CN103439627A

CN103439627A - 列车供电漏电流检测系统及检测方法

Info

Publication number: CN103439627A
Application number: CN2013104179637A
Authority: CN
Inventors: 张光群
Original assignee: ZHUZHOU ZHONGCHE RAILWAY TRAFFIC EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: ZHUZHOU ZHONGCHE RAILWAY TRAFFIC EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-09-14
Filing date: 2013-09-14
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-09-14
Also published as: CN103439627B

Abstract

本发明公开了一种列车供电漏电流检测系统及检测方法。包括漏电流传感器、监测板、绝缘检测模块；漏电流传感器安装在机车DC600V供电连接器上；监测板插入6A系统AP槽位内、对列车供电漏电流检测系统进行控制；绝缘检测模块用于检测DC600V供电输出回路绝缘强度。所述列车供电漏电流检测方法，包括控制列车供电漏电流检测系统工作状态的监测板控制步骤；检测DC600V供电输出回路绝缘强度的绝缘检测步骤；实时监测车辆产生的漏电流的实时监测步骤以及传输和保存检测数据的步骤。采用本发明能直接测量出在车辆电器系统中产生的接地电流，提高了漏电流检测的准确度、安全性和可信度，提高列车供电的可靠性和安全性。

Description

列车供电漏电流检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及机车车载安全防护系统列车供电监测领域，特别是一种列车供电漏电流检测系统及检测方法。

背景技术

由于客运车辆上电气设备多，任何设备发生接地都能导致漏电流的报警，但要直接判断漏电流的位置，把故障车辆分离很难。为此，有必要通过在机车-车辆或车辆-车辆间的DC600V原动力连接器上加装一个漏电流传感器，配合外部配套的测试仪表，可直接显示漏电流的实时值，并判断故障的前后位置。

现有技术中，申请号为201010148002.7的中国发明专利公开了一种电力机车供电系统漏电流检测方式及装置,在每一节车辆的电源插头连接处分别插入一漏电检测传感器,同时在机车室设有监控系统,每一节车辆的漏电检测传感器将所检测的数据送到机车室的漏电流检测监控系统内,通过与正常值进行比对分析就可得知每一处传感器所检测的数据是否正常,从而判断该处是否存在漏电现象。机车供电系统漏电流检测系统包括机车供电系统电源、各车辆的电源连接插头和各电源插头之间的电源电缆连接线,以及电源系统控制装置;在各车辆的电源连接插头中插入有一个漏电检测传感器,各漏电检测传感器独立与机车室的电源系统控制装置电连接,在电源系统控制装置内设有机车供电系统漏电流检测监控系统。申请号为201210363003.2的中国发明专利申请公开了一种用于列车供电系统的接地漏电流检测装置，包括相互连接的电流传感器和漏电流检测模块，列车供电系统的接地点通过电流传感器接地，电流传感器的外部并联有一个保护电阻，列车供电系统的接地点同时通过保护电阻接地。本发明通过保护电阻使得电流传感器在正常、短路、开路时均不会影响电路原有的保护功能和接地检测，在电流传感器失效时仍然能够起到接地保护作用，能够防止开路引起的浮电压对供电线路的绝缘造成不良影响，具有测量精度高、安全性能好、电磁兼容性好、电路简单、成本低廉的优点。申请号为200520005571.0的中国实用新型专利涉及一种电力机车供电系统漏电流检测装置，通过在逆变电路和高电压互感器之间连接有一个用于检测电力机车运行过程中存在漏电流的漏电流检测电路,并通过连接在所述漏电流检测电路上的预警电路提示漏电流情况,能够实现在不影响电力机车正常运行的情况下,及时、有效、定量地对电力机车供电系统的漏电流情况进行检测和故障提示,操作方便,检测结果准确,同时,在所述逆变电路的输出端和漏电流检测电路之间,设置有一个受电弓检测电路,能够及时检测到当前受电弓状态,避免在升弓状态下检测漏电流使装置损坏,并且更准确地判断电力机车供电系统中的漏电流情况。

