐受電壓達 100kV，額定電流630A，開距14mm，機械壽命20000次。真空滅弧室代替傳統開關不僅增加 了安全性，提高了穩定性。而且杜絕了在帶電分、合閘時的拉弧、放電現象。
[0046] 永磁機構25採用對稱式雙穩態結構，無論在合閘位置和分閘位置，其保持力均由 釹鐵硼永久磁鐵提供。永磁機構由七個主要零件組成：為靜鐵心，為機構提供磁路通道，對 於方形結構一般採用矽鋼片疊形結構，圓形結構則採用電工純鐵；動鐵心是整個機構中最 主要的運動部件，一般採用電工純鐵結構；永久磁體為機構提供保持時所需要的動力；為 分閘線圈和合閘線圈；為驅動杆，是操動機構與開關傳動機構之間的連接紐帶。為驅動杆， 是操動機構與開關傳動機構之間的連接紐帶。為了產生電磁吸力驅動鐵心運動，必須給永 磁機構的分、合閘線圈通電，使其達到一定的勵磁安匝數，這樣才能滿足真空開關的分、合 閘速度要求。檢測裝置中採用大容量電容器作為電源，有脈衝電流大、充電時間短、沒有充 電過量的危險、可並聯使用、體積小、壽命長、經濟實用等優點。
[0047] 再如圖2所示，所述裝置還包括機構箱27和蓋板28,永磁機構25和外部高壓發生 器10容置在機構箱27內，而蓋板28蓋合在結構箱27上。
[0048] 具體的，列車車頂絕緣檢測裝置位於列車的車頂，真空滅弧室22固封在環氧澆注 筒21中，在其正下方結構箱27中安裝一臺永磁機構25,用絕緣拉杆26連結真空滅弧室動 觸頭24和永磁機構25的驅動杆250。真空滅弧室動觸頭24通過軟連接、導線接到外部高 壓發生器10輸出端、高壓發生器10從航空插頭獲取調壓器送來的0-190V工頻交流電，並 升壓至0-35kV。永磁機構25通過航空插頭獲取分、合信號來驅動真空滅弧室內動觸頭24、 靜觸頭23閉合或斷開，閉合時，高壓檢測信號加載在高壓母線上。測量端將感應到的檢測 電壓和洩露電流通過航空插頭送至控制器做處理分析。
[0049]1、車頂部分電場計算與分析
[0050] 為了使列車車頂絕緣檢測裝置儘可能體積小，對其電場分布進行了數值分析和優 化設計，在實際運行電壓為30kV下空氣中的最大電場強度小於3kV/mm，而絕緣材料中的最 大場強遠小於其擊穿場強。因此該裝置部分絕緣性能安全可靠。
[0051] 2、車頂部分空氣動力學空氣阻力計算與分析
[0052] 絕緣檢測車頂部分在行車運行中，將受到空氣對其形成的一種反向作用力，即空 氣阻力Fw，其表示為：

【權利要求】
1. 一種列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述系統包括列車絕緣檢測控制裝置和列車 車頂絕緣檢測裝置： 所述列車車頂絕緣檢測裝置包括： 環氧澆注筒，用於絕緣和密封； 真空滅弧室，容置在所述環氧澆注筒內； 靜觸頭，位於所述真空滅弧室內，並從所述環氧澆注筒伸出； 動觸頭，位於所述環氧澆注筒內，用於接收外部的高壓發生器發出的檢測高壓信號； 永磁機構，所述永磁機構具有驅動杆，通過絕緣拉杆與所述動觸頭相連接，當所述永磁 機構接收到接通信號後驅動驅動杆，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內接觸，所述檢測高 壓信號通過動觸頭和靜觸頭加載到待測物上；當所述永磁機構接收到斷開信號後驅動驅動 杆，將動觸頭與靜觸頭在真空滅弧室內斷開； 所述列車絕緣檢測控制裝置包括： 逆變器，用於將接收到的機車直流電壓轉換為交流電壓； 處理器，用於產生控制信號； 調壓器，與所述處理器和逆變器相連接，用於在處理器的控制下將所述交流電壓轉換 為連續可變交流電壓； 高壓發生器，與所述調壓器相連接，用於將所述連續可變交流電壓轉化為檢測高壓信 號，所述高壓發生器的接地端與列車車體相連接； 電壓傳感器，與所述處理器相連接，用於當所述檢測高壓信號加載到所述列車車體的 待測物上時，產生檢測電壓信號並發送給所述處理器； 電流傳感器，與所述處理器相連接，用於當所述檢測高壓信號加載到所述列車車體的 待測物上時，產生檢測電流信號並發送給所述處理器，所述處理器根據檢測電壓信號和檢 測電流信號判斷絕緣性。
2. 根據權利要求1所述的列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述環氧澆注筒的材質為 環氧絕緣材料.
3. 根據權利要求1所述的列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述列車車頂絕緣檢測裝 置還包括機構箱，所述永磁機構話高壓發生器容置在所述機構箱內。
4. 根據權利要求3所述的列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述列車車頂絕緣檢測裝 置還包括蓋板，蓋合在所述結構箱上。
5. 根據權利要求1所述的列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述待測物為車頂絕緣子。
6. 根據權利要求1所述的列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述列車絕緣檢測控制裝 置還包括存儲器，與所述處理器相連接。
7. 根據權利要求1所述的列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述列車絕緣檢測控制裝 置還包括顯示器，與所述處理器相連接。
8. 根據權利要求1所述的列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述列車絕緣檢測控制裝 置還包括USB接口，與所述處理器相連接。
9. 根據權利要求1所述的列車絕緣檢測系統，其特徵在於，所述列車絕緣檢測控制裝 置還包括時鐘晶片，與所述處理器相連接。
【文檔編號】G01R31/12GK104330717SQ201410673744
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】劉社利, 韓社教 申請人:西安伯龍高鐵電氣有限公司