CN109188173A - 用于轨道车辆的接地检测系统及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于轨道车辆的接地检测系统及轨道车辆。本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统包括发电机、第一整流装置、第二整流装置和继电器。该第一整流装置与该发电机连接，该第二整流装置与该发电机、该继电器和接地点连接。该继电器与该发电机耦合连接；该继电器用于在中间直流回路接地时，接收该发电机通过该第一整流装置和该第二整流装置输出的电流，并在该电流的作用下，控制该发电机停止发电。该接地检测系统接地检测效果更加准确，具有更高的抗干扰性，提高了车辆运行的安全性。

Description

用于轨道车辆的接地检测系统及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道交通技术，尤其涉及一种用于轨道车辆的接地检测系统及轨道车辆。

背景技术

轨道车辆的主电路是车辆上的高电压、大电流的动力电路，是车辆的最重要的组成部分之一。但在车辆运行过程中，电缆老化、振动摩擦等因素都可能使得主电路接地。车辆主电路中出现接地便会产生短路，从而烧损设备和导线，严重影响车辆运行的安全性和可靠性。

目前，轨道车辆上的接地检测电路包括两个电阻以及两个电压传感器，该一个电阻的一端连接中间直流回路的正母线，该一个电阻的另一端连接另一个电阻的一端，该一个电阻的另一端还接地。该另一个电阻的另一端连接中间直流回路的负母线。其中，一个电压传感器连接该一个电阻的一端与接地点，另一个电压传感器连接该正母线和该负母线。

由于正负母线上可能存在干扰信号，这使得两个电压传感器检测到的电压值不够准确，使得接地检测不准确，这使得车辆主电路便会产生短路，从而烧损设备和导线，严重影响车辆运行的安全性和可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种用于轨道车辆的接地检测系统及轨道车辆，以提高接地检测的准确性，提高车辆运行的安全性和可靠性。

本发明提供一种用于轨道车辆的接地检测系统，包括：发电机、第一整流装置、第二整流装置和继电器；

该第一整流装置与该发电机连接，该第一整流装置用于将该发电机产生的交流电转换为直流电，该第一整流装置输出的直流电所形成的回路为中间直流回路。

该第二整流装置与该发电机连接，该第二整流装置还与该继电器连接，该第二整流装置还与接地点连接；该继电器与该发电机耦合；

该继电器用于在中间直流回路接地时，接收该发电机通过该第一整流装置和该第二整流装置输出的电流，并在该电流的作用下，控制该发电机停止发电。

可选的，该接地检测系统还包括控制开关；该控制开关连接在该第二整流装置和该接地点之间；

该控制开关用于在接收到用户输入的指令后，控制该第二整流装置和该接地点之间的连接的通断。

具体的，该用户输入的指令包括断开指令；该控制开关用于在接收到该断开指令后，控制该第二整流装置和该接地点之间的连接断开；

该用户输入的指令包括闭合指令；该控制开关在接收到该闭合指令后，控制该第二整流装置和该接地点之间的连接闭合。

可选的，该接地检测系统还包括：电流传感器；

该电流传感器连接在该第二整流装置和该继电器之间，该电流传感器用于检测该发电机传输至该继电器的电流的大小。

可选的，该接地检测系统还包括：限流装置；

该限流装置连接在该第二整流装置和该继电器之间，该限流装置用于限制该发电机传输至该继电器的电流。

可选的，该第二整流装置包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；

该第一晶体管的一端与该第二晶体管的一端连接，该第一晶体管的另一端与该第三晶体管的一端连接；

该第二晶体管的另一端与该第四晶体管的一端连接；

该第三晶体管的另一端与该第四晶体管的另一端连接；

该第一晶体管和该第二晶体管的连接点与接地点连接，该第三晶体管和该第四晶体管的连接点与该发电机的中性点连接；

该继电器的一端与该第一晶体管和该第三晶体管的连接点连接，该继电器的另一端与该第二晶体管和该第四晶体管的连接点连接。

具体的，该继电器用于在中间直流回路的正母线侧接地时，接收该发电机通过该第一整流装置、该第一晶体管和该第四晶体管输出的电流，并在该电流的作用下，控制该发电机停止发电。