以上现有技术不能很好地及时检测机车和车辆电器系统的绝缘状况，从而影响对机车和车辆漏电流的实时监测，在提高车辆电器系统因绝缘降低产生的漏电流检测的准确度、安全性和可信度等方面存在有待进一步改进之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种列车供电漏电流检测系统及检测方法，其能实时监测机车和车辆漏电流和检测DC600V供电输出回路的绝缘强度，直接测量出在车辆电器系统中产生的接地电流，提高了车辆电器系统因绝缘降低产生的漏电流检测的准确度、稳定性和可信度，从而提高列车供电的可靠性和安全性。

本发明的技术方案是：所述列车供电漏电流检测系统包括漏电流传感器、监测板、绝缘检测模块；所述漏电流传感器安装在机车DC600V供电连接器上；所述绝缘检测模块连接在DC600V供电输出回路中、用于检测DC600V供电输出回路绝缘强度；所述监测板插入6A系统AP槽位内，所述列车供电漏电流检测系统由监测板进行控制；所述监测板输出控制指令给绝缘检测模块，对DC600V供电输出回路进行绝缘强度检测，并将检测数据传送给6A系统保存，监测板通过漏电流传感器实时监测车辆产生的漏电流，并将监测数据传输给6A系统保存。

所述列车供电漏电流检测系统还包括电源模块、电缆，所述电源模块通过电缆分别连接监测板、绝缘检测模块和漏电流传感器，所述电源模块用于提供漏电流传感器和绝缘检测模块所需的电源。所述电源模块可以是外置电源盒，当6A系统不能提供足够的电量时，用以提供漏电流传感器和绝缘检测模块所需的±12VDC电源。

所述监测板的数量为一块，其采用高速的单片机进行控制；所述监测板内包含与6A系统进行数据交换的通讯总线、与列供柜进行数据通讯的485通讯总线、与漏电流传感器和绝缘检测模块之间的信号输入/输出电路、为漏电流传感器和绝缘检测模块提供电源的电源电路。

所述漏电流传感器采用特种异型的磁平衡电流传感器，数量为四个，分别安装在四个DC600V供电连接器内；每个安装在DC600V供电连接器内的漏电流传感器均与该DC600V供电连接器形成一个整体。

所述DC600V供电输出回路包括DC600V回路Ⅰ和DC600V回路Ⅱ，所述绝缘检测模块包括分别连接在该二个回路中的非平衡电桥绝缘检测模块一和非平衡电桥绝缘检测模块二。

所述列车供电漏电流检测系统还包括列车供电漏电流检测系统板卡，其上有各种状态指示灯，用以显示列车供电漏电流检测系统的工作状态。

所述列车供电漏电流检测方法，包括：

控制列车供电漏电流检测系统工作状态的监测板控制步骤；

检测DC600V供电输出回路绝缘强度的绝缘检测步骤；

实时监测车辆产生的漏电流的实时监测步骤；以及传输和保存检测数据的步骤。

通过6A系统列供漏电流监测界面，在列供未供电前向监测板发出DC600V供电输出回路绝缘检测指令，监测板输出控制指令给绝缘检测模块，接通检测回路，并对DC600V供电输出回路进行绝缘强度检测；控制得到DC600V供电输出回路的绝缘强度指标后，将检测值传送给6A系统，在6A系统内显示并保存检测试验记录，供检修查阅和调用；在取得授权后，可通过6A系统向列车供电漏电流检测系统设置报警阀值、对漏电流传感器进行自校准操作；

监测板通过安装在DC600V供电连接器内的漏电流传感器实时监测车辆产生的漏电流，并将漏电流传感器监测到的漏电流数据传输给6A系统，供6A系统显示，当有漏电流超标时，监测板将报警标志传送给6A系统，由6A系统保存报警信息，以供查阅和调用。

