CN111398756A - 一种机车高压绝缘检测子系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机车绝缘检测技术领域，尤其涉及一种机车高压绝缘检测子系统，包括输入输出控制模块、主电源模块、辅助电源模块、逆变电源模块、信号检测模块、CPU模块、通讯模块、人机交互显示模块、信号检测切换模块和输入输出接口模块，输入输出接口模块中的输入端与外部系统110VDC相连接，输出端与机车高压互感器连接，所属外部系统110VDC电源有两路控制电路，一路经过辅助电源转换,为信号检测模块，CPU模块，通讯模块，人机交互显示模块提供电源，另一路通过主电源模块及逆变模块产生一路150V的交流信号，信号检测模块和CPU模块判断弓网是否升弓。该高压绝缘检测子系统不会应自身故障而影响机车正常运行，可以进行多路互感器绝缘检测，减少成本。

Description

一种机车高压绝缘检测子系统

技术领域

本发明涉及机车绝缘检测技术领域，尤其涉及一种机车高压绝缘检测子系统。

背景技术

近年来，电气化铁路发展异常迅速，全路营运里程已达到近两万多公里，并且今后还将以更快的速度发展，但是对电气化铁路相关设备的检测却非常落后，特别是对电力机车受电弓及车顶设备的检测，检测效率低、精度低、准确性差、检测项目单一、非在线式等。

随着机车上的高压互感器增多，每一台高压互感器配置一台高压绝缘检测设备，增加了维护成本和物料成本。因此，开发检测效率高、精度高、准确性高的机车高压绝缘检测子系统尤为必要。

现有的车顶绝缘监测主要有2种方法，一种是由作业人员上车顶使用兆欧表直接进行测量。另一种是通过安装在车内的车顶绝缘检测装置进行检测。

上述第一种方法简单，但不方便也不安全。第二种方法将蓄电池的直流电转化为正弦交流电加到高压互感器的二次侧，从而使高压互感器的一次侧感应出25kV高压电模拟弓网在线电压，测试人员通过显示屏进行查看，判断机车车顶绝缘状态。该方法简单安全，但存在机车检测线缆与高压互感器相连接，没有断开，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种机车高压绝缘检测子系统机车，该高压绝缘检测子系统不会应自身故障而影响机车正常运行，可以进行多路互感器绝缘检测，减少维护成本和物料成本。

本发明的技术方案是构造一种机车高压绝缘检测子系统，包括输入输出控制模块、主电源模块、辅助电源模块、逆变电源模块、信号检测模块、CPU模块、通讯模块、人机交互显示模块、信号检测切换模块和输入输出接口模块，所述输入输出接口模块中的输入端与外部系统110VDC相连接，输出端与机车高压互感器连接，所属外部系统110VDC电源有两路控制电路，其中一路经过辅助电源转换,为信号检测模块，CPU模块，通讯模块，人机交互显示模块提供电源，另一路通过主电源模块及逆变模块产生一路150V的交流信号，所述信号检测模块和CPU模块判断弓网是否升弓，在不升弓的情况下，所述输入输出控制模块与外部高压互感器相连接，进行绝缘检测，在升弓状态下，所述输入输出控制模块与外部高压互感器断开，并通过人机交互显示模块、通讯模块向操作人员及机车主机发送报警信息。

优选地，所述输入输出接口模块中的输入端与外部系统110VDC相连接，输出端与机车高压互感器连接，所属外部系统110VDC电源有两路控制电路，其中一路经过辅助电源转换,为信号检测模块，CPU模块，通讯模块，人机交互显示模块提供电源，另一路通过主电源模块及逆变模块产生一路150V的交流信号。

优选地，所述机车高压互感器设置有两个以上，并与相应的检测信号线相连接，所述信号检测切换模块进行信号切换，所述人机交互换显示模块显示相应信息，并通过通讯模块向操作人员及机车主机发送信息。

