CN109228869A - 列车以及列车的绝缘检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车以及列车的绝缘检测系统，列车由电网供电，电网包括电网正极母线和电网负极母线，变电站包括变电站绝缘检测装置，列车包括多个车厢，每个车厢包括：车厢正极母线，车厢正极母线和电网正极母线相连；车厢负极母线，车厢负极母线和电网负极母线相连；连接在车厢正极母线和车厢负极母线之间的故障定位装置；连接在车厢正极母线和车厢负极母线之间的绝缘检测装置，用于在列车未进站时，对车厢正极母线和车厢负极母线进行绝缘检测；变电站绝缘检测装置，用于在列车进站时进行绝缘检测；列车控制器用于在列车进站时将绝缘检测装置关闭。由此，能避免多个绝缘检测之间相互影响，提高绝缘检测准确度，准确地确定发生绝缘故障的位置。

Description

列车以及列车的绝缘检测系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种列车的绝缘检测系统以及具有该系统的列车。

背景技术

随着时代的发展，大多列车都采用电能作为动力，例如，列车供电系统可先将电网的电源转化为860伏左右的交流电，然后再将交流电转化为600伏直流电后供给列车，或者可从1500伏或750伏直流电网取电供给列车。由此，列车大多高压电的供电下运行，为确保列车上的设备和乘客的人身安全，在列车运行后需要进行绝缘检测。

相关技术中通过在列车供电装置的接地点设置电流传感器以判断是否发生绝缘故障。但是，相关技术中存在的问题是，无法及时准确地检测整车机电气系统的绝缘状况，无法判断绝缘故障发生的位置，难以把故障车厢分离。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种列车的绝缘检测系统，能够及时检测出绝缘故障，并准确地确定发生绝缘故障的位置。

本发明的第二个目的在于提出一种列车。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种列车的绝缘检测系统，所述列车由电网供电，所述电网包括电网正极母线和电网负极母线，变电站包括变电站绝缘检测装置，所述列车包括多个车厢，每个车厢包括：车厢正极母线，所述车厢正极母线和所述电网正极母线相连；车厢负极母线，所述车厢负极母线和所述电网负极母线相连；连接在所述车厢正极母线和所述车厢负极母线之间的故障定位装置；连接在所述车厢正极母线和所述车厢负极母线之间的绝缘检测装置，用于在所述列车未进站时，对所述车厢正极母线和所述车厢负极母线进行绝缘检测；所述变电站绝缘检测装置，用于在所述列车进站时进行绝缘检测；所述列车包括列车控制器，用于在所述列车进站时，将所述绝缘检测装置关闭。

根据本发明实施例的列车的绝缘检测系统，在车厢正极母线和车厢负极母线之间连接故障定位装置，并在车厢正极母线和车厢负极母线之间连接的缘检测装置，缘检测装置在列车未进站时对车厢正极母线和车厢负极母线进行绝缘检测，且变电站绝缘检测装置在列车进站时进行绝缘检测，列车控制器在列车进站时将绝缘检测装置关闭。由此，能够避免多个车厢的绝缘检测装置以及变电站绝缘检测装置之间相互影响，提高绝缘电阻检测准确度，防止误报绝缘故障。并且，通过故障定位装置能够准确地确定发生绝缘故障的位置例如具体车厢和具体负载，从而确保列车上的设备和乘客的人身安全，提高了列车供电的可靠性和安全性。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种列车，包括所述的绝缘检测系统。

根据本发明实施例提出的列车，能够避免多个车厢的绝缘检测装置以及变电站绝缘检测装置之间相互影响，提高绝缘电阻检测准确度，防止误报绝缘故障。并且，通过故障定位装置能够准确地确定发生绝缘故障的位置例如具体车厢和具体负载，从而确保列车上的设备和乘客的人身安全，提高了列车供电的可靠性和安全性。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的列车的绝缘检测系统的结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的列车的绝缘检测系统的示意图，其中，列车处于行驶状态；

图3为根据本发明一个实施例的列车的绝缘检测系统的示意图，其中，列车进站；

图4为根据本发明一个实施例的列车的绝缘检测系统中每个车厢的结构示意图；

图5为根据本发明一个实施例的列车的绝缘检测系统中故障定位装置的电路原理图，其中，对负载进行负极绝缘检测；

图6为根据本发明一个实施例的列车的绝缘检测系统中故障定位装置的电路原理图，其中，对负载进行正极绝缘检测；

图7为根据本发明另一个实施例的列车的绝缘检测系统中每个车厢的结构示意图，其中采用非隔离DC/DC模块；

图8为根据本发明又一个实施例的列车的绝缘检测系统中每个车厢的结构示意图，其中采用非隔离DC/DC模块；

图9为根据本发明另一个实施例的列车的绝缘检测系统中每个车厢的结构示意图，其中采用双向隔离DC/DC模块；

图10为根据本发明一个实施例的列车的绝缘检测系统中车厢绝缘检测装置的电路原理图；以及

图11为根据本发明另一个实施例的列车的绝缘检测系统中车厢绝缘检测装置的电路原理图；

图12为根据本发明另一个实施例的列车的绝缘检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图来描述本发明实施例的列车的绝缘检测系统以及具有该系统的列车。需要说明的是，在本发明的一些实施例中，列车以车壳作为接地参考点，换言之，列车的地线和大地之间无导体连接，它是以悬浮的“地”即车壳作为接地参考点，由此，整个列车采用浮地系统。根据图1-4的实施例，列车100可由电网供电，电网包括电网正极母线L1和电网负极母线L2，变电站200包括变电站绝缘检测装置210，列车100可包括多个车厢10。根据本发明的一个实施例，绝缘检测系统可对列车100以及列车100的每个车厢10等进行绝缘检测以判断是否发生绝缘故障，并在判断发生绝缘故障之后，通过每个车厢10的故障定位装置对绝缘故障进行定位，从而能够及时检测出绝缘故障，并准确地确定发生绝缘故障的位置例如具体车厢和具体负载，确保列车上的设备和乘客的人身安全，提高了列车供电的可靠性和安全性。