在列供系统正常运行时，列车供电漏电流检测系统与列供柜实时通讯，获取列供柜的实时信息，如：DC600V回路Ⅰ的输出电流、电压，DC600V回路Ⅱ的输出电流、电压，供6A系统显示用；当列供系统发生故障和其它异常时，列车供电漏电流检测系统将列供的异常数据传送给6A系统保存，供检修查阅和调用。当6A系统不能提供足够的电量时，还可通过外置的电源模块提供漏电流传感器和绝缘检测模块所需的±12VDC电源。

所述列车供电漏电流检测系统能在保证原有DC600V供电连接器尺寸、性能及安装方式等不变的条件下，通过改进和调整内部部件，并设计了一种特种异性的磁平衡直流电流传感器，配套安装在DC600供电V连接器上，用以检测机车列供输出端口处由车辆接地产生的漏电流，能实时监测机车和车辆漏电流。本系统能实现DC600V漏电流和DC600V在线绝缘电阻等数据实时检测，直接测量出在车辆电器系统中产生的接地电流，提高了车辆电器系统因绝缘降低产生的漏电流检测的准确度、稳定性和可信度，从而提高列车供电的可靠性和安全性，减少由于DC600V供电系统的故障而产生的投诉，提高铁路的服务质量。并能和列供柜通讯，将列供柜的信息和运行参数及统计参数提供给6A系统，供6A系统报警和数据保存及查询。

所述列车供电漏电流检测系统的主要功能有：实时检测机车DC600V电源输出连接器处的漏电流、判断由于车辆电气系统产生的接地电流；可与DC600V列供柜通讯，获取列供柜的状态和信息参数，并可对列供输出的电能统计；该系统集成在6A系统中，可将列供柜的状态参数信息、漏电流信息及绝缘检测信息传输给6A系统，供6A系统显示和储存查询；其可选功能有：在库内或编组后，可通过该系统预先检测机车或编组车辆DC600V的绝缘电阻。

附图说明

图1是本发明列车供电漏电流检测系统的工作原理示意图；

图2是本发明漏电流测量原理图；

图3是本发明绝缘检测模块外形图。

其中：1、漏电流传感器， 2、DC600V供电连接器。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，列车供电漏电流检测系统包括四个漏电流传感器（本实施例中采用特种异型的磁平衡电流传感器）、一块监测板、两个绝缘检测模块(即：非平衡电桥绝缘检测模块一和非平衡电桥绝缘检测模块二）、一个电源模块（本实施例中采用外置电源盒AP44）以及相应的电缆；每个漏电流传感器安装在一个DC600V供电连接器内，与该DC600V供电连接器形成一个整体；监测板插入6A系统AP槽位内，列车供电漏电流检测系统由监测板进行控制；两个绝缘检测模块分别连接在DC600V回路Ⅰ和DC600V回路Ⅱ中、用于检测DC600V供电输出回路绝缘强度。

外置电源盒通过电缆分别连接监测板、绝缘检测模块和漏电流传感器，由于本系统的传感器和模块较多，耗电量较大，当6A系统不能提供足够的电量时，用以提供漏电流传感器和绝缘检测模块所需的±12VDC电源。监测板采用高速的单片机进行控制；监测板内包含与6A系统进行数据交换的通讯总线、与列供柜进行数据通讯的485通讯总线、与漏电流传感器和绝缘检测模块之间的信号输入/输出电路、为漏电流传感器和绝缘检测模块提供电源的电源电路。