本发明还提供一种机车高压绝缘检测子系统，系统工作流程包括以下步骤：

S1：开关按钮启动；

S2：继电器通道1开启，继电器通道1开始输出信号，并传递给信号检测模块，信号检查模块检测信号是否小于短路电压，是就将信号传递给CPU模块保存故障直接切换电路，同时将信号传递给继电器，否信号检测模块进行最长十秒的检测信号，连续十秒小于设定电压，再将信号传递给CPU模块保存故障，稳定两秒大于设定电压，再将信号传递给继电器；

S3：继电器通道2开启，继电器通道2开始输出信号，并传递给信号检测模块，信号检查模块检测信号是否小于短路电压，是就将信号传递给CPU模块保存故障直接切换电路，同时将信号传递给继电器，否信号检测模块进行最长十秒的检测信号，连续十秒小于设定电压，再将信号传递给CPU模块保存故障，稳定两秒大于设定电压，再将信号传递给CPU模块，CPU模块判断是否有故障，否上报，当按下出库或者运行绝缘检测按钮时，PO[26]输出，由3.3V逐渐降到较低低压，是报警。

本发明还提供一种机车高压绝缘检测子系统，操作流程包括以下工作步骤：

S1：闭合蓄电池、断开机车电钥匙，用机车蓝钥匙打开检测箱电源，确保测试装置加电启动，进入自检状态，自检灯亮，故障指示灯常亮，蜂鸣器报警；

S2：对相应的故障进行排出；

S3：检测故障是否排出，按下任意检测按钮，听到警示声后测试装置进入测试状态，绝缘检测指示灯亮，显示屏显示目前测得的电压。

本发明有益效果：

1.本机车高压绝缘检测子系统不会应自身故障而影响机车正常运行。

2.本车高压绝缘检测系统可以进行多路互感器绝缘检测，减少维护成本和物料成本。

附图说明

图1是本机车高压绝缘检测子系统原理图。

图2是系统工作流程图。

附图序号说明：

1-输入输出控制模块，2-主电源模块，3-辅助电源模块，4-逆变电源模块，5-信号检测模块，6-CPU模块，7-通讯模块，8-人机交互显示模块，9-信号检测切换模块，

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照说明书附图的图1和图2对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

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，所描述的实施例仅仅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。

实施例1：

在实施例1的基础上，一种机车高压绝缘检测子系统，包括输入输出控制模块1、主电源模块2、辅助电源模块3、逆变电源模块4、信号检测模块5、CPU模块6、通讯模块7、人机交互显示模块8、信号检测切换模块9和输入输出接口模块，所述输入输出接口模块中的输入端与外部系统110VDC相连接，输出端与机车高压互感器连接，所属外部系统110VDC电源有两路控制电路，其中一路经过辅助电源转换,为信号检测模块5，CPU模块6，通讯模块7，人机交互显示模块8提供电源，另一路通过主电源模块2及逆变模块产生一路150V的交流信号，所述信号检测模块9和CPU模块6判断弓网是否升弓，在不升弓的情况下，所述输入输出控制模块1与外部高压互感器相连接，进行绝缘检测，在升弓状态下，所述输入输出控制模块1与外部高压互感器断开，并通过人机交互显示模块8、通讯模块7向操作人员及机车主机发送报警信息。

本发明的工作过程与原理为：

机车高压绝缘检测子系统通过开关电源技术和逆变技术相结合，将蓄电池的直流电转化为正弦交流电加到高压互感器的二次侧，从而使高压互感器的一次侧感应出25kV高压电模拟弓网在线电压，但是模拟出的此电压功率远远小于弓网上的电功率，并且输出功率受到一定的限制。

当机车车顶绝缘状态下降时，等效阻抗就会下降，并且下降到一定程度时，由于机车高压绝缘检测子系统加到车顶高压设备上的电流被限定在一定范围所以电压会下降，这样通过模拟加载电压的大小就可以等效出车顶高压设备的绝缘状态。

本发明采用的技术是一种机车车顶绝缘检测系统。包括输入输出控制模块1，主电源模块2，辅助电源模块3，逆变电源模块4，信号检测模块5，CPU模块6，通讯模块7，人机交互显示模块8、信号检测切换模块9、输入输出接口模块及外部防护模块组成。