如图2-3所示，变电站200的第一端和第二端也分别与电网正极母线L1和电网负极母线L2相连，变电站200的第三端与大地相连接。

如图3所述，列车100还包括接地刷40，其中，如图2所示，在列车100未进站例如在轨道上行驶时接地刷40处于列车100的预设位置，接地刷40不会与大地接触；如图3所示，在列车100进站时，接地刷40处于伸出状态以与大地相连，从而车壳通过接地刷40连接到大地，以确保乘客安全。

根据图1和图4的实施例，列车的每个车厢10均可连接到电网正极母线L1和电网负极母线L2，以使电网为整个列车的每个车厢10供电。每个车厢10可包括：车厢正极母线M1、车厢负极母线M2、故障定位装置130和绝缘检测装置170。

如图1和图4所示，车厢正极母线M1和电网正极母线L1相连；车厢负极母线L2和电网负极母线L2相连。具体地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，车厢正极母线M1可通过第六开关K6与电网正极母线L1相连，车厢负极母线L2可通过第七开关K7与电网负极母线L2相连，其中，当第六开关K6和第七开关K7均导通，电网的电能输送至车厢正极母线M1和车厢负极母线M2，从而电网为车厢10供电；当第六开关K6和第七开关K7均关断时，电网的电能停止输送至车厢正极母线M1和车厢负极母线M2，从而电网停止为车厢10供电。

如图1和图4所示，故障定位装置130连接在车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间；绝缘检测装置170连接在车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间，绝缘检测装置170用于检测车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间的绝缘情况。也就是说，绝缘检测装置170用于对车厢正极母线M1和车厢负极母线M2进行绝缘检测。换言之，绝缘检测装置170用于对车厢10的绝缘情况进行检测。

其中，绝缘检测装置170用于在列车100未进站时，对车厢正极母线M1和车厢负极母线M2进行绝缘检测；变电站绝缘检测装置180用于在列车100进站时进行绝缘检测，变电站绝缘检测装置180用于检测电网正极母线L1和电网负极母线L2对大地的绝缘电阻。也就是说，变电站绝缘检测装置180用于检测电网正极母线L1和电网负极母线L2对大地的绝缘情况。换言之，绝缘检测装置170用于对电网对大地的绝缘情况进行检测。

如图12所示，列车包括列车控制器30，列车控制器30用于在列车进站时，将绝缘检测装置170关闭。

具体而言，当列车在轨道上行驶时，接地刷40处于列车100的预设位置，不会与大地接触，由于列车使用的橡胶轮胎，因此列车的车壳和大地绝缘，此时每列列车100可检测自身的绝缘情况，例如每列列车100分别通过各自车上每个车厢10上的绝缘检测装置170检测车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间的绝缘情况。并且，每列列车100在发生绝缘故障后通过自身的故障定位装置130进行故障定位。

当列车100进入站点时，列车控制器30控制列车100的接地刷40开始动作，接地刷40处于伸出状态，列车100通过接地刷40接到大地，因此在站点每个列车100的车壳通过大地连接到一起，此时，多列列车100和变电站200可等效为一个供电系统，列车控制器30可控制列车100停止绝缘检测，例如关闭每个车厢10上的绝缘检测装置170，通过变电站绝缘检测装置180对整个系统进行绝缘检测，例如，绝缘检测装置170可向列车控制器30发送请求命令，列车控制器30可通过站内网络将请求命令发送到变电站200，变电站200接到请求命令后可获取变电站绝缘检测装置180的绝缘检测结果，并将绝缘检测结果发送给列车控制器30。并且，当变电站绝缘检测装置180检测到绝缘故障时，可先定位发生故障的列车，再定位发生故障的车厢和负载。

由此，能够避免多个车厢的绝缘检测装置以及变电站绝缘检测装置之间相互影响，提高绝缘电阻检测准确度，防止误报绝缘故障。并且，通过故障定位装置能够准确地确定发生绝缘故障的位置例如具体车厢和具体负载，从而确保列车上的设备和乘客的人身安全，提高了列车供电的可靠性和安全性。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图4所示，车厢还包括第一电流传感器110和负载120。其中，第一电流传感器110连接在车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间；负载120与第一电流传感器110相连。具体地，如图2所示，负载120的正极和负极可分别与车厢正极母线M1和车厢负极母线M2相连，以使电网通过车厢正极母线M1和车厢负极母线M2给每个车厢10的负载120供电，第一电流传感器110可设置在负载120的正极和负极即设置在负载120的入口，第一电流传感器110可测量负载120的正极电流与负极电流之间的差值。