上述列车供电漏电流检测系统还包括列车供电漏电流检测系统板卡，其上有各种状态指示灯，用以显示列车供电漏电流检测系统的工作状态，如下表所示。

列车供电漏电流检测系统板卡指示灯状态表：

所述列车供电漏电流检测方法，包括：

通过6A系统列供漏电流监测界面，在列供未供电前向监测板发出DC600V供电输出回路绝缘检测指令，监测板输出控制指令给绝缘检测模块，接通检测回路，并对DC600V供电输出回路进行绝缘强度检测；控制得到DC600V供电输出回路的绝缘强度指标后，将检测值传送给6A系统，在6A系统内显示并保存检测试验记录，供检修查阅和调用；在取得授权后，可通过6A系统向列车供电漏电流检测系统设置报警阀值、对漏电流传感器进行自校准操作。

在列供系统正常运行时，列车供电漏电流检测系统与列供柜实时通讯，获取列供柜的实时信息，如：DC600V回路Ⅰ的输出电流、电压，DC600V回路Ⅱ的输出电流、电压，供6A系统显示用；当列供系统发生故障和其它异常时，列车供电漏电流检测系统将列供的异常数据传送给6A系统保存，供检修查阅和调用。

以下对本发明的工作原理作进一步说明。

所述列车供电漏电流检测系统采用高精度漏电流传感器实时采集机车DC600V供电连接器处由车辆产生的漏电流值。漏电流传感器采用特种异型的磁平衡电流传感器，该漏电流传感器安装在机车DC600V供电连接器中，与机车DC600V供电连接器形成一个整体，提高了车辆漏电流监测的准确性，亦避免了在车下安装漏电流传感器而可能造成的零件跌落事故。通过该漏电流传感器可直接检测出流经DC600V 供电连接器上输出和输入电流的差值，从而直接测量出在车辆电器系统中产生了多大的接地电流，避免了原有的通过分压电阻检测中性电压偏差计算接地电流的误差，提高了车辆电器系统因绝缘降低产生的漏电流检测的准确度、安全性和可信度，使司机能及时了解和发现由于车辆电气系统绝缘降低而触发机车DC600V供电系统保护，提高列车供电的可靠性和安全性，减少由于DC600V供电系统的故障而产生的投诉，提高铁路的服务质量。

采用绝缘检测模块检测DC600V供电系统的绝缘状况，在库内出车前可检查DC600V供电系统在机车内部的绝缘状况，提高机车DC600V供电系统自身的绝缘检测的可靠性和及时性。在机车与车辆编组后，在DC600V供电系统向车辆供电前，绝缘检测模块可对机车和车辆组成的整列车DC600V供电回路的绝缘状况进行检测，提供编组时DC600V供电系统方便的检测手段，提高编组后整列车的整备质量，将由于DC600V供电系统故障产生的事故消灭在萌芽阶段。

以下对漏电流传感器的原理作进一步说明。

如图2所示，本发明列车供电漏电流检测系统漏电流检测的原理采用磁平衡测量原理，即原边电流产生的磁场，通过一个次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使处于聚磁磁环内的霍尔器件始终处于检测零磁通的工作状态。

原边电流I1和I2所产生的磁场是DC600V供电系统的输出电流磁通和回流电流磁通的差值，即列供在DC600V供电连接器处输出和回流电流差所产生的磁通量，而列供在DC600V供电连接器处输出和回流电流差即为车辆电器系统由于绝缘强度低所产生的接地漏电流。原边电流的磁场强度随着输出和回流的电流差改变，通过次级线圈补偿原边磁场，则次级线圈的电流与原边的电流差成线性关系。因此，通过测量次级线圈的电流Is即可测量通过磁环内的DC600V供电系统的输出和回流电流差值，即漏电流。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种列车供电漏电流检测系统，包括漏电流传感器（1），其特征是：还包括监测板、绝缘检测模块；所述漏电流传感器（1）安装在机车DC600V供电连接器（2）上；所述绝缘检测模块连接在DC600V供电输出回路中、用于检测DC600V供电输出回路绝缘强度；所述监测板插入6A系统AP槽位内，所述列车供电漏电流检测系统由监测板进行控制；所述监测板输出控制指令给绝缘检测模块，对DC600V供电输出回路进行绝缘强度检测，并将检测数据传送给6A系统保存，监测板通过漏电流传感器（1）实时监测车辆产生的漏电流，并将监测数据传输给6A系统保存。