其输入输出接口模块中的输入端与机车外部系统110VDC相连接，输出端与机车高压互感器器连接，外部系统110VDC电源一路经过辅助电源转换为信号检测模块5，CPU模块6，通讯模块7，人机交互显示模块8提供电源，另一路通过主电源模块2及逆变模块产生一路150V的交流信号。通过信号检测模块5和CPU模块6来判断弓网是否升弓，在不升弓的情况下，通过输入输出控制模块1与外部高压互感器相连接，可以进行绝缘检测。在升弓状态下，通过输入输出控制模块1与外部高压互感器断开，并通过人机交互显示模块8、通讯模块7向操作人员及机车主机发送报警。因设备与外部电压信号断开，不会通过输出接口进入至设备内部，造成设备损坏。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述输入输出控制模块1包括继电器，所述继电器输出端与机车高压互感器相连接，输入端与逆变电源模块4相连接。

当机车高压绝缘检测子系统打开电源的同时，系统进入自检，检测外网是否有电，有电则报警。关闭电源的同时。K1为常开状态。动作条件为按压出库或者运行检测时，K1闭合。

实施例3：

在实施例1的基础上，所述机车高压互感器设置有两个以上，并与相应的检测信号线相连接，所述信号检测切换模块9进行信号切换，所述人机交互换显示模块8显示相应信息，并通过通讯模块7向操作人员及机车主机发送信息。

针对多台高压互感器，只要将检测信号线接入至相对应的互感器次边即可，通过信号检测切换模块9进行信号切换，按照相同的方式进行检测。最后将所有信息通过人机交互显示并通过人机交互显示模块8、通讯模块7向操作人员及机车主机发送信息。

实施例4：

在实施例1的基础上，所述的机车高压绝缘检测子系统，系统工作流程包括以下步骤：

S1：开关按钮启动；

S2：继电器通道1开启，继电器通道1开始输出信号，并传递给信号检测模块5，信号检查模块检测信号是否小于短路电压，是就将信号传递给CPU模块6保存故障直接切换电路，同时将信号传递给继电器，否信号检测模块5进行最长十秒的检测信号，连续十秒小于设定电压，再将信号传递给CPU模块6保存故障，稳定两秒大于设定电压，再将信号传递给继电器；

S3：继电器通道2开启，继电器通道2开始输出信号，并传递给信号检测模块5，信号检查模块检测信号是否小于短路电压，是就将信号传递给CPU模块6保存故障直接切换电路，同时将信号传递给继电器，否信号检测模块5进行最长十秒的检测信号，连续十秒小于设定电压，再将信号传递给CPU模块6保存故障，稳定两秒大于设定电压，再将信号传递给CPU模块6，CPU模块6判断是否有故障，否上报，当按下出库或者运行绝缘检测按钮时，PO[26]输出，由3.3V逐渐降到较低低压，是报警。

实施例5：

在实施例1的基础上，所述的机车高压绝缘检测子系统，操作流程包括以下工作步骤：

S1：闭合蓄电池、断开机车电钥匙，用机车蓝钥匙打开检测箱电源，确保测试装置加电启动，进入自检状态，自检灯亮，故障指示灯常亮，蜂鸣器报警；

S2：对相应的故障进行排出；

S3：检测故障是否排出，按下任意检测按钮，听到警示声后测试装置进入测试状态，绝缘检测指示灯亮，显示屏显示目前测得的电压。

闭合蓄电池、断开机车电钥匙，用机车蓝钥匙打开检测箱电源，确保测试装置加电启动，进入自检状态，自检灯亮。若此时机车电钥匙打开或未降受电弓，外网有电，相应故障指示灯常亮，自检灯常亮，显示屏显示故障状态，并有蜂鸣器报警。此时，检测装置不能进入测试状态，直到排除故障方可进行下一步自检程序。