需要说明的是，每个车厢10中负载120不限于一个，也可为多个，相应地，每个车厢10中第一电流传感器110也不限于一个，可为多个。当第一电流传感器110和负载120为多个时，每个第一电流传感器110均连接在车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间，每个负载120与相应的第一电流传感器110相连。也就是说，多个负载120可以并联连接于车厢正极母线M1和车厢负极母线M2，每个第一电流传感器110可设置于相应的负载120的入口以检测相应的负载120的正极电流与负极电流之间的差值。还需说明的是，在本发明实施例中，由于车厢10中每个负载120的连接方式、工作原理的基本相同，因此，在下面的实施例中负载的120的连接方式、工作原理等适用于车厢10的每个负载120。

具体地，故障定位装置130用于分别接通车厢正极母线M1和车厢负极母线M2与负载120的通路以对负载120进行负极绝缘检测和正极绝缘检测。

具体而言，故障定位装置130可按照第一预设方式接通车厢正极母线M1和车厢负极母线M2与负载120的通路以对负载120进行负极绝缘检测，并可按照第二预设方式接通车厢正极母线M1和车厢负极母线M2与负载120的通路以对负载120进行正极绝缘检测。更具体地，当按照第一预设方式接通车厢正极母线M1和车厢负极母线M2与负载120的通路时，可通过第一电流传感器110测量负载120的正极电流与负极电流之间的差值，并在负载120的正极电流与负极电流之间的差值大于预设电流阈值时，判断负载120的负极漏电，发生负极绝缘故障。同理，当按照第二预设方式接通车厢正极母线M1和车厢负极母线M2与负载120的通路时，可通过第一电流传感器110测量负载120的正极电流与负极电流之间的差值，并在负载120的正极电流与负极电流之间的差值大于预设电流阈值时，判断负载120的正极漏电，发生正极绝缘故障。

由此，可通过第一电流传感器110检测的电流值和故障定位装置130进行故障定位，准确地确定发生绝缘故障的具体车厢和具体负载，便于将故障车厢分离，便于维修，并且可确保列车上的设备和乘客的人身安全，提高了列车供电的可靠性和安全性。

下面结合图5和图6的实施例对故障定位装置130的结构和原理进行详细描述。

根据本发明的一个实施例，如图5和图6所示，故障定位装置130具体包括：第一电阻R1、第一开关K1、第二电阻R2、第二开关K2和控制器131。

其中，第一电阻R1与车厢正极母线M1相连；第一开关K1与车壳地相连；第二电阻R2与车厢负极母线M2相连；第二开关K2与车壳地相连。并且，第一电阻R1可与第一开关K1串联连接，第二电阻R2可与第二开关K2串联连接。也就是说，第一电阻R1的一端与车厢正极母线M1相连，第一开关K1的一端与第一电阻R1的另一端相连，第一开关K1的另一端与车壳地相连；第二电阻R2的一端与车厢正极母线M1相连，第二开关K2的一端与第二电阻R2的另一端相连，第二开关K2的另一端与车壳地相连。需要说明的是，车壳地即为列车的车壳，将列车的车壳作为参考接地点。

控制器131用于对第一开关K1和第二开关K2进行控制。具体地，在列车未进行绝缘检测时，控制器131控制第一开关K1和第二开关K2均断开；在列车进行绝缘检测时，控制器131控制第一开关K1闭合，并控制第二开关K2断开，通过第一电流传感器110检测的电流值对负载120进行负极绝缘检测，以及控制第二开关K2闭合，并控制第一开关K1断开，通过第一电流传感器110检测的电流值对负载120进行正极绝缘检测。

具体而言，如图5所示，第一等效电阻R31可为负载120的负极对车壳地的等效绝缘电阻，如图6所示，第二等效电阻R32可为负载120的正极对车壳地的等效绝缘电阻，当第一等效电阻R31或第二等效电阻R32的电阻值小于预设电阻值时，绝缘检测系统可判断绝缘故障发生。

在默认状态下，即绝缘故障未发生、故障定位装置130未进行绝缘检测时，控制器131控制第一开关K1和第二开关K2均断开。在绝缘故障发生时绝缘检测系统可生成故障报警信号并通知故障定位装置130，故障定位装置130接收到报警信息之后进行故障定位，控制器131可先控制第一开关K1闭合且第二开关K2断开，通过第一电流传感器110检测的电流值对负载120进行负极绝缘检测，再控制第二开关K2闭合且第一开关K1断开，通过第一电流传感器110检测的电流值对负载120进行正极绝缘检测。当然，也可先进行正极绝缘检测，再进行负极绝缘检测。

更具体地，如图5所示，当第一开关K1闭合且第二开关K2断开时，车厢正极母线M1、第一电阻R1、第一开关K1、车壳地、第一等效电阻R31、负载120和车厢负极母线M2构成回路，由此，可按图5中箭头的方向产生电流流经负载120对应的第一电流传感器110，当第一电流传感器110检测的电流值大于预设电流阈值时，控制器131判断负载120的负极漏电，即负载120发生负极绝缘故障。