2.根据权利要求1所述的列车供电漏电流检测系统，其特征是：还包括电源模块、电缆，所述电源模块通过电缆分别连接监测板、绝缘检测模块和漏电流传感器（1），所述电源模块用于提供漏电流传感器（1）和绝缘检测模块所需的电源。

3.根据权利要求2所述的列车供电漏电流检测系统，其特征是：所述电源模块为外置电源盒，当6A系统不能提供足够的电量时，用以提供漏电流传感器（1）和绝缘检测模块所需的±12VDC电源。

4.根据权利要求1所述的列车供电漏电流检测系统，其特征是：所述监测板的数量为一块，其采用高速的单片机进行控制；所述监测板内包含与6A系统进行数据交换的通讯总线、与列供柜进行数据通讯的485通讯总线、与漏电流传感器（1）和绝缘检测模块之间的信号输入/输出电路、为漏电流传感器（1）和绝缘检测模块提供电源的电源电路。

5.根据权利要求1所述的列车供电漏电流检测系统，其特征是：所述漏电流传感器（1）采用特种异型的磁平衡电流传感器，数量为四个，分别安装在四个DC600V供电连接器（2）内；每个安装在DC600V供电连接器（2）内的漏电流传感器（1）均与该DC600V供电连接器（2）形成一个整体。

6.根据权利要求1所述的列车供电漏电流检测系统，其特征是：所述DC600V供电输出回路包括DC600V回路Ⅰ和DC600V回路Ⅱ，所述绝缘检测模块包括分别连接在该二个回路中的非平衡电桥绝缘检测模块一和非平衡电桥绝缘检测模块二。

7.根据权利要求1所述的列车供电漏电流检测系统，其特征是：还包括列车供电漏电流检测系统板卡，其上有各种状态指示灯，用以显示列车供电漏电流检测系统的工作状态。

8.一种列车供电漏电流检测方法，包括：

控制列车供电漏电流检测系统工作状态的监测板控制步骤；

检测DC600V供电输出回路绝缘强度的绝缘检测步骤；

实时监测车辆产生的漏电流的实时监测步骤；以及

传输和保存检测数据的步骤；

其中，通过6A系统列供漏电流监测界面，在列供未供电前向监测板发出DC600V供电输出回路绝缘检测指令，监测板输出控制指令给绝缘检测模块，接通检测回路，并对DC600V供电输出回路进行绝缘强度检测；控制得到DC600V供电输出回路的绝缘强度指标后，将检测值传送给6A系统，在6A系统内显示并保存检测试验记录，供检修查阅和调用；监测板通过安装在DC600V供电连接器内的漏电流传感器实时监测车辆产生的漏电流，并将漏电流传感器监测到的漏电流数据传输给6A系统，供6A系统显示，当有漏电流超标时，监测板将报警标志传送给6A系统，由6A系统保存报警信息，以供查阅和调用。

9.根据权利要求8所述的列车供电漏电流检测方法，其特征是，还包括：在取得授权后，可通过6A系统向列车供电漏电流检测系统设置报警阀值、对漏电流传感器进行自校准操作；当6A系统不能提供足够的电量时，通过外置的电源模块提供漏电流传感器和绝缘检测模块所需的12VDC电源。

10.根据权利要求8所述的列车供电漏电流检测方法，其特征是：在列供系统正常运行时，列车供电漏电流检测系统与列供柜实时通讯，获取列供柜的实时信息，供6A系统显示用；当列供系统发生故障和其它异常时，列车供电漏电流检测系统将列供的异常数据传送给6A系统保存，供检修查阅和调用；所述列供柜的实时信息包括DC600V回路Ⅰ的输出电流、电压，DC600V回路Ⅱ的输出电流、电压。