该继电器用于在中间直流回路的负母线侧接地时，接收该发电机通过该第一整流装置、该第三晶体管和该第二晶体管输出的电流，并在该电流的作用下，控制该发电机停止发电。

本发明还可提供一种轨道车辆，该轨道车辆包括接地检测系统，该接地检测系统为上任一所述的接地检测系统。

本发明提供一种用于轨道车辆的接地检测系统及轨道车辆。其中，该接地检测系统包括发电机、第一整流装置、第二整流装置和继电器。该第一整流装置与该发电机连接，该第一整流装置用于将该发电机产生的交流电转换为直流电。该第二整流装置与该发电机连接，该第二整流装置还与该继电器连接，该第二整流装置还与接地点连接。该继电器与该发电机耦合连接；该继电器用于在中间直流回路接地时，接收该发电机通过该第一整流装置和该第二整流装置输出的电流，并在该电流的作用下，控制该发电机停止发电。该接地检测系统，可在中间直流回路接地时，使得发电机产生的电流依次通过该第一整流装置和该第二整流装置传输至继电器，从而触发继电器基于该电流控制发电机停止发电，该继电器实际是基于发电机输出的电流对发电机进行控制，因此该继电器不会受到中间直流回路上干扰信号的影响，因此检测效果更加准确，具有更高的抗干扰性。同时继电器动作时还可控制发电机停止发电，从而保护了车辆的高压部件，提高了车辆运行的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例一的框图；

图2为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例二的框图；

图3为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例三的电路图一；

图4为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例三的电路图二；

图5为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例三的电路图三。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在轨道车辆运行时，发电机为车辆的运行提供电能，发电机产生的交流电经过整流装置转换为直流电后输出，该整流装置输出的直流电所形成的回路为车辆的中间直流回路，该中间直流回路是车辆最重要的组成部分之一，该中间直流回路的正常工作是车辆可靠运行的前提。该中间直流回路接地时会产生短路电流，导致设备损坏，严重影响车辆的正常运行。为及时发现中间直流回路的接地状况并采取相应保护措施，本发明提供一种用于轨道车辆的接地检测系统。

图1为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例一的框图。如图1所示，该接地检测系统包括发电机101、第一整流装置102、第二整流装置103和继电器104。

第一整流装置102与发电机101连接，第一整流装置102用于将发电机101产生的交流电转换为直流电。

第二整流装置103与发电机101连接。其中，第二整流装置103可以与发电机101的中性点连接。第二整流装置103还与继电器104和接地点连接，其中，接地点可以为轨道车辆上的任一接地点。继电器104与发电机101耦合。其中，该继电器104可直接与发电机101耦合连接，也可通过其它的设备例如控制设备连接。

继电器104用于在中间直流回路接地时，接收发电机101通过第一整流装置102和第二整流装置103输出的电流，并在该电流的作用下，控制发电机101停止发电。

具体的，在车辆运行过程中，若中间直流回路的某一点发生了接地，也就是第一整流装置102的一个输出端接地。由于第二整流装置103与接地点连接，因此当第一整流装置102的一个输出端接地后，发电机101产生的电流便可经过第一整流装置102输出后，经过接地点传输至第二整流装置103，进而传输至继电器104。当该电流大于或等于预设的电流值，该电流便可以驱动继电器104动作。其中，该预设的电流值可以为预设的继电器104的触发电流值，也就是动作阈值。继电器104与发电机101之间的耦合关系使得继电器104在电流的作用下，控制发电机101停止发电，也就是使得车辆卸载。具体的，若该继电器104通过车辆的控制系统的控制器与发电机101连接，则继电器104的控制信号可传输至车辆的控制系统的控制器，由该控制系统的控制器基于该控制信号控制发电机101停止发电，该控制系统可以为车辆的微机系统。

本实施例提供的用于轨道车辆的接地检测系统可包括发电机、第一整流装置、第二整流装置和继电器。该第一整流装置与该发电机连接，该第一整流装置用于将该发电机产生的交流电转换为直流电。该第二整流装置与该发电机连接，该第二整流装置还与该继电器连接，该第二整流装置还与接地点连接。该继电器与该发电机耦合连接；该继电器用于在中间直流回路接地时，接收该发电机通过该第一整流装置和该第二整流装置输出的电流，并在该电流的作用下，控制该发电机停止发电。该接地检测系统，可在中间直流回路接地时，使得发电机产生的电流依次通过该第一整流装置和该第二整流装置传输至继电器，从而触发继电器基于该电流控制发电机停止发电，该继电器实际是基于发电机输出的电流对发电机进行控制，因此该继电器不会受到中间直流回路上干扰信号的影响，因此检测效果更加准确，具有更高的抗干扰性。同时继电器动作时还可控制发电机停止发电，从而保护了车辆的高压部件，提高了车辆运行的安全性。

在图1所示的实施例的基础上，本发明还可提供一种用于轨道车辆的接地检测系统。图2为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例二的框图。