同理，如图6所示，当闭合第二开关K2且第一开关K1断开时，车厢正极母线M1、负载120、第二等效电阻R32、车壳地、第二开关K2、第二电阻R2和车厢负极母线M2构成回路，由此，可按图6中箭头的方向产生电流流经负载120对应的第一电流传感器110，当第一电流传感器110检测的电流值大于预设电流阈值时，控制器131判断负载120的正极漏电，即负载120发生负极绝缘故障。

由此，可通过第一电流传感器110检测的电流值确定发生绝缘故障的具体负载，便于维修，提高了列车供电的可靠性和安全性。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图7-8所示，车厢10还包括：电池140、非隔离DC/DC模块150和第二电流传感器160。

其中，电池140通过非隔离DC/DC模块150与车厢正极母线M1和车厢负极母线M2相连。具体地，非隔离DC/DC模块150可为双向非隔离DC/DC模块150，非隔离DC/DC模块150可将车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间的第一直流电转换为第二直流电以将第二直流电供给电池140，并且，非隔离DC/DC模块150可将电池140的第二直流电转换为第一直流电以将第一直流电供给车厢正极母线M1和车厢负极母线M2。

如图7所示，第二电流传感器160可连接在电池140和非隔离DC/DC模块150之间，其中，控制器131在控制第一开关K1闭合，且控制第二开关K2断开时，通过第二电流传感器160检测的电流值对电池140进行负极绝缘检测，以及在控制第二开关K2闭合，且控制第一开关K1断开时，通过第二电流传感器160检测的电流值对电池140进行正极绝缘检测。

也就是说，每个车厢10可包括电网侧和电池侧，电网侧和电池侧之间为非隔离DC/DC模块150，电网侧安装有故障定位装置130和负载120，每个负载120的入口安装第一电流传感器110，由于非隔离DC/DC模块150是非隔离类型的，因此，电池侧相当于电网的一个支路，可通过在电池140和非隔离DC/DC模块150之间安装第二电流传感器160，以对电池140进行故障定位。

在本发明的其他实施例中，还可以将电池140和非隔离DC/DC模块150一同看作一个支路，如图8所示，此时可在非隔离DC/DC模块150之前安装第二电流传感器160。也就是说，第二电流传感器可连接在车厢正极母线M1、车厢负极母线M2和双向非隔离DC/DC模块150之间。

应当理解的是，通过第二电流传感器160检测的电流值对电池140进行负极绝缘检测和正极绝缘检测与图3和图4实施例中通过第一电流传感器110检测的电流值对负载120进行负极绝缘检测和正极绝缘检测的原理基本相同，不再详细赘述。

由此，在采用双向非隔离DC/DC模块150的情况下，可通过第二电流传感器160检测的电流值确定电池140是否发生绝缘故障，便于维修，提高了列车供电的可靠性和安全性。

进一步地，根据本发明的另一个实施例，如图9所示，车厢还包括：电池140、双向隔离DC/DC模块151和第三电流传感器161。

其中，电池140通过双向隔离DC/DC模块151与车厢正极母线M1和车厢负极母线M2相连。具体地，双向隔离DC/DC模块151可将车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间的第一直流电转换为第二直流电以将第二直流电供给电池140，并且，双向隔离DC/DC模块150可将电池140的第二直流电转换为第一直流电以将第一直流电供给车厢正极母线M1和车厢负极母线M2。

第三电流传感器161可连接在车厢正极母线M1、车厢负极母线M 2和双向隔离DC/DC模块151之间，其中，控制器131在控制第一开关K1闭合，且控制第二开关K2断开时，通过第三电流传感器161检测的电流值对电池140进行负极绝缘检测，以及在控制第二开关K2闭合，且控制第一开关K1断开时，通过第三电流传感器161检测的电流值对电池140进行正极绝缘检测。

也就是说，每个车厢10可包括电网侧和电池侧，电网侧和电池侧之间可为双向隔离DC/DC模块151，电网侧安装有故障定位装置130和负载120，每个负载120的入口安装第一电流传感器110。并且，由于电池侧没有支路，因此无需在电池侧单独安装故障定位装置，尽在电网侧安装故障定位装置。

由此，在本发明的实施例中，在车厢正极母线M1、车厢负极母线M2和双向隔离DC/DC模块151之间连接第三电流传感器161。也就是说，在采用双向隔离DC/DC模块151的情况下，可在双向隔离DC/DC模块150之前安装第三电流传感器161，故障定位装置130通过第三电流传感器161对电池140进行故障定位，即对电池140进行负极绝缘检测以及对电池140进行正极绝缘检测。

应当理解的是，通过第三电流传感器161检测的电流值对电池140进行负极绝缘检测和正极绝缘检测与图5和图6实施例中通过第一电流传感器110检测的电流值对负载120进行负极绝缘检测和正极绝缘检测的原理基本相同，不再详细赘述。

由此，在采用双向隔离DC/DC模块151的情况下，故障定位装置可通过第三电流传感器161检测的电流值确定电池140是否发生绝缘故障，便于维修，提高了列车供电的可靠性和安全性。