自检过程中，本检测装置内部故障，则自检灯常亮，显示屏显示故障状态。此种情况下，检测装置不能进入测试状态，需要进行返厂维修。

若自检正常通过后，则自检指示灯灭，显示屏显示自检正常。

自检完毕后方可进行检测操作。按下任意检测按钮，听到“滴”一声后测试装置进入测试状态，绝缘检测指示灯亮，显示屏显示目前测得的电压，检测完成后，若测试的电压值高于报警值，显示屏显示绝缘正常，绝缘检测灯熄灭，若测试的电压值低于报警值，显示屏显示绝缘报警，绝缘检测灯常亮，并有蜂鸣器报警。

Claims (5)

1.一种机车高压绝缘检测子系统，包括输入输出控制模块(1)、主电源模块(2)、辅助电源模块(3)、逆变电源模块(4)、信号检测模块(5)、CPU模块(6)、通讯模块(7)、人机交互显示模块(8)、信号检测切换模块(9)和输入输出接口模块，其特征在于，所述输入输出接口模块中的输入端与外部系统110VDC相连接，输出端与机车高压互感器连接，所属外部系统110VDC电源有两路控制电路，其中一路经过辅助电源转换,为信号检测模块(5)，CPU模块(6)，通讯模块(7)，人机交互显示模块(8)提供电源，另一路通过主电源模块(2)及逆变模块产生一路150V的交流信号，所述信号检测模块(5)和CPU模块(6)判断弓网是否升弓，在不升弓的情况下，所述输入输出控制模块(1)与外部高压互感器相连接，进行绝缘检测，在升弓状态下，所述输入输出控制模块(1)与外部高压互感器断开，并通过人机交互显示模块(8)、通讯模块(7)向操作人员及机车主机发送报警信息。

2.根据权利要求1所述的机车高压绝缘检测子系统，其特征在于，所述输入输出控制模块(1)包括继电器，所述继电器输出端与机车高压互感器相连接，输入端与逆变电源模块(4)相连接。

3.根据权利要求1所述的机车高压绝缘检测子系统，其特征在于，所述机车高压互感器设置有两个以上，并与相应的检测信号线相连接，所述信号检测切换模块(9)进行信号切换，所述人机交互换显示模块(8)显示相应信息，并通过通讯模块(7)向操作人员及机车主机发送信息。

4.根据权利要求1所述的机车高压绝缘检测子系统，其特征在于，系统工作流程包括以下步骤：

S1：开关按钮启动；

S2：继电器通道1开启，继电器通道1开始输出信号，并传递给信号检测模块(5)，信号检查模块检测信号是否小于短路电压，是就将信号传递给CPU模块(6)保存故障直接切换电路，同时将信号传递给继电器，否信号检测模块(5)进行最长十秒的检测信号，连续十秒小于设定电压，再将信号传递给CPU模块(6)保存故障，稳定两秒大于设定电压，再将信号传递给继电器；

S3：继电器通道2开启，继电器通道2开始输出信号，并传递给信号检测模块(5)，信号检查模块检测信号是否小于短路电压，是就将信号传递给CPU模块(6)保存故障直接切换电路，同时将信号传递给继电器，否信号检测模块(5)进行最长十秒的检测信号，连续十秒小于设定电压，再将信号传递给CPU模块(6)保存故障，稳定两秒大于设定电压，再将信号传递给CPU模块(6)，CPU模块(6)判断是否有故障，否上报，当按下出库或者运行绝缘检测按钮时，PO[26]输出，由3.3V逐渐降到较低低压，是报警。

5.根据权利要求1所述的机车高压绝缘检测子系统，其特征在于，操作流程包括以下工作步骤：

S1：闭合蓄电池、断开机车电钥匙，用机车蓝钥匙打开检测箱电源，确保测试装置加电启动，进入自检状态，自检灯亮，故障指示灯常亮，蜂鸣器报警；

S2：对相应的故障进行排出；

S3：检测故障是否排出，按下任意检测按钮，听到警示声后测试装置进入测试状态，绝缘检测指示灯亮，显示屏显示目前测得的电压。

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