如图2所示，本实施的接地检测系统在图1所示系统的基础上还包括：控制开关105、电流传感器106和限流装置107。

控制开关105用于在接收到用户输入的指令后，控制第二整流装置103和接地点之间的连接通断。

其中，该用户输入的指令包括断开指令，控制开关105在接收到该断开指令后，控制第二整流装置103和接地点之间的连接断开。该用户输入的指令还包括闭合指令，控制开关105在接收到该闭合指令后，控制第二整流装置103和接地点之间的连接断开。

电流传感器106连接在第二整流装置103和继电器104之间，电流传感器106用于检测发电机101传输至继电器104的电流的大小。

限流装置107连接在第二整流装置103与继电器104之间，限流装置107用于限制发电机101传输至继电器104的电流，避免因电流过大而导致继电器104损坏。限流装置107可以为限流电阻。

具体的，在车辆运行过程中，若中间直流回路的某一点发生了接地，也就是第一整流装置102的一个输出端接地。假设控制开关105在此之前已接收到用户输入的闭合指令，即第二整流装置103与接地点连接保持闭合。

由于第二整流装置103与接地点连接，因此当第一整流装置102的一个输出端接地后，发电机101产生的电流可经过第一整流装置102输出后，经过接地点传输至第二整流装置103，进而传输至限流装置107和继电器104和电流传感器106。

当该电流大于或等于预设的电流值，该电流便可驱动继电器104动作。其中，该预设的电流值可以为预设的继电器104的触发电流值，也就是动作阈值。继电器104与发电机101之间的耦合关系使得继电器104在电流的作用下，控制发电机101停止发电，也就是使得车辆卸载。具体的，若该继电器104通过车辆的控制系统的控制器与发电机101连接，则继电器104的控制信号可传输至车辆的控制系统的控制器，由该控制系统的控制器控制发电机101停止发电，该控制系统可以为车辆的微机系统。

当该电流小于预设的电流值时，此时可通过人工观察电流传感器106测得的电流大小，判断车辆中间直流回路接地的严重程度。若经人工判断此次接地对车辆运行没有影响时，可以向控制开关105输入断开指令，控制第二整流装置103与接地点的连接断开。在第二整流装置103与接地点的连接断开之后，发电机101产生的电流无法再经过该接地点传输至第二整流装置103，也就无法传输至继电器104，也就是继电器104无法再继续通过接收发电机101产生的电流来控制发电机101停止发电，因而也就使得该接地检测系统暂时失效，车辆继续运行。

当需要使该接地检测系统继续正常工作时，可以向控制开关105输入闭合指令，控制第二整流装置103与接地点的连接闭合，则该接地检测系统可继续通过上述过程对中间直流回路进行接地检测。

本实施例提供的用于轨道车辆的接地检测系统，在图1所示的实施例的基础上还包括控制开关、电流传感器和限流装置。控制开关用于在接收到用户输入的指令后，控制该第二整流装置和接地点之间的连接通断。电流传感器连接在该第二整流装置和该继电器之间，电流传感器用于检测该发电机传输至该继电器的电流的大小。限流装置连接在该第二整流装置与该继电器之间，该限流装置用于限制该发电机传输至该继电器的电流。该系统中，在接地程度可控的情况下，可通过向控制开关输入断开指令使得接地检测系统失效，使车辆继续运行，又可通过输入闭合指令，控制接地检测系统再次正常工作。因此该系统在可准确检测中间直流回路接地的同时，又可根据实际需要断开该系统，避免不必要的车辆卸载。

为了对本发明有更清晰的认识，以下结合具体的电路图对图2所示的实施例二进行更为详细的说明。图3为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例三的电路图一。如图3所示，该接地检测系统包括发电机101、第一整流装置102、继电器104、控制开关105、电流传感器106、限流装置107以及由第一晶体管D1、第二晶体管D2、第三晶体管D3和第四晶体管D4组成的整流装置，该整流装置即为图2所示实施例的第二整流装置103。

第一整流装置102与发电机101连接，第一整流装置102用于将发电机101产生的交流电转换为直流电。

第一晶体管D1的一端与第二晶体管D2的一端连接，第一晶体管D1的另一端与第三晶体管D3的一端连接；第二晶体管D2的另一端与第四晶体管D4的一端连接；第三晶体管D3的另一端与第四晶体管D4的另一端连接。

第一晶体管D1和第二晶体管D2的连接点与控制开关105的一端连接，控制开关105的另一端与接地点连接，第三晶体管D3和第四晶体管D4的连接点与发电机101的中性点N连接。