下面结合附图7-11对绝缘检测系统的绝缘检测方式进行详细描述。

在本发明一些实施例中，如图7-8所示，当电池侧和电网侧通过非隔离DC/DC模块150连接时，电网侧和电池侧可共用同一个绝缘检测装置170。

根据本发明的另一个实施例，如图9所示，当电池侧和电网侧通过双向隔离DC/DC模块151连接时，绝缘检测装置170用于对车厢10的电网侧的绝缘情况进行检测。车厢10还包括：第二绝缘检测装置180，第二绝缘检测装置180连接在电池140两端。具体地，双向隔离DC/DC模块151具有第一电池端和第二电池端，双向隔离DC/DC模块151的第一电池端通过电池正极母线P1与电池140的正极相连，双向隔离DC/DC模块151的第二电池端通过电池负极母线P2与电池140的负极相连，第二绝缘检测装置180可连接在电池正极母线P1和电池负极母线P2之间。第二绝缘检测装置180用于检测电池正极母线P1和电池负极母线P2对车壳的绝缘情况。也就是说，第二绝缘检测装置180用于对电池正极母线P1和电池负极母线P2进行绝缘检测。换言之，第二绝缘检测装置180用于对车厢10的电池侧的绝缘情况进行检测。

根据本发明的一个实施例，当电池侧和电网侧通过双向隔离DC/DC模块151连接时，列车控制器30还用于在列车进站时，将第二绝缘检测装置180关闭。

具体地，根据图10的实施例，绝缘检测装置170可包括：第三电阻R3、第三开关K3、第四电阻R4、第四开关K4、第一电压检测器171、第二电压检测器172和第三电压检测器173。

其中，第三电阻R3和第三开关K3相互串联，相互串联的第三电阻R3和第三开关K3连接在车厢正极母线M1和车壳地之间；第四电阻R4和第四开关K4相互串联，相互串联的第四电阻R4和第四开关K4连接在车厢负极母线M2和车壳地之间；第一电压检测器171并联在第三电阻R3的两端，第一电压检测器171用于检测第三电阻R3的电压以生成第一电压V1；第二电压检测器172并联在第四电阻R4的两端，第二电压检测器172用于检测第四电阻R4的电压以生成第二电压V2；第三电压检测器173用于检测车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间的电压以生成第三电压V3。

进一步地，根据本发明的一个实施例，可根据第三电阻R3的电阻值、第四电阻R4的电阻值、第一电压V1、第二电压V2和第三电压V3生成车厢正极母线M1的绝缘电阻和车厢负极母线M2的绝缘电阻。

具体来说，如图10所示，假设车厢正极母线M1对车壳地的绝缘电阻为R33，车厢负极母线M2对车壳地的绝缘电阻为R34。在图10的实施例中，绝缘检测装置170通过电桥法进行绝缘检测，其中，第三电阻R3和第四电阻R4为桥臂电阻，第三开关K3和第四开关K4为桥臂开关。当进行绝缘检测时，绝缘检测装置170可控制第三开关K3闭合并控制第四开关K4关断，通过第一电压检测器171检测第三电阻R3的电压以生成第一电压V1，以及控制第四开关K4闭合并控制第三开关K3关断，通过第二电压检测器172检测第四开关K4的电压以生成第二电压V2，以及通过第三电压检测器173检测车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间的电压以生成第三电压V3。

由图10可知，第一电压V1满足以下公式：第二电压V2满足以下公式：其中，R3为第三电阻R3的电阻值，R4为第四电阻R4的电阻值。假设第三电阻R3的电阻值和第四电阻R4的电阻值均等于R，即R3＝R4＝R，带入公式和计算可得，

由此，在获取第一电压V1、第二电压V2和第三电压V3之后，可根据公式计算车厢正极母线M1的绝缘电阻，并可根据公式计算车厢负极母线M2的绝缘电阻。

进而，根据本发明的一个具体实施例，当车厢负极母线M2的绝缘电阻小于预设电阻值和/或车厢正极母线M1的绝缘电阻小于预设电阻值时，绝缘检测装置170判断相应的车厢10发生绝缘故障。

根据本发明的一个实施例，当列车进站时，列车控制器30断开第三开关K3和第四开关K4，从而控制停止绝缘检测装置170进行绝缘检测。

具体地，根据图11的实施例，绝缘检测装置170可包括：信号源A1、第五电阻R5、第五开关K5、第六电阻R6和第四电压检测器174。

其中，第五电阻R5和第五开关K5相互串联，相互串联的第五电阻R5和第五开关K5连接在信号源A1的第一端和车厢正极母线M1之间或信号源A1的第一端和车厢负极母线M2之间；第六电阻R6连接在信号源A1的第二端和车壳地之间；第四电压检测器174用于检测第六电阻R6的电压；其中，信号源A1输出第一输出电压Vo1时，第六电阻R6的电压为第四电压V4，信号源A2输出第二输出电压Vo2时，第六电阻R6的电压为第五电压V5。

进一步地，可根据第五电阻R5的电阻值、第六电阻R6的电阻值、第一输出电压Vo1、第二输出电压Vo2、第四电压V4和第五电压V5生成车厢负极母线M2的绝缘电阻或车厢正极母线M1的绝缘电阻。其中，当第五电阻R5和第五开关K5连接在信号源A1的第一端和车厢正极母线M1之间时，可生成车厢负极母线M2的绝缘电阻；当第五电阻R5和第五开关K5连接在信号源A1的第一端和车厢负极母线M2之间时，可生成车厢正极母线M1的绝缘电阻。换言之，在车厢正极母线M1与车壳地之间连接图11实施例的绝缘检测装置170，可生成车厢负极母线M2的绝缘电阻，以及在负极母线M与车壳地之间连接图11实施例的绝缘检测装置170，可生成车厢2车厢正极母线M1的绝缘电阻。

