CN106970261A - 用于列车的接地漏电检测系统 - Google Patents

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马持跃
李根良
刘慧良
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Abstract

本发明公开一种用于列车的接地漏电检测系统，包括电流传感器、电流继电器、漏电检测模块，所述电流传感器和漏电检测模块连接，所述电流传感器连接接地网，所述电流传感器和电流继电器之间设有导流电阻，所述电流传感器、导流电阻和电流继电器串联，所述电流继电器与供电负极连接，且在电流传感器检测到漏电时起到保护作用。本发明用于列车的接地漏电检测系统，用于列车的接地漏电检测系统，车辆发生接地或漏电故障时，系统能够快速、精确的检测出漏电流，可以迅速帮助检修人员分析故障。

Description

用于列车的接地漏电检测系统
技术领域
本发明涉及轻轨和磁悬浮(以下简称列车)运输技术领域，尤其涉及一种用于列车的接地漏电检测系统。
背景技术
铁路设施，如高铁、地铁、磁悬浮交通、有轨电车等铁路设施，其电气设计是驱动线路以及故障保护的关键，对铁路设施的安全运行具有重要影响。铁路的综合接地就是将铁路沿线的牵引供电回流系统、电力系统、信号系统、通信及其他电子信息系统、建筑物、道床、站台等需要接地的装置通过贯通地线连成一体的接地系统，即形成一个共用接地系统，并通过等电位体连接构成一个等电位体。
目前，高铁交通没有设置直流接地保护，而由于磁悬浮轨道交通直流牵引供电系统与传统地铁供电方式相比，其负极不通过走行轨回流，而是另设负极轨回流。中低速磁悬浮列车是采用直流750V或1500V供电，供电系统采用三、四轨接触受流方式，接触轨与轨道梁之间通过绝缘子架空安装，车辆运行时，由直线感应电机产生的牵引力驱动列车前行，车辆悬浮控制系统控制车辆与轨道之间保持一定的间隙，与轨道没有接触。
为了检测直流接地漏电及保证人身安全，需要在每个变电所内设置一套直流接地保护装置，磁悬浮系统由于其自身的特点，采用三轨授流、四轨回流的方式，必须采用直流接地保护，而直流接地保护动作时不区分上下行的，当故障发生时，直流接地保护可以启动跳闸实现断电，需同时跳开上下行的所有馈线，故障范围较大，严重时可能导致磁浮列车停运，而磁浮列车如果停运，救援的压力很大，因此需尽快恢复接触轨供电，确保磁浮列车不停运。
供电控制系统通过根据电阻网络的半电压、全电压分压来计算此时漏电的大小，判断供电线路是否存在漏电流，这种方法存在以下不足：
第一，就是测量的精度不高，由于功率电阻的精度都比较差，常温下误差为5％，好一点的可以做到误差为2％；而且，电阻在使用过程中会有温升效应，使得精度还要下降，误差还会增大；
第二，由于系统本身的采样误差、连接器或者电压传感器故障等原因，电压分压折算法采用电阻网络的电压分压计算方式测量，最大系统误差可达20％；
第三，车辆运行时车体会产生感应电，感应电将会对车辆悬浮系统、信号系统、运行控制系统等车辆电子设备产生严重的干扰。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种用于列车的接地漏电检测系统，车辆发生接地或漏电故障时，系统能够快速、精确的检测出漏电流，可以迅速帮助检修人员分析故障。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于列车的接地漏电检测系统，包括电流传感器、电流继电器、漏电检测模块，所述电流传感器和漏电检测模块连接，所述电流传感器连接接地网，所述电流传感器和电流继电器之间设有导流电阻，所述电流传感器、导流电阻和电流继电器串联，所述电流继电器与供电负极连接，且在电流传感器检测到漏电时起到保护作用。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述检测系统还包括连接于电流继电器和供电负极之间的防逆流二极管。
所述漏电检测模块包括依次连接的A/D转换单元、处理单元和通讯单元，所述A/D转换单元的输入端与电流传感器的信号输出端连接；所述A/D转换单元将电流传感器接收的模拟信号转换为数字信号，并发送至处理单元；所述处理单元对数字信号进行分析，确定漏电流值，并发送至通讯单元；所述通讯单元与显示单元连接，将漏电流值发送至显示单元显示。
所述检测系统还包括微机显示器，所述通讯单元与微机显示器连接。
所述漏电检测模块在启动后的第一预定时间获得的电流传感器输出的漏电流值为无漏电流的对比电流。
所述导流电阻的电阻值为1Ω～10Ω。
所述电流继电器设有保护延时。
所述电流继电器的导流电阻为5Ω。
所述电流继电器在保护延时内允许最大电流为390A。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的用于列车的接地漏电检测系统，在接地网与直流牵引系统的负极之间接入导流电阻，当直流牵引系统发生正极对地短路或绝缘降低的故障时，能够快速检测出漏电流，帮助检修人员快速分析故障。
2、本发明的用于列车的接地漏电检测系统，通过漏电检测模块实现漏电实时状况的监测及保护控制，同时配有微机显示器，可实时显示和记录电流和故障等信息。
3、本发明的用于列车的接地漏电检测系统，导流电阻采用可调整的多挡设定方式，设置防逆流二极管，有效地防止了车辆启动时引起的误动作。
附图说明
图1是本发明的电路原理示意图。
图2是本发明的框架结构示意图。
图号说明：