控制开关105用于在接收到用户输入的指令后，控制第二整流装置103和接地点之间的连接通断。

该用户输入的指令包括断开指令；控制开关105用于在接收到该断开指令后，控制第二整流装置103和接地点之间的连接断开。该用户输入的指令还包括闭合指令；控制开关105用于在接收到该闭合指令后，控制第二整流装置103和接地点之间的连接闭合。

电流传感器106的一端与第二晶体管D2和第四晶体管D4的连接点连接，电流传感器106的另一端与继电器104的一端连接。电流传感器106用于检测发电机101传输至继电器104的电流的大小

限流装置107的一端与第一晶体管D1和第三晶体管D3的连接点连接，限流装置107的另一端与继电器104的另一端连接。限流装置107用于限制发电机101传输至继电器104的电流，避免过大的电流导致继电器104损坏。限流装置107可以为限流电阻。

继电器104用于在中间直流回路接地时，接收发电机101通过第一整流装置102和第二整流装置103输出的电流，并在该电流的作用下，控制发电机101停止发电。

图4为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例三的电路图二，图4中箭头所指的方向为中间直流回路的正母线侧接地时图3所示的接地检测系统中的电流走向。

示例的，若中间直流回路的正母线X点处接地，假设发电机101的U相绕组相对于中性点N为正电位，控制开关105为闭合状态。

电流从发电机101的中性点N经过U相绕组输出，经过第一整流装置传输至接地点X，然后经过接地点依次传输至控制开关105、第一晶体管D1、限流装置107、继电器104、电流传感器106、第四晶体管D4后流回中性点N。当该电流大于或等于预设的电流值，该电流便可驱动继电器104动作，其中，该预设的电流值可以为预设的继电器104的触发电流值，也就是动作阈值。继电器104与发电机101之间的耦合关系使得继电器104在电流的作用下，控制发电机101停止发电，也就是使得车辆卸载。具体的，若该继电器104通过车辆的控制系统的控制器与发电机101连接，则继电器104的控制信号可传输至车辆的控制系统的控制器，由该控制系统的控制器基于该控制信号控制发电机101停止发电，该控制系统可以为车辆的微机系统。

当该电流小于预设的电流值时，可通过人工观察电流传感器106测得的电流大小，或者人工检查车辆运行情况，判断车辆中间直流回路接地的严重程度。若经人工判断此次接地对车辆运行未产生影响，可以向控制开关105输入断开指令，使得第一晶体管D1和第二晶体管D2的连接点与接地点的连接断开。在第一晶体管D1和第二晶体管D2的连接点与接地点的连接断开后，若正母线X点处接地，电流将无法从接地点X传输至第二整流装置103和继电器104，也就是继电器104无法再继续通过接收发电机101产生的电流来控制发电机101停止发电，也就使得该接地检测系统失效。

当需要再次使该接地检测系统正常工作时，可以向控制开关105输入闭合指令，使得第一晶体管D1和第二晶体管D2的连接点与接地点的连接闭合。这样该接地检测系统即可再次通过上述过程对接地进行检测。

图5为本发明提供的用于轨道车辆的接地检测系统实施例三的电路图三，图5中箭头所指的方向为中间直流回路的负母线侧接地时图3所示的接地检测系统中的电流走向。

示例的，若中间直流回路的负母线Y点处接地，假设发电机101的W相绕组相对于中性点N为负电位，控制开关105为闭合状态。

电流从发电机101的中性点N输出，依次经过第三晶体管D3、限流装置107、继电器104、电流传感器106、第二晶体管D2、控制开关105到达接地点Y，然后通过第一整流装置102和W相绕组后流回中性点N。当该电流大于或等于预设的电流值时，便可驱动继电器104动作，其中，该预设的电流值可以为预设的继电器104的触发电流值，也就是动作阈值。继电器104与发电机101之间的耦合关系使得继电器104在电流的作用下，控制发电机101停止发电，也就是使得车辆卸载。具体的，若该继电器104通过车辆的控制系统的控制器与发电机101连接，则继电器104的控制信号可传输至车辆的控制系统的控制器，由该控制系统的控制器基于该控制信号控制发电机101停止发电，该控制系统可以为车辆的微机系统。

当该电流小于预设的电流值时，可通过人工观察电流传感器106测得的电流大小，或者人工检查车辆运行情况，判断车辆中间直流回路接地的严重程度。若经人工判断此次接地对车辆运行未产生影响，可以向控制开关105输入断开指令，使得第一晶体管D1和第二晶体管D2的连接点与接地点的连接断开。在第一晶体管D1和第二晶体管D2的连接点与接地点的连接断开后，若负母线Y点处接地，电流将无法从接地点Y传输至第二整流装置103和继电器104，也就是继电器104无法再继续通过接收发电机101产生的电流来控制发电机101停止发电，也就使得该接地检测系统失效。