具体来说，以第五电阻R5和第五开关K5连接在信号源A1的第一端和车厢负极母线M2之间为例进行说明，由于第五电阻R5和第五开关K5连接在信号源A1的第一端和车厢正极母线M1之间的原理与本实施例基本相同，这里不再详细赘述。

如图11所示，假设车厢正极母线M1对车壳地的绝缘电阻为R35。在图11的实施例中，绝缘检测装置170通过信号注入法进行绝缘检测，第五电阻R5为耦合电阻、第六电阻R6为电流采样电阻、V6为车厢正极母线M1和车厢负极母线M2之间的电压，信号源A1的信号幅值可变。

当进行绝缘检测时，绝缘检测装置170可先控制第五开关K5闭合，然后控制信号源A1按照第一输出电压Vo1注入信号，通过第四电压检测器174检测第六电阻R6的电压以获得第四电压V4，此时，第四电压V4可满足公式以及控制信号源A1按照第二输出电压Vo2注入信号，通过第四电压检测器174检测第六电阻R6的电压以获得第五电压V5，此时，第五电压V5可满足公式

联合公式和可得，

由此，通过公式可分别计算出车厢正极母线M1的绝缘电阻和车厢负极母线M2的绝缘电阻，

进而，根据本发明的一个具体实施例，当车厢负极母线M2的绝缘电阻小于预设电阻值和/或车厢正极母线M1的绝缘电阻小于预设电阻值时，绝缘检测装置170判断相应的车厢10发生绝缘故障。

根据本发明的一个实施例，当列车进站时，列车控制器30断开第五开关K5，从而控制停止绝缘检测装置170进行绝缘检测。

由此，通过绝缘检测装置能够及时检测出每个车厢是否发生绝缘故障，确保列车上的设备和乘客的人身安全，提高了列车供电的可靠性和安全性。

应当理解的是，第二绝缘检测装置180可采用图10或图11的实施例的结构，图10或图11的实施例用于第二绝缘检测装置180的不同之处在于，将车厢正极母线M1替换为电池正极母线P1，将车厢负极母线M2替换为电池负极母线P2，由此，即可获取电池正极母线P1的绝缘电阻和电池负极母线P2的绝缘电阻。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图12所示，列车的绝缘检测系统还包括：列车绝缘检测装置20，其中，列车绝缘检测装置20连接在电网正极母线L1和电网负极母线L2之间。列车绝缘检测装置20用于检测电网正极母线L1和电网负极母线L2之间的绝缘情况，也就是说，列车绝缘检测装置20用于对电网正极母线L1和电网负极母线L2进行绝缘检测。换言之，列车绝缘检测装置20用于对整个列车的绝缘情况进行检测。

应当理解的是，列车绝缘检测装置20可采用图10或图11的实施例的结构，图10或图11的实施例用于列车绝缘检测装置20的不同之处在于，将车厢正极母线M1替换为电网正极母线L1，将车厢负极母线M2替换为电网负极母线L2，由此，即可获取电网正极母线L1的绝缘电阻和电网负极母线L2的绝缘电阻。

根据本发明的一个实施例，列车控制器30还用于在列车进站时将列车绝缘检测装置20关闭。

进一步地，根据本发明的一个实施例，列车控制器30用于当列车绝缘检测装置20或变电站绝缘检测装置210检测到绝缘故障时，依次启动车厢10内的故障定位装置130，并通过车厢内的故障定位装置130对绝缘故障进行定位。

其中，根据本发明的一个实施例，列车绝缘检测装置20、绝缘检测装置170和列车控制器30可均接入列车的通信网络，列车绝缘检测装置20、绝缘检测装置170和列车控制器30相互之间可通过通信网络进行通信。或者，根据本发明的另一个实施例，列车绝缘检测装置20与每个车厢10的绝缘检测装置170进行通信，以获取每个车厢10的绝缘情况，且仅列车绝缘检测装置20和列车控制器30接入列车的通信网络，从而绝缘检测装置170生成的信息可由列车绝缘检测装置20判断后再传输。

具体地，当列车在轨道上行驶时，列车绝缘检测装置20可在其自身检测到整个列车发生绝缘故障或每个车厢10中任一个绝缘检测装置170或第二绝缘检测装置180检测到相应的车厢10发生绝缘故障时生成报警信息，列车绝缘检测装置20可将报警信息通过通信网络发送给列车控制器30，列车控制器30在接收到报警信息之后，依次启动车厢10内的故障定位装置130，并通过车厢内的故障定位装置130对绝缘故障进行定位。

在列车进站时，列车控制器30控制接地刷40开始动作以接入大地，并控制列车上的列车绝缘检测装置20、绝缘检测装置170以及第二绝缘检测装置180均停止绝缘检测，例如，对于图10实施例，控制第三开关K3和第四开关K4关断，对于图11的实施例，控制第五开关K5断开。进而，通过变电站绝缘检测装置210进行绝缘检测；变电站绝缘检测装置210可与列车的列车控制器30进行通信，在列车停止进行绝缘检测之后，列车控制器30可通过站内网络向变电站200发送请求命令，变电站200接收请求命令后可将变电站绝缘检测装置210检测到绝缘检测结果发送给列车控制器30。