1、电流传感器；2、电流继电器；3、漏电检测模块；4、防逆流二极管；5、导流电阻。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1和图2所示，本实施例的用于列车的接地漏电检测系统，包括电流传感器1、电流继电器2、漏电检测模块3，电流传感器1和漏电检测模块3连接，电流传感器1连接接地网，电流传感器1和电流继电器2之间设有导流电阻5，电流传感器1、导流电阻5和电流继电器2串联，电流继电器2与供电负极连接，且在电流传感器1检测到漏电超过预警保护值时起到预警作用，在电流继电器2流过的电流超过设定的限值时起到报警保护作用。在保护接地系统与直流牵引系统的负极之间接入导流电阻5，当直流牵引系统发生正极对地短路或绝缘降低的故障时，通过检测流过该导流电阻5的电流是否超过预先设定的保护值，能够快速检测出漏电流，帮助检修人员快速分析故障。
本实施例适用于对一个供电区域内供电网络是否漏电的检测，轻轨或磁浮列车(以下简称列车)通常采用的是直流供电，其电流方向是正极流出，负极流入。当列车发生漏电或接地短路时，接地网电位高于供电负极，电流从“接地网”流向“供电负极”。导流电阻5连接于接地网与供电负极之间，起到了“导流”作用，即当正极对地漏电或接地短路发生时，其漏电流经导流电阻5回到负极。
本实施例中，电流继电器2和供电负极之间连接有防逆流二极管4，防止列车启动时产生的逆流情况。
本实施例中，漏电检测模块3包括依次连接的A/D转换单元、处理单元和通讯单元，A/D转换单元的输入端与电流传感器1的信号输出端连接；A/D转换单元将电流传感器1接收的模拟信号转换为数字信号，并发送至处理单元；处理单元对数字信号进行分析，确定漏电流值，并发送至通讯单元；通讯单元与显示单元连接，将漏电流值发送至显示单元显示。
本实施例中，通过一台DSP单片机作为漏电检测模块3，实现漏电实时状况的监测及保护控制，同时配有人机界面作为显示单元，可实时显示和记录电流和故障等信息。
本实施例中，漏电检测模块3在启动后的第一预定时间获得的电流传感器1输出的漏电流值为无漏电流的对比电流。
本实施例中，导流电阻5的电阻值为10Ω，分别在1Ω、2Ω、3Ω、4Ω、5Ω、6Ω、7Ω、8Ω、9Ω处留有抽头，通过并联也可以进行阻值的组合。
本实施例中，电流继电器2设有保护延时150ms～1S，电流继电器2的导流电阻为5Ω，电流继电器2在保护延时内允许最大电流为390A。漏电流经导流电阻5回到负极；电流传感器1检测漏电流大小，经过DSP单片机处理，起到预警保护作用；通过电流继电器2的硬件保护，配合时间继电器起到硬件延时保护，通过电流继电器2的保护延时，排除感应电流或其它信号干扰造成的“报警”信号。当电流继电器2检测的漏电流达到电流保护设定值时，系统将发出保护分闸动作，确保报警“跳闸”操作的准确性。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，包括电流传感器(1)、电流继电器(2)、漏电检测模块(3)，所述电流传感器(1)和漏电检测模块(3)连接，所述电流传感器(1)连接接地网，所述电流传感器(1)和电流继电器(2)之间设有导流电阻(5)，所述电流传感器(1)、导流电阻(5)和电流继电器(2)串联，所述电流继电器(2)与供电负极连接，且在电流传感器(1)检测到漏电时起到保护作用。
2.根据权利要求1所述的用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，还包括连接于电流继电器(2)和供电负极之间的防逆流二极管(4)。
3.根据权利要求1所述的用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，所述漏电检测模块(3)包括依次连接的A/D转换单元、处理单元和通讯单元，所述A/D转换单元的输入端与电流传感器(1)的信号输出端连接；所述A/D转换单元将电流传感器(1)接收的模拟信号转换为数字信号，并发送至处理单元；所述处理单元对数字信号进行分析，确定漏电流值，并发送至通讯单元；所述通讯单元与显示单元连接，将漏电流值发送至显示单元显示。
4.根据权利要求3所述的用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，还包括微机显示器，所述通讯单元与微机显示器连接。
5.根据权利要求3所述的用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，所述漏电检测模块(3)在启动后的第一预定时间获得的电流传感器(1)输出的漏电流值为无漏电流的对比电流。
6.根据权利要求1所述的用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，所述导流电阻(5)的电阻值为1Ω～10Ω。
7.根据权利要求1所述的用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，所述电流继电器(2)设有保护延时。
8.根据权利要求7所述的用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，所述电流继电器(2)的导流电阻为5Ω。
9.根据权利要求8所述的用于列车的接地漏电检测系统，其特征在于，所述电流继电器(2)在保护延时内允许最大电流为390A。
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