当需要再次使该接地检测系统正常工作时，可以向控制开关105输入闭合指令，使得第一晶体管D1和第二晶体管D2的连接点与接地点的连接闭合。这样该接地检测系统即可再次通过上述过程对接地进行检测。

本实施例提供的用于轨道车辆的接地检测系统包括发电机、第一整流装置、第二整流装置、继电器、控制开关、电流传感器和限流装置。其中，该第二整流装置包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管。该第二整流装置包括的四个晶体管可使得无论中间直流回路的正母线或负母线发生接地，都可将电流传输至该继电器，从而使继电器动作，控制发电机停止发电。由于该继电器的驱动电源为发电机三相绕组中的一相，因此继电器的动作不会受到中间直流回路的干扰信号影响，具备更高的抗干扰性，提高了接地检测的准确性，提高了车辆运行的安全性。

本发明还可提供一种轨道车辆，该轨道车辆包括：接地检测系统。

该接地检测系统可以为上述任一实施例中所述的接地检测系统，其实现原理与技术效果与上述相同，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于轨道车辆的接地检测系统，其特征在于，包括：发电机、第一整流装置、第二整流装置和继电器；

所述第一整流装置与所述发电机连接，所述第一整流装置用于将所述发电机产生的交流电转换为直流电；所述第一整流装置输出的直流电所形成的回路为中间直流回路；

所述第二整流装置与所述发电机连接，所述第二整流装置与所述继电器和接地点连接；所述继电器与所述发电机耦合；

所述继电器用于在所述中间直流回路接地时，接收所述发电机通过所述第一整流装置和所述第二整流装置输出的电流，并在所述电流的作用下，控制所述发电机停止发电。

2.根据权利要求1所述的接地检测系统，其特征在于，所述接地检测系统还包括：控制开关；所述控制开关连接在所述第二整流装置和所述接地点之间；

所述控制开关用于在接收到用户输入的指令后，控制所述第二整流装置和所述接地点之间的连接通断。

3.根据权利要求2所述的接地检测系统，其特征在于，所述用户输入的指令包括断开指令；

所述控制开关用于在接收到所述断开指令后，控制所述第二整流装置和所述接地点之间的连接断开。

4.根据权利要求2所述的接地检测系统，其特征在于，所述用户输入的指令包括闭合指令；

所述控制开关在接收到所述闭合指令后，控制所述第二整流装置和所述接地点之间的连接闭合。

5.根据权利要求1所述的接地检测系统，其特征在于，所述接地检测系统还包括：电流传感器；

所述电流传感器连接在所述第二整流装置和所述继电器之间，所述电流传感器用于检测所述发电机传输至所述继电器的电流的大小。

6.根据权利要求1所述的接地检测系统，其特征在于，所述接地检测系统还包括：限流装置；

所述限流装置连接在所述第二整流装置与所述继电器之间，所述限流装置用于限制所述发电机传输至所述继电器的电流。

7.根据权利要求1-6所述的接地检测系统，其特征在于，所述第二整流装置包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；

所述第一晶体管的一端与所述第二晶体管的一端连接，所述第一晶体管的另一端与所述第三晶体管的一端连接；

所述第二晶体管的另一端与所述第四晶体管的一端连接；

所述第三晶体管的另一端与所述第四晶体管的另一端连接；

所述第一晶体管和所述第二晶体管的连接点与接地点连接，所述第三晶体管和所述第四晶体管的连接点与所述发电机的中性点连接；

所述继电器连接在所述第一晶体管和所述第三晶体管的连接点，以及所述第二晶体管和所述第四晶体管的连接点之间。

8.根据权利要求7所述的接地检测系统，其特征在于，所述继电器用于在中间直流回路的正母线侧接地时，接收所述发电机通过所述第一整流装置、所述第一晶体管和所述第四晶体管输出的电流，并在所述电流的作用下，控制所述发电机停止发电。

9.根据权利要求7所述的接地检测系统，其特征在于，所述继电器用于在中间直流回路的负母线侧接地时，接收所述发电机通过所述第一整流装置、所述第三晶体管和所述第二晶体管输出的电流，并在所述电流的作用下，控制所述发电机停止发电。

10.一种轨道车辆，其特征在于，所述轨道车辆包括接地检测系统，所述接地检测系统为权利要求1-9任一所述的接地检测系统。