具体地，当变电站绝缘检测装置210检测到绝缘故障时，可发送绝缘故障信息给指定进行故障定位的列车，该列车的列车控制器30在接收到绝缘故障信息之后，可通过故障定位装置130进行故障定位，并且，该列车也可发送故障定位指令给站点的其他列车，其他列车也可通过指定进行故障定位的列车的故障定位装置130进行故障定位。

应当理解的是，由于多个车厢10的车厢正极母线M1均连在一起，多个车厢10的车厢负极母线M2均连在一起，多个车厢10的车壳地也都连在一起，故障定位装置130中第一开关K1和第二开关K2的切换会相互影响，因此，在进行故障定位时，列车控制器30可依次启动车厢10内的故障定位装置130，以确保同一时间只有一个故障定位装置130进行开关切换动作。

具体来说，列车控制器30可依次启动车厢10内的故障定位装置130，即控制故障定位装置130的第一开关K1和第二开关K2闭合，在任一车厢的故障定位装置130启动之后，故障定位装置130可监测该车厢的第一电流传感器110和/或第二电流传感器160检测的电流值，如果第一电流传感器110检测的电流值大于预设电流阈值或第二电流传感器160检测的电流值大于预设电流阈值，该故障定位装置130则生成故障定位信息，并将故障定位信息发送给列车控制器30，从而可确定发生绝缘故障的具体位置。另外，在其他实施例中，在任一车厢的故障定位装置130启动之后，其他车厢的故障定位装置130也可监测各自所在车厢的第一电流传感器110、第二电流传感器160(采用非隔离DC/DC模块150时)以及第三电流传感器161(采用双向隔离DC/DC模块151)检测的电流值，以根据检测的电流值确定其他车厢发生绝缘故障的具体位置。

另外，根据本发明的一个实施例，列车控制器30还可用于当列车绝缘检测装置20检测到绝缘故障时，启动任一车厢10内的故障定位装置130并关闭其他车厢10内的故障定位装置130，并通过车厢内的故障定位装置130对绝缘故障进行定位。

也就是说，在进行故障定位时，列车控制器30可控制多个车厢10中任一车厢的故障定位装置130启动，从而同一时间只有一个故障定位装置进行开关切换动作，在任一车厢的故障定位装置130启动，每个车厢10的故障定位装置130可检测各自所在车厢中第一电流传感器110和/或第二电流传感器160检测的电流值，并在第一电流传感器110检测的电流值大于预设电流阈值或第二电流传感器160检测的电流值大于预设电流阈值，生成故障定位信息，从而确定发生绝缘故障的具体位置。

由此，列车的绝缘检测系统通过故障定位装置130、绝缘检测装置170、第二绝缘检测装置180以及列车绝缘检测装置20之间的配合可对绝缘故障进行定位，并且，可避免多个车厢同时进行故障定位引起的干扰，提升故障定位的准确度。

如上所述，在本发明的一个具体实施例中，当列车在轨道上行驶时，多列列车100例如图2中的列车1和列车2分别通过各自列车的绝缘情况，例如每列列车100可通过各自的绝缘检测装置170、第二绝缘检测装置180以及列车绝缘检测装置20进行绝缘检测。每个列车的列车控制器30可在列车绝缘检测装置20检测到绝缘故障时，依次启动车厢10内的故障定位装置130或者仅启动某个车厢的故障定位装置130，直至该车厢的故障定位装置130报故障之后，再切换到其他车厢的故障定位装置130，由此通过车厢内的故障定位装置130对绝缘故障进行定位，以定位出发生绝缘故障的具体车厢和具体负载。

当列车进入站点时，停止站点的列车上的列车控制器30可控制自身的绝缘检测装置170、第二绝缘检测装置180(采用双向隔离DC/DC模块151时)以及列车绝缘检测装置20关闭以停止检测，由变电站200内安装的变电站绝缘检测装置210对整个系统进行绝缘检测。当变电站绝缘检测装置210检测到绝缘故障时，可以定位具体故障车辆，再定位具体故障车厢和负载。具体地，当变电站绝缘检测装置210检测到绝缘故障之后，可发送绝缘故障信息给指定进行故障定位的列车，该指定列车的列车控制器30可控制某一车厢10的故障定位装置130的第一开关K1闭合且第二开关K2关断，此时故障定位装置130处于定位负极绝缘故障的状态，指定列车可发送定位负极绝缘故障指令给站点的其他列车，其他列车的故障定位装置130的第一开关K1和第二开关K2均断开，指定列车和其他列车均监测自身的设置在负载120入口的第一电流传感器110检测到的电流值，当检测到的电流值超过预设电流阈值时，确定该负载120的负极发生绝缘故障，且指定列车和其他列车均监测自身的第二电流传感器160或第三电流传感器161以确定电池140的负极是否发生绝缘故障，每个列车读取完电流传感器检测到的电流值之后，可发送定位负极绝缘故障完成信息给指定列车。

之后指定列车的列车控制器30可控制某一车厢10的故障定位装置130的第二开关K2闭合且第一开关K1关断，此时故障定位装置130处于定位正极绝缘故障的状态，指定列车可发送定位正极绝缘故障指令给站点的其他列车，其他列车的故障定位装置130的第一开关K1和第二开关K2均断开，指定列车和其他列车均监测自身的设置在负载120入口的第一电流传感器110检测到的电流值，当检测到的电流值超过预设电流阈值时，确定该负载120的正极发生绝缘故障，且指定列车和其他列车均监测自身的第二电流传感器160或第三电流传感器161以确定电池140的正极是否发生绝缘故障，每个列车读取完电流传感器检测到的电流值之后，可发送定位正极绝缘故障完成信息给指定列车。之后，指定列车的列车控制器30可控制某一车厢的第一开关K1和第二开关K2均断开，故障定位过程结束。

由此，能够避免多个车厢的绝缘检测装置以及变电站绝缘检测装置之间相互影响，提高绝缘电阻检测准确度，防止误报绝缘故障。并且，可避免多个车厢同时进行故障定位造成的相互影响，提升故障定位的准确度。

最后，本发明实施例还提出了一种列车，包括上述实施例的绝缘检测系统。

根据本发明的一个实施例，列车可为跨座式单轨列车。

根据本发明实施例提出的列车，能够准确地确定发生绝缘故障的位置例如具体车厢和具体负载，提高了列车供电的可靠性和安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种列车的绝缘检测系统，其特征在于，所述列车由电网供电，电网包括电网正极母线和电网负极母线，变电站包括变电站绝缘检测装置，所述列车包括多个车厢，每个车厢包括：

车厢正极母线，所述车厢正极母线和所述电网正极母线相连；

车厢负极母线，所述车厢负极母线和所述电网负极母线相连；

连接在所述车厢正极母线和所述车厢负极母线之间的故障定位装置；

连接在所述车厢正极母线和所述车厢负极母线之间的绝缘检测装置，用于在所述列车未进站时，对所述车厢正极母线和所述车厢负极母线进行绝缘检测；

所述变电站绝缘检测装置，用于在所述列车进站时进行绝缘检测；

所述列车包括列车控制器，用于在所述列车进站时，将所述绝缘检测装置关闭。

2.如权利要求1所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，所述车厢还包括：

连接在所述车厢正极母线和车厢负极母线之间的第一电流传感器；

与所述第一电流传感器相连的负载；

其中，所述故障定位装置用于接通所述车厢正极母线和所述车厢负极母线与所述负载的通路，以对所述负载进行负极绝缘检测和正极绝缘检测。

3.如权利要求2所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，所述故障定位装置具体包括：

第一电阻，所述第一电阻与所述车厢正极母线相连；

第一开关，所述第一开关与车壳地相连；

第二电阻，所述第二电阻与所述车厢负极母线相连；

第二开关，所述第二开关与所述车壳地相连；

控制器，用于对所述第一开关和第二开关进行控制。

4.如权利要求3所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，在所述列车未进行绝缘检测时，所述控制器控制所述第一开关和所述第二开关均断开；在所述列车进行绝缘检测时，所述控制器控制所述第一开关闭合，并控制所述第二开关断开，通过所述第一电流传感器检测的电流值对所述负载进行负极绝缘检测，以及控制所述第二开关闭合，并控制所述第一开关断开，通过所述第一电流传感器检测的电流值对所述负载进行正极绝缘检测。

5.如权利要求1所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，所述绝缘检测装置包括：

连接在所述车厢正极母线和车壳地之间的相互串联的第三电阻和第三开关；

连接在所述车厢负极母线和车壳地之间的相互串联的第四电阻和第四开关；

第一电压检测器，用于检测所述第三电阻的电压以生成第一电压；

第二电压检测器，用于检测所述第四电阻的电压以生成第二电压；

第三电压检测器，用于检测所述车厢正极母线和所述车厢负极母线之间的电压以生成第三电压。

6.如权利要求5所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，根据所述第三电阻的电阻值、所述第四电阻的电阻值、所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压生成所述车厢正极母线的绝缘电阻和所述车厢负极母线的绝缘电阻。

7.如权利要求5所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，当所述列车进站时，所述列车控制器断开所述第三开关和所述第四开关。

8.如权利要求1所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，所述绝缘检测装置包括：

信号源；

第五电阻和第五开关，所述第五电阻和第五开关连接在所述信号源的第一端和所述车厢正极母线之间或者连接在所述信号源的第一端和所述车厢负极母线之间；

连接在所述信号源的第二端和所述车壳地之间的第六电阻；

第四电压检测器，用于检测所述第六电阻的电压；

其中，所述信号源输出第一输出电压时，所述第六电阻的电压为第四电压，所述信号源输出第二输出电压时，所述第五电阻的电压为第五电压。

9.如权利要求8所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，根据所述第五电阻的电阻值、所述第六电阻的电阻值、所述第一输出电压、所述第二输出电压、所述第四电压和第五电压生成所述车厢负极母线的绝缘电阻或所述车厢正极母线的绝缘电阻。

10.如权利要求8所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，当所述列车进站时，所述列车控制器断开所述第五开关。

11.如权利要求1所述的列车的绝缘检测系统，其特征在于，还包括：

列车绝缘检测装置，所述列车绝缘检测装置连接在所述电网正极母线和所述电网负极母线之间；

其中，所述列车控制器，还用于当所述列车绝缘检测装置或变电站绝缘检测装置检测到绝缘故障时，依次启动所述车厢内的故障定位装置，并通过车厢内的故障定位装置对绝缘故障进行定位。

12.一种列车，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的绝缘检测系统。